Verfahren zum Aus- und Einschalten eines Zuges sowie

Strecken- und Zugkonfiguration zur Durchführung des

Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aus- und Einschalten eines Zuges in einer Parkposition, wobei zugseitig eine automatische Zugsteuereinrichtung und streckenseitig ein Zugüber- wachungssystem vorgesehen sind sowie eine Strecken- und Zugkonfiguration zur Durchführung des Verfahrens.

Üblicherweise werden Züge nicht 24 Stunden am Tag durchgängig betrieben. Während einer Betriebspause wird der Zug in einem der Gleisinfrastruktur zugeordneten Abstellbereich abgestellt. Moderne Zugbeeinflussungseinrichtungen, beispielsweise mit ETCS - European Train Control System - Komponenten, benötigen genaue Positionsdaten nicht nur fahrender, sondern auch abgestellter Züge. Bisher ist es jedoch nicht möglich, festzustellen, ob bei ausgeschalteter Zugsteuereinrichtung der bei diesem Betriebszustand vorausgesetzte Stillstand des Zuges tatsächlich eingehalten wurde. Werden Züge zum Betriebsende an Parkpositionen komplett ausgeschaltet, geht die genaue sicherungstechnische Zugposition verloren. Nach dem Wiedereinschalten des Zuges ist die sicherungstechnische Position des Zuges nicht bekannt und die Initialisierung der Zugposition kann erst durch langsames Überfahren von mindestens zwei Ortsreferenzpunkten, zum Beispiel Balisen, ermittelt werden. Erst danach kann der Zug aus Zugsicherungssicht in Betrieb genommen werden. Das bedeutet, dass automatische, fahrerlose Züge in Parkpositionen nicht komplett ausgeschaltet werden dürfen. Zumindest die Zugsteuereinrichtung muss aktiv bleiben. Nachteilig ist vor allem der dazu erforderliche erhebliche Energiebedarf.

Um Energie zu sparen, werden alle unnötigen Verbraucher, beispielsweise Licht und Klimaanlage, im Zug von der Zugsteuereinrichtung beim Abstellen ausgeschaltet. Nur die Zugsteuer- einrichtung muss aktiv bleiben. Damit ist eine Leistungsaufnahme von ca. 200 W bis 400 W, abhängig von der Zugkonfiguration, verbunden. Im Falle von elektrischer Traktion werden möglichst auch die Fahrstromhauptschalter abgeschaltet und gegebenenfalls die Stromabnehmer angelegt, um damit den Zug oder die Lokomotive von der Fahrspannung zu trennen. Unabhängig von der Abschaltung der Züge oder Lokomotiven kommt es jedoch in den Betriebspausen aufgrund von Arbeiten im Streckenbereich regelmäßig zur Abschaltung der Fahrspannung. Häufig ist es erforderlich, das Stromsystem, insbesondere den Fahrstrom, zum Beispiel für Wartungsarbeiten, in der Betriebspause, meistens in der Nacht zwischen 1:00 Uhr und

4:00 Uhr, abzuschalten. Dann muss Batteriestrom genutzt werden, um die Funktionalität der Zugsteuereinrichtung aufrechtzuerhalten. Die wesentlichen Funktionen, die Strom benötigen, sind die Positionsüberwachung bzw. Ortung des Zuges sowie die Wiedereinschaltung der ausgeschalteten Komponenten. Fehlt eine solche Positionsbestimmung beim Wiedereinschalten, kann der Zug nicht sofort fahrerlos in Betrieb genommen werden. Der Zug muss auf der Parkposition manuell eingeschaltet werden. Der automatische, fahrerlose Betrieb des Zuges ist erst nach vollständiger Positionsbestimmung, zum Beispiel mittels Überfahrt über zwei Balisen, möglich.

Um den Totalausfall der Zugsteuereinrichtung zu verhindern und somit die Funktion der Positionsbestimmung nicht zu ver- lieren, muss die Zeit fehlender Stromzufuhr durch Batteriebetrieb überbrückt werden. Damit bei den unterschiedlich langen Betriebspausen, in denen kein Stromsystem zur Verfügung steht, die Stromversorgung der Zugsteuereinrichtung gesichert ist, wird die Leistungsfähigkeit der Batterien sehr hoch di- mensioniert. Diese aus Sicherheitsgründen überdimensionierten Batterien sind sehr groß und sehr schwer, so dass sie ein Hemmnis bezüglich energieeffizienten Fahrens darstellen.

