Verfahren zum Durchführen eines automatischen Zugverkehrs und Zugverkehrssystem zum Durchführen eines automatischen Zugverkehrs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen eines automatischen Zugverkehrs mit einer automatischen Zugsteuerung und Zugsicherung mittels Datenkommunikation zwischen ei- ner Bordeinrichtung jeweils eines automatischen Zuges und einer Streckeneinrichtung.

Verfahren dieser Art sind beispielsweise als CBTC (Communica- tions-Based Train Control) -Verfahren bekannt. Bei diesen be- kannten Verfahren werden automatische Zugsteuerungs- und Zugsicherungssystem eingesetzt, bei denen die Fahrerlaubnis und Steuerungsbefehle über eine Datenkommunikation zwischen der Streckeneinrichtung und der Bordeinrichtung erteilt werden; entsprechend sind die Streckeneinrichtung und die Bordein- richtungen der automatischen Züge ausgebildet. So signalisiert ein automatischer Zug ständig jeweils die Position seines frontseitigen Endes und die seines hinteren Endes durch Positionstelegramme an die Streckeneinrichtung. Bewegen sich im automatischen Zugverkehr auch lokomotivenbewegte Züge, also spezielle Züge, die aus ihrer Lokomotive heraus nur die jeweilige Position des frontseitigen Endes der Lokomotive signalisieren, dann dürfen solche Züge nur in einem eingeschränkten Modus fahren, was den Verkehr mit den au- tomatischen Zügen behindert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art so auszugestalten, dass lokomotivenbewegte Züge ohne Behinderungen des Verkehrs mit automati - sehen Zügen zusammen mit den automatischen Zügen verkehren können . Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß zur Integration eines lokomotivenbewegten Zuges mit Aussendung eines die Frontposition der Lokomotive bezeichnenden Positionssignals in den automatischen Zugverkehr in der Streckeneinrichtung auf ein empfangenes Positionssignal der Lokomotive eine elektronische Dauermarke fest zugeordnet, wodurch der lokomotivenbewegte Zug von der Streckeneinrichtung dauerhaft als ein kurzer automatischer Zug behandelt und der sich jeweils nach hinten erstreckende Teil eines von dem lokomotivenbeweg- ten Zug jeweils befahrenen und mit physikalischen Marken begrenzten Gleisabschnitts blockiert wird. Dabei wird unter einem lokomotivenbewegten Zug sowohl ein Zug mit einer Lokomotive mit angehängten Wagen als auch eine Lokomotive allein verstanden .

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird darin gesehen, dass es die Möglichkeit schafft, lokomotivenbewegte Züge wie automatische Züge am automatischen Zugverkehr ohne Einschränkungen teilnehmen zu lassen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass diese Möglichkeit mit relativ geringem Aufwand geschaffen werden kann, weil es nicht erforderlich ist, eine Funktion zur Überwachung der Vollständigkeit eines lokomotivenbewegten Zuges in der Bordeinrichtung der Lokomotive eines solchen Zuges vorzusehen; die beim automatischen Zugverkehr vorhandene Ausrüstung wird zur Integration der lokomotivenbewegten Züge eingesetzt. Vorteilhaft ist außerdem, dass sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine Flotte aus automatischen und lokomotivenbewegten Zügen ohne gegenseitige Behinderungen im automatischen Zugverkehr bewegen lässt.

Die Verfolgung des lokomotivenbewegten Zuges kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in verschiedener Weise erfolgen. Um das erfindungsgemäße Verfahren diesbezüglich möglichst ein- fach durchführen zu können, wird in der Streckeneinrichtung für die Verfolgung eines lokomotivenbewegten Zuges die Funktion der Überprüfung des hinteren Endes eines automatischen Zuges unwirksam gestellt und zur Separierung aufeinander fol- gender Züge auf eine Gleisfreimeldung umgeschaltet. Damit wird sichergestellt, dass aufeinander folgende Züge voneinander separiert sicher verkehren können, ohne das die Vollständigkeit eines Zuges erfasst werden muss.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei einer Erweiterung auf ein CTC-Verfahren - siehe Siemens Publikation "Trainguard MT", 2010, S. 4, Order-No. :A19100-V100-B834-V4-7600 - dem

