EP4021777B1 - Schienenfahrzeug und verfahren zu dessen betrieb - Google Patents

Schienenfahrzeug und verfahren zu dessen betrieb

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EP4021777B1
EP4021777B1 EP20763994.9A EP20763994A EP4021777B1 EP 4021777 B1 EP4021777 B1 EP 4021777B1 EP 20763994 A EP20763994 A EP 20763994A EP 4021777 B1 EP4021777 B1 EP 4021777B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rail vehicle
autonomous
depot
area
drive mode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP20763994.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4021777C0 (de
EP4021777A1 (de
EP4021777B8 (de
Inventor
Boris CELAN
Alper KÜCÜKKAYA
Andreas Meinecke
Christian Weise
Patrick ZURALSKI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP4021777A1 publication Critical patent/EP4021777A1/de
Publication of EP4021777C0 publication Critical patent/EP4021777C0/de
Publication of EP4021777B1 publication Critical patent/EP4021777B1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4021777B8 publication Critical patent/EP4021777B8/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/30—Trackside multiple control systems, e.g. switch-over between different systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B61L99/002—Autonomous vehicles, i.e. under distributed traffic control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L2210/00—Vehicle systems
    • B61L2210/02—Single autonomous vehicles

Definitions

  • the invention relates to a method for operating rail vehicles on a railway track system, which comprises at least one passenger transport area for transporting passengers and at least one depot area for parking the rail vehicles, wherein autonomous operation of the rail vehicles is possible in the passenger transport area.
  • Passenger transport areas of railway tracks can be equipped with trackside facilities that allow a rail vehicle to operate autonomously ("Automatic Train Operation", ATO).
  • document DE 10 2014 212629 A1 describes a method for operating a rail vehicle.
  • the position of the rail vehicle is recorded during travel and stored in a non-volatile memory of the rail vehicle.
  • the stored position is used to restart the rail vehicle's journey.
  • WO 2019/134558 A1 relates to a train control method, apparatus, and system, wherein one end of a train is configured with a vehicle on-board controller.
  • the method includes a VOBC that detects an operating plan sent from an automatic train monitoring system. According to the direction indicated by the operating plan, the VOBC sets the train's operating direction as up or down.
  • the invention is based on the object of specifying a method for operating rail vehicles which enables an even more economically efficient operation of railway track systems than before.
  • a travel command is transmitted to it which instructs a travel to a predetermined transfer point
  • the rail vehicle when the travel command is present, begins its travel in an autonomous auxiliary driving mode and, after a predetermined condition has been met, switches from the autonomous auxiliary driving mode to the autonomous driving mode and continues its travel in the autonomous driving mode to the transfer point.
  • a key advantage of the method according to the invention is that autonomous driving, i.e., without personnel involvement, can be carried out not only in the passenger transport area, but also in the depot area in conjunction with vehicles parked in the depot area.
  • the invention provides an autonomous auxiliary driving mode, which, after a parked rail vehicle has been put into operation or upon the presence of a corresponding driving command, first determines the start of the journey before a predefined condition for switching from autonomous auxiliary driving mode to autonomous driving mode is met.
  • the rail vehicle takes into account signals transmitted by trackside equipment during autonomous operation and disregards them during autonomous auxiliary operation.
  • the rail vehicle takes into account control signals transmitted by trackside equipment that define maximum speeds during autonomous auxiliary operation and disregards such control signals during autonomous auxiliary operation and instead, for example, drives at a maximum speed specified for autonomous auxiliary driving mode.
  • the specified condition is considered to be fulfilled if the rail vehicle, after being put into operation in autonomous auxiliary operation, has passed over a specified number of track circles or beacons installed in the railway track system.
  • a check is carried out to determine whether the rail vehicle may enter the depot area autonomously, a release signal is generated if the check shows that the route to be covered by the rail vehicle in autonomous auxiliary operation is safe or at least low-risk, and if the release signal is present, this is transmitted to the rail vehicle.
  • the request signal and/or the travel command preferably indicates the specified transfer point in the passenger transport area.
  • the request signal indicates the specified transfer point in the passenger transport area and the request signal together with the release signal forms the travel command.
  • the request signal is generated by the vehicle driver and transmitted to the rail vehicle, the rail vehicle, after receiving the request signal, sends a request to a depot-side monitoring device as to whether the rail vehicle may travel autonomously through the depot area, the depot-side monitoring device checks the autonomous travelability after receiving the request, the depot-side monitoring device generates the release signal if the test shows that the route to be covered by the rail vehicle in autonomous auxiliary operation is safe or at least low-risk, and the rail vehicle executes the request signal as a travel command when the release signal is present.
