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Title:
SYSTEM FOR OPERATING AN ELECTRIC TRACTIVE UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2013/023946
Kind Code:
A2
Abstract:
System for operating an electric tractive unit. The invention relates to a system (1) for operating an electric tractive unit (10), having a contact line system (20) which is arranged along a route (2) of the tractive unit (10). In this context, a current collector (11) of the tractive unit (10) for transmitting energy can be placed in sliding contact with a contact line (23) of the contact line system (20). In addition, the contact line (23) is divided by a section insulator (24), along which the current collector (11) can travel with sliding contact, into contact line sections (23a, 23b) which are supplied with electricity separately from one another. According to the invention, a detection device (30) is designed to detect when travel over the section insulator (24) by tractive unit (10) is imminent. Said detection device (30) interacts with a drive controller (13) for an electric drive (12) of the tractive unit (10) in such a way that transmission of energy via the current collector (11) while the section insulator (24) is being travelled over is automatically reduced or switched off. As a result, the wear on section insulators (24) can be reduced.

Inventors:
DOELLING ANDRE (DE)
Application Number:
PCT/EP2012/065322
Publication Date:
February 21, 2013
Filing Date:
August 06, 2012
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
DOELLING ANDRE (DE)
International Classes:
B60M1/18
Foreign References:
DE602005002864T22008-07-24
EP0592819A11994-04-20
DE10319126A12004-11-25
Other References:
"Fahrleitungen elektrischer Bahnen: Planung, Berechnung, Ausführung", 1998, TEUBNER, pages: 118 - 121
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. System (1) zum Betrieb eines elektrischen Triebfahrzeugs

(10) , mit einer entlang einer Fahrstrecke (2) des Triebfahr- zeugs (10) angeordneten Fahrleitungsanlage (20), wobei ein

Stromabnehmer (11) des Triebfahrzeugs (10) zur Energieüber¬ tragung mit einer Fahrleitung (23) der Fahrleitungsanlage (20) in Schleifkontakt bringbar ist, und wobei die Fahrlei¬ tung (23) durch einen vom Stromabnehmer (11) in Schleifkon- takt befahrbaren Streckentrenner (24) in elektrisch voneinander getrennt gespeiste Fahrleitungsabschnitte (23a, 23b) ge¬ teilt ist,

g e k e n n z e i c h n e t durch eine Erkennungseinrichtung (30), die dazu ausgebildet ist, eine dem Triebfahrzeug (10) bevorstehende Überfahrt des Streckentrenners (24) zu er¬ kennen, und die derart mit einer Antriebssteuerung (13) für einen elektrischen Antrieb (12) des Triebfahrzeugs (10) zu¬ sammenwirkt, dass eine Energieübertragung über den Stromab¬ nehmer (11) während der Überfahrt des Streckentrenners (24) automatisch vermindert oder abgeschaltet ist.

2. Betriebssystem (1) nach Anspruch 1, wobei die Antriebssteuerung (13) dazu ausgebildet ist, bei Überfahrt des Stre¬ ckentrenners (24) in einer Beschleunigungs- oder Beharrungs- phase des Triebfahrzeugs (10) die Energieeinspeisung zur

Energieversorgung des Antriebs (12) über den Stromabnehmer

(11) zu vermindern oder abzuschalten.

3. Betriebssystem (1) nach Anspruch 2, wobei die Antriebs- Steuerung (13) dazu ausgebildet ist, dem Antrieb (12) bei verminderter oder abgestellter Energieeinspeisung über den Stromabnehmer (11) Traktionsenergie aus einem fahrzeugseiti- gen Energiespeicher zuzuführen. 4. Betriebssystem (1) nach Anspruch 1, wobei die Antriebssteuerung (13) dazu ausgebildet ist, bei Überfahrt des Stre¬ ckentrenners (24) in einer Bremsphase des Triebfahrzeugs (10) eine Rückspeisung von im generatorisch betriebenen Antrieb (12) erzeugter Bremsenergie über den Stromabnehmer (11) zu unterbinden und einem fahrzeugseitigen Bremswiderstand zuzuführen . 5. Betriebssystem (1) nach Ansprüche 1 bis 4, wobei die Antriebssteuerung (13) dazu ausgebildet ist, nach einer einstellbaren Zeitdauer oder Wegstrecke die Energieübertragung über den Stromabnehmer (11) automatisch wieder zu erhöhen oder zuzuschalten.

6. Betriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Erkennungseinrichtung (30) auch dazu ausgebildet ist, ei¬ ne vom Triebfahrzeug (10) abgeschlossene Überfahrt des Stre¬ ckentrenners (24) zu erkennen, und derart mit der Antriebs- Steuerung (13) zusammenwirkt, dass die Energieübertragung über den Stromabnehmer (11) nach abgeschlossener Überfahrt des Streckentrenners (24) automatisch wieder erhöht bzw. zu¬ geschaltet wird. 7. Betriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Erkennungseinrichtung (30) eine erste streckenseitige Kommunikationseinheit (31), die zur Aussendung eines Erken¬ nungssignals (34) in einem Nahbereich ausgebildet ist, und eine fahrzeugseitige Kommunikationseinheit (33) , die zum Emp- fang des Erkennungssignals (34) bei Eintritt in den Nahbe¬ reich der streckenseitigen Kommunikationseinheit (31) ausge¬ bildet ist, aufweist.

8. Betriebssystem (1) nach Anspruch 7, wobei die Erkennungs- einrichtung (30) eine zweite streckenseitige Kommunikations¬ einheit (32) aufweist, die zur Aussendung eines Erkennungs¬ signals (34) in einem Nahbereich ausgebildet ist, wobei die erste und die zweite streckenseitige Kommunikationseinheit (31, 32) längs der Fahrstrecke (2) auf unterschiedlichen Sei- ten des Streckentrenners (24) angeordnet sind.

9. Betriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei ein in Fahrtrichtung führendes Triebfahrzeug mit einem ersten Stromabnehmer und ein diesem nachlaufendes Triebfahrzeug mit einem zweiten Stromabnehmer zu deren Betrieb in Doppeltrakti on gekoppelt sind, und wobei die Antriebssteuerung dazu aus¬ gebildet ist, die Energieübertragung über den jeweils den Streckentrenner (24) überfahrenden Stromabnehmer zu vermindern oder abzuschalten und die Traktionsenergie über den jeweils anderen Stromabnehmer einzuspeisen.

10. Betriebssystem (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Antrieb (12) des Triebfahrzeugs (10) in Drehstrom¬ technik ausgeführt ist, und wobei der Streckentrenner (24) auf der Fahrstrecke (2) in einem Brems- oder in einem Beschleunigungsbereich des Triebfahrzeugs (10) angeordnet ist.

Description:
Beschreibung

System zum Betrieb eines elektrischen Triebfahrzeugs Die Erfindung betrifft ein System zum Betrieb eines elektrischen Triebfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Patentanspru ¬ ches 1.

Die Energieversorgung elektrischer Triebfahrzeuge, insbeson- dere von Schienen- und Straßenfahrzeugen, erfolgt über Fahrleitungsanlagen. Dabei wandeln Unterwerke eine Versorgungs ¬ spannung eines Energieversorgungsnetzes in eine Fahrleitungs ¬ spannung um und speisen diese in die Fahrleitung, beispielsweise in den Fahrdraht einer Oberleitungsanlage oder in eine seitlich der Fahrstrecke angeordnete Stromschiene, ein. Aus betrieblichen oder technischen Gründen ist eine Fahrleitung durch Trennstellen in Fahrleitungsabschnitte unterteilt, die elektrisch voneinander getrennt versorgte Speiseabschnitte bilden .

Trennstellen werden durch so genannte Streckentrenner realisiert, die von einem Stromabnehmer eines Triebfahrzeuges in Schleifkontakt überfahrbar sind und die den Längsstromfluss an der Trennstelle unterbrechen. Es stellt sich dadurch eine zweiseitige Speisung ein, die energetische und betriebliche Vorteile aufweist.

Gemäß Seiten 118 bis 121 aus „Fahrleitungen elektrischer Bahnen: Planung, Berechnung, Ausführung", 2. überarbeitete Auf- läge, Stuttgart; Leipzig: Teubner, 1998, ISBN 3-519-16177-X, sind durch Streckentrenner gebildete elektrische Trennungen zu unterscheiden von so genannten Schutzstrecken . Schutzstrecken trennen die Abschnitte einer Oberleitung in der Weise, dass bei Befahren mit dem elektrischen Triebfahrzeug der oder die Stromabnehmer die Abschnitte nicht überbrücken. Innerhalb eines Bahnenergieversorgungssystems bestehen Schutzstrecken bei Geschwindigkeiten größer als 160 km/h aus aneinander gefügten Streckentrennungen mit einem dazwischen liegenden neutralen Oberleitungsabschnitt. Dabei kann der neutrale Abschnitt entweder kürzer als der Abstand von zwei Stromabnehmern auf Triebzügen oder länger gestaltet werden als der größte Abstand zwischen den äußersten Stromabnehmern eines Triebzuges .

