DE102004057459A1

DE102004057459A1 - Bahnübergangssicherungssystem

Info

Publication number: DE102004057459A1
Application number: DE200410057459
Authority: DE
Inventors: Christoph Kutschera; Dejan Lutovac; Hans-Joachim Petersen
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2006-06-01
Also published as: WO2006056587A3; WO2006056587A2; EP1814768A2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bahnübertragungssicherungssystem mit einem Bahnübergangssicherungscontroller zur Steuerung von Sicherungseinrichtungen, insbesondere Lichtsignalanlagen, sowie ein Verfahren zur Überwachung und Ansteuerung eines Bahnübergangssicherungssystems. Um auf Kabelverbindungen weitgehend verzichten zu können, ist vorgesehen, dass der Bahnübergangscontroller von einem frequenzgesteuerten Gleisstromkreis für Fernbereich (LFTC - Long Frequency-operated Track Circuit) aktivierbar und von einem frequenzgesteuerten Gleisstromkreis für Nahbereich (SFTC - Short Frequency-operated Track Circuit) deaktivierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bahnübergangssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Mehr als 60 % aller unbeschrankten Bahnübergänge weltweit sind einfache Anwendungen. Dabei handelt es sich überwiegend um eingleisige Bahnstrecken mit bidirektionaler Verkehrsführung. Entlang der Strecke ist kein Kabelnetz vorhanden und es gibt keine Elektro- oder Gerätehäuser an den Einschaltpunkten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bahnübergangssicherungssystem der gattungsgemäßen Art anzugeben, dessen Bahnübergangscontroller weitgehend kabellos ansteuerbar ist.

Die Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die beanspruchte Anlage zur Sicherung und Steuerung von Bahnübergängen ist ein computergestütztes System, das speziell für einfache Anwendungen vorgesehen ist. Das System ist, verglichen mit anderen computergestützten und konventionellen relaisgestützten Bahnübergangssystemen, in Bezug auf Sicherheit und Preis höchst konkurrenzfähig.

Das System, nachfolgend LX7 genannt, verfügt über die Funktionalität eines automatisierten Bahnübergangssicherungssystems für eine eingleisige Bahnstrecke mit bidirektionaler Verkehrsführung.

Die fahrzeuggesteuerten Gleisstromkreise, nachfolgend FTC – Frequency-operated Track Circuit – genannt, dienen zur Erkennung von Zügen oder anderen Schienenfahrzeugen auf überwachten Streckenabschnitten. Ein FTC ist ein elektronischer Gleisstromkreis ohne isolierte Schienenstöße. Die Funktionalität des FTC beruht auf dem variablen Übertragungsbereich der Signale mit unterschiedlichen Frequenzen, die auf die Abweichungen der induktiven Komponente der Gleisimpedanz zurückzuführen sind. Somit bestimmt der mit dem Gleis verbundene Sender den Übergangsbereich in Abhängigkeit von seiner Arbeitsfrequenz. Der Empfänger, der in unmittelbarer Nähe des Senders an das Gleis angeschlossen sein kann, erkennt die Änderung der Gleisimpedanz. Wenn ein Zug oder ein anderes Schienenfahrzeug den kontrollierten Gleisabschnitt belegt, d. h. befährt und sich dem Anschlusspunkt des FTC annähert, verringert sich die Gleisimpedanz. Diese Änderung der Gleisimpedanz wird vom Empfänger des FTC registriert, der auf den Übertragungsbereich eingestellt und auf die Betriebsfrequenz des Senders abgestimmt ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand figürlicher Darstellungen näher erläutert. Es zeigen
1 das Funktionsprinzip eines Bahnübergangssicherungssystems,
2 die wesentlichen Baugruppen eines Controllers, 3 eine Anordnung frequenzgesteuerter Gleisstromkreise und
4 ein Bahnübergangssicherungssystem.
