Verfahren und System zum Beeinflussen mindestens eines Schienenfahrzeuges

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beeinflussen mindestens eines Schienenfahrzeuges sowie ein System aufweisend mindestens zwei Schienenfahrzeuge und mindestens eine Leit ^¬ zentrale zum Überwachen von Fahrwegen der mindestens zwei Schienenfahrzeuge.

Bei schienengebundenen Transportsystemen werden die Fahrwege der Schienenfahrzeuge in einer Leitzentrale festgelegt und überwacht. Durch Verwendung von Balisen im Schienennetz des schienengebundenen Transportsystems kann auf definierten

Fahrwegabschnitten Einfluss auf Fahrprofile der Schienenfahrzeuge genommen werden. Somit kann beispielsweise eine Ge ^¬ schwindigkeit eines Schienenfahrzeuges angepasst oder ein Bremsvorgang eingeleitet werden. Beispielsweise können mit dem ETCS (European Train Control System) unterschiedliche

Automatisierungsstufen von Schienenfahrzeugen realisiert werden .

Aus der Druckschrift DE 10 2004 030 521 AI ist ein Verfahren zur Zugbeeinflussung mittels Balisen offenbart, bei dem die von einer Balise gesendeten Informationen mehrere vorausliegende Streckenabschnitte betreffen. Hierdurch kann eine Fahrerlaubnis für ein Schienenfahrzeug für mehrere vorausliegende Streckenabschnitte erteilt werden, wodurch eine höhere maxi- male Geschwindigkeit auf diesen Streckenabschnitten ermög ^¬ lichst wird.

Problematisch sind Streckenabschnitte bzw. Fahrwegabschnitte, welche durch mehrere Schienenfahrzeuge befahren werden, so- dass für mindestens ein Schienenfahrzeug eine Fahrerlaubnis zeitweise nicht erteilt werden kann. Hierbei wird dem blo ^¬ ckierten Schienenfahrzeug relativ kurzfristig signalisiert, dass eine Weiterfahrt nicht möglich ist. Somit muss das „blo- ckierte" Schienenfahrzeug ein Bremsmanöver einleiten und eine Vorbeifahrt des „blockierenden" Schienenfahrzeuges abwarten.

Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren und ein System zum zeit- und energieoptimierten Anfahren an einen durch ein Schienenfahrzeug belegten Fahrwegabschnitt vorzuschlagen.

Gelöst wird die Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 und des unabhängigen Patentanspruchs 9. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von jeweils abhängigen Unteransprüchen.

Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Beeinflussen mindestens eines Schienenfahrzeuges bereitgestellt. Es wird mindestens ein Fahrwegabschnitt mindestens eines ers ^¬ ten Schienenfahrzeuges durch mindestens ein zweites Schienen ^¬ fahrzeug beansprucht. In einem Schritt wird durch das mindes ^¬ tens eine erste Schienenfahrzeug eine Informationsanfrage an eine Leitzentrale über das mindestens eine zweite Schienen- fahrzeug gesendet. Als Antwortreaktion auf die Informations ^¬ anfrage werden durch die Leitzentrale Informationen über das mindestens eine zweite Schienen-fahrzeug an das mindestens eine erste Schienenfahrzeug übertragen. Anschließend wird ba ^¬ sierend auf den übertragenen Informationen eine Fahrregelung des mindestens einen ersten Schienenfahrzeuges angepasst.

Da bei gängigen Zugbeeinflussungssystemen und automatisierten Fahrbetrieben (engl. Automatic Train Operation, ATO) ein Austausch zwischen unterschiedlichen Schienenfahrzeugen über ih- re jeweiligen Fahrverhalten und Fahrprofile nicht vorgesehen ist, kann eine zeitoptimierte und energieoptimierte Fahrweise bei einem durch ein Schienenfahrzeug blockiertem Fahrwegab ^¬ schnitt nur schwer realisiert werden, da insbesondere ATO Systeme ein Fahrverhalten eines Schienenfahrzeugs nur bei ei- nem freien Fahrweg bis zu einem Zugfolgepunkt optimieren können . Durch das Verfahren kann dem mindestens einem ersten Schienenfahrzeug frühzeitig ein blockierter Fahrwegabschnitt mit ^¬ geteilt werden, sodass das mindestens eine erste Schienen ^¬ fahrzeug seine Geschwindigkeit und insbesondere sein Fahrpro- fil an die temporäre Blockierung durch das mindestens eine zweite Schienenfahrzeug anpassen kann.

Wenn das mindestens eine erste Schienenfahrzeug die entspre ^¬ chende Nachricht erhält, kann es eine Informationsanfrage zu der entsprechenden zuständigen Leitzentrale senden.