lokomotivenbewegten Zug eine Ausgangslänge zugeordnet, die der maximal zugelassenen Länge der lokomotivenbewegten Züge unter Berücksichtigung ihres jeweiligen Bremsmodells entspricht. Damit ist ein sicherer Verkehr mit den

lokomotivenbewegten Zügen gewährleistet.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zur Ermittlung der Zuglänge eines lokomotivenbewegten Zuges mit Aussendung eines die Front- Position der Lokomotive bezeichnenden Positionssignals zu der Streckeneinrichtung bei einer Freimeldung über das Verlassen eines mit physikalischen Marken begrenzten Gleisabschnitts durch den lokomotivenbewegten Zug mittels des dann gesendeten Positionssignals die entsprechende Frontposition der Lokomotive des lokomotivenbewegten Zuges erfasst und der Abstand zwischen der erfassten Frontposition und dem gerade verlassenen Gleisabschnitt als ermittelte Zuglänge durch die Streckeneinrichtung dargestellt.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens wird darin gesehen, dass mit ihm die jeweilige Länge des lokomotivenbewegten Zuges zuverlässig festgestellt bzw. überwacht werden kann, so dass es nicht erforderlich ist, dass diese Länge vom Zugführer angegeben wird; auch ist es nicht notwendig, von einer maximal zugelas- senen Zuglänge der lokomotivenbewegten Züge auszugehen. Aufgrund der ermittelten Zuglänge des lokomotivenbewegten Zuges besteht ferner die vorteilhafte Möglichkeit, dass ein lokomotivenbewegter Zug von einem Bahnhof oder aus einem Strecken- abschnitt mit Geschwindigkeitsbeschränkung ausfahrend nach einer optimal kurzen Zeit beschleunigt werden kann.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Verfahrens wird die Ermittlung der Zuglänge durch die Streckeneinrichtung beim Verlassen mehrerer jeweils gerade verlassener Gleisabschnitte durchgeführt. Dadurch wird nicht nur die Zuglänge des jeweiligen lokomotivenbewegten Zuges zuverlässig festgestellt, sondern auch die Möglichkeit geschaffen, die Integrität des lokomotivenbewegten Zuges während seiner Fahrt zu überwachen.

In dieser Hinsicht besonders vorteilhaft ist es, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Ermittlung der Zuglänge durch die Streckeneinrichtung beim Verlassen jedes Gleisabschnitts durchgeführt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann allgemein im automatischen Zugverkehr angewendet werden. Als vorteilhaft wird es erachtet, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der automatische Zugverkehr nach dem CBTC (Communications Based Train Control) -Verfahren durchgeführt wird, wobei die Fahrbefehle für die lokomotivenbewegten Züge gemäß den Vorschriften des CBTC-Verfahrens nach den Regeln für automatische Züge gegeben werden. CBTC-Verfahren sind gut eingeführt, so dass mit der

Erfindung die Einsatzmöglichkeiten solcher Verfahren verbreitert werden.

Bei einem Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem CBTC-Verfahren ist es in vorteilhafter Weise möglich, von der Streckeneinrichtung mit dem Fahrbefehl zur Bordeinrichtung der Lokomotive des lokomotivenbewegten Zuges eine Längen- Information über die aktuell ermittelte Zuglänge des lokomotivenbewegten Zuges zu übermitteln von der Bordeinrichtung diese Längeninformation übernehmen zu lassen.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zuletzt ermittelte aktuelle Zuglänge des lokomotivenbewegten Zuges verlängert, wenn das aufgrund der zuletzt aktuell ermittelten Zuglänge erwartete Verlassen des jeweiligen Gleisabschnitts innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne nicht erfolgt ist, wobei die Verlänge- rung bis zum ersten freien Gleisabschnitt oder um eine Strecke erfolgt, die der maximal zugelassenen Zuglänge der lokomotivenbewegten Züge unter Berücksichtigung ihres jeweiligen Bremsmodells entspricht, je nachdem, welche Längenabmessung kürzer ist. Dadurch wird das erfindungsgemäßen Verfahren der Situation gerecht, dass ein Fahrzeug des lokomotivenbewegten Zuges verloren gegangen ist, also die Integrität des Zuges gestört ist, oder ein nachfolgender Zug die Vorgabe, einen Streckenabschnitt hinter dem lokomotivenbewegten Zug freizuhalten, nicht eingehalten hat.

