缆车和用于操作缆车的方法

缆车和用于操作缆车的方法

本发明涉及一种用于操作缆车的方法，利用该方法，悬挂在起重缆索上的数个轿厢在至少两个车站之间移动，并且利用该方法，轿厢与竖直方向的偏斜利用缆车的至少一个轿厢上的传感器来测量。此外，本发明涉及相应的缆车。

具有悬挂在循环缆索上的(不论是永久地耦合的还是可拆卸地耦合的)轿厢的缆车服从于特殊的安全要求。这对于运送人员的缆车而言尤其(但并不完全)如此。安全风险是轿厢的摆动运动，因为其可导致轿厢与缆车的固定设施的碰撞，诸如与缆车塔、与用于在诸缆车塔之间延伸的能量和/或数据传输的架空线、或与车站入口处的组件、或与其他轿厢的碰撞。在最坏的情形中，可能发生轿厢脱离缆索并坠毁或者缆索脱轨。轿厢的摆动运动通常是由外力施加到轿厢上而造成的，诸如风或由乘员引起的对轿厢的故意摇晃。但是，即使是轿厢的单边载荷(尤其与风相组合)也可导致轿厢的摆动运动。

监视轿厢的摆动运动通常是缆车的工作人员的责任，工作人员必须评估在缆车的运行期间轿厢的危急摆动移动是否可能发生。如果必要的话，工作人员必须降低缆索速度，或者完全停止缆车。工作人员通常被提供沿路线布置的风传感器的测量值。然而，在极少数情形中，整条缆车路线对工作人员而言是可见的，而且气候状况(例如，雾、雪、雨等)或照明状况(例如，黄昏、夜晚等)也可影响视野。另外，风传感器仅检测紧邻风传感器处的风况，但无法提供有关缆车的另一点处的风的任何信息。因此，使风传感器附连在缆车的所有神经位置(例如，暴露的缆车塔)处是有必要的，这增加了成本。通常要求工作人员在风速超过一定水平的情况下降低运输速度，或完全中断缆车的运行。当然，这是一种非常保守的办法，这有时导致运输速度上的降低或甚至停止缆车，但是这不是绝对必要的。

因此，使得对轿厢的摆动运动的监视更安全且更可靠的措施已变得已知。

EP 1 837 264 A2描述了在轿厢上使用倾斜度传感器来检测轿厢与竖直方向的偏斜。倾斜度传感器的测量值经由轿厢上的发射器来传送，要么经由缆车塔上的中继站、要么直接传送至车站的接收站。在偏斜过大的情形中，速度被降低或者缆车停止。

AT 411 982 B还描述了在轿厢上使用倾斜度传感器来检测轿厢的偏斜。另外，在轿厢上提供对风速和风向的检测。所记录的数据被评估并被储存在轿厢本身中。当轿厢经过车站时，所收集的数据也可被传输至接收器，并可被用来控制缆车。

同样，在WO 95/30216 A1中，轿厢的偏斜借助于轿厢上的倾斜度传感器来检测。另外，每个轿厢包括唯一的标识符。轿厢将倾斜度信息和标识符传送至缆车塔上的接收器，该接收器将倾斜度信息和标识符转发至缆车控制单元以供评估。

特定危险点是缆车车站的入口，因为许多固定设施位于轿厢附近。另外，所谓的外部导轨喇叭通常被布置在车站入口的区域中，在该区域中，轿厢在缆索上的可拆卸握把将进入以便引导。当轿厢在车站入口处有较强偏斜的情况下，可能发生外部导轨喇叭被错失，这可导致对缆车和/或轿厢的巨大损坏或者甚至导致轿厢脱离缆索。因此，在车站入口处的摆动运动检测是尤其关键的，并且由缆车操作员来确保在缆车的运行期间将不存在危急境况，例如，通过工作人员监视由沿缆车布置的风传感器提供的信息。

EP 2 147 843 A1提出，借助于车站内的传感器(尤其是激光扫描仪或相机)来检测轿厢在车站入口之前的摆动移动，轿厢到车站的距离利用该传感器在同一时间被检测到，以便取决于摆动移动来控制缆车驱动。因而，车站之前的横向于行进方向的轿厢的摆动移动可以被容易地检测。对车站内的轿厢入口处的潜在危险的检测是不可能的。例如，如果轿厢以倾斜位置接近车站而没有摆动移动，则控制设备将不会做出反应。