  • the request signal is generated by the control center
  • a depot-side monitoring device checks whether the rail vehicle is permitted to travel autonomously through the depot area, the monitoring device generates the release signal if the test shows that the route to be covered by the rail vehicle in autonomous auxiliary operation is safe or at least low-risk, and if the release signal is present, the request signal is sent to the rail vehicle together with the release signal or without it as a travel command.
  • the depot-side monitoring device preferably comprises at least one camera directed at the depot area or at least a portion thereof.
  • the depot-side monitoring device can advantageously form part of the control center or be a separate device that can be connected to the control center.
  • the invention further relates to a railway track system comprising at least one passenger transport area for transporting passengers and at least one depot area for parking rail vehicles, wherein trackside facilities are provided in the passenger transport area which enable autonomous operation of the rail vehicles.
  • the depot area or at least one or more sections of the depot area are equipped with one or more trackside devices that enable the rail vehicles to operate autonomously.
  • the invention further relates to a rail vehicle for operation on a railway track system, which comprises at least one passenger transport area for transporting passengers and at least one depot area for parking the rail vehicles, wherein the rail vehicle is suitable for being operated in an autonomous driving mode in the passenger transport area.
  • the rail vehicle is designed to begin its journey in an autonomous auxiliary driving mode when parked in the depot area and, upon the presence of a travel command instructing a journey to a predetermined transfer point, to switch from the autonomous auxiliary driving mode to the autonomous driving mode and to continue its journey in the autonomous driving mode to the transfer point after a predetermined condition has been met.
  • the rail vehicle has a vehicle control device which comprises a computing device and a memory, in which memory a driving module is stored which enables autonomous driving when executed by the computing device, an auxiliary module is stored in the memory which enables autonomous auxiliary driving when executed by the computing device, and a control module is stored in the memory which is designed to initially activate the auxiliary module when the rail vehicle is put into operation and to switch from the auxiliary module to the driving module only when a predetermined switching condition is met.
  • the Figure 1 shows a railway track system 10, which includes a passenger transport area 11 and a depot area 12.
  • the passenger transport area 11 has two tracks 111 and 112, which are equipped with three stops or stations 113a, 113b and 113c.
  • Passenger transport area 11 has a variety of trackside facilities that enable autonomous operation of an autonomously driving rail vehicle. For reasons of clarity, the trackside facilities for this autonomous operation are shown in the Figure 1 not shown in detail.
  • the depot area 12 of the railway track system 10 has in the embodiment according to Figure 1 three sidings 121, 122 and 123.
  • the sidings and depot area 12 as a whole are also equipped with trackside facilities that enable autonomous operation of an autonomously driving rail vehicle; the trackside facilities in depot area 12 are in the Figure 1 symbolized by circles, three of which are marked with the reference numerals 124a, 124b and 124.
  • the trackside equipment 124 may, for example, be track circles or beacons installed in the track bed of the railway track system 10.
  • the depot area 12 is also equipped with a monitoring device 30, which enables monitoring of the depot area 12 or at least sections of the depot area 12.
  • the monitoring device 30 is equipped with cameras 31, whose camera signals KS are evaluated by an evaluation device 32 of the monitoring device 30.
  • the monitoring device 30 is connected, for example, to a higher-level control center 40.
  • An autonomously driving rail vehicle 20 is located on siding 123 and is parked there.
  • the Figure 2 shows a person qualified to drive the rail vehicle 20, hereinafter referred to as the driver (FF), who is located at station 113b of passenger transport area 11.
  • the driver (FF) wishes to put the rail vehicle 20 into operation and drive it autonomously to station 113b, which forms the transfer point, where he wishes to take over the rail vehicle for further travel.
  • the driver (FF) generates a request signal (AS), which he transmits, for example, by radio, to the rail vehicle 20 parked in depot area 12.
  • AS request signal
  • the rail vehicle 20 After receiving the request signal AS, the rail vehicle 20 generates a request A (see Figure 3 ), which it sends to the depot-side monitoring device 30. With request A, the rail vehicle requests whether it may enter the depot area autonomously or not.
