DE2824168C3 - Einrichtung zur Steuerung von spurgebundenen Fahrzeugen im Zugverband - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur

Steuerung von spurgebundenen Fahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Aus der DE-OS 24 23 590 ist ein hierarchisch aufgebautes, bedarfsgesteuertes Fahrzeugsteuerungssystem bekannt, in welchem eine Vielzahl von spurgebun- denen Fahrzeugen von einzelnen Operationszentralen aus gesteuert werden. Die einzelnen Fahrzeuge tragen Bordsteuerungsgeräte welche mit der Operationszentrale ihrer ortsfesten Steuerstelle in zyklischer Folge Daten austauschen.

In der älteren Anmeldung gemäß der DE-AS 07 πι 924 wurde bereits vorgeschlagen als Bordstcucrgeräte Rechnersysteme zu verwenden, die aus je zwei Einzelrechnern bestehen, welche die von ihnen erarbeiteten Ergebnisse vergleichen und so -Zähler in der Da- tenverarbeitung erkennen.

Da der Ausfall eines Rechners hier noch den Ausfall eines Fahrzeuges und damit eine Streckenblockierung zur Folge hat, wurde in derselben Anmeldung auch bereits die Bereitstellung eines Standby-Rechners bzw. eines Standby-Rechnerpaares vorgeschlagen, der bzw. das die Funktion des ausgefallenen Rechners oder des gesamten Rechnersystems übernimmt.

Diese Lösung ist jedoch verhältnismäßig teuer, da bis zu 4 Einzelrechner benötigt werden. Auch der Platzbe darf für die Bordrechnersysteme auf den Fahrzeugen ist erheblich. Daran ändert sich auch nichts, wenn wie im älteren Patent DE-PS 27 01 925 vorgeschlagen, um bei Rechnerausfall ohne Zwangsbremsung auszukommen, zwei komplette Doppelrechnersysteme von der orlsfc sten Steuerstelle aus zur Verarbeitung der Datentelc- gramme und zur Steuerung der Fahrzeugaggregate abwechselnd ausgewählt werden.

Vor allem die Bewältigung das Massenandranges während des Berufsverkehrs, welche eine hohe System- Verfügbarkeit erfordert, macht die Bereitstellung einer großen Zahl von mit jeweils zwei teuren Doppelrechnersystemen ausgestatteten Fahrzeugen notwendig, von denen ein großer Teil während der übrigen Tageszeiten ungenutzt bleibt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung zur Steuerung von spurgebundenen Fahrzeugen anzugeben, welche, ohne die Sicherheit oder die Betriebszuverlässigkeit des Steuerungssystems zu reduzieren, eine

Ausstattung der Fahrzeuge mit einem Standby-Rechner oder Standby-Rechnersystem überflüssig macht und welches zur Bewältigung des Massen Verkehrs zusätzlich die Eingliederung von nicht (mit Steuereinrichtungen) ausgerüsteten Fahrzeugen in das System ermöglicht

Eine Lösung der Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegeben.

Damit wird es möglich, Einzelfahrzeuge zu Zügen zusammenzukoppeln, in denen auch unausgerüstete, kostengünstig bereitzustellende Fahrzeuge integriert sein können. Die Bereitstellung mehrerer Leitfahrzeuge in einem Zug eröffnet zudem die Möglichkeit, Leitfahrzeuge mit nur einem Doppelrechnersystem einzusetzen, welches die Sicherheit des Betriebes gewährleistet, ohne die Eintrittswahrscheinlichkeit von Betriebshemmungen zu erhöhen, denn es kann im Falle einer Störung im Rechnersystem des aktivierten Leitfahrzeuges ein anderes Leitfahrzeug aktiviert werden.

Mit Hilfe der Erfindung kann somit ein Verkehrssystem realisiert werden, welches sowohl in der verkehrsarmen Zeit, z. B. während der Nachtstunden, als auch zu Zeiten hohen Fahrgastaufkommens wirtschaftlich arbeitet und den Bedürfnissen der Fahrgäste hinsichtlich Platzangebot und Wartezeit so weit wie möglich entgegenkommt

Ein solches Verkehrssystem könnte z. B. eine größere Zahl Leitfahrzeuge (Typ A) mit einem Doppelrechnersystem umfassen, die nur im Zugverband fahren, daneben gegebenenfalls eine kleine Zahl Leitfahrzeuge (Typ B) mit zwei Doppe'.rechnersystemen, welche sowohl im Zugverband als auch, z. B. während der verkehrsarmen Zeit, als Einzelfahrzeuge eingesetzt werden können. Neben den Leitfahrzeugen könnte es dann noch eine große Zahl nicht ausgerüsteter Fahrzeuge geben, welche zusammen mit mehreren Leitfahrzeugen vom Typ A oder einem Fahrzeug vom Typ B im Zugverband fahren und das Platzangebot während der Hauptverkehrszeiten erhöht

Eine Ausgestaltung der Einrichtung zur Fahrzeugsteuerung nach der Erfindung ist Gegenstand des Anspruches 2. Durch die Abtrennung der zu den Fahrzeugaggregaten führenden Steuerleitungen und die Auslösung einer Notbremsung ist garantiert daß im Falle einer Störung des Rechnersystems oder im Falle des Ausbleibens von Datentfcegrammen von der ortsfesten Steuerstelle, die Ausgabe falscher Steuerkommandos an die Fahrzeugaggregate verhindert und das Fahrzeug sobald wie möglich zum Stillstand gebracht wird.