因此，本发明的目的是提供一种方法，通过该方法可以更可靠地评估在缆车的车站中的轿厢入口处的潜在危险并相应地做出反应。

该目的通过以下来达成，轿厢的偏斜在车站入口之前利用传感器来测量并且被传送至缆车控制单元，与此同时，车站入口之前的阵风的出现由缆车控制单元来检测，并且缆车控制单元根据所传送的偏斜和所检测到的阵风来控制缆车驱动。以此方式，缆车控制单元不仅可以检测和评估轿厢的当前偏斜，而且现在还可以考虑到在缆车驱动被控制时的阵风的出现。已经认识到，首先，在车站入口之前或附近的区域中的偏斜和阵风的组合会引起相当大的潜在危险，现在这可以被及时地识别。缆车控制单元现在可以及时地对这样的潜在危险做出反应，并降低例如缆车的行驶速度。

通过对阵风的方向的附加检测，使得缆车控制单元能够甚至更好地响应潜在危险，因为并非来自任何方向的每个阵风都是等同地危险的。因此，在有利的实施例中，仅来自限定方向的阵风可被纳入考虑，或者来自不同方向的阵风可以被不同地考虑。

为了仍然允许轿厢在车站入口之前的紧急停止，优选地提供了，轿厢的偏斜和阵风的出现以及可能还有阵风的方向由缆车控制单元在车站入口之前一段距离(该距离大于轿厢的制动距离)处检测到。

在特别有利的实施例中，无线电应答器被提供在轿厢上作为传送设备，并且接收器被设计为无线电应答器的读取器。无线电应答器是小的、紧凑的组件，其可以被容易地布置在轿厢上。在特别有利的实施例中，如果无线电应答器被实施为无源无线电应答器，则轿厢的独立电力供应可被省去，因为轿厢可接着经由无线电应答器来被供应电能。为此目的，读取器可以经由发射天线发射轮询信号，无线电应答器接收并使用该轮询信号来获取电能以操作无线电应答器和传感器。

下面参考图1至4更详细地描述本发明，图1至4以示例性、示意性和非限制性方式示出了本发明的有利实施例。在附图中：

图1示出了缆车的其中对轿厢的偏斜进行监视的车站区域，

图2示出了根据本发明的用于监视轿厢的偏斜的规程的示意表示，

图3示出了定向型范围在评估阵风中的使用，以及

图4示出了将无线电应答器用于把偏斜传送至缆车控制单元。

图1示出了缆车1的车站2以及在车站入口之前的缆车1的运输路线的一部分与缆车塔3。缆车1的轿厢4借助于起重缆索5来运输，该起重缆索5经由缆索滑轮在车站2中转向。一个缆索滑轮6由缆车驱动7来驱动，其中缆车驱动7由缆车控制单元8来控制。在车站入口9处，外部导轨喇叭10可被布置，轿厢4的可拆卸握把11将进入该外部导轨喇叭10中以便将轿厢4引导到车站2中。对于本发明而言，轿厢4是否被永久地耦合至起重缆索5或者轿厢4是否能够耦合至起重缆索5(例如借助于公知的可拆卸握把)是无关紧要的。同样，对于本发明而言，缆车1是否运送人员和/或材料也无关紧要。还可以在轿厢4在其上移动的车站之间提供数条支撑缆索。

在轿厢4上，布置有用于检测轿厢4与竖直方向的偏斜的传感器12。首先，感兴趣的是在横向于运输方向x的方向y上的偏斜α(图2)。但是也可以检测到不一定在横向方向y上出现的最大偏斜α。任何合适的传感器可被用于此目的，例如位置传感器或加速度传感器。在加速度传感器的情形中，由传感器12以特定采样率供应的值被写入例如轿厢4上的存储器中。利用这些值，则总是可以推断出当前偏斜α。

利用传感器12，偏斜α通常被检测到并被传送至缆车控制单元8。优选地，这是通过无线通信连接(诸如无线电)来完成的。为此目的，传送设备13可以被提供在轿厢4上，该传送设备13将所检测到的轿厢4的偏斜α传送至在车站2中或车站2附近的区域中的接收器14。接收器14被连接到缆车控制单元8，并将所接收到的信号或其中所传送的信息转发至缆车控制单元8。