Die Leitzentrale kann dem mindestens einen ersten Schienenfahrzeug relevante Informationen zu dem den Fahrwegabschnitt blockierenden Schienenfahrzeug liefern. Basierend auf den zu- sätzlichen, durch die Leitzentrale bereitgestellten, Informationen kann die fahrzeugseitige ATO-Vorrichtung des mindes ^¬ tens einen ersten Schienenfahrzeugs die Fahrregelung des min ^¬ destens einen ersten Schienenfahrzeugs dahingehend anpassen, dass beispielsweise die Geschwindigkeit oder ein Geschwindig- keitsprofil bis zum blockierten Fahrwegabschnitt geändert wird .

Durch das Verfahren kann die fahrzeugseitige ATO-Vorrichtung des blockierten mindestens einen ersten Schienenfahrzeuges das Fahrverhalten des mindestens einen ersten Schienenfahrzeuges unter Berücksichtigung des den Fahrwegabschnitt blockierenden mindestens einen zweiten Schienenfahrzeuges op ^¬ timieren. Somit kann das mindestens eine erste Schienenfahr ^¬ zeug beispielsweise mit einer verringerten Geschwindigkeit auf den blockierten Fahrwegabschnitt heranfahren ohne einen plötzlichen Bremsvorgang durchführen zu müssen. Hierdurch kann das Abbremsen des mindestens einen Schienenfahrzeugs bis zu einem Stillstand und ein erneutes Beschleunigen auf eine definierte Geschwindigkeit verhindert werden. Insbesondere kann das mindestens eine erste Schienenfahrzeug aktive Brems ^¬ vorgänge vermeiden, sodass eine Geschwindigkeitsanpassung durch ökonomisches Ausrollen realisierbar ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens werden durch die Leitzentrale Informationen über eine Identität des min ^¬ destens einen zweiten Schienenfahrzeuges an das mindestens eine erste Schienenfahrzeug übertragen. Wenn der Fahrwegab- schnitt blockiert ist, kann das mindestens eine erste Schie ^¬ nenfahrzeug eine angeforderte Markierung zur Überfahrt des Elementes bzw. Fahrwegabschnitts nicht erhalten, da der Fahr ^¬ wegabschnitt noch anderweitig reserviert ist. Das mindestens eine erste Schienenfahrzeug kann bei einem derartigen Ereignis die Identität des den Fahrwegabschnitt blockierenden mindestens einen zweiten Schienenfahrzeuges an ^¬ fordern und von der Leitzentrale erhalten. Anhand der Fahrzeugidentifikation kann das mindestens eine erste Schienen- fahrzeug, beispielsweise in einer fahrzeugseitigen Datenbank, relevante Daten, wie beispielsweise Fahrzeuglänge, zulässige Geschwindigkeit oder dergleichen, ermitteln.

Anhand der ermittelten bzw. herausgefundenen Daten und Infor- mationen über das mindestens eine zweite Schienenfahrzeug kann eine Anpassung der Fahrregelung des mindestens einen ersten Schienenfahrzeuges vorgenommen werden, da beispiels ^¬ weise abgeschätzt werden kann, wann der reservierte Fahrweg ^¬ abschnitt freigegeben werden kann.

Nach einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens werden durch die Leitzentrale Informationen über ein Fahrprofil des min ^¬ destens einen zweiten Schienenfahrzeuges an das mindestens eine erste Schienenfahrzeug übertragen. Nach einer Informati- onsanfrage des mindestens einen ersten Schienenfahrzeugs an die Leitzentrale kann die Leitzentrale das Fahrprofil und insbesondere ein geändertes und über ein mit dem ersten

Schienenfahrzeug gemeinsamen Fahrwegabschnitt führendes Fahr ^¬ profil des mindestens einen zweiten Schienenfahrzeuges an das mindestens eine erste Schienenfahrzeug übermitteln. Hierdurch kann die Fahrregelung des mindestens einen ersten Schienenfahrzeuges derart angepasst werden, dass eine nachträgliche Fahrprofiländerung des mindestens einen zweiten Schienenfahr- zeugs bei einer neuen Berechnung des eigenen Fahrprofils berücksichtigt wird. Hierbei kann das Fahrprofil des mindestens einen zweiten Schienenfahrzeugs auch über den Fahrwegab ^¬ schnitt hinaus berücksichtigt werden. Dies kann beispielswei- se dann vorteilhaft sein, wenn das mindestens eine zweite

