WENZEL, Thomas (Jakob-Ziegler-Straße 15, Weyher, 76835, DE)
SEIFERT, Matthias (Luchtenmakerweg 4, Braunschweig, 38126, DE)
WENZEL, Thomas (Jakob-Ziegler-Straße 15, Weyher, 76835, DE)
| Patentansprüche 1. Verfahren zur Verkehrssteuerung an einem Bahnübergang (BU) , an welchem sich höhengleich eine Straße (S) und eine Bahntrasse (B) in einem Gefahrenbereich (G) kreuzen, - wobei die Straße (S) wenigstens eine Zufahrt (Z) in den Ge¬ fahrenbereich (G) und daran anschließend eine Ausfahrt (A) aus dem Gefahrenbereich (G) aufweist, - wobei die Zufahrt (Z) für Fahrzeuge (F) vor dem Gefahrenbe- reich (G) durch Sicherungsmittel (11, 12) gesperrt oder fre igegeben wi rd, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , das s - ein Verkehrsfluss von Fahrzeugen (F) in der Ausfahrt (A) erfasst wird, - aus dem erfassten Verkehrsfluss auf eine Lage eines Endes (E) eines Ruckstaues von Fahrzeugen (F) in der Ausfahrt (A) geschlossen wird, - und bei kritischer Annäherung des Ruckstauendes (E) an den Gefahrenbereich (G) die Zufahrt (Z) gesperrt wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, - wobei ein Eindringen des Ruckstauendes (E) in den Gefahrenbereich (G) einer Lichtsignalanlage (20) gemeldet wird, welche den Verkehr an einem dem Bahnübergang (BU) folgenden Straßenknoten (FK) regelt, - und wobei auf der Ausfahrt (A) vor dem Folgeknoten (FK) wartenden bzw. zufließenden Fahrzeugen (F) eine Freigabephase signalisiert wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, - wobei eine kritische Annäherung des Ruckstauendes (E) an den Gefahrenbereich (G) oder ein Eindringen des Ruckstauendes (E) in den Gefahrenbereich (G) einer Lichtsignalanlage (30) gemeldet wird, welche den Verkehr an einem dem Bahn- ubergang (BU) vorangehenden Straßenknoten (VK) regelt, - und wobei der Verkehr am Vorknoten (VK) in Abhängigkeit von der Lage des Ruckstauendes (E) geregelt wird. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, - wobei ein Eindringen des Ruckstauendes (E) in den Gefahren¬ bereich (E) oder eine Erfassung eines stationären Objektes im Gefahrenbereich (G) einer dem Schienenverkehr auf der Bahntrasse (B) zugeordneten Leitzentrale (40) gemeldet wird. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, - wobei von der Ausfahrt (A) und/oder vom Gefahrenbereich (G) Videobilder aufgenommen und zur Erfassung der Lage des Ruckstauendes (E) oder zur Erfassung eines stationären Objektes digital ausgewertet werden. 6. Verfahren nach Anspruch 5, - wobei durch digitale Auswertung der aufgenommenen Videobilder eine Lange eines sich dem Ruckstauende (E) nähernden Fahrzeugs (F) ermittelt wird. 7. Vorrichtung zur Durchfuhrung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, - mit einem Verkehrsdetektor (10) , der dazu ausgebildet ist, die Lage des Endes (E) eines sich auf der Ausfahrt (A) bildenden Ruckstaues von Fahrzeugen (F) zu erfassen und eine kritische Annäherung des Ruckstauendes (E) an den Gefahren- bereich (G) zu melden, - und mit einer Lichtsignalanlage, die dazu ausgebildet ist, eine Meldung des Verkehrsdetektors (10) zu empfangen und über Signalgeber (12, 22, 32) den Fahrzeugverkehr im Bereich des Bahnübergangs (BU) zu steuern. |
Verfahren und Vorrichtung zur Verkehrssteuerung an einem Bahnübergang
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verkehrssteuerung an einem Bahnübergang nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens nach Patentanspruch 6.
