Schienenfahrzeug und Verfahren zu dessen Betrieb

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben von Schienenfahrzeugen auf einer Eisenbahngleisanlage, die zumindest einen Passagiertransportbereich zum Transport von Passagieren und zumindest einen Depotbereich zum Abstellen der Schienenfahrzeuge umfasst, wobei im Passagiertransportbe reich ein autonomer Fährbetrieb der Schienenfahrzeuge möglich ist.

Passagiertransportbereiche von Eisenbahngleisanlagen können bekanntermaßen mit streckenseitigen Einrichtungen ausgestat tet sein, die einem Schienenfahrzeug einen autonomen Fährbe trieb ("Automatic Train Operation", ATO) erlaubt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben von Schienenfahrzeugen anzugeben, das einen wirt schaftlich noch effizienteren Betrieb von Eisenbahngleisanla gen als bisher ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Un teransprüchen angegeben.

Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Inbetriebnah me eines im Depotbereich abgestellten Schienenfahrzeugs zu diesem ein Fahrtbefehl übermittelt wird, der eine Fahrt zu einer vorgegebenen Übergabestelle anweist, das Schienenfahr zeug bei Vorliegen des Fahrtbefehls seine Fahrt in einem au tonomen Hilfsfahrbetrieb beginnt und nach Erfüllung einer vorgegebenen Bedingung von dem autonomen Hilfsfahrbetrieb in den autonomem Fährbetrieb schaltet und seine Fahrt im autono men Fährbetrieb zu der Übergabestelle fortsetzt. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass ein autonomer Fährbetrieb, also ohne Mitwirkung von Personal, nicht nur im Passagiertransportbe reich erfolgen kann, sondern darüber hinaus auch im Depotbe reich im Zusammenhang mit im Depotbereich abgestellten Fahr zeugen. Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck ein autonomer Hilfsfahrbetrieb vorgesehen, der nach einer Inbetriebnahme eines abgestellten Schienenfahrzeugs bzw. bei Vorliegen eines entsprechenden Fahrtbefehls zunächst den Fahrtbeginn be stimmt, bevor eine vorgegebenen Bedingung zum Umschalten vom autonomen Hilfsfahrbetrieb in den autonomen Fährbetrieb er folgt.

Vorteilhaft ist es, wenn das Schienenfahrzeug im autonomen Fährbetrieb von streckenseitigen Einrichtungen übertragene Signale berücksichtigt und im autonomen Hilfsfahrbetrieb un berücksichtigt lässt. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Schienenfahrzeug im autonomen Fährbetrieb von strecken seitigen Einrichtungen übertragene Steuersignale, die Höchst geschwindigkeiten definieren, berücksichtigt und im autonomen Hilfsfahrbetrieb solche Steuersignale unberücksichtigt lässt und stattdessen beispielsweise mit einer für den autonomen Hilfsfahrbetrieb fest vorgegebenen Maximalgeschwindigkeit fährt.

Die vorgegebene Bedingung wird vorzugsweise als erfüllt ange sehen, wenn das Schienenfahrzeug nach der Inbetriebnahme im autonomen Hilfsfahrbetrieb eine vorgegebene Anzahl an in der Eisenbahngleisanlage angebrachten Gleiskreisen oder Balisen überfahren hat.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die vorgegebene Bedingung als erfüllt angesehen wird, wenn das Schienenfahrzeug nach der Inbetriebnahme im autonomen Hilfsfahrbetrieb zwei schie nenseitige Gleiskreise überfahren hat.

Bei einer als besonders vorteilhaft angesehenen Verfahrensva riante ist vorgesehen, dass bei Vorliegen eines leitzent- ralenseitig oder fahrzeugführerseitig von einem das Schienen fahrzeug nutzen wollenden Fahrer erzeugten Anforderungssig nals, mit dem ein im Depotbereich abgestelltes Schienenfahr zeug zur Übergabestelle angefordert wird, geprüft wird, ob das Schienenfahrzeug den Depotbereich autonom befahren darf, ein Freigabesignal erzeugt wird, wenn die Prüfung eine ge fährdungsfreie oder zumindest gefährdungsarme Befahrbarkeit der von dem Schienenfahrzeug im autonomen Hilfsbetrieb zu rückzulegenden Strecke ergibt, und bei Vorliegen des Frei gabesignals dieses zum Schienenfahrzeug übermittelt wird.