  • the depot-side monitoring device 30 After receiving the request A, the depot-side monitoring device 30 checks, based on the camera signals KS of the cameras 31, whether the depot area 12 as a whole or at least the track section 200 is clear and can be passed through by the rail vehicle 20 in an autonomous auxiliary driving operation without endangering it.
  • the rail vehicle 20 may not initially operate in autonomous driving mode after commissioning, but must first be operated in autonomous auxiliary driving mode. Switching from autonomous auxiliary driving mode to autonomous driving mode should only be possible or permitted when the rail vehicle 20 - based on the Figures 1 to 4 shown stopping position - has passed the first and second trackside devices 124a and 124b.
  • the track section 200 which extends from the stopping position to the second trackside device 124b, should first be traversed in autonomous auxiliary driving mode; only then should the rail vehicle 20 switch to autonomous driving mode and be permitted to travel in this mode through the remaining depot area 12 in the direction of the passenger transport area 11.
  • the monitoring device 30 determines that the track section 200 up to the second trackside device 124b is clear or can be traversed safely, it generates a release signal FS on the output side, which signals that it is passable.
  • the release signal FS is transmitted from the monitoring device 30 to the rail vehicle 20 (see Figure 4 ).
  • the rail vehicle 20 As soon as the rail vehicle 20 has received the release signal FS, it considers the request signal AS as a travel command and begins its journey towards the passenger transport area 11 to station 113b, which is specified as the destination, for example, in the request signal AS. In this case, the rail vehicle 20 will initially operate in autonomous auxiliary driving mode in track section 200, i.e., until it passes the second trackside device 124b. In autonomous auxiliary driving mode, it will disregard signals received from the two trackside devices 124a and 124b or other trackside devices, which, for example, indicate permitted maximum speeds (see Figure 5 ) and preferably do not exceed a maximum speed specified for autonomous auxiliary driving.
  • the request signal AS is generated by the control center 40 and transmitted to the rail vehicle 20 (see Figure 7 ).
  • the rail vehicle 20 can query the monitoring device 30 (query A) as to whether the track section 200 is passable and whether the journey towards the passenger transport area 11 - as in connection with the Figures 1 to 6 described - can take place; and the monitoring device 30 can, if necessary, generate the release signal FS.
  • control center 40 sends the request signal AS directly to the monitoring device 30, which, after checking the accessibility of the depot area 12 or the track section 200, sends the release signal FS together with the request signal AS as a travel command FB to the rail vehicle 20 (see Figure 8 ).
  • the Figure 9 shows an embodiment of the rail vehicle 20 according to the Figures 1 to 8 in more detail.
  • the rail vehicle 20 has a vehicle control device 210, which includes a computing device 211 and a memory 212.
  • a driving module ATO is stored in the memory 212, which, when executed by the computing device 211, enables autonomous driving, as is generally known in the field of railway technology, particularly in the field of rail-based local transport.
  • an auxiliary module HM is stored in the memory 212 which, when executed by the computing device, enables autonomous auxiliary driving operation in which - unlike in autonomous driving operation - control signals transmitted by trackside devices are disregarded and, preferably independently of received control signals, a maximum speed specified for the autonomous auxiliary driving operation is not exceeded.
  • a control module SM is designed to initially activate the autonomous auxiliary driving mode, i.e. the auxiliary module HM, during commissioning and to switch from the auxiliary module to the driving module ATO only when a predetermined switching condition is met, for example after commissioning in autonomous auxiliary driving mode a predetermined number of trackside devices 124a and 124b (e.g. track circles or balises) installed in the railway track system 10 have been passed over.
  • the autonomous auxiliary driving mode i.e. the auxiliary module HM
  • a predetermined number of trackside devices 124a and 124b e.g. track circles or balises

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Description

  • 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 Passagiertransportbereich ein autonomer Fahrbetrieb der Schienenfahrzeuge möglich ist.
  • Passagiertransportbereiche von Eisenbahngleisanlagen können bekanntermaßen mit streckenseitigen Einrichtungen ausgestattet sein, die einem Schienenfahrzeug einen autonomen Fahrbetrieb ("Automatic Train Operation", ATO) erlaubt.
  • Dokument DE 10 2014 212629 A1 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs. Eine Position des Schienenfahrzeugs wird während der Fahrt erfasst und in einem nichtflüchtigen Speicher des Schienenfahrzeugs gespeichert. Die gespeicherte Position wird für einen Wiederantritt der Fahrt des Schienenfahrzeugs genutzt.