Aus der Übersetzung der europäischen Patentschrift DE 60 2005 002 864 T2 ist ein Verfahren zur Steuerung des Betriebs eines Zuges in einem neutralen Abschnitt, wo keine Elektrizität für den Antrieb der Lokomotive verfügbar ist, bekannt. Zum Passieren eines Neutralabschnittes werden die Fahrmotoren einer Lokomotive abgestellt, ein Haupt-Stromkreisunterbrecher der Lokomotive geöffnet und in einigen Fällen der Stromabnehmer vor dem Erreichen des Neutralabschnittes abgesenkt. Damit ein derartiger Neutralabschnittsarbeitsgang zur elektrischen

Trennung einer Führungslokomotive von der Oberleitung auch bei Folgelokomotiven desselben Zuges durchgeführt werden kann, ist im Gleisbett in einer Entfernung vor dem Neutralabschnitt ein Transponder positioniert, der durch Transponder- Lesegeräte in den Lokomotiven erfassbar ist.

Im Gegensatz zu Neutralabschnitten, die Triebfahrzeuge elektrisch getrennt von der Oberleitung befahren, unterliegen Streckentrenner erheblichen Verschleißerscheinungen, die ins- besondere von Abrisslichtbögen und Ausgleichströmen bei Fahrzeugüberfahrten herrühren. Diese Beanspruchungen von Streckentrennern, insbesondere in Nahverkehrsanlagen, werden durch den Einsatz moderner Fahrzeuge in Drehstromantriebs- technik verstärkt, da diese einen größeren Leistungsbedarf aufgrund höherer Beschleunigung, Geschwindigkeit und Komfort ¬ leistungen, wie zum Beispiel Klimatisierung, haben.

Bei Abriss des Stromflusses durch Kontaktunterbrechungen zwischen Stromabnehmer und Streckentrenner können sich Lichtbö- gen ausbilden, die Lichtbogenableitvorrichtungen, wie zum

Beispiel Lichtbogenhörner, optional vorhandene Schleifkufen und die Isolation verschleißen. Dadurch reduzieren sich die Lebensdauer und der Zyklus von Reinigungs- und Instandhai- tungsarbeiten, etwa einem Wechsel von Lichtbogenhörnern. Zusätzlich entstehen bei Lichtbogenbildung Funk- und Telekommunikationsstörungen sowie Geräusche, die Maschinen beziehungs ¬ weise Menschen stören.

Die Veröffentlichung EP 0 592 819 AI offenbart einen Streckentrenner für Fahrleitungen elektrischer Fahrzeuge, insbesondere Bahnen. Dieser umfasst zwei Anschlussvorrichtungen, die jeweils ein Fahrleitungsdrahtende mit einem Lichtbogen- horn verbinden. Die Anschlussvorrichtungen sind über Isolierkufen miteinander verbunden, wobei sich die Lichtbogenhörner an einer Trennstelle isolierend gegenüber stehen. An der Trennstelle ist wenigstens eine diese überbrückende Leitkufe angeordnet, die mit einem der Lichtbogenhörner leitend ver- bunden ist. Damit kann der Traktions- oder Bremsstrom über

Kontaktstellen zwischen Fahrdraht und Schleifleiste und zwi ¬ schen Schleifleiste und Schleifkufe kommutieren und reißt nicht unter Bildung eines Lichtbogens ab. Aufgrund der wir ¬ kenden Induktivitäten können aber auch bei diesem Strecken- trenner Lichtbogenbildungen nicht sicher verhindert werden.

Ausgleichströme treten bei Potentialunterschieden zwischen Fahrleitungsabschnitten auf, wenn diese durch einen Stromabnehmer temporär kurzgeschlossen werden. Große Ausgleichsströ- me stellen sich insbesondere dann ein, wenn die Auslastung der benachbarten Speiseabschnitte unterschiedlich hoch ist.

Durch Streckentrenner fließende Ausgleichströme können durch elektrische Längskupplung der an einer Trennstelle endenden Fahrleitungsabschnitte vermieden werden. Dabei fließt der

Längsstrom über einen parallel zum Streckentrenner angeordneten Trennschalter, der zur Verbindung bzw. Trennung benachbartere Speiseabschnitte beispielsweise durch einen Schalter ¬ fernantrieb gestellt werden kann. Aufgrund von Schutz- und Betreiberkonzepten ist es aber insbesondere in Nahverkehrsanlagen oftmals üblich oder sogar unmöglich, Speiseabschnitte nicht längs zu kuppeln. Bei vorhandener Längskupplung muss aber der Traktionsstrom in jedem Fall über die Trennstelle des Streckentrenners kommutieren und verursacht dabei Abriss ¬ funken .