Die schematische Anordnung der Komponenten für ein typisches Anwendungsbeispiel ist in 1 dargestellt. Das LX7 ist ein automatischer Bahnübergangscontroller, der durch den Zug gesteuert wird. Das LX7 wird durch einen frequenzgesteuerten Gleisstromkreis für Fernbereich LFTC aktiviert (LFTC – Long Frequency-operated Track Circuit) und durch einen frequenzgesteuerten Gleisstromkreis für Nahbereich SFTC deaktiviert (SFTC – Short Frequency-operated Track Circuit). FTCs (Frequency-operated Track Circuits, frequenzgesteuerte Gleisstromkreise) sind isolierstoßfreie und kabellose Detektoren, so dass mit dem LX7 flexible, isolierstoßfreie und kabellose Anwendungen für Bahnübergänge ermöglicht werden. FTCs sind gegenüber den von Fahrleitungen verursachten Interferenzen störfest und können somit gleichermaßen auf elektrifizierten und nicht elektrifizierten Strecken eingesetzt werden. Die Funktionsweise von SFTCs beruht auf Tonfrequenzen, so dass diese SFTCs auch als Overlay-Gleisstromkreise in der bestehenden Infrastruktur verwendet werden können. Falls präzise Einschaltpunkte erforderlich sind, können wahlweise herkömmlich isolierte Schienenstöße oder passive elektrische Schienenverbinder verwendet werden.
In einer Grundversion sind als Sicherungseinrichtungen des LX7 rot/weiß blinkende Road Signals-Straßensignale-RS1 und RS2 sowie Warning Bells-Läutewerke-WB1 und WB2 vorgesehen. Aufgrund der modularen und erweiterbaren Struktur des LX7 kann das System zur Steuerung weiterer optionaler externer Sicherungseinrichtungen aufgerüstet werden, beispielsweise Boom Barriers-Schranken-BB1 und BB2 oder durchgehend gelb leuchtende und weiß blinkende Signallampen-Train Control Signals-TCS1 und TCS2.
2 zeigt eine LX7-Architektur. Das LX7 basiert auf einem PLC, einem programmierbaren logischen Controller. Dieser Controller zeichnet sich durch eine hohe Modularität aus (Anspruch 2). Die meisten verwendeten Module sind im Handel frei erhältlich. Diese Module stellen selbstständige funktionale Einheiten dar und sind für die jeweiligen Verwendungszwecke geprüft und zugelassen. Zusammen bilden diese Module eine einfache und kostengünstige Hardwarestruktur, die eine größtmögliche Anwendungsflexibilität, Wartungsfreundlichkeit, Zuverlässigkeit und Sicherheit gewährleistet. Das LX7 verfügt über ein batteriegespeistes Stromversorgungssystem mit einer entsprechenden akkubasierten Reservestromversorgung, die den Betrieb der Anlage für eine festgelegte Dauer sichert – in der Regel acht Stunden. Die Eingänge sind isoliert und werden durch unabhängige Kontakte von Miniatursicherheitsrelais angesteuert. Stromtestfunktionen werden durch Miniatur-Festkörperelemente für verschiedene Stromstärken ausgeführt. Somit werden nahezu alle weltweit verfügbaren Lampentypen und LED-Module unterstützt. Die Ausgänge sind ebenfalls isoliert und werden über Miniatursicherheitsrelais aktiviert.
Die PLC-Plattform ermöglicht einen einfachen Zugriff auf die Software, weit verbreitete Designtools sowie eine einfache Anpassung der Software an verschiedene Anwendungsbedürfnisse. Die Software des Systems wird aus unabhängigen funktionalen Modulen erstellt. Jedes Modul enthält eine spezielle Funktion oder Funktionsgruppe. Die Software wird nach dem Ladder-Logic-Prinzip entwickelt. Somit können Ingenieure, die mit der Konstruktion der Relaiskontakte vertraut sind, die Funktionalität des Systems problemlos verfolgen. Die wichtigsten Softwaremodule sind:

• Modul für Steuerungs- und Überwachungsfunktion,
• Modul für Anwendungsdaten,
• Modul für Service, Diagnose und Ereignisprotokollierung,
• Modul für Service-, Diagnose- und Ereignisprotokollierungsdaten,
• Modul für SMS-Unterstützung.