  • Dokument WO 2019/134558 A1 betrifft ein Zugsteuerungsverfahren, eine Vorrichtung und ein System, wobei ein Ende eines Zuges mit einem Fahrzeug-on-Board-Controller konfiguriert ist. Das Verfahren umfasst einen VOBC, der einen Betriebsplan erfasst, der von einem automatischen Zugüberwachungssystem gesendet wird. Gemäß der durch den Betriebsplan angezeigten Richtung setzt dar VOBC die Betriebsrichtung des Zuges als aufwärts oder abwärts fest.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben von Schienenfahrzeugen anzugeben, das einen wirtschaftlich noch effizienteren Betrieb von Eisenbahngleisanlagen als bisher ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.
  • Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Inbetriebnahme eines im Depotbereich abgestellten Schienenfahrzeugs zu diesem ein Fahrtbefehl übermittelt wird, der eine Fahrt zu einer vorgegebenen Übergabestelle anweist, das Schienenfahrzeug bei Vorliegen des Fahrtbefehls seine Fahrt in einem autonomen Hilfsfahrbetrieb beginnt und nach Erfüllung einer vorgegebenen Bedingung von dem autonomen Hilfsfahrbetrieb in den autonomem Fahrbetrieb schaltet und seine Fahrt im autonomen Fahrbetrieb zu der Übergabestelle fortsetzt.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass ein autonomer Fahrbetrieb, also ohne Mitwirkung von Personal, nicht nur im Passagiertransportbereich erfolgen kann, sondern darüber hinaus auch im Depotbereich im Zusammenhang mit im Depotbereich abgestellten Fahrzeugen. 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 bestimmt, bevor eine vorgegebene Bedingung zum Umschalten vom autonomen Hilfsfahrbetrieb in den autonomen Fahrbetrieb erfolgt.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Schienenfahrzeug im autonomen Fahrbetrieb von streckenseitigen Einrichtungen übertragene Signale berücksichtigt und im autonomen Hilfsfahrbetrieb unberücksichtigt lässt. Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn das Schienenfahrzeug im autonomen Fahrbetrieb von streckenseitigen Einrichtungen übertragene Steuersignale, die Höchstgeschwindigkeiten 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 erfindungsgemäß als erfüllt angesehen, 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 schienenseitige Gleiskreise überfahren hat.
  • Bei einer als besonders vorteilhaft angesehenen Verfahrensvariante ist vorgesehen, dass bei Vorliegen eines leitzentralenseitig oder fahrzeugführerseitig von einem das Schienenfahrzeug nutzen wollenden Fahrer erzeugten Anforderungssignals, mit dem ein im Depotbereich abgestelltes Schienenfahrzeug zur Übergabestelle angefordert wird, geprüft wird, ob das Schienenfahrzeug den Depotbereich autonom befahren darf, ein Freigabesignal erzeugt wird, wenn die Prüfung eine gefährdungsfreie oder zumindest gefährdungsarme Befahrbarkeit der von dem Schienenfahrzeug im autonomen Hilfsbetrieb zurückzulegenden Strecke ergibt, und bei Vorliegen des Freigabesignals dieses zum Schienenfahrzeug übermittelt wird.
  • Das Anforderungssignal und/oder der Fahrtbefehl gibt vorzugsweise die vorgegebene Übergabestelle im Passagiertransportbereich an.
  • Auch ist es vorteilhaft, wenn das Anforderungssignal die vorgegebene Übergabestelle im Passagiertransportbereich angibt und das Anforderungssignal gemeinsam mit dem Freigabesignal den Fahrtbefehl bildet.
  • Bei einer weiteren als besonders vorteilhaft angesehenen Verfahrensvariante ist vorgesehen, dass das Anforderungssignal fahrzeugführerseitig erzeugt und zu dem Schienenfahrzeug übermittelt wird, das Schienenfahrzeug nach Empfang des Anforderungssignals eine Anfrage, ob das Schienenfahrzeug den Depotbereich autonom befahren darf, an eine depotseitige Überwachungseinrichtung sendet, die depotseitige Überwachungseinrichtung nach Empfang der Anfrage die autonome Befahrbarkeit prüft, die depotseitige Überwachungseinrichtung das Freigabesignal erzeugt, wenn die Prüfung eine gefährdungsfreie oder zumindest gefährdungsarme Befahrbarkeit der von dem Schienenfahrzeug im autonomen Hilfsbetrieb zurückzulegenden Strecke ergibt, und das Schienenfahrzeug bei Vorliegen des Freigabesignals das Anforderungssignal als Fahrtbefehl ausführt.