Schienenfahrzeug auf den Fahrweg des mindestens einen ersten Schienenfahrzeuges umgeleitet wurde und den Fahrweg über eine größere Entfernung befahren wird. Somit kann das mindestens eine erste Schienenfahrzeug auch seine Geschwindigkeit an die Geschwindigkeit des mindestens einen zweiten Schienen ^¬ fahrzeugs angleichen und unnötige Bremsmanöver vermeiden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird das Fahr ^¬ profil des mindestens einen zweiten Schienenfahrzeuges im Be ^¬ reich des beanspruchten Fahrwegabschnittes an das mindestens eine erste Schienenfahrzeug übertragen. Vorteihafterweise kann ein Ausschnitt oder ein Teil eines Fahrprofils des min ^¬ destens einen zweiten Schienenfahrzeuges an das mindestens eine erste Schienenfahrzeug von der Leitzentrale gesendet werden. Dies kann beispielsweise ein Fahrprofil während des reservierten bzw. blockierten Fahrwegabschnitts sein. Alternativ kann auch ein Fahrprofil zu einer Strecke von der Leitzentrale bereitgestellt werden, welche vor dem blockierten Fahrwegabschnitt beginnt und nach dem blockierten Fahrwegab ^¬ schnitt endet. Hierdurch kann das mindestens eine erste

Schienenfahrzeug und insbesondere eine Steuerung bzw. Fahrre ^¬ gelung des mindestens einen ersten Schienenfahrzeuges einen Fahrverlauf oder ein Fahrverhalten des mindestens einen zwei ^¬ ten Schienenfahrzeugs abschätzen und entsprechende Anpassun ^¬ gen seines Fahrprofils vornehmen.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens werden die Informationsanfrage an die Leitzentrale und/oder die Übertragung der Informationen über das mindestens eine zweite Schienenfahrzeug über eine direkte oder indirekte drahtlose Kommunikationsverbindung durchgeführt. Hierdurch kann zwischen dem mindestens einem ersten Schienenfahrzeug und der Leitzentrale beispielsweise eine Kommunikationsverbindung über einen GSM-R, UMTS oder LTE Standard realisiert werden. Somit können relevante Daten über das Fahrprofil des mindes ^¬ tens einen zweiten Schienenfahrzeugs flexibel gesendet und von dem mindestens einem ersten Schienenfahrzeug empfangen werden. Informationsanfragen können ebenfalls über eine entsprechende Kommunikationsverbindung an die Leitzentrale ge ^¬ sendet werden.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens wer- den Informationen über das mindestens eine zweite Schienenfahrzeug an das mindestens eine erste Schienenfahrzeug über ein Zugbeeinflussungssystem übertragen. Insbesondere können die Informationen, welche beispielsweise aus der Identität und dem Fahrprofil des mindestens einen zweiten Schienenfahr- zeugs bestehen, über mindestens eine auf dem Fahrweg angeord ^¬ nete Balise an das mindestens eine erste Schienenfahrzeug ge ^¬ sendet werden. Hierfür kann eine derartige aktive Balise mit der Leitzentrale drahtlos oder draht-gebunden gekoppelt sein und Daten in Form von Telegrammen an das mindestens eine ers- te Schienenfahrzeug senden. Die von der Balise gesendeten Te ^¬ legramme können von einem am Schienenfahrzeug angeordneten Balisen-Transmissions-Modul (BTM) empfangen und ausgewertet werden. Die mindestens eine Balise kann beispielsweise eine Eurobalise eines ETC-Systems sein.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird basierend auf den übertragenen Informationen ein Fahrprofil des mindestens einen ersten Schienenfahrzeugs auf das Fahr ^¬ profil des mindestens einen zweiten Schienenfahrzeuges ange- passt. Hierdurch kann die ATO-Vorrichtung des mindestens einen ersten Schienenfahrzeuges insbesondere die Fahrregelung der Geschwindigkeit des mindestens einen ersten Schienenfahr ^¬ zeuges entlang des Fahrweges bis zu der Blockierung des Fahr ^¬ wegabschnitts durch das mindestens eine zweite Schienenfahr- zeug anpassen. Beispielsweise kann das Fahrprofil des mindes ^¬ tens einen ersten Schienenfahrzeuges derart durch die ATO- Vorrichtung modifiziert werden, dass die Geschwindigkeit des mindestens einen ersten Schienen-fahrzeuges zuerst für einen definierten Streckenabschnitt vor dem blockierten Fahrwegeab ^¬ schnitt reduziert wird. Nachdem das mindestens eine zweite Schienenfahrzeug den blockierten Fahrwegeabschnitt passiert hat oder vollständig auf diesen gefahren ist, kann das min- destens eine erste Schienenfahrzeug in einem definierten Ab ^¬ stand zu dem mindestens einem zweiten Schienenfahrzeug mit einer Geschwindigkeit des mindestens einen zweiten Schienen ^¬ fahrzeugs weiterfahren. Analog kann das Fahrprofil des min ^¬ destens einen ersten Schienenfahrzeuges bei mehreren den Fahrwegeabschnitt blockierenden Schienenfahr-zeugen angepasst werden .