An höhengleichen Bahnübergängen kreuzen sich eine Straße mit einer oder mehreren Fahrbahnen für Straßenfahrzeuge, im Folgenden kurz Fahrzeuge genannt, und eine ein- oder mehrgleisige Bahntrasse für Schienenfahrzeuge, welche einen gemeinsamen Gefahrenbereich teilen. Der Gefahrenbereich umfasst eine Kon- fliktflache, auf der sich die Bewegungsstreifen der nicht vertraglichen Verkehrsstrome überlagern. Zur Sicherung der Bahnübergänge werden Sichtflachen von beiden Seiten der Straße zu beiden Seiten des Schienenwegs freigehalten und Gefahr- zeichen, Baken und andere Verkehrszeichen an der Straße aufgestellt. Insbesondere wird den Verkehrsteilnehmern der Vorrang der Bahn durch das Aufstellen von Andreaskreuzen angezeigt. Darüber hinaus sind Bahnübergänge häufig durch techni ¬ sche Sicherungen, wie zum Beispiel Lichtzeichen mit gelbem und rotem Signalgeber, rote Blinklichter, Schranken oder Halbschranken, gesichert.
Liegen Straßenkreuzungen so nahe an Bahnübergängen, dass das Sichern des Bahnübergangs oder die Verkehrsabwicklung an der Kreuzung bei gesperrtem Bahnübergang beeinträchtigt wird, so sind nach den „Richtlinien über Abhängigkeiten zwischen der technischen Sicherung von Bahnübergängen und der Verkehrsregelung an benachbarten Straßenkreuzungen und -emmundungen (BUSTRA)", BMV-Erlass StV 4/36.42.37 - 01 - vom 17.07.1972 unter Berücksichtigung der Änderungen vom 19.01.1977 und
13.01.1984, die Regelungen des Straßenverkehrs und die der Bahnubergangssicherung aufeinander abzustimmen. Demnach sollen Maßnahmen am Bahnübergang und an der Straßenkreuzung oder -einmundung den Straßenverkehr zum Bahnübergang fruhzertrg unterbrechen, so dass die jeweilige Bahnubergangssicherung ohne Behinderung des Schienenverkehrs wirksam werden kann.
Lichtzeichen am Bahnübergang sind m ein Lichtzeichenprogramm zur Verkehrsregelung an der Kreuzung emzubeziehen . Bei ab ¬ hangigen Anlagen setzt sich die relevante Zeitkonstante des Bahnübergangs aus einer ersten Teilzeit, die dem Zeitbedarf für die Beeinflussung des Straßenverkehrs entspricht, um das Sichern des Bahnübergangs zu ermöglichen, und einer zweiten Teilzeit zusammen, die dem Zeitbedarf für das Sichern des Bahnübergangs entspricht, wenn keine benachbarte Kreuzung den Verkehrsablauf beeinflussen wurde. Bei der Ermittlung des Zeitbedarfs für die Beeinflussung des Straßenverkehrs ist zu beachten, dass die erste Teilzeit im Augenblick der Beeinflussung der Lichtzeichenanlage beginnt; sie endet, sobald mit der Sicherung des Bahnübergangs begonnen werden kann.
Die erforderlichen Mindestgrunzeiten und Zwischenzeiten sowie gewisse Verzogerungen für das Räumen des Bahnübergangs bei
Behinderungen durch Abbieger an der Kreuzung sind zu berücksichtigen. Hierbei ist von einer Beeinflussung in demjenigen Signalisierungszustand auszugehen, der den größten Zeitbedarf bis zum Beginn der Vollbeeinflussung erfordert. Bei Berech- nung des größten Zeitbedarfs kann es sich empfehlen, in besonderen Fallen - etwa bei einer Grünen Welle - auch die Verhaltnisse des Straßenverkehrs verstärkt zu berücksichtigen, sofern dem nicht überwiegende Interessen des Eisenbahnverkehrs entgegen stehen. Vor einer Zugfahrt werden alle Licht- Zeichengeber so geschaltet, dass das zugige Räumen des Bahnübergangs sichergestellt ist und die Zufahrten zum Bahnüber ¬ gang gesperrt werden. Hierfür sendet eine BUSTRA-Schnitt- stelle ein Anmeldesignal an die Lichtzeichenanlage der Kreuzung, wenn sich ein Schienenfahrzeug dem Bahnübergang nähert.