Außerdem sind Batterien teuer in Anschaffung und Unterhalt. Um die Zugsteuereinrichtung ohne Verlust der Positionsbestimmungsfunktion abschalten zu können, wurde in der DE

10 2010 061 878 AI vorgeschlagen, die odometrisch ermittelte Position vor dem Abschalten der Zugsteuereinrichtung abzuspeichern und diese Position nach dem Wiedereinschalten als Initialisierungsposition zu verwenden. Notwendige sicherungstechnische Voraussetzung für die Verwendbarkeit der gespeicherten Zugposition ist, dass der Zug bei ausgeschalteter Zugsteuereinrichtung nicht bewegt wurde - CMD / Cold Movement Detection. Erfolgt dennoch eine Bewegung des Zuges, beispielsweise zwecks Reparaturmaßnahmen, die auf einem anderen Gleisabschnitt stattfinden, muss die Verwendung der ursprünglichen Position für Initialisierungszwecke durch Personal verhindert werden. Diese nichttechnische Lösung ist in der

Realität oft nicht umsetzbar. Außerdem benötigt die zur Positionsüberwachung vorgesehene Odometrieeinrichtung während der Phasen ausgeschalteter Zugsteuereinrichtung eine Stromversorgung und gegebenenfalls Batteriestrom.

Im automatischen, begleiterlosen Fahrbetrieb mittels fahr- zeugseitiger automatischer Zugsteuereinrichtung wird angestrebt, auch das Abrüsten und Wiederaufrüsten der Züge, automatisch zu betreiben, um eine größere Flexibilität bei der Zugdisposition ohne Einsatz von Personal zu erreichen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein automatisches Verfahren und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Strecken- und Zugkonfiguration für energieeffizienteres, personalunabhängiges Aus- und Einschalten eines Zuges in einer Parkposition anzugeben.

Verfahrensgemäß wird die Aufgabe durch folgende Verfahrens- schritte gelöst:

A) Anfahren der Parkposition, wobei ein

Zugwiedereinschaltgerät mit einem streckenseitigen Kopplungsmodul, das mit dem Zugüberwachungssystem verbunden ist, eine elektrische Verbindung herstellt, B) Ausschalten zugseitiger Subsysteme mittels der Zugsteuereinrichtung und Herunterfahren der Zugsteuereinrichtung,

C) Herunterfahren und Ausschalten der Zugsteuereinrichtung,

D) ereignisgetriggertes Wiedereinschalten der Zugsteuereinrichtung mit Hilfe des Zugwiedereinschaltgerätes ,

E) Einschalten der übrigen Subsysteme des Zuges durch die Zugsteuereinrichtung und

F) Ausfahren aus der Parkposition, wobei die elektrische Verbindung zwischen dem Zugwiedereinschaltgerat und dem Koppelmodul getrennt wird.

Zur Durchführung dieses Verfahrens ist gemäß Anspruch 7 eine Strecken- und Zugkonfiguration vorgesehen, bei der strecken- seitig ein mit dem Zugüberwachungssystem über eine Kommunikationsschnittstelle verbundenes Koppelmodul vorgesehen ist, welches in der Parkposition mit einem Zugwiedereinschaltgerat elektrisch verbindbar ist.

Auf diese Weise steht die Ortungsinformation auch in der Parkposition und während der Stromlosschaltung des Zuges zur Verfügung, da die Parkposition durch die physikalische Verbindung mit dem Koppelmodul bekannt ist. Nach dem Wiedereinschalten des Zuges mittels des Zugwiedereinschaltgerätes ist der Zug sofort geortet, ohne dass eine Baiisenüberfahrt dazu erforderlich wäre. Somit kann ein fahrerloser, automatischer Betrieb bereits im Zugabstellbereich ohne manuelle Eingriffe erfolgen. Die erforderlichen technischen Einrichtungen stehen häufig bereits zur Verfügung. Außerdem entfallen die nach dem Stand der Technik erforderlichen Batterien. Letztlich wird der Energieverbrauch während der Parkzeit auf Null reduziert.

Die Parkposition wird überwacht, indem eine elektrische Verbindung mit einem bestimmten gleisseitigen Koppelmodul einer zugeordneten Kennung beziehungsweise ID hergestellt wird. Das Zugüberwachungssystem stellt fest, ob die ID der vorgesehenen entspricht. Dazu wird beim Einrasten der elektrischen Verbindung ein Stromimpuls erzeugt, der ein ID- spezifisches Tele- gramm generiert, welches das Überwachungssystem em fängt. Die elektrische Verbindung dient außerdem zur Bestromung des Zug- wiedereinschaltgerätes . Die Zugsteuereinrichtung, beispielsweise ein ATC - Automatic Train Control - Fahrzeuggerät, kann ausgeschaltet werden und muss nicht durch große schwere, teure und überdimensionierte Batterien zwecks Überbrückung unterschiedlich langer Fahrstromabschaltungen, zum Beispiel bei Reparaturen, ständig bestromt sein, um Datenverlust zu vermeiden .