Das Anforderungssignal und/oder der Fahrtbefehl gibt vorzugs weise die vorgegebene Übergabestelle im Passagiertransportbe reich an.

Auch ist es vorteilhaft, wenn das Anforderungssignal die vor gegebene Übergabestelle im Passagiertransportbereich angibt und das Anforderungssignal gemeinsam mit dem Freigabesignal den Fahrtbefehl bildet.

Bei einer weiteren als besonders vorteilhaft angesehenen Ver fahrensvariante ist vorgesehen, dass das Anforderungssignal fahrzeugführerseitig erzeugt und zu dem Schienenfahrzeug übermittelt wird, das Schienenfahrzeug nach Empfang des An forderungssignals eine Anfrage, ob das Schienenfahrzeug den Depotbereich autonom befahren darf, an eine depotseitige Überwachungseinrichtung sendet, die depotseitige Überwa chungseinrichtung nach Empfang der Anfrage die autonome Be fahrbarkeit prüft, die depotseitige Überwachungseinrichtung das Freigabesignal erzeugt, wenn die Prüfung eine gefähr dungsfreie oder zumindest gefährdungsarme Befahrbarkeit der von dem Schienenfahrzeug im autonomen Hilfsbetrieb zurückzu legenden Strecke ergibt, und das Schienenfahrzeug bei Vorlie gen des Freigabesignals das Anforderungssignal als Fahrtbe fehl ausführt.

Bei einer anderen als besonders vorteilhaft angesehenen Ver fahrensvariante ist vorgesehen, dass das Anforderungssignal leitzentralenseitig erzeugt wird, seitens einer depotseitigen Überwachungseinrichtung geprüft wird, ob das Schienenfahrzeug den Depotbereich autonom befahren darf, die Überwachungsein richtung das Freigabesignal erzeugt, wenn die Prüfung eine gefährdungsfreie oder zumindest gefährdungsarme Befahrbarkeit der von dem Schienenfahrzeug im autonomen Hilfsbetrieb zu rückzulegenden Strecke ergibt, und bei Vorliegen des Frei gabesignals das Anforderungssignal gemeinsam mit dem Frei gabesignal oder ohne dieses als Fahrtbefehl zu dem Schienen fahrzeug gesendet wird.

Die depotseitige Überwachungseinrichtung umfasst vorzugsweise zumindest eine Kamera, die auf den Depotbereich oder zumin dest einen Abschnitt davon gerichtet ist.

Die depotseitige Überwachungseinrichtung kann in vorteilhaf ter Weise einen Bestandteil der Leitzentrale bilden oder eine separate Einrichtung sein, die mit der Leitzentrale verbunden sein kann.

Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine Eisenbahn gleisanlage, die zumindest einen Passagiertransportbereich zum Transport von Passagieren und zumindest einen Depotbe reich zum Abstellen von Schienenfahrzeugen umfasst, wobei im Passagiertransportbereich streckenseitige Einrichtungen vor handen sind, die einen autonomen Fährbetrieb der Schienen fahrzeuge ermöglichen.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Depotbereich oder zumindest ein oder mehrere Abschnitte des Depotbereichs mit einer oder mehreren streckenseitigen Einrichtungen ausge stattet sind, die den Schienenfahrzeugen den autonomen Fähr betrieb ermöglichen.

Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Eisenbahngleis anlage sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen. Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Schienen fahrzeug zum Betrieb auf einer Eisenbahngleisanlage, die zu mindest einen Passagiertransportbereich zum Transport von Passagieren und zumindest einen Depotbereich zum Abstellen der Schienenfahrzeuge umfasst, wobei das Schienenfahrzeug ge eignet ist, im Passagiertransportbereich in einem autonomen Fährbetrieb betrieben zu werden.

Erfindungsgemäß ist bezüglich eines solchen Schienenfahrzeugs vorgesehen, dass das Schienengfahrzeug dazu ausgestaltet ist, im im Depotbereich abgestellten Zustand bei Vorliegen eines Fahrtbefehls, der eine Fahrt zu einer vorgegebenen Übergabe stelle anweist, seine Fahrt in einem autonomen Hilfsfahrbe trieb zu beginnen und nach Erfüllung einer vorgegebenen Be dingung von dem autonomen Hilfsfahrbetrieb in den autonomem Fährbetrieb zu schalten und seine Fahrt im autonomen Fährbe trieb zu der Übergabestelle fortzusetzen.

Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Schienenfahr zeugs sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.

Vorteilhaft ist es, wenn das Schienenfahrzeug eine Fahrzeug steuereinrichtung aufweist, die eine Recheneinrichtung und einen Speicher umfasst, in dem Speicher ein Fahrmodul abge speichert ist, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung einen autonomen Fährbetrieb ermöglicht, im Speicher ein Hilfsmodul abgespeichert ist, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung einen autonomen Hilfsfahrbetrieb ermög licht, und in dem Speicher ein Steuermodul abgespeichert ist, das dazu ausgestaltet, bei Inbetriebnahme des Schienenfahr zeugs zunächst das Hilfsmodul zu aktiveren und vom Hilfsmodul auf das Fahrmodul erst umzuschalten, wenn eine vorgegebene Umschaltbedingung erfüllt wird.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie len näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft Fig. 1-8 ein Ausführungsbeispiel für eine Eisenbahngleisan lage, anhand derer Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemäße Verfahren erläutert werden, und

Fig. 9 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes

Schienenfahrzeug, das zur Fahrt auf der Eisenbahn gleisanlage gemäß den Figuren 1-8 geeignet ist.

In den Figuren werden für identische oder vergleichbare Kom ponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.

Die Figur 1 zeigt eine Eisenbahngleisanlage 10, die einen Passagiertransportbereich 11 und einen Depotbereich 12 um fasst. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1 weist der Passagiertransportbereich 11 zwei Gleise 111 und 112 auf, die mit drei Haltestellen bzw. Bahnhöfen 113a, 113b und 113c ausgestattet sind.

Der Passagiertransportbereich 11 weist eine Vielzahl an stre ckenseitigen Einrichtungen auf, die einem autonom fahrfähigen Schienenfahrzeug einen autonomen Fährbetrieb ermöglichen. Die streckenseitigen Einrichtungen für diesen autonomen Fährbe trieb sind für den Passagiertransportbereich 11 aus Gründen der Übersicht in der Figur 1 nicht näher dargestellt.

Der Depotbereich 12 der Eisenbahngleisanlagen 10 weist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 drei Abstellgleise 121, 122 und 123 auf. Die Abstellgleise bzw. der Depotbereich 12 insgesamt sind ebenfalls mit streckenseitigen Einrichtungen ausgestattet, die einem autonom fahrfähigen Schienenfahrzeug einen autonomen Fährbetrieb ermöglichen; die streckenseitigen Einrichtungen im Depotbereich 12 sind in der Figur 1 durch Kreise symbolisiert, von denen beispielhaft drei mit den Be zugszeichen 124a, 124b und 124 gekennzeichnet sind.

Bei den streckenseitigen Einrichtungen 124 kann es sich bei spielsweise um im Gleisbett der Eisenbahngleisanlage 10 ange brachte Gleiskreise oder Balisen handeln. Der Depotbereich 12 ist außerdem mit einer Überwachungsein richtung 30 ausgestattet, die eine Überwachung des Depotbe reichs 12 oder zumindest von Abschnitten des Depotbereichs 12 ermöglicht. Die Überwachungseinrichtung 30 ist zu diesem Zweck mit Kameras 31 ausgestattet, deren Kamerasignale KS von einer Auswerteinrichtung 32 der Überwachungseinrichtung 30 ausgewertet werden. Die Überwachungseinrichtung 30 steht bei spielsweise mit einer übergeordneten Leitzentrale 40 in Ver bindung.

Bei der Darstellung gemäß Figur 1 befindet sich ein autonom fahrfähiges Schienenfahrzeug 20 auf dem Abstellgleis 123 und ist dort abgestellt.