Diese Voranmeldung ist sehr kurz und erzeugt große Probleme bei der Definition der oben genannten Zeitkonstanten. Die damit einhergehenden hohen Projektierungskosten werden von Kun- den nur selten in Kauf genommen. Obwohl gemäß BUSTRA ein Ruckstau auf den Bahnübergang und die Straßenkreuzung vermie ¬ den werden soll, treten diese noch immer auf und verursachen Unfälle, die viele Menschenleben und den Bahnen hohe Be- tπebsverluste kosten.
Zur Verminderung des Unfallπsikos ist aus der Gebrauchsmusterschrift DE 20 2008 003 947 Ul eine Warnsignaleinrichtung zur Warnung von Kfz-Fuhrern vor Annäherung von Eisenbahnfahr- zeugen an höhengleiche Bahnübergänge ohne technische Siche ¬ rung bekannt. An Triebfahrzeugen der Eisenbahn ist ein standig aktiver Radiosender geringer Leistung installiert. An den Bahnübergängen ist ein Sender eines anderen Radiosignais ebenfalls geringer Leistung und variabler Reichweite instal- liert, der durch die Signale sich nähernder Triebfahrzeuge aktiviert wird. Em Empfanger von Signalen der Sender an den Bahnübergängen befinden sich in den Kraftfahrzeugen, wo das empfangene Signal einen Warnton und/oder evtl. ein zusätzliches Lichtsignal für den Kraftfahrzeugfuhrer als Zeichen da- für erzeugt, dass sich ein Eisenbahnfahrzeug dem Bahnübergang nähert .
Die Patentschrift DE 10 2007 032 091 B3 offenbart eine Vor ¬ richtung zum Überwachen eines höhengleichen Bahnübergangs mit einer Bahntrasse, einer Straße und beiderseits der Bahntrasse angeordneten Schranken. Die Straße ist von der Bahntrasse m einen ersten und einen zweiten Straßenabschnitt geteilt, zwi ¬ schen denen sich ein Gefahrenbereich befindet. Die Vorrichtung umfasst je zwei Kameras, die vor und hinter dem Gefah- renbereich angeordnet sind und zum Aufnehmen des ersten und des zweiten Straßenabschnittes jeweils in einer ersten und zweiten Blickrichtung ausgebildet sind, und eine elektrische Steuerung, die zur sukzessiven Aufnahme von Bildern eines Objektes ausgebildet ist, welches sich dem Bahnübergang nähert, diesen durchquert und sich von diesem wieder entfernt, wobei die aufgenommenen Bilder zur Wiedererkennung des Objektes verglichen werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit der die Verkehrssicherheit am Bahnübergang verbessert werden kann.