Die automatische Zugsteuerung kann während der Parkzeit komplett heruntergefahren werden, da das Zugwiedereinschaltgerät zur Reaktivierung der Zugsteuerung dient. Auch das Zugwiedereinschaltgerät benötigt keine Batterie, da das Zugwiederein- schaltgerät von dem Koppelmodul bestromt wird. Auf diese

Weise wird der Zug leichter, wodurch ein energieeffizienteres Fahren ermöglicht wird.

Die Positionsüberwachung im Sinne von CMD ist wesentlich ein- facher als bei „echten" Messverfahren, zum Beispiel

odometrisch, da nur festgestellt werden muss, ob der Zug am Parkzeitende - noch oder wieder - die gleiche Position hat wie bei Beginn der Parkzeit. Ein Abriss der elektrischen Verbindung zwischen dem Zugwiedereinschaltgerät und dem Koppel - modul ist ausreichend, um eine Bewegung oder einen Verbindungsfehler festzustellen. Dass die Position noch die gleiche sein muss, ergibt sich automatisch dadurch, dass andernfalls ein Neustart der Zugsteuereinrichtung nicht möglich ist, da dann das Zugwiedereinschaltgerät keine Stromversorgung hätte. Dadurch ergibt sich ein fail-save-Zustand, der bei vollautomatischem Betrieb besonders wichtig ist.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des automatischen Verfahrens besteht gemäß Anspruch 2 darin, dass im Anschluss an Schritt B) eine Fahrstromabschaltung mittels des Zugüberwachungssystems erfolgt. Da Fahrstrom sowie auch Batteriestrom weder für die Zugsteuereinrichtung, noch für die Zugortung und auch nicht für das Zugwiedereinschaltgerät benötigt wird, ergibt sich eine weitere Energieeinsparung. Der Fahrstrom kann auch dann abgeschaltet werden, wenn die Fahrstromabschaltung nicht aus Wartungs- oder Reparaturgründen erforderlich ist.

Vorzugsweise wird nach Anspruch 3 das Aktivieren des Zugwie- dereinschaltgerätes gemäß Schritt D) durch eines der folgenden Ereignisse oder auch durch deren Kombination getriggert:

- bei Erreichen einer voreingestellten Zeit,

- nach Ablauf einer voreingestellten Zeitspanne,

- nach Wiederkehr der Fahrspannung,

- bei Unterschreiten eines minimalen Luftdrucks im

Bremssystem,

- bei Abfall der Temperatur unterhalb einer ersten

Schwelle,

- bei Anstieg der Temperatur oberhalb einer zweiten

Schwelle ,

- bei Erreichen einer temperaturabhängigen Vorlaufzeit vor der voreingestellten Zeit,

- bei Funkempfang eines Aktivierungsbefehls von dem

automatischen Überwachungssystem und/oder

- ausnahmsweise bei manuellem Aktivieren.

Die Kombinatorik könnte zum Beispiel lauten:

Einschalten 10 Minuten nach Wiederkehr der Fahrspannung, aber nicht vor der voreingestellten Zeit und sofort bei Funkempfang eines Aktivierungsbefehls.

Dabei besteht gemäß Anspruch 4 gegenüber dem manuellen Akti- vieren der Vorteil, dass ein zeitgerechtes Einschalten des

Zuges oder der Lokomotive mit Hilfe des Zugwiedereinschaltge- rätes möglich ist, wobei ein Zeitabstand für das Hochfahren der Subsysteme, inklusive Auffüllen eines Hauptluftbehälters, Selbsttestung und gegebenenfalls Klimatisierung, berücksich- tigt wird.

Zusätzlich kann gemäß Anspruch 5 die elektrische Verbindung zwischen dem Zugwiedereinschaltgerät und dem Koppelmodul von dem Zugüberwachungssystem überwacht werden. Dadurch ergibt sich eine weitere Erhöhung signaltechnischer Sicherheit.

Ein weiterer Sicherheitsgewinn ergibt sich gemäß Anspruch 6 dadurch, dass die einer koppelmodulspezifischen Kennung zugeordnete Parkposition auf einem Festplattenspeicher des Zuges abgelegt und im Schritt D) zu einer Initialisierung der automatischen Zugsteuerung verwendet wird. Gemäß Anspruch 8 kann das Zugwiedereinschaltgerät Bestandteil des streckenseitigen Koppelmoduls sein und mit der automatischen Zugsteuereinrichtung per Funk verbindbar sein. Auf diese Weise muss nicht jeder einzelne Zug mit einem eigenen Zugwiedereinschaltgerät ausgestattet sein. Außer ein von dem zugexternen Zugwiedereinschaltgerät ansteuerbares Funkmodul ist keinerlei Sonderausstattung im Zug erforderlich.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer figürlichen Darstellung näher erläutert.