Nachfolgend werden anhand der Figuren 2 bis 8 Ausführungsbei spiele für Verfahren erläutert, mit denen das Schienenfahr zeug 20 ohne Fahrzeugführer, also in einem autonomen Fährbe trieb, in Betrieb genommen und von dort in den Passagier transportbereich 11 überführt werden kann:

Die Figur 2 zeigt eine zur Führung des Schienenfahrzeugs 20 befähigte Person, nachfolgend kurz Fahrzeugführer FF genannt, der sich im Bahnhof 113b des Passagiertransportbereichs 11 befindet. Der Fahrzeugführer FF möchte das Schienenfahrzeug 20 in Betrieb nehmen und im Rahmen eines autonomen Fährbe triebs zum die Übergabestelle bildenden Bahnhof 113b fahren lassen, wo er das Schienenfahrzeug zur weiteren Fahrt über nehmen möchte. Zu diesem Zweck erzeugt der Fahrzeugführer FF ein Anforderungssignal AS, das er beispielsweise per Funk zu dem im Depotbereich 12 abgestellten Schienenfahrzeug 20 über mittelt.

Nach Empfang des Anforderungssignals AS erzeugt das Schienen fahrzeug 20 eine Anfrage A (siehe Figur 3), die es an die de potseitige Überwachungseinrichtung 30 übersendet. Mit der An frage A fragt das Schienenfahrzeug an, ob es den Depotbereich autonom befahren darf oder nicht. Nach Empfang der Anfrage A prüft die depotseitige Überwa chungseinrichtung 30 anhand der Kamerasignale KS der Kameras 31, ob der Depotbereich 12 insgesamt oder zumindest der Stre ckenabschnitt 200 frei ist und ohne Gefährdung vom Schienen fahrzeug 20 in einem autonomen Hilfsfahrbetrieb durchfahren werden kann.

Bei den Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 8 wird beispielhaft davon ausgegangen, dass das Schie nenfahrzeug 20 nach Inbetriebnahme zunächst noch nicht im au tonomen Fährbetrieb fahren darf, sondern zunächst in einem autonomen Hilfsfahrbetrieb betrieben werden muss. Das Um schalten von dem autonomen Hilfsfahrbetrieb in den autonomen Fährbetrieb soll erst möglich bzw. erlaubt sein, wenn das Schienenfahrzeug 20 - ausgehend von der in den Figuren 1 bis 4 gezeigten Halteposition - die erste und zweite streckensei tige Einrichtung 124a und 124b passiert hat.

Mit anderen Worten soll also der Streckenabschnitt 200, der sich von der Halteposition bis zur zweiten streckenseitigen Einrichtung 124b erstreckt, zunächst im autonomen Hilfsfahr betrieb durchfahren werden; erst anschließend soll das Schie nenfahrzeug 20 in den autonomen Fährbetrieb umschalten und in diesem durch den übrigen Depotbereich 12 in Richtung des Pas sagiertransportbereichs 11 fahren dürfen.

Stellt die Überwachungseinrichtung 30 fest, dass der Stre ckenabschnitt 200 bis zur zweiten streckenseitigen Einrich tung 124b frei ist bzw. gefährdungsfrei durchfahren werden kann, so erzeugt sie ausgangsseitig ein Freigabesignal FS, das die Befahrbarkeit signalisiert. Das Freigabesignal FS wird von der Überwachungseinrichtung 30 zum Schienenfahrzeug 20 übertragen (siehe Figur 4).

Sobald das Schienenfahrzeug 20 das Freigabesignal FS erhalten hat, sieht es das Anforderungssignal AS als Fahrtbefehl an und beginnt seine Fahrt in Richtung des Passagiertransportbe reichs 11 zum Bahnhof 113b, der als Fahrtziel beispielsweise in dem Anforderungssignal AS angegeben ist. Dabei wird das Schienenfahrzeug 20 im Streckenabschnitt 200, also bis zum Passieren der zweiten streckenseitigen Einrichtung 124b, zu nächst im autonomen Hilfsfahrbetrieb fahren. In dem autonomen Hilfsfahrbetrieb wird es Signale, die es von den beiden stre ckenseitigen Einrichtungen 124a und 124b oder anderen stre ckenseitigen Einrichtungen empfängt und die beispielsweise erlaubte Höchstgeschwindigkeiten angeben, unberücksichtigt lassen (siehe Figur 5) und vorzugsweise eine für den autono men Hilfsfahrbetrieb fest vorgegebene Maximalgeschwindigkeit nicht überschreiten.