Das LX7 ist vorzugsweise für universelle Anwendbarkeit konzipiert. Landesspezifische Unterschiede, die durch die jeweili ge Eisenbahnbehörde vorgeschrieben sind, werden größtenteils innerhalb des Moduls für Anwendungsdaten definiert. Für die meisten Anwendungen beziehen sich die entsprechenden Änderungen jeweils auf unterschiedliche Einstellungen von Timern. Änderungen der Hardware und der landesspezifischen Software werden nur in sehr geringem Umfang erforderlich sein und sich vorwiegend auf die Schaltkreise der Relaisschnittstellen beschränken.
Das LX7 ist für einfache Anwendungen bestimmt und für alle Einsatzzwecke auf eingleisigen Strecken mit Gegenverkehr geeignet. In diesem Fall ist nur eine geringe Anzahl von Eingängen und Ausgängen erforderlich. Daher wird eine kostengünstige, für den Einsatzzweck adäquate Architektur verwendet. Bei diesem System ist jedoch die Möglichkeit einer Erweiterung durch Einbau zusätzlicher Ein-/Ausgänge und weiterer funktionaler Module nicht ausgeschlossen, so dass auch komplexere Anwendungen, z. B. zweigleisige Konfigurationen mit Implementierung der Down-Holding-Funktion, möglich sind. In solchen Fällen müssen jedoch Software- und Hardwareerweiterungen für das jeweilige Land vorgenommen werden.
Der Sicherheit des Systems LX7 basiert auf PLC-Komponenten, die in einer Basisversion und einer ausfallsicheren F-Version- Failsafe-erhältlich sind. Die F-Versionen sind bis zu SIL3 entsprechend den CENELEC-Normen zertifiziert. Die Sicherheit des Systems ist skalierbar, so dass die verschiedenen SIL-Anforderungen erfüllt werden können. Die Basisversion des LX7 ist auf die Einhaltung der Anforderungen gemäß SIL1/SIL2 ausgelegt. Mit der F-Version der PLCs kann das LX7 auf SIL3 und SIL4 aufgerüstet werden.
Die Ausgänge sind ausfallsicher konstruiert, d. h. diese befinden sich normalerweise in aktiviertem Zustand. Der Zustand der Ausgangsrelais wird durch den PLC auf der entsprechenden Verarbeitungsstufe abgerufen. Daher wird ein regelwidriger Zustand jedes einzelnen Relais erkannt und angezeigt, so dass Sicherheitsvorkehrungen über die Funktionalität des LX7 ausgeführt werden können.
Die Software kann in Anlehnung an die Relaisschaltkreise, die sich seit vielen Jahren in Sicherheitsanwendungen bewährt haben, entwickelt werden. Bei der Definition einer gemeinsamen Funktionalität und der Entwicklung möglichst flexibel anwendbarer Software können verschiedene länderspezifische Praktiken berücksichtigt werden. Prüfschaltkreise dienen zur Lampenüberprüfung und zur Kontrolle der Blinkfunktionen, um die entsprechenden Ausfälle möglichst rechtzeitig zu erkennen und somit die SIL-Stufe des Systems zu erhöhen.