Eine in den Ansprüchen 3 und 4 angegebene AusgesCaltung der Einrichtung nach der Erfindung ermöglicht die Aufhebung einer bereits eingeleiteten Notbremsung durch das Rechnersystem eines anderen Leitfahrzeuges. Hiermit wird die Möglichkeit geschaffen, im Störungsfalle von der ortsfesten Steuerstelie aus ein anderes Leitfahrzeug zu aktivieren und über dieses die Steuerung des Zugverbandes fortzuführen. Infolge der Bremsentwicklungszeit des Notbremssystems ist die während einer kurzen Zeitspanne ausgelöste Notbremsung für die Fahrgäste kaum wahrnehmbar.

Eine in Anspruch 5 beschriebene Ausgestaltung der Einrichtung nach der Erfindung soll die Aktivierung eines anderen Leitfahrzeuges auch für den Fall ermöglichen, dsß nicht das Bordrechnersystem, sondern die Sendeeinrichtung des bisher aktiv geschalteten Leitfahrzeuges gestiirt ist.

Eine Weiterbildung der Einrichtung nach der Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 6 gekennzeichnet Durch diese Weiterbildung kann der Fahrort der Spitze des Zuges in der ortsfesten Steuerstelle jederzeit genau bestimmt werden, auch wenn die Datentelegramme und damit auch die Wegmeßergebnisse von Leitfahrzeugen mit unterschiedlichen Abständen zur Zugverbandsspitze stammen.

Fehier in einem Rechnersystem können nicht nur auftreten, wenn das Rechnersystem aktiv geschaltet ist, sondern auch im nicht aktiven Zustand. Aus Griinden der Systemverfügbarkeit ist es wünschenswert, solche nicht sofort erkennbaren Fehler möglichst bald zu entdecken. Die im Kennzeichen des Anspruches 7 angegebene Weiterbildung der Erfindung beinhaltet dafür eine Möglichkeit

Eine andere Möglichkeit hierzu gibt die im Anspruch 8 beschriebene Ausgestaltung -der Einrichtung nach der Erfindung wieder. Hier wird die ortsfeste SteuersicUe in die Lage versetzt Datentelegramme von nicht aktivierten Rechnersystemtv zu erhalten und zu überprüfen.

Anhand der Zeichnung soll nun ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung ausführlich beschrieben und ihre Funktion erklärt werden. Es zeigt F i g. 1 einen Zug mit zwei Leitfahrzeugen;

F i g. 2 schematisch die Ausrüstung eines Leitfahrzeuges;

Fig.3 schematisch die zur erfindungsgemälien Einrichtung gehörende Ausrüstung der Zentrale.

In F i g. 1 ist ein Beispiel für die Zusammenstellung eines Zuges aus Leitfahrzeugen LF und nicht mit Rechnersystemen ausgerüsteten Fahrzeugen F gegeben. Die Abstände d 1 und dl der Leitfahrzeuge von der Spitze SP des Zuges in Fahrtrichtung werden der ortsfesten Steuerstelle nach Zusammenstellung des Zuges mitgeteilt DaB die Spitze des Zuges in der Darstellung durch ein Leitfahrzeug gebildet wird ist rein zufällig und nicht unbedingt notwendig.

F i g. 2 zeigt als Fahrzeugausrüstung ein Doppelrech-"ersystem mit Rechnern R1 und R 2. Diese sind durch eine gemeinsame Interruptsteuerung synchronisiert und durch zwei Datenbusse DA miteinander verbunden. Über diese Datenbusse tauschen die Rechner, sofern das Rechnersystem betriebsbereit ist, ihre Ergebnisse aus. Anschließend führen beide Rechner einen Vergleich des eigenen Ergebnisses mit dem Ergebnis des Nachbarrechners durch. Haben beide Rechner die Übereinstimmung der Ergebnisse festgestellt, geben sie je ein »Lebenszeichen« an eine Notbremsschaltung NB aus, welche daraufhin die Betätigung der Notbremse BR um eine gewisse Zeitspanne hinausschiebt. Werden während dieser Zeitspanne keine weiteren Lebenszeichen vun beiden Rechnern empfangen, so wird die Notbremse ausgelöst. Mit der Auslösung der Notbremse ist die Abtrennung alier wichtigen Fahrzeugs? suerleitungen SL von den Rechnerausgängen durch eine Schalteinrichtung S verbunden. Diese kann erst bei einer erneuten Aktivierung des Rechnersystems durch die ortsfeste Steuerstelle die Abtrennung wieder rückgängig machen. Über eine Datenverbindung DVi (Notbremssteuerleitung) ist es jedoch möglich, nachdem das Rechnersystem eines anderen Fahrzeuges von der ortsfesten Steuerstelle aktiviert worden ist, Lebenszeichen des zuletzt aktivierten Rechnersystems der Notbremsschaltung des bisher aktiven Leitfahrzeuges zuzuführen und so die Notbremsung aufzuheben. Die Aktivierung des anderen Leitfahrzeuges durch die