  • Bei einer anderen als besonders vorteilhaft angesehenen Verfahrensvariante ist vorgesehen, dass das Anforderungssignal leitzentralenseitig erzeugt wird, seitens einer depotseitigen Überwachungseinrichtung geprüft wird, ob das Schienenfahrzeug den Depotbereich autonom befahren darf, die Überwachungseinrichtung das Freigabesignal erzeugt, wenn die Prüfung eine gefährdungsfreie oder zumindest gefährdungsarme Befahrbarkeit der von dem Schienenfahrzeug im autonomen Hilfsbetrieb zurückzulegenden Strecke ergibt, und bei Vorliegen des Freigabesignals das Anforderungssignal gemeinsam mit dem Freigabesignal oder ohne dieses als Fahrtbefehl zu dem Schienenfahrzeug gesendet wird.
  • Die depotseitige Überwachungseinrichtung umfasst vorzugsweise zumindest eine Kamera, die auf den Depotbereich oder zumindest einen Abschnitt davon gerichtet ist.
  • Die depotseitige Überwachungseinrichtung kann in vorteilhafter 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 Eisenbahngleisanlage, die zumindest einen Passagiertransportbereich zum Transport von Passagieren und zumindest einen Depotbereich zum Abstellen von Schienenfahrzeugen umfasst, wobei im Passagiertransportbereich streckenseitige Einrichtungen vorhanden sind, die einen autonomen Fahrbetrieb der Schienenfahrzeuge ermöglichen.
  • Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Depotbereich oder zumindest ein oder mehrere Abschnitte des Depotbereichs mit einer oder mehreren streckenseitigen Einrichtungen ausgestattet sind, die den Schienenfahrzeugen den autonomen Fahrbetrieb ermöglichen.
  • Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Eisenbahngleisanlage sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.
  • Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Schienenfahrzeug zum Betrieb auf einer Eisenbahngleisanlage, die zumindest einen Passagiertransportbereich zum Transport von Passagieren und zumindest einen Depotbereich zum Abstellen der Schienenfahrzeuge umfasst, wobei das Schienenfahrzeug geeignet ist, im Passagiertransportbereich in einem autonomen Fahrbetrieb betrieben zu werden.
  • Erfindungsgemäß ist bezüglich eines solchen Schienenfahrzeugs vorgesehen, dass das Schienenfahrzeug dazu ausgestaltet ist, im im Depotbereich abgestellten Zustand bei Vorliegen eines Fahrtbefehls, der eine Fahrt zu einer vorgegebenen Übergabestelle anweist, seine Fahrt in einem autonomen Hilfsfahrbetrieb zu beginnen und nach Erfüllung einer vorgegebenen Bedingung von dem autonomen Hilfsfahrbetrieb in den autonomem Fahrbetrieb zu schalten und seine Fahrt im autonomen Fahrbetrieb zu der Übergabestelle fortzusetzen.
  • Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.
  • Vorteilhaft ist es, wenn das Schienenfahrzeug eine Fahrzeugsteuereinrichtung aufweist, die eine Recheneinrichtung und einen Speicher umfasst, in dem Speicher ein Fahrmodul abgespeichert ist, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung einen autonomen Fahrbetrieb ermöglicht, im Speicher ein Hilfsmodul abgespeichert ist, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung einen autonomen Hilfsfahrbetrieb ermöglicht, und in dem Speicher ein Steuermodul abgespeichert ist, das dazu ausgestaltet, bei Inbetriebnahme des Schienenfahrzeugs 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 Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
    • Fig. 1-8
    ein Ausführungsbeispiel für eine Eisenbahngleisanlage, anhand derer Ausführungsbeispiele für das erfindungsgemäße Verfahren erläutert werden, und
    Fig. 9
    ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug, das zur Fahrt auf der Eisenbahngleisanlage gemäß den Figuren 1-8 geeignet ist.
  • In den Figuren werden für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • Die Figur 1 zeigt eine Eisenbahngleisanlage 10, die einen Passagiertransportbereich 11 und einen Depotbereich 12 umfasst. 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 streckenseitigen Einrichtungen auf, die einem autonom fahrfähigen Schienenfahrzeug einen autonomen Fahrbetrieb ermöglichen. Die streckenseitigen Einrichtungen für diesen autonomen Fahrbetrieb 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 Fahrbetrieb ermöglichen; die streckenseitigen Einrichtungen im Depotbereich 12 sind in der Figur 1 durch Kreise symbolisiert, von denen beispielhaft drei mit den Bezugszeichen 124a, 124b und 124 gekennzeichnet sind.