Durch Verwendung der optionalen Zugkontrollsignale TCS ((Anspruch 3) lässt sich bei Bedarf ebenfalls die SIL-Stufe des Systems erhöhen. Das TCS kann das Streckensignal nur dann auf Weiterfahrt stellen, wenn die entsprechenden Freigabebedingungen erfüllt sind, nämlich Bahnübergang eingeschaltet, Streckensignalleuchten funktionsfähig und LX7 fehlerfrei. Für die Funktionsüberwachung des LX7 wird ein Arbeitskontakt Fehlererkennungsrelais FDR (Fault Detection Relay) bereitgestellt (Anspruch 4). Das FDR führt die Überwachungsfunktionen für den PLC aus. Die Funktionsfähigkeit des FDR wird unmittelbar nach jeder Aktivierung des LX7 überprüft. Das Zeitfenster, in dem ein potenzieller Ausfall des PLC unerkannt bleiben könnte, wird somit erheblich eingeschränkt. Das FDR muss aktiviert und betriebsbereit sein, damit die Zugkontrollsignale TCS auf Freigabe geschaltet werden können.
Das beschriebene skalierbare Sicherheitskonzept des LX7 in Verbindung mit seiner relativ einfachen Architektur, der ge ringen Komponentenzahl sowie seiner hohen Zuverlässigkeit erfüllt ein breites Spektrum der von Eisenbahnbehörden gestellten Anforderungen in Bezug auf die Ausfallsicherheit von Systemen.
Das LX7 überwacht ständig einen Annäherungsabschnitt, um einen ggf. herannahenden Zug zu erkennen. Dabei ist das LX7 in der Lage, die erforderliche Anzahl von Annäherungsgleisabschnitten, den Freigabegleisabschnitt und einen zusätzlichen Overlay-Freigabedetektor mit geeigneter Schnittstellenkonstruktion zu überwachen, ohne dass die Software des Controllers geändert werden muss. Der Annäherungsgleisabschnitt – vorsignalabstand – wird beispielsweise in einem Intervall von 25 bis 90 Sekunden – bis max. 2 km definiert, je nachdem, welche Höchstgeschwindigkeit im Annäherungsgleisabschnitt erreicht werden kann.
Das LX7 verfügt vorzugsweise über eine integrierte direktionale Selbsthaltungsfunktion, so dass eine Reaktivierung des LX7 durch einem abfahrenden Zug verhindert wird.
Die Abfolge der Belegung und die Freigabe der Einschalt- und Ausschaltkomponenten werden durch den Controller überprüft und registriert. Wenn ein Fehler festgestellt wird, schaltet das LX7 die Streckensignallampen aus – dunkle Signale. Bei einem Fehler des Controllers wird der Blinkausgang deaktiviert und die Stromversorgung für die Streckensignallampen wird unterbrochen – dunkle Signale.
Wenn die erste Achse des ankommenden Zuges den Annäherungsgleisabschnitt erreicht hat, aktiviert sich das LX7 und schaltet die weißen Lampen der Straßensignale aus. Zugleich werden die roten Lampen der Straßensignale eingeschaltet. Nachdem die letzte Achse des abfahrenden Zuges den Freigabe gleisabschnitt verlassen hat, deaktiviert sich das LX7 und schaltet die roten Straßensignallampen aus und die weißen Straßensignallampen wieder ein. Bei einer normalen Zugfreigabemeldung des LX7 muss das rote Blinklicht der Straßensignale spätestens 5 Sekunden nach dem Verlassen des Freigabegleisabschnitts auf das weiße Blinklicht umschalten. Das Blinken des Signals wird durch die Software generiert und überwacht, so dass die verschiedenen Blinkfrequenzen und Einschaltzyklen unterstützt werden. Für die Schnittstellen werden Halbleiterrelais verwendet.
Normalerweise erkennt das LX7 mit dem LFTC und dem SFTC einen Zug auf dem Zufahrtsgleis. Voraussetzung ist, dass die Schienengleise im Annäherungsabschnitt durchgängig geschweißt oder auf eine andere geeignete Weise verbunden sind, wobei der Annäherungsabschnitt mindestens über einen Ballastwiderstand von 1,5 Ohm/km verfügen muss. Die beidseitige Überwachung der Annäherungsabschnitte erfolgt mit der LFTC – bidirektionalen Anwendung. Wahlweise ist auch eine einseitige Anwendung möglich. In diesem Fall sind isolierte oder elektrische Schienenlaschen am LX7-Standort zu montieren. Außerdem werden zwei Einheiten des LFTC benötigt – jeweils eine Einheit pro Annäherungsgleisabschnitt. Die Vorteile in diesem Fall bestehen in der Möglichkeit der Erkennung des herannahenden Zuges sowie in den längeren Annäherungsgleisabschnitten.