ortsfeste Steuerstelle geschieht im Normalfall in Reaktion auf Ausbleiben oder Fehlerhaftigkeit der von einer Sendeeinrichtung SE 1 ausgegebenen Datentelegramme des bisher aktiven Leitfahrzeuges, durch Übermittlung eines besonderen Aktivierungskennzeichens.

Eine Wegmeßeinrichtung WM auf jedem Leitfahrzeug ermittelt die von einem festen Elezugspunkt aus zurückgelegte Wegstrecke mittels eines berührungsfrei arbeitenden oder eines die Zahl der Radumdrehungen auswertenden Wegmessers. Diese Wegmessung wird zusätzlich anhand von Streckenmaxken — etwa Kreuzungsstellen eines Linienleiters — korrigiert. Der Ort der Streckenmarken wird, z. B. bei Linienleitersystem, aus der Phasenlage des Empfangssignals beim Empfang der Datentelegramme durch eine Empfangseinrichtung EEX oder aus einem nicht dargestellten Strcckcfifnerkendetcktcr gewonnen. Der Fahror» des Leitfahrzeuges wird innerhalb der Datentelegramme zur ortsfesten Steuerstelle übermittelt.

In F i g. 3 ist dargestellt ein Rechnersystem R 3, A4, welches die Steuerungsaufgaben der ortsfesten Steuerstelle wahrnimmt Dieses Rechnersystem ist im allgemeinen über eine Datenverbindung DV2 mit einem Standby-Rechnersystem und einer übergeordneten Dispositionszentrale verbunden. Dem Rechnersystem ist ein umfangreicher Arbeitsspeicher AS und ein Zusatzspeicher ZS zugeordnet. Während der Arbeitsspeicher den größten Teil aller Fahrzeug- und Streckendaten enthält, dient der Zusatzspeicher der Speicherung der Abstände der einzelnen Leitfahrzeuge von der Spitze ihres Zugverbandes in Fahrtrichtung. Zur Ermittlung des Ortes der Spitze eines Zuges wird einem innerhalb eines Datentelegrammes mitgeteilten Wegmeßwert immer noch der Abstand des betreffenden Leitfahrzeuges von der Spitze des Zuges hinzuaddiert. Neben einer Sendeeinrichtung SE 2 und einer Empfangseinrichtung EE 2 für den Datentelegrammaus- tausch ist in Fig.3 noch eine Zeitschaltung Z dargestellt Diese Zeitschaltung erhält Kontrollsignale von beiden Rechnern, wenn ein ankommendes Datentelegramm den Adressenerkennungsteil und den Prüfteil der Rechner passiert hat und damit als gültig anzusehen ist. Erhält die Zeitschaltung innerhalb einer bestimmten Zeitspanne kein Kontrollsignal, so veranlaßt sie das Rechnersystem, seine Datentelegramme mit der Adresse eines anderen Leitfahrzeuges zusammen mit dem

ίο Aktivierungskennzeichen auszusenden und damit dieses andere Leitfahrzeug zu aktivieren.

Befindet sich ein Zug in einem Bahnhofshalt und bekommt das Rechnersystem in der ortsfesten Steucrstelle mitgeteilt, daß die Fahrgeschwindigkeit des Zuges

is »Null« ist, so wechselt das Rechnersysstem selbsttätig die Adresse des Leitfahrzeuges. Dies hat die Aktivschaltung eines anderen Leitfahrzeuges zur Folge und ermöglicht dessen Prüfung auf einwandfreie Funktion, ohne daß zuvor das bisher aktive Leittahrzcug ausgefallen sein muß.