Die Erfindung betrifft ferner ein Zugverkehrssystem zum

Durchführen eines automatischen Zugverkehrs mit einer automatischen Zugsteuerung und Zugsicherung mittels Datenkommunikation zwischen einer Bordeinrichtung jeweils eines automati- sehen Zuges und einer Streckeneinrichtung, wie es beispielsweise mit einem CBTC-Verfahren betrieben wird.

Um ein solches Zugverkehrssystem so auszugestalten, dass lokomotivenbewegte Züge ohne Behinderungen des Verkehrs mit au- tomatischen Zügen zusammen mit den automatischen Zügen verkehren können, ist erfindungsgemäß zur Integration eines lokomotivenbewegten Zuges mit Aussendung eines die Frontposition der Lokomotive bezeichnenden Positionssignals in den automatischen Zugverkehr die Streckeneinrichtung geeignet, auf ein empfangenes Positionssignal der Lokomotive des lokomotivenbewegten Zug eine elektronische Dauermarke fest zuzuordnen, den lokomotivenbewegten Zug dauerhaft als einen kurzen automatischen Zug zu behandeln und den sich jeweils nach hinten erstreckenden Teil eines von dem lokomotivenbewegten Zug jeweils befahrenen und mit physikalischen Marken begrenzten Gleisabschnitts zu blockieren. Damit lassen sich sinngemäß die gleichen Vorteile erzielen, wie sie oben zum erfindungsgemäßen Verfahren angegeben sind.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zugverkehrssystems ist die Streckeneinrichtung geeignet, bei einer Erweiterung auf ein CTC-Verfahren dem lokomotivenbewegten Zug eine Ausgangslänge zuzuordnen, die der maximal zugelassenen Länge der lokomotivenbewegten Züge unter Berücksichtigung ihres jeweiligen Bremsmodells entspricht.

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn zur Ermittlung der Zuglänge eines lokomotivenbewegten Zuges mit Aussendung eines seine jeweilige Frontposition bezeichnenden Positionssignals die Streckeneinrichtung geeignet ist, auf ein empfangenes Positionssignal bei einer Freimeldung über das

Verlassen eines mit physikalischen Marken begrenzten Gleisabschnitts durch den lokomotivenbewegten Zug mittels des dann gesendeten Positionssignals die entsprechende Frontposition der Lokomotive des lokomotivenbewegten Zuges zu erfassen und den Abstand zwischen der erfassten Frontposition und dem gerade verlassenen Gleisabschnitt als ermittelte Zuglänge darzustellen .

Bei dem erfindungsgemäßen Zugverkehrssystem ist die Strecken- einrichtung vorteilhafterweise ferner geeignet, mit dem Fahrbefehl zur Bordeinrichtung der Lokomotive des lokomotivenbewegten Zuges eine Längen- Information über die aktuell ermittelte Länge des lokomotivenbewegten Zuges zu übermitteln, und die Bordeinrichtung ist geeignet, diese Längeninformation zu übernehmen.