  • Bei den streckenseitigen Einrichtungen 124 kann es sich beispielsweise um im Gleisbett der Eisenbahngleisanlage 10 angebrachte Gleiskreise oder Balisen handeln.
  • Der Depotbereich 12 ist außerdem mit einer Überwachungseinrichtung 30 ausgestattet, die eine Überwachung des Depotbereichs 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 beispielsweise mit einer übergeordneten Leitzentrale 40 in Verbindung.
  • 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 Ausführungsbeispiele für Verfahren erläutert, mit denen das Schienenfahrzeug 20 ohne Fahrzeugführer, also in einem autonomen Fahrbetrieb, in Betrieb genommen und von dort in den Passagiertransportbereich 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 Fahrbetriebs zum die Übergabestelle bildenden Bahnhof 113b fahren lassen, wo er das Schienenfahrzeug zur weiteren Fahrt übernehmen möchte. Zu diesem Zweck erzeugt der Fahrzeugführer FF ein Anforderungssignal AS, das er beispielsweise per Funk zu dem im Depotbereich 12 abgestellten Schienenfahrzeug 20 übermittelt.
  • Nach Empfang des Anforderungssignals AS erzeugt das Schienenfahrzeug 20 eine Anfrage A (siehe Figur 3), die es an die depotseitige Überwachungseinrichtung 30 übersendet. Mit der Anfrage A fragt das Schienenfahrzeug an, ob es den Depotbereich autonom befahren darf oder nicht.
  • Nach Empfang der Anfrage A prüft die depotseitige Überwachungseinrichtung 30 anhand der Kamerasignale KS der Kameras 31, ob der Depotbereich 12 insgesamt oder zumindest der Streckenabschnitt 200 frei ist und ohne Gefährdung vom Schienenfahrzeug 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 Schienenfahrzeug 20 nach Inbetriebnahme zunächst noch nicht im autonomen Fahrbetrieb fahren darf, sondern zunächst in einem autonomen Hilfsfahrbetrieb betrieben werden muss. Das Umschalten von dem autonomen Hilfsfahrbetrieb in den autonomen Fahrbetrieb 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 streckenseitige 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 Hilfsfahrbetrieb durchfahren werden; erst anschließend soll das Schienenfahrzeug 20 in den autonomen Fahrbetrieb umschalten und in diesem durch den übrigen Depotbereich 12 in Richtung des Passagiertransportbereichs 11 fahren dürfen.
  • Stellt die Überwachungseinrichtung 30 fest, dass der Streckenabschnitt 200 bis zur zweiten streckenseitigen Einrichtung 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 Passagiertransportbereichs 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, zunächst im autonomen Hilfsfahrbetrieb fahren. In dem autonomen Hilfsfahrbetrieb wird es Signale, die es von den beiden streckenseitigen Einrichtungen 124a und 124b oder anderen streckenseitigen Einrichtungen empfängt und die beispielsweise erlaubte Höchstgeschwindigkeiten angeben, unberücksichtigt lassen (siehe Figur 5) und vorzugsweise eine für den autonomen Hilfsfahrbetrieb fest vorgegebene Maximalgeschwindigkeit nicht überschreiten.
  • Erst nach dem Passieren der zweiten streckenseitigen Einrichtung 124b (siehe Figur 6) wird es in den autonomen Fahrbetrieb umschalten und in diesem - in bekannter Weise unter Heranziehung bzw. Beachtung von Steuersignalen, die von streckenseitigen Einrichtungen 124 empfangen werden und beispielsweise Höchstgeschwindigkeiten angeben - durch den Depotbereich 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 Leitzentrale 40 das Anforderungssignal AS direkt an die Überwachungseinrichtung 30 leitet, die nach Prüfung der Befahrbarkeit des Depotbereichs 12 bzw. des Streckenabschnitts 200 das Freigabesignal 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 Schienenfahrzeug 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 abgespeichert, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 211 einen autonomen Fahrbetrieb ermöglicht, wie er im Bereich der Eisenbahntechnik, insbesondere im Bereich des schienengebundenen Nahverkehrs, allgemein bekannt ist.