Aus der Offenlegungsschrift DE 103 19 126 AI ist ein Stre- ckentrenner für eine ankommende Fahrleitung und für eine abgehende Fahrleitung eines Oberleitungskettenwerkes bekannt. Es ist vorgesehen, dass die ankommende und die abgehende Fahrleitung über einen Schalter verbunden sind. Der Schalter ist mit einer Steuereinheit verbunden zum Schließen des

Schalters bei herannahendem Fahrzeug und zum Öffnen des

Schalters bei sich entfernendem Fahrzeug. Dazu ist die Steu ¬ ereinheit eingangsseitig beispielsweise mit einem Positions ¬ melder verbunden, der die Position des Fahrzeugs erkennt. Im kurzgeschlossenen Zustand fließen Ausgleichsströme zwischen den Unterwerken nicht mehr über die Schleifleisten mit möglicher Bildung von Abrisslichtbögen, sondern direkt über den Schalter. Durch die elektrischen Schleifkufen wird zwar versucht, dass der Traktions- und Bremsstrom nicht unterbrochen und damit die Lichtbogenbildung vermieden wird, in der Praxis gelingt dies jedoch nur bedingt, da der Traktionsstrom dennoch über die Trennstelle kommutieren muss.

Die Umsetzung eines derartigen Schalters ist jedoch schwierig und erfordert eine Konstruktion, die einer Schaltanlage in Unterwerken ähnelt. Des Weiteren sind ein derartiger Schalter und benötigte Zusatzelemente in der Oberleitung anzuordnen, die deren Gewichtsbelag erhöhen. Gerade bei einfachen Fahrleitungen im Nahverkehr kann sich die Befahrung bei gleicher Geschwindigkeit verschlechtern, wenn der Einbauraum für die Anordnung der Zusatzelemente überhaupt verfügbar ist.

Es ist auch bekannt, dass ein Auftreten von Lichtbögen dadurch verhindert werden kann, indem Streckentrenner in Bremsbereichen einer Fahrstrecke angeordnet werden, da der Strom- fluss zwischen Fahrleitung und Stromabnehmer praktisch verschwindet. Dies trifft allerdings nur für nicht rückspeisefä ¬ hige Triebfahrzeuge zu, die bei der Bremsung keinen oder nur geringe Ströme aus der Fahrleitung aufnehmen. Rückspeisende Fahrzeuge speisen Energie in die Fahrleitung ein, wobei die bei der Rückspeisung abgegebene Leistung größer ist als die dabei aufgenommene Leistung. Bei Rückspeisung heben die Fahrzeuge die Spannung an, um Energie in die Fahrleitungsanlage übertragen zu können. Damit erhöht sich die Spannungsdiffe ¬ renz an der Trennstelle im Betriebszustand, was eine Vergrö ¬ ßerung der störenden Ausgleichsströme zur Folge hat.

Zu Verschleiß führen auch Überfahrten eines Streckentrenners durch Triebfahrzeuge in Doppeltraktion. Der Streckentrenner gerät bei Überfahrung durch das führende Triebfahrzeug in Schwingungen, wodurch der Stromabnehmer des nachlaufenden Triebfahrzeugs schlechtere Kontaktbedingungen vorfindet. Bei Anordnung eines Streckentrenners in einem Beschleunigungsbe- reich der Fahrstrecke, etwa im Nahbereich einer Haltestelle, ist zudem die Überfahrtgeschwindigkeit des nachlaufenden Treibfahrzeugs und dadurch dessen Stromaufnahme größer als die des führenden Triebfahrzeugs. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System zum Betrieb eines elektrischen Triebfahrzeugs der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit dem der Verschleiß an Streckentrennern reduziert werden kann. Die Aufgabe wird gelöst durch ein gattungsgemäßes Betriebs ¬ system mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen. Demnach umfasst das Betriebssystem eine Einrichtung zur Erkennung einer dem Triebfahrzeug bevorstehenden Überfahrt des Streckentrenners, die derart mit ei- ner Antriebssteuerung für einen elektrischen Antrieb des

Triebfahrzeugs zusammenwirkt, dass eine Energieübertragung über den Stromabnehmer während der Überfahrt des Streckentrenners automatisch vermindert oder abgeschaltet ist. Mit ¬ tels der Erkennungseinrichtung werden aus Sicht des Trieb- fahrzeugs Streckentrenner vor Überfahrt detektiert und der