Um bei dem erfindungsgemäßen Zugverkehrssystem einen Hinweis auf eine gestörte Integrität des lokomotivenbewegten Zuges oder auf einen Zug in einem Streckenabschnitt hinter dem ge- rade von dem lokomotivenbewegten Zug verlassenen Streckenabschnitt zu erhalten, ist die Streckeneinrichtung geeignet, die zuletzt ermittelte aktuelle Zuglänge des

lokomotivenbewegten Zuges zu verlängern, wenn das aufgrund der zuletzt aktuell ermittelten Länge erwartete Verlassen des jeweiligen Gleisabschnitts innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne nicht erfolgt ist, wobei die Verlängerung bis zum ersten freien Gleisabschnitt oder um eine Strecke erfolgt, die der maximal zugelassenen Länge der lokomotivenbewegten Züge unter Berücksichtigung ihres jeweiligen Bremsmodells entspricht, je nachdem, welche Längenabmessung kürzer ist.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in

Fig. 1 schematisch ein Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zugverkehrssystems zur Darstellung

der Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens, in Fig. 2 schematisch ein Ausschnitt aus einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zugverkehrssystems zur Darstellung

der Ermittlung der Zuglänge und in

Fig. 3 schematisch ein weiterer Ausschnitt aus einem

Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Zugverkehrssystems zur Darstellung der Ermittlung einer verlängerten Zuglänge

gezeigt .

Fig. 1 zeigt einen Teil einer Strecke eines Zugverkehrssys- tems; auf einem Gleisabschnittschnitt 1 des dargestellten

Teils befindet sich in Fahrtrichtung F ein lokomotivenbewegter Zug 2, der aus einer Lokomotive 3 mit angehängten Wagen 4 besteht. Dabei wird unter einer „Lokomotive" generell ein separates Triebfahrzeug verstanden, an das Wagen ebenfalls als separate Einheiten in unterschiedlicher Anzahl angekoppelt sind - im dargestellten Ausführungsbeispiel drei - Wagen. Außerdem verkehren auf der Strecke automatische Züge, die nicht dargestellt sind. Auf der Strecke wird nämlich ein „gemischter" Verkehr abgewickelt, wobei es sich hier um einen Verkehr mit automatischen Zügen und lokomotivenbewegten Zügen handelt . Die Lokomotive 3 ist mit einer - nicht gezeigten - Bordeinrichtung ausgerüstet, die ein die jeweilige Frontposition des Zuges 2 bezeichnendes Positionssignal P aussendet. Dieses Positionssignal P wird von einer Streckeneinrichtung 5 empfan- gen und verarbeitet. Empfängt die Streckeneinrichtung 5 ein Positionssignal P von dem Zug 2, dann erkennt es anhand einer speziellen Struktur dieses Signals, dass es sich nicht um das Positionssignal eines automatischen Zuges handelt, sondern um das Positionssignal P eines lokomotivenbewegten Zuges 2. Auf das Positionssignal P hin wird in der Streckeneinrichtung 5 dem lokomotivenbewegten Zug 2 eine elektronische Dauermarke S zugeordnet und damit der lokomotivenbewegte Zug 2 von der Streckeneinrichtung 5 dauerhaft als ein automatischer Zug behandelt. Außerdem wird der sich nach hinten bis zu einer phy- sikalischen Marke 6 erstreckende Teil 7 des Gleisabschnitts 1 blockiert. Dazu gehört hier auch, dass die Funktion der Überprüfung des hinteren Endes 6 des lokomotivenbewegten Zuges 2 in der Streckeneinrichtung 5 unwirksam gestellt wird; bei automatischen Zügen wird nämlich auch das hintere Ende erfasst. Es wird von der Streckeneinrichtung 5 stattdessen im Falle des lokomotivenbewegten Zuges 2 auf eine Gleisfreimeldung eines weiteren Gleisabschnitts 8 umgeschaltet. In Fig. 1 ist in einem waagerechten, oberen Balken mit einer Rechtsschraffür ein freier Gleisabschnitt, mit einer Linksschraffur ein be- setzter Gleisabschnitt, mit einer waagerechten Schraffur ein vor der Dauermarke S liegender, vom vorderen Teil der Lokomotive besetzter Gleisteil und mit einer senkrechten Schraffur ein bis zum nächsten Gleisabschnitt liegender, freier Gleisteil gekennzeichnet, wie sie aus der Sicht der Streckenein- richtung 5 vorliegen. Ein waagerechter, unterer Balken gibt die Zustände auf den verschiedenen Gleisabschnitten wieder, wie sie die Gleisfreimeldung erkennt; schmal gezeichnete Bereiche stehen für freie Abschnitte, dünn gezeichnete Bereiche markieren besetzte Abschnitte.