Die auf das Verfahren bezogene Teilaufgabe wird erfmdungsge- maß gelost durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Es wird ein Verkehrsfluss von Fahrzeugen in der Ausfahrt erfasst. Typische den Verkehrsfluss beschreibende Verkehrsgroßen sind die Verkehrsstarke, also die Anzahl der pro Zeiteinheit einen Messquerschnitt passierenden Fahrzeuge, sowie die Geschwindigkeit der Fahrzeuge an dem Messquerschnitt, gemittelt über eine vorgegebene Zeitspanne. Aus den gemessenen Verkehrsgroßen kann ermittelt werden, ob am Mess- querschnitt freier, stockender oder stehender Verkehr vorliegt. Insbesondere lasst sich also ermitteln, ob ein Ruckstauende eines sich in der Ausfahrt aufbauenden Ruckstaues von Fahrzeugen den Messquerschnitt, der beispielsweise durch eine Reihe von im Straßenbelag verlegten Induktionsschleifen gebildet ist, erreicht hat. Im Falle anderer Verkehrsdetektoren, die etwa auf Magnetfeld-, Radar-, Infrarot-, Ultraschall- oder Videoaufnahmetechniken basieren, lasst sich die Lage eines Ruckstauendes innerhalb eines Erfassungsbereiches noch genauer lokalisieren. Nähert sich das Ruckstauende in kritischer Weise dem Gefahrenbereich des Bahnübergangs, was durch Unterschreiten einer vordefmierbaren Abstandsschwelle zwischen Ruckstauende und Gefahrenbereich indiziert sein kann, so wird die Zufahrt vor dem Gefahrenbereich gesperrt. Diese Sperrung kann durch Abgabe eines Lichtsignals oder an- derer verkehrshemmender Einrichtungen erfolgen. Damit soll ein weiteres Einfahren in den Gefahrenbereich verhindert werden, was zu einem gefährlichen Anwachsen des Ruckstaues in den Gefahrenbereich des Bahnübergangs hinein und damit zu einer Gefahrensituation bei Herannahen eines Schienenfahrzeuges fuhren konnte. Auf diese Weise wird eine einfache und preis ¬ günstige Losung des Sicherheitsproblems bereitgestellt. Außerdem kann die Losung unabhängig von technischen Sicherungseinrichtungen des Bahnbetriebs, die unterschiedlichen Sicher- heitsklassen genügen müssen als Straßenverkehrssignalanlagen, gestaltet werden. Durch die Entkopplung von Steuereinrichtun ¬ gen des Straßen- und Schienenverkehrs entfallt auch ein entsprechender Abstimmungsbedarf. Die Signalisierung kann unab- hangig von einer tatsächlichen Annäherung eines Schienenfahrzeugs präventiv ausgelost werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfmdungsgemaßen Verfahrens wird ein Eindringen des Ruckstauendes m den Gefah- renbereich einer Lichtsignalanlage gemeldet, welche den Ver ¬ kehr an einem dem Bahnübergang folgenden Straßenknoten regelt, wobei auf der Ausfahrt vor dem Folgeknoten wartenden bzw. zufließenden Fahrzeugen eine Freigabephase signalisiert wird. Die Meldung kann drahtlos per Funk oder leitungsgebun- den zwischen den beteiligten Steuergeraten erfolgen. Durch Einleiten einer Grunphase am Folgeknoten kann der Ruckstau über den Folgeknoten abgebaut und das im Gefahrenbereich befindliche Fahrzeug den Bahnübergang verlassen.
In einer vorteilhaften Ausfuhrungsform des erfmdungsgemaßen Verfahrens wird eine kritische Annäherung des Ruckstauendes an den Gefahrenbereich oder ein Eindringen des Ruckstauendes in den Gefahrenbereich einer Lichtsignalanlage gemeldet, wel ¬ che den Verkehr an einem dem Bahnübergang vorangehenden Stra- ßenknoten regelt, wobei der Verkehr am Vorknoten in Abhängigkeit von der Lage des Ruckstauendes geregelt wird. Hierdurch kann der vom Vorknoten über die Zufahrt auf den Bahnübergang zufließende Verkehr derart gedrosselt werden, dass die gesamte vom Vorknoten abfließende Verkehrsmenge keine Ruckstauge- fahr in der Ausfahrt bewirkt.