Antriebssteuerung mitgeteilt, welche dann automatisch sichergestellt, dass bei Überfahrt der Trennstelle nur ein redu ¬ zierter oder gar kein Strom zwischen Stromabnehmer und Stre- ckentrenner fließt. Damit können die Verschleiß verursachenden Phänomene wie Abrisslichtbögen oder Ausgleichströme wei ¬ testgehend vermieden werden. Die Erfindung begegnet den Verschleißproblemen nicht durch Verbesserungen am Streckentren- ner, an dem die Verschleißsymptome auftreten, sondern sie erkennt als Ursprung des Problems die Streckentrennerüberfahrt bei fortgesetzter Energieübertragung über den Stromabnehmer des Triebfahrzeugs. Der Verschleiß wird durch die Vermeidung der Entstehung von Lichtbögen infolge der Unterbrechung von Traktions- oder Bremsströmen deutlich reduziert. Die Erkennung der Streckentrennerposition relativ zur Fahrzeugposition kann beispielsweise fahrzeugseitig über ein Satelliten ge ¬ stütztes Positionserkennungssystem in Wirkverbindung mit einer die Streckentrennerpositionen enthaltenden elektronischer Karte oder durch Fahrzeugkommunikation mit einer die Streckentrennerpositionen übertragenden Leitzentrale oder auf streckenseitige Einrichtungen basieren.

In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebssystems ist die Antriebssteuerung dazu ausgebildet, bei Überfahrt des Streckentrenners in einer Beschleunigungs ¬ oder Beharrungsphase des Triebfahrzeugs die Energieeinspei ¬ sung zur Energieversorgung des Antriebs über den Stromabnehmer zu vermindern oder abzuschalten. Zieht der Antrieb des Triebfahrzeugs bei Erkennung einer bevorstehenden Streckentrennerüberfahrt gerade Traktionsstrom über den Stromabnehmer, so erfolgt durch die Antriebssteuerung automatisch eine Abregelung des dem motorisch betriebenen Antrieb zugeführten Antriebsstroms .

Vorzugsweise ist die Antriebssteuerung des erfindungsgemäßen Betriebssystems dazu ausgebildet, dem Antrieb bei verminder ¬ ter oder abgestellter Energieeinspeisung über den Stromabnehmer Traktionsenergie aus einem fahrzeugseitigen Energiespei- eher zuzuführen. Abhängig von der Antriebskonzeption kann eine mit einer temporären Unterbrechung der Energieeinspeisung aus der Fahrleitung einhergehende Traktionsunterbrechung bei Überfahrt von in Anfahrbereichen angeordneten Streckentren- nern durch Energieentnahme aus einem fahrzeugseitigen Energiespeicher oder aus Eingangsfiltern der fahrzeugseitigen Stromrichter reduziert oder gar vermieden werden. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebssystems ist die Antriebssteuerung dazu ausgebildet, bei Überfahrt des Streckentrenners in einer Bremsphase des Triebfahrzeugs eine Rückspeisung von im generatorisch betriebenen Antrieb erzeugter Bremsenergie über den Stromabnehmer zu unterbinden und einem fahrzeugseitigen Bremswiderstand zuzuführen. Mit Vorteil können Streckentrenner in Bremsbereichen der Fahrstrecke, zum Beispiel im Bereich von Kreuzungen oder Haltestelleneinfahrten, angeordnet und auch von rückspeisefähigen Triebfahrzeugen befahren werden. Für die kurze Zeit der Streckentrennerüberfahrt wird die Rückspeisung von Bremsenergie unterbrochen, was jedoch den Rückspeisegrad der Gesamtanlage nur unwesentlich verschlechtert. Wenn gerade in Bremsbereichen die Rückspeisung in die Fahrleitungsanlage unterbrochen wird, werden gleichzeitig die Potentialdifferenzen bei fehlender Längskupplung der Speiseabschnitte reduziert, da der Stromabnehmer Energiequelle ist und das Potential bei Rückspeisung am Stromabnehmer angehoben wird. Damit reduzieren sich - unabhängig vom Einsatz leitfähiger Schleifkufen am Streckentrenner - die Ausgleichsströme bei Überfahrt des Stromabnehmers.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Betriebssystems ist die Antriebssteuerung dazu ausgebildet, nach einer einstellbaren Zeitdauer oder Wegstrecke die Ener- gieübertragung über den Stromabnehmer automatisch wieder zu erhöhen oder zuzuschalten. Hat das Triebfahrzeug den Streckentrenner passiert, so wird nach Zurücklegen einer einstellbaren Wegstrecke die Verminderung oder Abschaltung der Energieübertragung über den Stromabnehmer automatisch wieder aufgehoben. Alternativ kann die Energieübertragung auch nach Verstreichen einer einstellbaren Zeitdauer, gegebenenfalls in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit, wieder aufgenommen wer ¬ den . In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Betriebssystems ist die Einrichtung auch dazu ausgebildet, eine vom Triebfahrzeug absolvierte Überfahrt des Streckentrenners zu erkennen, und wirkt derart mit der Antriebssteuerung zusammen, dass die Energieübertragung über den Stromabnehmer nach absolvierter Überfahrt des Streckentrenners automatisch wieder erhöht bzw. zugeschaltet wird. Der Vorteil dieser Aus ¬ gestaltung ist, dass die Erkennungseinrichtung sowohl eine erste Meldung bei bevorstehender Überfahrt als auch eine zweite Meldung nach absolvierter Überfahrt des Streckentrenners an die Antriebssteuerung gibt, so dass diese automatisch auf die Energieübertragung über den Stromabnehmer des Triebfahrzeugs einwirken kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebssystems weist die Erkennungseinrichtung eine erste streckenseitige Kommunikationseinheit, die zur Aussendung eines Erkennungssignals in einem Nahbereich ausge- bildet ist, und eine fahrzeugseitige Kommunikationseinheit, die zum Empfang des Erkennungssignals bei Eintritt in den Nahbereich der streckenseitigen Kommunikationseinheit ausgebildet ist, auf. Die Kommunikationseinheiten können als an sich bekanntes RFID-System ausgeführt sein, wobei RFID für „Radio-Frequeny Identification", zu Deutsch „Identifikation mittels elektromagnetischer Wellen", steht. Die streckensei ¬ tige Kommunikationseinheit wird durch einen energieautarken Transponder gebildet, dere von kleiner Baugröße ist, keine Energieversorgung benötigt und direkt auf das Potential der Fahrleitung angeordnet werden kann. Zudem handelt es sich um eine äußerst preisgünstige Industrielösung. Die fahrzeugsei- tige Kommunikationseinheit wird durch ein Lesegerät für den Transponder gebildet, das beispielsweise auf dem Dach des Triebfahrzeugs angeordnet werden kann. Das Lesegerät umfasst eine Antenne mit projektierbarer Reichweite, die den Nahbe ¬ reich des RFID-Systems definiert. Dieser ist so groß bemes ¬ sen, dass auch bei den größtmöglichen bei Passage des Trieb ¬ fahrzeugs auftretenden Abständen zwischen den Kommunikations- einheiten stets eine sichere Übertragung des Erkennungssig ¬ nals gewährleistet ist.