Das LFTC kann im LX7-Gehäuse eingebaut werden. Ein Einbau in einem Gehäuse entlang der Strecke ist jedoch ebenfalls möglich, beispielsweise als Remote-Einschaltmodul mit hoher Reichweite. Auch das SFTC kann im LX7-Gehäuse eingebaut werden.
Falls der vorhandene Gleisabschnitt zu lang für die Freigabe ist, kann das SFTC zusätzlich als Overlay-Schaltkreis verwen det werden, um die erforderliche Länge des Freigabegleisabschnitts zu erreichen. Falls das vorhandene Gleis zu lang für die Annäherungssignalisierung ist, kann auch das LFTC zusätzlich als Overlay-Schaltkreis verwendet werden, um die erforderliche Länge des Annäherungsgleisabschnitts zu erreichen – kabellose Anwendung vom Ende des vorhandenen Gleises. Das FTC, das zur Ferneinschaltung dient, benötigt lediglich zwei Leiter des Signalkabels pro Empfänger zur Übertragung der Informationen "Belegt/Frei" an das LX7. Bei doppeltem Empfänger werden vier Leiter benötigt, um zwei Impulsrelais am LX7-Standort anzusteuern.
Falls der Annäherungsgleisabschnitt für eine festgelegte maximale Zeitspanne belegt war und der Freigabebereich nicht ausgelöst wurde, wird ein Fehler des Annäherungsdetektors festgestellt sowie gemeldet, und die Streckensignalleuchten werden abgeschaltet. Auch andere Fehler und Störungen des Annäherungsdetektors und des Freigabedetektors können erkannt und gemeldet werden.
Wenn keine externe Stromversorgung – 230 V/50 Hz – vorhanden ist, die Batterie jedoch betriebsbereit ist, wird eine Unterbrechung erkannt und gemeldet. Die normale Funktionsweise wird davon jedoch nicht beeinträchtigt. Bei einer zu geringen Akkuspannung kann ein Fehler der Batterie erkannt und gemeldet werden. Die Streckensignalleuchten werden dann ausgeschaltet.
Beim Ausfall einer Glühlampe eines Streckensignals wird die Ersatzglühlampe automatisch eingeschaltet, und die Unterbrechung der Lampenfunktion wird erkannt bzw. gemeldet. Das gilt auch für den Ausfall eines Straßensignals.
Falls die Blinkfrequenz oder der Einschaltzyklus außerhalb des voreingestellten Bereiches liegen, wird ein Fehler des Blinkmoduls festgestellt und gemeldet.
Nachdem das System die erste reguläre fehlerfreie Zugdurchfahrt registriert hat und keine weiteren Gründe für einen Systemfehlerzustand vorliegen, schaltet das System in den Normalzustand zurück und schaltet die weißen Blinkleuchten der Streckensignale ein.
Das LX7 kann auch in Bahnhofsbereichen eingesetzt werden, in denen Signale innerhalb der Annäherungsgleisabschnitte – Sicherungssignale für den Bahnübergang – vorhanden sind. Die Aktivierung des LX7 durch die Belegung des Annäherungsgleisabschnitts wird hier deaktiviert, solange das Haltesignal gesetzt ist. In Abhängigkeit von der Stellung des Signals und der Zuggeschwindigkeit ist es unter Umständen erforderlich, die Freigabestellung des Sicherungssignals durch Blockierung im Bahnhof zu verzögern, um einen ausreichenden Warnzeitraum für das LX7 zu gewährleisten.