In einer bevorzugten Ausfuhrungsform des erfmdungsgemaßen Verfahrens wird ein Eindringen des Ruckstauendes in den Gefahrenbereich oder eine Erfassung eines stationären Objektes im Gefahrenbereich einer dem Schienenverkehr auf der Bahntrasse zugeordneten Leitzentrale gemeldet. Bleibt ein Fahrzeug oder ein anderes Objekt, trotz der vorgenannten Maßnahmen, im Gefahrenbereich liegen, kann durch Verständigung der Bahnleitzentrale Einfluss auf den Schienenverkehr genommen werden. So kann durch Fernmeldung von der Leitzentrale aus ein sich dem Bahnübergang näherndes Schienenfahrzeug von seiner Weiterfahrt abgehalten oder zu einer Notbremsung gezwun- gen werden, um einen Unfall zu verhindern.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfmdungsgemaßen Verfahrens werden von der Ausfahrt und/oder vom Gefahrenbereich Videobilder aufgenommen und zur Erfassung der Lage des Ruckstauendes oder zur Erfassung eines stationären Objektes digital ausgewertet werden. Durch Bildauswertealgorithmen in einer Videokamera kann einerseits eine Objekterkennung erfolgen, von deren Ergebnis abhangig weitere Sicherungsmaßnahmen getroffen werden können, aber auch Aufnahmen zu Dokumentati- onszwecken gespeichert werden. Die Videoaufnahmen können zur Analyse der Begebenheiten am Ort und ggf. zur Strafverfolgung bei bewussten Verkehrsverstoßen verwendet werden. Mit Vorteil wird bei dem erfmdungsgemaßen Verfahren durch digitale Auswertung der aufgenommenen Videobilder eine Lange eines sich dem Ruckstauende nähernden Fahrzeugs ermittelt. In Abhängigkeit des Ermittlungsergebnisses kann einem Personenkraftwagen mit geringer Lange die Durchfahrt durch den Gefahrenbereich noch freigegeben werden, wahrend die Zufahrt für einen Last ¬ kraftwagen mit Anhanger gesperrt wird, um eine Blockade des Gefahrenbereichs zu verhindern.
Die auf die Vorrichtung bezogene Teilaufgabe wird gelost durch eine Vorrichtung zur Durchfuhrung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einem Verkehrsdetektor, der dazu ausgebildet ist, die Lage des Endes eines sich auf der Ausfahrt bildenden Ruckstaues von Fahrzeugen zu erfassen und eine kritische Annäherung des Ruckstauendes an den Gefahrenbereich zu melden, und mit einer Lichtsignalanlage, die dazu ausgebildet ist, eine Meldung des Verkehrsdetektors zu emp- fangen und über Signalgeber den Fahrzeugverkehr im Bereich des Bahnübergangs zu steuern. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der im Folgenden beschriebenen Zeichnung, in deren einziger Figur eine erfindungsgemaße Vorrichtung zur Verkehrsteuerung an einem Bahnübergang schematisch veranschaulicht ist.
Gemäß der einzigen Figur kreuzen sich an einem Bahnübergang BU eine Straße S, die zwei benachbarte Straßenknoten VK bzw. FK verbindet, und eine eingleisige Bahntrasse B. Im Bereich des Bahnüberganges BU befindet sich ein Gefahrenbereich G, in dem sich die Fahrstreifen der feindlichen Straßen- und Schienenverkehrsstrome überlagern. Das Problem eines in den Gefahrenbereich G gelangenden Fahrzeugruckstaues kann in jeder der beiden Fahrtrichtungen der Straße S auftreten, wird aber im Folgenden für Fahrzeuge F beschrieben, die sich auf der Stra- ße S vom Vorknoten VK auf der Zufahrt Z zum Bahnübergang BU und von dort auf der Ausfahrt A zum Folgeknoten FK bewegen.
Durch erhöhtes Verkehrsaufkommen auf der Ausfahrt A bzw. durch zu geringen Verkehrsabfluss über den Folgeknoten FK, aber auch durch einen Unfall oder ein liegen gebliebenes Fahrzeug F auf der Ausfahrt A kann sich ein Ruckstau von Fahrzeugen F bilden. Erfmdungsgemaß wird mittels eines Verkehrsdetektors 10, vorzugsweise einer Videokamera mit BiId- auswertungsemheit, der Verkehrsfluss - Verkehrsstarke, mitt- lere Geschwindigkeit, Belegung, und dergleichen - und die
Lange von Fahrzeugen F auf der Ausfahrt A erfasst und daraus auf die Lage eines Endes E der sich ruckstauenden Fahrzeug ¬ schlange geschlossen. Das Sichtfeld der Videokamera 10 erfasst dabei den Gefahrenbereich G und einen sich daran an- schließenden Abschnitt der Ausfahrt A, um das Stauende E oder andere im Gefahrenbereich G liegende, stationäre Objekte zu erfassen und zu erkennen.