Vorzugsweise weist die Erkennungseinrichtung des erfindungs- gemäßen Betriebssystems eine zweite streckenseitige Kommuni ¬ kationseinheit auf, die zur Aussendung eines Erkennungssig ¬ nals in einem Nahbereich ausgebildet ist, wobei die erste und die zweite streckenseitige Kommunikationseinheit längs der Fahrstrecke auf unterschiedlichen Seiten des Streckentrenners angeordnet sind. Mit Vorteil können hierdurch Fahrstrecken - beispielsweise bei Bauarbeiten - auch in Gegenrichtung befahren werden, da die in Fahrtrichtung dem Streckentrenner vorgelagerte Kommunikationseinheit eine bevorstehende Überfahrt meldet, während die in Fahrtrichtung dem Streckentrenner nachgelagerte Kommunikationseinheit eine absolvierte Über ¬ fahrt meldet.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Betriebssystems sind ein in Fahrtrichtung führendes Triebfahrzeug mit einem ersten Stromabnehmer und ein diesem nachlaufendes Triebfahrzeug mit einem zweiten Stromabnehmer zu deren Betrieb in Doppeltraktion gekoppelt, wobei die An ¬ triebssteuerung dazu ausgebildet ist, die Energieübertragung über den jeweils den Streckentrenner überfahrenden Stromab- nehmer zu vermindern oder abzuschalten und die Traktionsenergie über den jeweils anderen Stromabnehmer einzuspeisen. Bei Befahrung der Fahrstrecke mit Triebfahrzeugen in Doppeltraktion kann in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Erkennungseinrichtung eine Leistungsverteilung zwischen den Triebfahr- zeugen vorgenommen werden. Nähert sich das führende Triebfahrzeug dem Streckentrenner, so wird dessen Leistungsaufnahme begrenzt, während das nachlaufende Triebfahrzeug die Auf ¬ bringung der Zugkraft für den Fahrzeugverbund übernimmt. Die Beschleunigung wird dadurch zwar begrenzt, jedoch erfolgt keine komplette Zugkraftunterbrechung wie bei der Leistungs ¬ begrenzung von Triebfahrzeugen in Einzeltraktion. Nachdem das führende Triebfahrzeug den Streckentrenner passiert hat, wird die Leistung des führenden Triebfahrzeugs wieder erhöht und entsprechend die des nachlaufenden Triebfahrzeugs begrenzt.