Erst nach dem Passieren der zweiten streckenseitigen Einrich tung 124b (siehe Figur 6) wird es in den autonomen Fährbe trieb umschalten und in diesem - in bekannter Weise unter Heranziehung bzw. Beachtung von Steuersignalen, die von stre ckenseitigen Einrichtungen 124 empfangen werden und bei spielsweise Höchstgeschwindigkeiten angeben - durch den De potbereich 12 in den Passagiertransportbereich 11 und zum Bahnhof 113b fahren. Sobald es den Bahnhof 113b erreicht hat, kann der Fahrzeugführer FF das Schienenfahrzeug 20 übernehmen und von dort weiterfahren.

Alternativ ist es möglich, dass das Anforderungssignal AS von der Leitzentrale 40 erzeugt und zu dem Schienenfahrzeug 20 übermittelt wird (siehe Figur 7). Auch in diesem Fall kann das Schienenfahrzeug 20 bei der Überwachungseinrichtung 30 anfragen (Anfrage A), ob der Streckenabschnitt 200 befahrbar ist und die Fahrt in Richtung des Passagiertransportbereichs 11 - wie im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 6 beschrieben - erfolgen kann; und die Überwachungseinrichtung 30 kann ggf. das Freigabesignal FS erzeugen.

Darüber hinaus ist es alternativ möglich, dass die Leitzent rale 40 das Anforderungssignal AS direkt an die Überwachungs einrichtung 30 leitet, die nach Prüfung der Befahrbarkeit des Depotbereichs 12 bzw. des Streckenabschnitts 200 das Frei gabesignal FS gemeinsam mit dem Anforderungssignal AS als Fahrtbefehl FB an das Schienenfahrzeug 20 übermittelt (siehe Figur 8).

Die Figur 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel für das Schienen fahrzeug 20 gemäß den Figuren 1 bis 8 näher im Detail. Das Schienenfahrzeug 20 weist eine Fahrzeugsteuereinrichtung 210 auf, die eine Recheneinrichtung 211 und einen Speicher 212 umfasst. In dem Speicher 212 ist ein Fahrmodul ATO abgespei chert, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 211 ei nen autonomen Fährbetrieb ermöglicht, wie er im Bereich der Eisenbahntechnik, insbesondere im Bereich des schienengebun denen Nahverkehrs, allgemein bekannt ist.

Darüber hinaus ist im Speicher 212 ein Hilfsmodul HM abge speichert, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung ei nen autonomen Hilfsfahrbetrieb ermöglicht, bei dem - anders als im autonomen Fährbetrieb - von streckenseitigen Einrich tungen übertragene Steuersignale unberücksichtigt gelassen werden und vorzugsweise unabhängig von empfangenen Steuersig nalen eine für den autonomen Hilfsfahrbetrieb vorgegebene Ma ximalgeschwindigkeit nicht überschritten wird.

Ein Steuermodul SM ist dazu ausgestaltet, bei Inbetriebnahme zunächst den autonomen Hilfsfahrbetrieb, also das Hilfsmodul HM, zu aktiveren und vom Hilfsmodul auf das Fahrmodul ATO erst umzuschalten, wenn eine vorgegebene Umschaltbedingung erfüllt wird, beispielweise nach der Inbetriebnahme im auto nomen Hilfsfahrbetrieb eine vorgegebene Anzahl an in der Ei senbahngleisanlage 10 angebrachten streckenseitigen Einrich tungen 124a und 124b (z. B. Gleiskreisen oder Balisen) über fahren worden ist.

Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 8 entsprechend.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

10 Eisenbahngleisanlage

11 Passagiertransportbereich

12 Depotbereich

20 Schienenfahrzeug

30 Überwachungseinrichtung

31 Kamera

32 Auswerteinrichtung

40 Leitzentrale

111 Gleis

112 Gleis

113a Bahnhof

113b Bahnhof

113c Bahnhof

121 Abstellgleis

122 Abstellgleis

123 Abstellgleis

124 streckenseitige Einrichtung

124a streckenseitige Einrichtung

124b streckenseitige Einrichtung

200 Streckenabschnitt

210 Fahrzeugsteuereinrichtung

211 Recheneinrichtung

212 Speicher

A Anfrage

AS Anforderungssignal

ATO Fahrmodul

FB Fahrtbefehl

FF Fahrzeugführer

FS Freigabesignal

KS Kamerasignal

HM Hilfsmodul

SM Steuermodul