Das Stromversorgungssystem des LX7 (2) besitzt vorzugsweise eine modulare Struktur. Die Basisversion benötigt eine Stromquelle mit 230 V/50 Hz. Die Stromversorgung kann jedoch auch problemlos auf andere externe Stromquellen, beispielsweise auf 230 V/16 ²/₃ Hz, Solarkollektoren oder auf ausschließlichen Akkubetrieb umgerüstet werden. Alle verschiedenen Varianten der Stromversorgung lassen sich optional durch Austausch der entsprechenden Module kostengünstig realisieren. Die Grundversion des LX7 zeichnet sich durch einen geringen Energieverbrauch aus. Das LX7 sowie die Zugdetektoren enthalten jeweils einen Akku zur Reservestromversorgung, die den Normalbetrieb für die benötigte Mindestdauer – in der Regel acht Stunden – aufrechterhalten. Auf elektrifizierten Strecken, auf denen keine externe Stromversorgung zur Verfügung steht, kann das System durch die Oberleitungen, beispielsweise 17 kV/16 ²/₃ Hz gespeist werden, wobei mittels Transformatoren die Spannung auf 230 V/16 ²/₃ Hz verringert wird. In diesem Fall muss das Wechselrichter-/Lademodul 230 V/50 Hz durch ein entsprechendes, auf 230 V/16 ²/₃ Hz ausgelegtes Wechselrichter-/Lademodul ersetzt werden. Falls keine konventionelle Stromversorgung verfügbar ist, können Solarkollektoren mit geeigneten Akkulademodulen eingesetzt werden. In diesem Fall wird auf ein Wechselrichter-/Lademodul verzichtet. Für alle Systeme oder nur für Systeme mit direkter Energieerzeugung vor Ort kann bei Bedarf eine Funktion zur Energieeinsparung während der Nacht integriert werden. Standorte ohne externe Stromversorgung, an denen auch eine Stromerzeugung vor Ort unrealistisch ist, können direkt über wiederaufladbare Batterien mit Strom versorgt werden. Überspannungsschutzmodule werden an allen Anschlusspunkten an der Einführung der äußeren Kabel in das Gehäuse sowie am Eingang der externen Stromversorgung des LX7 installiert.
Bei Sytemen mit direkter Energieerzeugung vor Ort, die über eine Alarmanlage mit Sirenen verfügen, kann ein Eingang des Controllers speziell für das Senden von SMS-Meldungen an einen zuentralen Dispatcher reserviert werden (Anspruch 5). Die Spannung der Akkus wird überwacht. Falls diese Spannung unter den zulässigen Mindestwert fällt, kann eine entsprechende SMS-Meldung an das zuständige Wartungspersonal gesendet werden. Das LX7 ist vorzugsweise in der Lage, SMS-Meldungen zu senden und zu empfangen. Als optionale Ausstattungsvariante kann das LX7 per SMS-Meldung neu gestartet werden, wenn das System fehlerfrei funktioniert. Wenn das LX7 einen Fehler, eine Störung oder ein anderes meldepflichtiges Ereignis feststellt, wird eine SMS-Meldung an das Wartungs- oder Wachpersonal oder den Zugdispatcher gesendet. Diese GSM-Meldung ent hält die ID-Nummer des Bahnübergangs, den Code bzw. die Beschreibung des Vorfalls und den Zeitpunkt des Vorfalls. Das LX7 ist vorzugsweise in der Lage, SMS-Meldungen als Empfangsbestätigung vom Dispatcher, Wach- oder Wartungspersonal zu empfangen.
Das LX7 verfügt über eine integrierte Diagnosedatenbank, durch die festgelegte reguläre Ereignisse sowie Fehler und Störungen in Echtzeit aufgezeichnet werden. Die Datenbank funktioniert vorzugsweise zyklisch, d. h. bei einer erschöpften Speicherkapazität werden jeweils die ältesten Ereignisse durch neue Ereignisse überschrieben. Zum Abrufen der Datenbank dient spezielle Software, die unter Windows auf PCs oder Laptop-Computern ausgeführt sein kann. Ein lokaler oder Remote-Zugriff auf die Datenbank ist somit problemlos möglich.