另外，阵风B的出现在车站入口9之前被检测到。为此目的，例如，风传感器15可以被提供在车站入口9之前，例如被提供在车站2之前的最近的缆车塔3处。风传感器15经由适当的通信连接将所检测到的值传送至缆车控制单元8。为此目的，有线或无线通信连接可以被提供。例如，在无线通信连接的情形中，风传感器15可以经由无线电将它的值发送到车站2中的接收器14。风传感器15要么测量风速vw要么直接测量阵风B。阵风B应理解为风速vw的时间变化。如果风速vw被检测到，则可以通过时间导数来获得阵风B的值。这也可以在缆车控制单元8中完成。原则上，用于检测风速vw或阵风的值的风传感器15还可以被提供在轿厢4上，然而减少轿厢4的气流将是有利的。在该情形中，风速vw或阵风的值也可以利用传送设备13发送到车站2的接收器14，并因而发送到缆车控制单元8。

还可以提供利用风传感器15来检测风向。因而，不仅阵风B的出现可被检测，而且阵风B从哪个方向R发生也可被检测。阵风B的方向R可相当大地影响轿厢4的摆动运动。例如，沿着路线在运输方向x上从前方或从后方作用在轿厢4上的阵风B可能比在横向方向y上的阵风B显著更糟。如果阵风B侧向地击中轿厢4，则横向方向y上的偏斜被直接地给出，但是例如作为轿厢4的椅子的接触表面是非常小的。然而，如果阵风B正面击中带有开放的透明圆形罩的椅子，则接触表面要大得多，这还可导致在运输方向x和横向方向y上的大量偏斜。

现在，缆车控制单元8可以将当前偏斜α和阵风B的出现相组合，并且可以相应地控制缆车驱动7。为此，阵风B的方向R也可被纳入考虑。在实践中的缆车1的运行中已经发现，尤其是例如由于轿厢4的单边载荷而引起的偏斜α以及在车站入口9的区域中的阵风B的出现(可能根据阵风B的方向R)的组合是特别危险的。在该情形中，轿厢4甚至不必在摆动时接近车站入口9。然而，如果轿厢4在起重缆索5上摆动，则摆动移动的最大偏斜可被用作偏斜α。在一定的偏斜α处并且当一定的阵风B发生时，可能发生轿厢4在横向方向y上的大的摆动运动，这可导致轿厢4在车站入口9处接触车站2的固定组件，或者甚至错失外部导轨喇叭10。两者都可能导致严重事故并损坏缆车1和/或轿厢4。后者可以通过本发明的偏斜α与对阵风B发生的检测的组合来被有效地阻止。

指定容许的偏斜αmax和容许的最大阵风Bmax是有意义的(图2)。如果在车站入口9之前两个允许值都被超出，则例如可以由缆车控制单元8控制缆车驱动7，以便降低行驶速度或停止缆车1。当然，可以针对偏斜α和/或针对阵风B定义若干阈值。因而，轿厢4的当前状态和车站入口9处的风可从不那么危急被归类为危急的。在不那么危急的情形中，例如，行驶速度被降低(也可能在若干阶段中)，并且在危急状况的情形中，缆车1被停止。当然，缆车控制单元8可以不同地加权偏斜α和阵风B，以便例如将特殊状况或缆车1的设计纳入考虑。后者或固定阈值也可以在缆车1的运行中被改变，以便考虑在缆车的运行期间所获取的信息。

另外，阵风B的方向R也可以被检测并且在对缆车驱动7的控制期间在缆车控制单元8中被纳入考虑。例如，对于不同的方向R或方向R的各个范围，可以设置针对偏斜α和/或阵风B的不同阈值。但也可以提供：仅将来自某个方向R或来自一系列方向R的阵风B纳入考虑。例如，仅行进方向x上的阵风B或者仅行进方向x周围的一系列方向RB上的阵风B可被纳入考虑，如图3所示。在缆车控制单元8中，阵风B也可以取决于方向R而被不同地加权，以使得阵风B的各危急方向R比其他方向更为关键。当然，在缆车控制单元8中以哪种方式将带有哪个方向R的哪些阵风B纳入考虑是可以被定义的，并且可以取决于缆车的类型、缆车1的周围环境、以及缆车的运行参数等。当然，这也可以在缆车1的运行期间被改变。