Unterschreitet der Abstand zwischen Ruckstauende E und Gefah- renbereich G eine kritische Schwelle oder dringt das Stauende E sogar in den Gefahrenbereich G ein, so wird von der Videokamera 10 eine entsprechende Meldung an ein Steuergerat 11 am Bahnübergang BU übertragen. Das gleiche gilt, wenn ein stati- onares Objekt - etwa ein liegen gebliebenes Fahrzeug F - im Gefahrenbereich G erkannt wird. Das Steuergerat 11 schaltet über einen Signalgeber 12 am Bahnübergang BU ein Sperrlicht- signal für sich dem Bahnübergang BU auf der Zufahrt Z nahern- de Fahrzeuge F. Hierdurch wird verhindert, dass weitere Fahrzeuge F in den Gefahrenbereich G einfahren, die diesen mögli ¬ cherweise nicht sofort verlassen konnten. Hierdurch wird das Kollisionsπsiko eines Schienenfahrzeuges mit einem im Gefahrenbereich G befindlichen Fahrzeug F bzw. sonstigen Objekt erheblich verringert. Die Sperrung der Zufahrt Z vor dem Gefahrenbereich G kann zusätzlich durch Absenken einer Schranke 13 unterstutzt werden.
Durch Erfassen der Fahrzeuglange eines sich dem Ruckstauende E nähernden Fahrzeugs F kann die Entscheidung über eine Sperrung der Zufahrt zum Gefahrenbereich G verbessert werden. So können kürzere Fahrzeuge F noch frei passieren, wahrend längeren Fahrzeugen F, die den Ruckstau in den Gefahrenbereich G hinein verlangern wurden, die Einfahrt verwehrt wurde.
Das Steuergerat 11 meldet einen kritischen Ruckstau auf der Ausfahrt A an ein Steuergerat 21 einer Lichtsignalanlage 20, die den Straßenverkehr am Folgeknoten FK regelt. Im Signal ¬ programmablauf des Steuergerätes 21 wird eine Grunphase für in der Ausfahrt A am Folgeknoten FK wartende oder sich diesem nähernden Fahrzeuge F angefordert und mit hoher Priorität eingeleitet. Hierdurch kann sich der entstandene Ruckstau ab ¬ bauen, um es einem im Gefahrenbereich G zum Stehen gekommenen Fahrzeug F zu ermöglichen, den Gefahrenbereich G zugig zu verlassen.
Das Steuergerat 11 meldet einen kritischen Ruckstau auf der Ausfahrt A auch einem Steuergerat 31 einer Lichtsignalanlage 30, die den Straßenverkehr am Vorknoten VK regelt. Die Signa- lisierung über die Signalgeber 32 kann dann so bemessen werden, dass den Vorknoten VK nur hinreichend kleine Fahrzeugpulks über die Zufahrt Z verlassen, die dann in der Ausfahrt A keine kritisch großen Ruckstaulangen verursachen. Diese Maßnahme kann auch unabhängig von einer bereits erfassten kritischen Ruckstaulange vorsorglich getroffen werden.
Das Steuergerat 11 meldet insbesondere ein im Gefahrenbereich G erfasstes stationäres Objekt an eine Leitzentrale 40, die auf ein die Bahntrasse B befahrendes Schienenfahrzeug Em- fluss nehmen kann. So kann zur Vermeidung einer Kollision im Gefahrenbereich G dem Schienenfahrzeug die Ausfahrt aus einem benutzten Bahnhof verwehrt werden oder es durch Signal oder Fernmeldung zu einer Langsamfahrt oder gar einer Notbremsung veranlasst werden.
Insgesamt sind Bahn- und Straßensteuergerate nicht miteinander verbunden, so dass keine Abstimmungsschwierigkeiten zwi- sehen unterschiedlichen Sicherheitsklassen entstehen können. Das Problem des Ruckstaus wird immer sofort dann behoben, wenn es entsteht, so dass eine zeitliche Entkopplung mit dem Zeitpunkt der Zugannaherung entsteht. Die entstandene Situa ¬ tion kann im Falle eines Videodetektors zusätzlich noch doku- mentiert werden.
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