  • Darüber hinaus ist im Speicher 212 ein Hilfsmodul HM abgespeichert, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung einen autonomen Hilfsfahrbetrieb ermöglicht, bei dem - anders als im autonomen Fahrbetrieb - von streckenseitigen Einrichtungen übertragene Steuersignale unberücksichtigt gelassen werden und vorzugsweise unabhängig von empfangenen Steuersignalen eine für den autonomen Hilfsfahrbetrieb vorgegebene Maximalgeschwindigkeit 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 autonomen Hilfsfahrbetrieb eine vorgegebene Anzahl an in der Eisenbahngleisanlage 10 angebrachten streckenseitigen Einrichtungen 124a und 124b (z. B. Gleiskreisen oder Balisen) überfahren worden ist.
  • Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 8 entsprechend.
    • 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

Claims (12)

  1. Verfahren zum Betreiben von Schienenfahrzeugen (20) auf einer Eisenbahngleisanlage (10), die zumindest einen Passagiertransportbereich (11) zum Transport von Passagieren und zumindest einen Depotbereich (12) zum Abstellen der Schienenfahrzeuge (20) umfasst, wobei im Passagiertransportbereich (11) ein autonomer Fahrbetrieb der Schienenfahrzeuge (20) möglich ist,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - zur Inbetriebnahme eines im Depotbereich (12) abgestellten Schienenfahrzeugs (20) zu diesem ein Fahrtbefehl (FB) übermittelt wird, der eine Fahrt zu einer vorgegebenen Übergabestelle (113b) anweist,
    - das Schienenfahrzeug (20) bei Vorliegen des Fahrtbefehls (FB) seine Fahrt in einem autonomen Hilfsfahrbetrieb beginnt und nach Erfüllung einer vorgegebenen Bedingung von dem autonomen Hilfsfahrbetrieb in den autonomem Fahrbetrieb schaltet und seine Fahrt im autonomen Fahrbetrieb zu der Übergabestelle (113b) fortsetzt,
    - eine Überwachungsvorrichtung (30) ein die Befahrbarkeit eines Streckenabschnitts (200) signalisierendes Freigabesignal (FS) erzeugt und an das Schienenfahrzeug überträgt, wenn diese feststellt, dass der Streckenabschnitt (200) bis zur zweiten streckenseitigen Einrichtung (124b) frei ist und ohne Gefährdung des Schienenfahrzeugs (20) im autonomen Hilfsfahrbetrieb durchfahren werden kann,
    - das Schienenfahrzeug (20) im autonomen Fahrbetrieb von streckenseitigen Einrichtungen (124a, 124b, 124) übertragene Signale berücksichtigt und im autonomen Hilfsfahrbetrieb unberücksichtigt lässt,
    - die vorgegebene Bedingung als erfüllt angesehen wird, wenn das Schienenfahrzeug (20) nach der Inbetriebnahme im autonomen Hilfsfahrbetrieb eine vorgegebene Anzahl an streckenseitigen Einrichtungen überfahren hat.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die vorgegebene Bedingung als erfüllt angesehen wird, wenn das Schienenfahrzeug (20) nach der Inbetriebnahme im autonomen Hilfsfahrbetrieb zwei schienenseitige Gleiskreise überfahren hat.
  3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - bei Vorliegen eines leitzentralenseitig oder fahrzeugführerseitig von einem das Schienenfahrzeug (20) nutzen wollenden Fahrer erzeugten Anforderungssignals (AS), mit dem ein im Depotbereich (12) abgestelltes Schienenfahrzeug (20) zur Übergabestelle (113b) angefordert wird, geprüft wird, ob das Schienenfahrzeug (20) den Depotbereich (12) autonom befahren darf,
    - das Freigabesignal (FS) erzeugt wird, wenn die Prüfung eine gefährdungsfreie oder zumindest gefährdungsarme Befahrbarkeit der von dem Schienenfahrzeug (20) im autonomen Hilfsbetrieb zurückzulegenden Strecke (200) ergibt, und
    - bei Vorliegen des Freigabesignals (FS) dieses zum Schienenfahrzeug (20) übermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Anforderungssignal (AS) und/oder der Fahrtbefehl (FB) die vorgegebene Übergabestelle (113b) im Passagiertransportbereich (11) angibt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Anforderungssignal (AS) die vorgegebene Übergabestelle (113b) im Passagiertransportbereich (11) angibt und das Anforderungssignal (AS) gemeinsam mit dem Freigabesignal (FS) den Fahrtbefehl (FB) bildet.