In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs- gemäßen Betriebssystems ist der Antrieb des Triebfahrzeugs in Drehstromtechnik ausgeführt, wobei der Streckentrenner auf der Fahrstrecke in einem Brems- oder in einem Beschleunigungsbereich des Triebfahrzeugs angeordnet ist. Bei Trieb ¬ fahrzeugen mit Drehstromantriebstechnik wirkt es sich gene- rell positiv aus, die Trennstellen in den unmittelbaren Nahbereich der Haltestellen zu verlegen. Beschleunigt ein solches Triebfahrzeug, so erhöht sich die Leistung des Trieb ¬ fahrzeugs bis zur so genannten Übergangsgeschwindigkeit. Bei konstanter Speisespannung steigt der Strom proportional mit der Geschwindigkeit bis zur Übergangsgeschwindigkeit an und bleibt darüber hinaus konstant. Befährt ein solches Trieb ¬ fahrzeug den Streckentrenner mit Geschwindigkeiten kleiner als die Übergangsgeschwindigkeit, also mit 20 bis 40 km/h, so tritt auch dadurch eine Reduzierung der Strombelastung bei Überfahrten von Streckentrennern auf. Diese Erfahrungen lassen sich auch auf die Positionierung der Streckentrenner in Bremsbereichen übertragen.

Weitere Vorteile und Eigenschaften ergeben sich aus nachfol- gender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnungen, in deren eine Trennstelle mit Streckentrenner gemäß Stand der Technik in einer Ansicht quer zur Fahrtrich- tung,

FIG 2 die Trennstelle nach FIG 1 in einer Ansicht in

Fahrtrichtung,

FIG 3 ein erfindungsgemäßes Betriebssystem in einer Ansicht quer zur Fahrtrichtung des Triebfahrzeugs,

FIG 4 einen vergrößerten Ausschnitt des fahrleitungssei- tigen Teils des Betriebssystems aus FIG 3 schema ¬ tisch veranschaulicht sind. Elektrische Triebfahrzeuge 10 gemäß FIG 3, beispielsweise Nahverkehrsbahnen, werden über eine Fahrleitungsanlage 20 gemäß FIG 1 und FIG 2 mit elektrischer Energie versorgt. Die Fahrleitungsanlage 20 ist als Oberleitungsanlage ausgeführt, die eine von einem Kettenwerk getragene Fahrleitung 23 aufweist. Hierzu sind entlang der Fahrstrecke 2 des Triebfahr ¬ zeugs 10 Mäste 21 aufgestellt, an welchen seitlich über die Fahrstrecke 2 ragende Ausleger 22 drehbar gelagert sind. Im Bereich des dargestellten Mastes 21 weist die Fahrleitungsan- läge 20 eine Trennstelle auf, an der die als Fahrdraht ausge ¬ bildete Fahrleitung 23 ist zwei elektrisch voneinander getrennt gespeiste Fahrleitungsabschnitte 23a und 23 b unter ¬ teilt ist. Die Fahrleitungsanlage 20 weist an der Trennstelle einen Streckentrenner 24 auf, über den die Fahrleitungsab- schnitte 23a und 23b isolierend miteinander verbunden sind. Zur Befahrbarkeit der Trennstelle weist der Streckentrenner 24 Schleifkufen auf, die ein stoßfreies Beschleifen durch den Stromabnehmer 11 ermöglichen. Der Streckentrenner 24 ist an über Schiingenisolatoren 26 verbundenen Aufhängeseilen 25 am Ausleger 22 aufgehangen. Zur Längskupplung der Speiseabschnitte 23a und 23b ist an den Mast 21 ein Trennschalter 27 montiert, der durch einen nicht dargestellten, ein Antriebsgestänge 29 betätigenden Schalterantrieb geöffnet und ge ¬ schlossen wird. Bei geschlossenem Trennschalter 27 fließt Längsstrom über den Trennschalter 27, der jeweils über Schalterleitungen 28 mit den Fahrleitungsabschnitten 23a und 23b verbunden ist.