Ein Blockschaltbild des FTC mit Gleisanschlüssen ist in 3 dargestellt. Jeder FTC besteht aus einem Sender und dem Empfänger, die zusammen in einen Metallbehälter eingebaut und durch separate Kabel an das Gleis angeschlossen sind. Der Erkennungsbereich ist für bidirektionale Anwendung beidseitig symmetrisch und erstreckt sich nach links und rechts von den Anschlusspunkten des FTC. Dieser Bereich ist von den Eigenschaften der Gleisbettung abhängig und wird durch die Gleisimpedanz ausgedrückt.
Für asymmetrische Annäherungen werden elektrische oder mechanische Schienenstöße benötigt. Schienenstöße können unmittelbar neben dem Anschlusspunkt des Senders eingebaut werden. In diesem Fall ist der Erkennungsbereich nur auf eine Seite des Gleises gerichtet – unidirektionale Anwendung. Der einseitig gerichtete Erkennungsbereich ist bei unidirektionaler Anwendung ca. 33 % länger als bei bidirektionaler Anwendung.
Da die Gleisimpedanz von den Witterungsbedingungen abhängig ist, ergeben sich bezüglich des Erkennungsbereiches, insbesondere bei LFTCs, leichte Schwankungen. Wenn für die entsprechende Anwendung ein sehr genauer Erkennungsbereich erforderlich ist, sind Schienenstöße zu verwenden.
Die Arbeitsfrequenzen von FTCs werden so ausgewählt, dass der Einfluss der Bahnstromversorgung (25 kV/50 Hz) und der entsprechenden Oberschwingungen möglichst minimiert wird. Durch die Arbeitsfrequenzen wird ebenfalls die maximale Erkennungsreichweite definiert. Eine Trennung zwischen den verschiedenen Arbeitsfrequenzen wird gewählt, um die Verwendung von zwei oder mehr FTCs mit unterschiedlichen Betriebsfrequenzen auf einem kontrollierten Gleisabschnitt zu ermöglichen.
Durch den Einbau sowohl des Empfängers als auch des Senders in einem gemeinsamen Gerätegehäuse wird erreicht, dass der Empfänger ein starkes Signal in unmittelbarer Nähe des Senders empfängt und nicht lediglich ein schwaches Signal am Ende des kontrollierten Gleisabschnitts registriert. Dies ermöglicht es, die Leistung des Senders und Empfängers zu reduzieren und führt außerdem zu Kosteneinsparungen hinsichtlich des Kabelnetzes zwischen Sender und Empfänger. Die Kosten für ein zusätzliches Gerätegehäuse können hierbei ebenfalls eingespart werden. Insgesamt ergeben sich, insbesondere bei den LFTCs, Einsparungen in beträchtlicher Höhe.
Die Erkennungsreichweite des FTC kann über einen Regelwiderstand eingestellt werden. Zwei FTCs mit nebeneinander liegenden Arbeitsfrequenzen können daher über dieselbe Erkennungsreichweite verfügen. Daraus ergibt sich, dass die Zugerkennungsfunktion innerhalb des überwachten Streckenabschnitts dupliziert werden kann – Redundanz. Dies ist für manche Signalanwendungen von großer Bedeutung, insbesondere für die Steuerung von Bahnübergängen, bei denen durch die Eisenbahnbehörden in vielen Ländern eine duplizierte Zugmeldung vorgeschrieben ist. FTCs ermöglichen die Implementierung der duplizierten Annäherungsgleisabschnitte für die Bahnübergangscontroller, ohne dass teure Kabelnetze neben den Gleisen verlegt werden müssen. Zwei Empfänger R1 und R2 sind mit den FTCs verbunden und beaufschlagen serielle Kontakte Cont.1 und Cont.2 der zugeordneten Relais Re1 und Re2.