Der insoweit in den automatischen Zugverkehr integrierte, lokomotivenbewegte Zug 2 signalisiert also nicht sein hinteres Ende 6. Deshalb ist vorgesehen, die Zuglänge des Zuges 2 zu ermitteln, was nachfolgend anhand der Fig. 2 erläutert wird; dabei sind in Fig. 2 für mit Elementen der Fig. 1 übereinstimmende Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet. Auch die seitens der Streckeneinrichtung 5 und der Gleisfrei- meidung erkannten Zustände sind so markiert, wie es zur Fig.

1 oben angegeben ist.

In der Darstellung gemäß Fig. 2 befindet sich das frontseitige Ende 9 der Lokomotive 3 bereits weit im Gleisabschnitt 1, während der übrige Teil des Zuges 2 mit seinem rückwärtigen Ende 10 gerade den weiteren Gleisabschnitt 8 verlassen hat. Dieser augenblickliche Zustand des lokomotivenbewegten Zuges

2 wird von der Streckeneinrichtung 5 im Rahmen der Gleisabschnitt-Frei -Überwachung erfasst. Da die Streckeneinrichtung 5 ständig die Position des frontseitigen Endes 9 des lokomotivenbewegten Zuges 2 erfasst und ihr auch die Länge bzw. Position des Gleisabschnitts 1 bekannt ist, kann die Streckeneinrichtung 5 aus der Position des Zuges 2 zum Zeitpunkt des Verlassens des Gleisabschnitts 8 durch das rückwärtige Ende 10 des Zuges 2 unter Berücksichtigung der Länge des Gleisabschnitts 1 die aktuelle Zuglänge Z des Zuges 2 bestimmen. Es kann somit beim Betrieb des Zuges 2 genau festgestellt werden, wann dieser einen Bahnhof oder einen Streckenabschnitt mit beschränkter Geschwindigkeit vollkommen verlassen hat, um dann die Geschwindigkeit zur Beschleunigung bzw. Optimierung des Zugverkehrs mit automatischen Zügen und lokomotivenbewegten Zügen insgesamt zu erhöhen.

Beim Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann sich eine Situation ergeben, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist. Diese Situation ist dadurch gekennzeichnet, dass der lokomotivenbewegte Zug 2 auf dem weiteren Gleisabschnitt 8 der Strecke zwei Wagen verloren hat bzw. - wie dargestellt - ein anderer Zug 12 in den weiteren Gleisabschnitt 8 eingefahren ist; in diesem Falle wird eine fiktive Zuglänge Zf ermittelt, die sich vom frontseitigen Ende 9 des Zuges 2 bis zum ersten freien Gleisabschnitt 13 hinter dem anderen Zug 12 erstreckt, wenn der andere Zug 12 länger als eine vorgegebene Zeitdauer den Gleisabschnitt 8 nicht verlassen hat; außerdem wird überprüft, ob die fiktive Zuglänge Zf größer als eine maximal zugelassene Länge der lokomotivenbewegten Züge unter Berücksichtigung ihres jeweiligen Bremsenmodells ist. Die kürzere der beiden Längen wird als ausgewertete Zuglänge Za übernommen. Aufgrund der im Vergleich zur Zuglänge Z größeren, fiktiven Zuglänge Zf bzw. Za beschleunigt der Zug 2 also nach dem Ende eines Streckenabschnitts mit beschränkter Geschwindigkeit entsprechend später. Dies macht sich tatsächlich kaum bemerkbar, weil bei der Ermittlung der Länge Z im ungestörten Betrieb des Zuges 2 Zuschläge beispielsweise wegen Unsicherheiten bei der Freimeldung des weiteren Gleisabschnitts 8 und eines Überhangs zwischen den letzten Achsen im Bereich des hinteren Endes 10 des Zuges 2 bei einer Achszählung gemacht werden.