Nach FIG 3 und FIG 4 weist ein erfindungsgemäßes System 1 zum Betrieb des elektrischen Triebfahrzeugs 10 eine Erkennungs ¬ einrichtung 30 auf, die in festen Abständen vor und hinter dem Streckentrenner 24 streckenseitige Kommunikationseinhei ¬ ten 31 aufweist. Die streckenseitigen Kommunikationseinheiten 31 sind durch Transponder eines RFID-Systems gebildet, die auf der Fahrleitungsanlage 20 beispielsweise auf Höhe der

Fahrleitung 23 angeordnet sind. Die Erkennungseinrichtung 30 weist ferner eine fahrzeugseitige Kommunikationseinheit 33 auf, die beispielsweise auf dem Dach des Triebfahrzeugs 10 angeordnet ist und das Lesegerät des RFID-Systems bildet. Da ¬ bei sind die Kommunikationseinheiten 31 bzw. 33 hinsichtlich ihrer gegenseitigen Sende- und Empfangsreichweiten für elektromagnetische Wellen derart konfiguriert, dass bei einer Pas- sage des Triebfahrzeugs 10 eine Kommunikation zwischen den

Einheiten 31 bzw. 33 erfolgt: Bei Eintritt der fahrzeugseiti- gen Kommunikationseinheit 33 in den Nahbereich der strecken- seitigen Kommunikationseinheit 31 empfängt letztere ein Ab ¬ fragesignal und antwortet mit der Aussendung eines Erken- nungssignals 34. Auf diese Weise detektiert die Erkennungs ¬ einrichtung 30 - je nach Anordnung des Transponders 31 rela ¬ tiv zur Fahrtrichtung des Triebfahrzeugs 10 vor oder hinter dem Streckentrenner 24 - eine bevorstehende oder eine absol ¬ vierte Überfahrt des Streckentrenners 24.

Bei dem erfindungsgemäßen Betriebssystem 1 ist die Erkennungseinrichtung 30 nun derart mit der Antriebssteuerung 13 für elektrische Antriebe 12 des Triebfahrzeugs 10 wirkverbun ¬ den, dass die Antriebssteuerung 13 nach Empfang eines Melde- signals auf die Energieübertragung zwischen Stromabnehmer 11 des Triebfahrzeugs 10 und der Fahrleitung 23 Einfluss nimmt. Dabei kann die Antriebssteuerung 13 zusätzliche Betriebspara ¬ meter des Triebfahrzeugs 10 verarbeiten. Bei Erkennung einer bevorstehenden Überfahrt des Streckentrenners 24 wird eine Energieübertragung über den Stromabnehmer 11 vermindert oder abgeschaltet, bei Erkennung einer ab ¬ solvierten Überfahrt wird die Energieübertragung wieder erhöht oder zugeschaltet, und zwar automatisch ohne manuellen Eingriff beispielsweise eines Lokführers. Damit wird der

Streckentrenner 24 ohne Energieübertragung über den Stromabnehmer 11 überfahren, wodurch Verschleißfaktoren wie Abrisslichtbögen oder Ausgleichströme ursächlich vermieden werden können .

Befindet sich das Triebfahrzeug 10 bei Überfahrt des Stre ¬ ckentrenners 24 in einer Beschleunigungs- oder Beharrungspha ¬ se, so vermindert die Antriebssteuerung 13 die Energieein- Speisung zur Traktionsversorgung des Antriebs 12 über den Stromabnehmer 11. Dabei kann die Antriebssteuerung 13 dem Antrieb 12 Traktionsenergie aus einem nicht dargestellten, fahrzeugseitigen Energiespeicher zuführen. Während einer Bremsphase des Triebfahrzeugs 10 unterbindet die Antriebs ¬ steuerung 13 eine Rückspeisung von Bremsenergie über den Stromabnehmer 11 und führt diese stattdessen einem ebenfalls nicht dargestellten, fahrzeugseitigen Bremswiderstand zu. Überfahren zwei gekoppelte Triebfahrzeuge 10 den Stre ¬ ckentrenner 24 in Doppeltraktion, so kann die Antriebssteuerung 13 die Energieübertragung über die Stromabnehmer 11 des führenden und des nachlaufenden Triebfahrzeugs 10 aufteilen. Während die Energieübertragung über den Stromabnehmer 11 des jeweils den Streckentrenner 24 überfahrenden Triebfahrzeugs 10 vermindert oder abgeschalten wird, wird Traktionsenergie über den Stromabnehmer 11 des jeweils anderen Triebfahrzeugs 10 eingespeist. Bei Triebfahrzeugen 10, deren Antrieb 12 in Drehstromtechnik ausgeführt ist, können Streckentrenner 24 in vorteilhafter Weise auf der Fahrstrecke in einem Brems- oder in einem Be ¬ schleunigungsbereich des Triebfahrzeugs 10 angeordnet sein, beispielsweise im Bereich einer Haltestelle. Bei konstanter Speisespannung steigt der Strom proportional mit der Ge ¬ schwindigkeit bis zur so genannten Übergangsgeschwindigkeit an und bleibt dann konstant. Dadurch tritt bei Überfahrtge ¬ schwindigkeiten unterhalb der Übergangsgeschwindigkeit eine Reduzierung der Strombelastung und damit des Verschleißes an Streckentrennern 24 auf.