Die Figur zeigt eine Konfiguration für automatisches Fahren in einem Abstellbereich einer Streckeninfrastruktur.

Die Konfiguration ist nach Anfahrt einer Parkposition eines Zuges 1 in einem Abstellbereich dargestellt. Der Zug 1 steht auf einem Gleis 2 und ist mit einem Koppelmodul 3 einer bestimmten ID elektrisch verbunden 4. Zur Zugbeeinflussung ist streckenseitig ein automatisches Zugüberwachungssystem 5 vorgesehen, welches über eine drahtlose Kommunikationsschnitt- stelle 6 mit dem Koppelmodul 3 verbunden ist. Der Zug 1 ist zur automatischen Zugsteuerung mit einer Zugsteuereinrichtung 7 ausgestattet, welche diverse Subsysteme 8 des Zuges 1 ansteuert. Außerdem ist die automatische Zugsteuereinrichtung 7 mit einem Zugwiedereinschaltgerät 9 verbunden, welches von dem zugexternen Koppelmodul 3 über die elektrische Verbindung 4 bestromt wird. Weitere Anschlüsse 10 des Zugwiederein- schaltgerätes 9 dienen insbesondere als Triggereingänge zur ereignisabhängigen, beispielsweise zeitabhängigen und/oder fahrspannungsabhängigen und/oder von einem Aktivierungsbefehl abhängigen, Ansteuerung des Zugwiedereinschaltgerätes 9.

Zum vollautomatischen Aus- und Wiedereinschalten des Zuges 1 in der Parkposition ist folgendes Verfahren vorgesehen:

Der Zug 1 fährt die Parkposition an. Diese ist erreicht, wenn die elektrische Verbindung 4 zwischen dem Zugwiedereinschalt- gerät 9 und der zugexternen Stromquelle des streckenseitigen Koppelmoduls 3 einrastet. Damit ist die Parkposition entsprechend der ID des angeschlossenen Koppelmoduls 3 bekannt. Danach wird die automatische Zugsteuereinrichtung 7 von dem Zugüberwachungssystem 5 aktiviert, so dass die automatische Zugsteuereinrichtung 7 die zugseitigen Subsysteme 8 herunter- fährt. Danach kann sich die automatische Zugsteuereinrichtung 7 selbst herunterfahren und stromlos schalten. Für diese Ausschaltvorgänge ist das Zugwiedereinschaltgerät 9 nicht erforderlich. Der Fahrstrom wird von dem Zugüberwachungssystem 5 abgeschaltet. Nur das Zugwiedereinschaltgerät 9 ist jetzt noch - extern - bestromt .

Wenn das Zugüberwachungssystem 5 nach Ablauf der Parkzeit den Fahrstrom wieder einschaltet und das Zugwiedereinschaltgerät 9 von dem Zugüberwachungssystem 4 einen Funkimpuls erhält, schaltet das Zugwiedereinschaltgerät 9 die Zugsteuereinrichtung 7 ein, welche die Positionsdaten für die Selbstinitialisierung von dem Koppelmodul 3 erhält und die Subsysteme 8 hochfährt. Der Zug 1 kann nun - nach Selbsttests, Druckluftauffüllung, gegebenenfalls Klimatisierung und so weiter - von dem Zugüberwachungssystem 5 Fahrtaufträge entgegennehmen und die elektrische Verbindung 4 zwischen dem Zugwiedereinschaltgerät 9 und dem Koppelmodul 3 beim Ausfahren entkoppeln. Nur wenig mobiles Personal 11 ist erforderlich, um im Strömungsfall einzugreifen.

Durch das Zugwiedereinschaltgerät 9 ist es möglich, die Zugsteuereinrichtung 7 auszuschalten, so dass eine große Batterie zwecks Überbrückung unterschiedlich langer Fahrstromab- Schaltungen entbehrlich ist, um die Positionsdaten für die Initialisierung nicht zu verlieren. Darüber hinaus kann auch der Fahrstrom in der Parkposition immer ausgeschaltet werden Da das Zugwiedereinschaltgerät 9 extern mit dem Koppelmodul in der Parkposition mit Strom versorgt wird, benötigt auch das Zugwiedereinschaltgerät 9 keine Batteriestromversorgung. Letztlich ergibt sich eine Energieeinsparung und eine batterielose Zugeinrichtung, wodurch ein energieeffizienteres Fah ren ermöglicht wird.