Welche Einsparungen dadurch erzielt werden können, dass kein Kabelnetz neben der Strecke – Kabel, Grabenaushub, Verlegung und Prüfung – benötigt wird, ist von der maximalen Zuggeschwindigkeit abhängig. Demzufolge können bei höheren Zuggeschwindigkeiten wegen der längeren Annäherungsgleisabschnitte auch höhere Einsparungen erzielt werden. Diese Einsparungen sind außerdem von dem jeweils vor Ort gültigen Preis der Kabel und vor allem auch von den Arbeitskosten abhängig. Überwiegend könnten Kosten für mehr als 2.600 m Kabel eingespart werden.
Eine typische Anordnung einer stoßlosen und kabellosen Bahnübergangsanwendung ist in 4 dargestellt. Vorzugsweise ist der Bahnübergangscontroller mit einem Funkmodem zum Empfang von Programmierungsdaten, insbesondere bezüglich Applikationen, zusätzlicher Parameter, Fehlerkorrektur und Updates, ausgestattet (Anspruch 6). Dazu ist eine Fernübertragung der Programmierungsdaten durch eine Zentrale vorgesehen (Anspruch 7).
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das vorstehend genannte Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen. Insbesondere ist die Fernprogrammierung gemäß Anspruch 7 nicht auf Systeme mit LFTCs und SFTCs beschränkt, sondern kann bei jeglichen Bahnübergangssicherungssystemen verwendet werden, sofern diese einen programmierbaren Bahnübergangscontroller aufweisen.

Claims

Bahnübergangssicherungssystem mit einem Bahnübergangscontroller zur Steuerung von Sicherungseinrichtungen, insbesondere Lichtsignalanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass der Bahnübergangscontroller von einem frequenzgesteuerten Gleisstromkreis für Fernbereich (LFTC – Long Frequencyoperated Track Circuit) aktivierbar und von einem frequenzgesteuerten Gleisstromkreis für Nahbereich (SFTC – Short Frequency-operated Track Circuit) deaktivierbar ist.
Bahnübergangssicherungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bahnübergangscontroller einen programmierbaren logischen Controller (PLC) aufweist, welcher Softwaremodule für Steuerung und Überwachung, für Anwendungsdaten, für Service, Diagnose und Ereignisprotokollierung und für SMS-Unterstützung aufweist.
Bahnübergangssicherungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als zusätzliche Sicherungseinrichtung eine Zugkontrolleinrichtung (TCS – Train Control Signals) vorgesehen ist, die Mittel aufweist, welche ein Streckensignal nur dann auf Weiterfahrt stellen, wenn die Sicherungseinrichtungen am Bahnübergang aktiviert sind, die Streckensignalleuchten funktionsfähig und der Bahnübergangscontroller fehlerfrei sind.
Bahnübergangssicherungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass für die Fehlerüberwachung des Bahnübergangscontrollers ein Arbeitskontakt-Fehlererkennungsrelais (FDR – Fault Detection Relay) vorgesehen ist.
Bahnübergangssicherungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bahnübergangscontroller Mittel zum Senden von Meldungen, insbesondere SMS-Meldungen, an einen zentralen Dispatcher aufweist.
Bahnübergangssicherungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bahnübergangscontroller Empfangsmittel, insbesondere ein Funkmodem, zum Empfang von Programmierungsdaten, insbesondere bezüglich Applikationen, zeitlicher Parameter, Fehlerkorrektur und Updates, aufweist.
Verfahren zur Überwachung und Ansteuerung eines Bahnübergangssicherungssystems mit einem Bahnübergangscontroller zur Steuerung von Sicherungseinrichtungen, insbesondere Lichtsignalanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass Programmierungsdaten, insbesondere bezüglich Applikationen, zeitlicher Parameter, Fehlerkorrektur und Updates, mittels Fernübertragung, insbesondere Funk oder Kabel, von einer Leitstelle an den Bahnübergangscontroller übertragen werden.