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird basierend auf den übertragenen Informationen ein Modell eines Fahrweges des mindestens einen ersten Schienenfahrzeuges er ^¬ stellt, wobei basierend auf dem erstellten Modell eine Fahr ^¬ regelung optimiert wird. Die ATO-Vorrichtung des mindestens einen ersten Schienenfahrzeuges kann anhand der von der Leit ^¬ zentrale übermittelten Informationen einen zukünftigen Fahr- verlauf des mindestens einen zweiten Schienenfahrzeuges simu ^¬ lieren bzw. modellieren. Hierbei kann die Fahrstrecke bis zum blockierten Fahrwegeabschnitt und eine nach dem Passieren des mindestens einen zweiten Schienenfahrzeugs zukünftig freiwer ^¬ dende Fahrstrecke bei einer Modellerstellung bzw. Simulation berücksichtigt werden. Hierdurch kann das Fahrprofil und ins ^¬ besondere ein Geschwindigkeitsprofil des mindestens einen ersten Schienenfahrzeugs zeitoptimiert und energieoptimiert angepasst werden. Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein System zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitgestellt. Das System weist mindestens zwei Schienenfahrzeuge und min ^¬ destens eine Leitzentrale zum Überwachen von Fahrwegen der mindestens zwei Schienenfahrzeuge auf, wobei bei einer zumin- dest bereichsweisen Überlagerung der Fahrwege der mindestens zwei Schienenfahrzeuge ein Fahrprofil mindestens eines Schie ^¬ nenfahrzeuges basierend auf einem Informations-austausch des mindestens einen Schienenfahrzeuges mit der Leitzentrale an ^¬ passbar ist.

Das erfindungsgemäße System ermöglicht einen Informations- austausch zwischen einer Leitzentrale und mindestens einem auf einem Fahrwegeabschnitt blockierten Schienenfahrzeug. Die Leitzentrale weist hierfür Systeme auf, die einen Zustand der jeweiligen Strecken und der entsprechenden Informationen zu den auf den Strecken fahrenden Schienenfahrzeugen ermitteln und sammeln können. Änderungen der Fahrpläne können von den betroffenen Schienenfahrzeugen bzw. dem mindestens einem ersten Schienenfahrzeug in Form einer Informationsanfrage von der Leitzentrale abgerufen werden. Die Leitzentrale kann hierbei auch eine für den betroffenen Fahrwegeabschnitt zuständige Leitzentrale oder eine externe Servereinheit sein, welche die relevanten Informationen bereitstellen kann. Die relevanten Informationen können insbesondere die neuen Fahrpläne und Fahrprofile sein, welche zu einer Über ^¬ schneidung im Bereich des mindestens einen Fahrwegeabschnitts führen. Mit Hilfe dieser Informationen kann ein blockiertes Schienenfahrzeug frühzeitig seine Geschwindigkeit und sein Fahrprofil auf den blockierten Fahrwegeabschnitt anpassen und somit vorzugsweise ein kurzfristiges Abbremsen bis zu einem Stillstand vermeiden.

Vorzugsweise können aktive Bremsmanöver somit verhindert wer- den. Zum Reduzieren der Geschwindigkeit des mindestens einen ersten Schienenfahrzeugs kann das mindestens eine erste

Schienenfahrzeug ausrollen. Hierfür können auch geographische Daten des befahrenen Fahrweges berücksichtigt werden, um bei ^¬ spielsweise Steigungen und Gefälle optimal bei einer Anpas- sung des Fahrweges zu nutzen.

Des Weiteren kann ein Abbremsen und ein erneutes Anfahren vermieden werden, da ein Anfahren des Schienenfahrzeuges re- lativ viel Zeit und Energie beanspruchen kann. Ein erneutes Beschleunigen aus einer geringeren Geschwindigkeit ist energieeffizienter als ein Anfahren nach einem Stillstand des Schienenfahrzeuges. Hierdurch kann auch ein Verschleiß der Bremsanlage reduziert werden, da ein aktives Bremsen ledig ^¬ lich in Ausnahmefällen notwendig ist.

Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich durch die Erläuterung der folgenden stark vereinfachten schematischen Darstellungen bevorzugter Ausführungsbeispiele.

Hierbei zeigen

FIG 1 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Beeinflussen mindestens eines Schienenfahrzeu ^¬ ges gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel und FIG 2 eine schematische Darstellung eines Systems gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Die FIG 1 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Ver ^¬ fahrens 1 zum Beeinflussen mindestens eines Schienenfahrzeu- ges gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.

In einem ersten Schritt wird ein Fahrwegabschnitt eines ers ^¬ ten Schienenfahrzeuges durch ein zweites Schienenfahrzeug blockiert 2. Der Fahrwegabschnitt wird hierbei für eine

Durchfahrt des zweiten Schienenfahrzeuges reserviert, sodass das erste Schienenfahrzeug temporär keine Erlaubnis für eine Weiterfahrt erhalten würde und warten müsste.

Das erste Schienenfahrzeug erfährt diese Reservierung des Fahrwegabschnitts 2 frühzeitig. Vorzugsweise erfährt das ers ^¬ te Schienenfahrzeug die Reservierung bevor ein Bremsvorgang eingeleitet werden muss. Der Zeitpunkt der Kenntnisnahme des ersten Schienenfahrzeuges sollte derart bemessen sein, dass ein Handlungsrahmen des ersten Schienenfahrzeugs realisierbar ist. Der Handlungsrahmen kann beispielsweise ein Ausrollen und ein Anpassen einer Geschwindigkeit sein, sodass ein Anhalten des ersten Schienenfahrzeuges vermieden werden kann. Nach dem das erste Schienenfahrzeug von der Reservierung des Fahrwegabschnitts erfährt, kann es eine Informationsanfrage an eine Leitzentrale senden 4. Dies kann beispielsweise über eine mobile Datenverbindung durchgeführt werden und zum Erfragen von Informationen über das Schienenfahrzeug dienen, für welches der Fahrweg reserviert wurde.

Die Leitzentrale kann anschließend als Antwortreaktion ent ^¬ sprechende Informationen über das zweite Schienenfahrzeug an das erste Schienenfahrzeug übertragen 6. Insbesondere kann die Leitzentrale Daten über das zweite Schienenfahrzeuge, wie beispielsweise Fahrprofil, Identität des Schienenfahrzeuges, Länge des Schienenfahrzeuges und dergleichen, an das erste Schienenfahrzeug übermitteln 6. Das erste Schienenfahrzeug kann anschließend seine Fahrrege ^¬ lung basierend auf den Informationen über das zweite Schie ^¬ nenfahrzeug anpassen 8. Die Fahrregelung beeinflusst hierbei insbesondere eine Geschwindigkeit und einen Geschwindigkeits ^¬ verlauf des ersten Schienenfahrzeuges. Somit kann das erste Schienenfahrzeug anhand der Informationen sein Fahrprofil derart anpassen, dass es vorzugsweise vor dem Erreichen des reservierten Fahrwegabschnitts nicht anhalten muss, sondern nach einer Durchfahrt des zweiten Schienenfahr-zeuges auf ei ^¬ ne höhere Geschwindigkeit beschleunigen kann.

In der FIG 2 ist eine schematische Darstellung eines Sys ^¬ tems 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschau ^¬ licht. Das System 10 weist ein erstes Schienenfahrzeug 12 und ein zweites Schienenfahrzeug 14 auf. Des Weiteren weist das System 10 eine Leitzentrale 16 auf, welche die Fahrpläne und die Fahrprofile beider Schienenfahrzeuge 12, 14 kennt. Ein Fahrwegabschnitt 18 ist gemäß dem Ausführungsbeispiel für das zweite Schienenfahrzeug 14 reserviert, sodass das erste Schienenfahrzeug 12 auf eine Freigabe warten muss. Vor dem Erreichen des reservierten Fahrwegabschnitts 18 erfragt das erste Schienenfahrzeug 12 über eine Datenverbindung 20 Infor ^¬ mationen über das zweite Schienenfahrzeug 14 zum Anpassen seines Fahrprofils.

Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele ein- geschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Bezugs zeichen

1 Verfahren

2 Reservierung des Fahrwegabschnitts

4 Informationsanfrage senden

6 Übertragen von Informationen von einer Leitzentrale

8 Anpassen einer Fahrregelung / Anpassen eines Fahrprofils

10 System

12 erstes Schienenfahrzeug

14 zweites Schienenfahrzeug

16 Leitzentrale

18 reservierter Fahrwegabschnitt

20 Kommunikationsverbindung