  6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Anforderungssignal (AS) fahrzeugführerseitig erzeugt und zu dem Schienenfahrzeug (20) übermittelt wird,
    - das Schienenfahrzeug (20) nach Empfang des Anforderungssignals (AS) eine Anfrage (A), ob das Schienenfahrzeug (20) den Depotbereich (12) autonom befahren darf, an die depotseitige Überwachungseinrichtung (30) sendet,
    - die depotseitige Überwachungseinrichtung (30) nach Empfang der Anfrage (A) die autonome Befahrbarkeit prüft,
    - die depotseitige Überwachungseinrichtung (30) das Freigabesignal (FS) erzeugt, wenn die Prüfung eine gefährdungsfreie oder zumindest gefährdungsarme Befahrbarkeit des von dem Schienenfahrzeug (20) im autonomen Hilfsbetrieb zurückzulegenden Strecke (200) ergibt, und
    - das Schienenfahrzeug (20) bei Vorliegen des Freigabesignals (FS) das Anforderungssignal (AS) als Fahrtbefehl (FB) ausführt.
  7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Anforderungssignal (AS) leitzentralenseitig erzeugt wird,
    - seitens einer depotseitigen Überwachungseinrichtung (30) geprüft wird, ob das Schienenfahrzeug (20) den Depotbereich (12) autonom befahren darf,
    - die Überwachungseinrichtung (30) das Freigabesignal (FS) erzeugt, wenn die Prüfung eine gefährdungsfreie oder zumindest gefährdungsarme Befahrbarkeit des von dem Schienenfahrzeug (20) im autonomen Hilfsbetrieb zurückzulegenden Strecke (200) ergibt, und
    - bei Vorliegen des Freigabesignals (FS) das Anforderungssignal (AS) gemeinsam mit dem Freigabesignal (FS) oder ohne dieses als Fahrtbefehl (FB) zu dem Schienenfahrzeug (20) gesendet wird.
  8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die depotseitige Überwachungseinrichtung (30) zumindest eine Kamera (31) umfasst, die auf den Depotbereich (12) oder zumindest einen Abschnitt davon gerichtet ist.
  9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die depotseitige Überwachungseinrichtung (30) einen Bestandteil der Leitzentrale (40) bildet oder eine mit der Leitzentrale (40) verbundene Einrichtung ist.
  10. Eisenbahngleisanlage (10), die zumindest einen Passagiertransportbereich (11) zum Transport von Passagieren und zumindest einen Depotbereich (12) zum Abstellen von Schienenfahrzeugen (20) umfasst, wobei im Passagiertransportbereich (11) streckenseitige Einrichtungen (124a, 124b, 124) vorhanden sind, die einen autonomen Fahrbetrieb der Schienenfahrzeuge (20) ermöglichen,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Eisenbahnanlage dazu eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche durchzuführen.
  11. Schienenfahrzeug (20) zum Betrieb auf einer Eisenbahngleisanlage (10), die zumindest einen Passagiertransportbereich (11) zum Transport von Passagieren und zumindest einen Depotbereich (12) zum Abstellen der Schienenfahrzeuge (20) umfasst, wobei das Schienenfahrzeug (20) geeignet ist, im Passagiertransportbereich (11) in einem autonomen Fahrbetrieb betrieben zu werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Schienenfahrzeug dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10 durchzuführen.
  12. Schienenfahrzeug (20) nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Schienenfahrzeug (20) eine Fahrzeugsteuereinrichtung (210) aufweist, die eine Recheneinrichtung (211) und einen Speicher 212 umfasst,
    - in dem Speicher (212) ein Fahrmodul (ATO) abgespeichert ist, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung (211) einen autonomen Fahrbetrieb ermöglicht,
    - im Speicher (212) ein Hilfsmodul (HM) abgespeichert, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung (211) einen autonomen Hilfsfahrbetrieb ermöglicht, und
    - in dem Speicher (212) ein Steuermodul (SM) abgespeichert ist, das dazu ausgestaltet ist, bei Inbetriebnahme des Schienenfahrzeugs (20) zunächst das Hilfsmodul (HM) zu aktiveren und vom Hilfsmodul (HM) auf das Fahrmodul (ATO) erst umzuschalten, wenn eine vorgegebene Umschaltbedingung erfüllt wird.
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