Die ortsfeste Steuerstelle ist auch in der Lage, Datentelegramme an Leitfahrzeuge zu übermitteln, ohne diese zu aktivieren. Dies geschieht z. B. dann, wenn ein Fahrzeug auf seinen einwandfreien Zustand überprüft werden soll oder wenn Mitteilungen an die Fahrgäste übertragen werden sollen. Den Datentelegrammep fehlt in diesem Fall das Aktivierungskennzeichen. In Gegenrichtung ist es den Leitfahrzeugen möglich, nach Aufruf durch die ortsfeste Steuerstelle, zu dieser hin Datentelegramme zu übermitteln, welche z. B. Statusmeldungen, Meßwerte (Ort oder Geschwindigkeit) oder Fahrgastwünsche (Bedarfshalt) enthalten können und der ortsfesten Steuerstelle außerdem die Oberprüfung auf einwandfreies Arbeiten des Rechnersystems und der Sendeeinrichtung des betreffenden Fahrzeuges ermöglichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Steuerung von spurgebundenen Fahrzeugen, von denen mindestens ein Teil als Leitfahrzeuge mit Bordrechnersystemen, Sende- und Empfangseinrichtungen sowie Einrichtungen zur Fahrortbestimmung ausgerüstet ist und mit einer ortsfesten Steuerstelle, welche ebenfalls ein Rechnersystem enthält, Datentelegramme austauschen kann, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei oder mehr Leitfahrzeuge (LF), gegebenenfalls zusammen mit nicht als Leitfahrzeug ausgerüsteten Fahrzeugen (F) im Zugvenband fahren, daß zur Ausgabe von Steuerkommandos an dis Aggregate aller Fahrzeuge im Zug jeweils das Bordrechnersystem (Ä1, R 2) eines der Leitfahi-zeuge von der ortsfesten Steuerstelle aus aktiviert wird und daß dazu jedem Bordrechnersystem eine Schalteinrichtung (S) zugeordnet ist, welche bei Aktivierung oes Bordrechnersystems dessen Ausgänge auf die zu den Fahrzeugaggregaten führenden Steuerleitungen (SL) aufschaltet

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bordrechnersysteme der Leitfahrzeuge aus mindestens je zwei Einzelrechnern bestehen, welche die von der ortsfesten Steuerstelle übermittelten, zur gesicherten Fahrt notwendigen Informationen unabhängig voneinander verarbeiten und die Ergebnisse miteinander vergleichen, daß jedes Leitfahrzeug neben der Schalteinrichtung (S) eine Notbrenujchaltung (NB) besitzt und daß die Schalteinrichtung eine Abtrennung der Rechnerausgänge von den zu den Fahrzeugaggregaten führenden Steuerleitungen (SL) uiid di"> Notbremsschaltung eine Notbremsung bewirkt wenn nicht innerhalb gewisser Zeitabstände von beider. Rechnern gleiche Ergebnisse vorliegen.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine direkte Datenverbindung (DVi) zwischen allen Leitfahrzeugen besteht und daß über diese Datenverbindung eine von der Notbremsschaltung eines Leitfahrzeuges ausgelöste Notbremsung durch ein von der ortsfesten Steuerstelle aktiviertes Rechnersystem eines anderen Leitfahrzeuges aufgehoben werden kann.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das über die direkte Datenverbindung zur Aufhebung einer bereits ausgelösten Notbremsung von dem von der ortsfesten Steuerstelle aktivierten Rechnersystem ausgegebene Signal ein Dauersignal ist, welches die Sicherheitsfahrschalter aller nicht aktivierten Leitfahrzeuge blockiert

5. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich in tier ortsfesten Steuerstelle zur Überwachung des Datenteiegrammeinganges eine Zeitschaltung (ZJ befindet, und daß die Zeitschaltung bei Ausbleiben gültiger Datentelegramme des aktivierten Rechnersystems über eine vorgegebene Zeitspanne hinweg, das Rechnersystem der ortsfesten Steuerstelle zur Aktivierung des Bordrechnersystems eines anderen Leitfahrzeuges veranlaßt.

6. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der ortsfesten Steuerstelle ein Zusatzspeicher (ZS) befindet, in welchen bei Zusammenstellung eines Zuges die Abstände (dl, d2) der einzelnen Leitfahrzeuge zur Spitze des Zuges (SP)eingegeben

werden, daß während der Fahrt von allen Leitfahrzeugen des Zuges fortlaufend Wegmessungen vorgenommen werden und die ortsfeste Steuerstelle aus dem Wegmeßergebnis des jeweils zur Fahrzeugsteuerung aktivierten Leitfahrzeugs sowie dessen Abstand zur Spitze des Zuges den Fahrort der Zugspitze errechnet

7. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in bestimmten Zeitabständen oder bei jedem Bahnhofshalt, auch ohne Vorliegen einer Störung im bisher aktivierten Rechnersystem, das Rechnersystem eines anderen Leitfahrzeuges aktiviert wird.

& Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet daß auch nicht aktivierte Bordrechnersysteme von Leitfahrzeugen, ohne dazu aktiviert werden zu müssen, von der ortsfesten Steuerstelle zur Abgabe von Datente legrammen aufgerufen werden können.