对风速vw或阵风B以及可任选地对方向R和偏斜α的检测优选地在车站入口9之前的一段距离内进行，以使得轿厢4仍可在车站2之前被安全地制动。另一方面，该检测不应在车站入口9之前的过大距离处进行，因为在这种情形中，所检测到的值将不再具有与车站入口9的境况的任何相关性。当然，哪个距离是合适的取决于相应的缆车1。在大多数情形中，该检测将必须以车站入口9之前小于80m的范围内为目标。因此，偏斜α的值和对阵风B以及可任选地对方向R的检测优选地至少通过在车站2(图1)之前的轿厢4的制动距离BW来检测。轿厢4的制动距离BW通常是已知的。在具有通常为7m/s的最大行进速度的常规缆车1中，制动距离BW在紧急停止的情况下约为25-40m。通常，在车站2之前的这一区域中存在缆车塔3。因而，对风速vw或阵风B以及可任选地对方向R的检测可发生在车站2之前的缆车塔3处。

因此，接收器14优选地被布置成使得传送单元13的发射范围足以能够从足够大的距离接收偏斜α。优选地，接收器14被布置在车站2的内部，但是也可以被布置在车站入口9之前的车站2的区域中。例如，接收器14也可以被布置在车站2之前的缆车塔3上，并经由对应的通信线路连接至缆车控制单元8。

对于从轿厢4到车站2的信息传输尤其有利的是使用无线电应答器RF作为轿厢4上的传送设备13，诸如RFID(射频标识)应答器(通常被称为RFID标签)，如借助于图4所解释的。存储器单元33被提供在轿厢4上的无线电应答器RF中，例如偏斜α的值以及可任选地还有风速vw或阵风B的值以及可任选地方向R可以被储存在该无线电应答器RF中。用于检测偏斜α的传感器12可以将它的值储存在例如无线电应答器的存储器单元33中，并且风传感器15也可以这么做(在风传感器被提供在轿厢4上的情况下)。这样的无线电应答器RF可以具有非常小的尺寸，且因此可以被非常灵活地使用。在发射天线31(其传送轮询信号34)的有效范围内，无线应答器RF以响应信号35进行响应，该响应信号35包括偏斜α，并且可任选地还包括阵风B的值以及可能包括方向R。响应信号35被发射天线31接收并被转发至读取器30，该读取器30从响应信号35解码所需的值。读取器30被连接到缆车控制单元8，并且可以将所获得的值发送到缆车控制单元8。多个发射天线31可以被连接到读取器30，如图4中所指示。车站2中的接收器14因此可以被设计为具有发射天线31的读取器30。发射天线31将必须被设计成使得轮询信号34远离车站2被传送至来自轿厢4的信息可以被尽可能早地获得的路线。

在实践中，给轿厢4供应电能是麻烦的，因为通常必须在轿厢4上提供能量存储设备，并且能量存储必须在例如行进通过车站期间被充电。因此，在缆车1中不使用轿厢4上的电力供应通常是合宜的。当然，这与检测轿厢4的偏斜α并将其传送至缆车控制单元8的要求相矛盾。

因此，在特别有利的实施例中，在轿厢4上使用无源无线电应答器(例如无源RFID应答器)，因为在该情形中，轿厢4上的无线电应答器RF的电力供应不是必需的。无源无线电应答器仅在读取器30的发射天线31的跨电磁场的有效范围内才是活跃的，因为无源无线电应答器RF从由发射天线31发射的电磁信号获取用于操作的电能，该电磁信号利用无线电应答器RF中的接收天线32来接收。因而，轿厢4上的传感器12以及可能还有风传感器15可以从无源无线电应答器RF接收所需的电能。

当轿厢4接近车站2时，轿厢4处的无源无线电应答器RF到达发射天线31的有效范围，由此电力供应被启用。接着，传感器12以及可能还有风传感器15被读取，并且所检测到的偏斜α的值以及可能的话阵风B的出现和方向R与响应信号35一起被发送至读取器30。还存在带有传感器输入的无线电应答器RF，使得传感器12以及可能还有风传感器15也可以被直接连接到无线电应答器RF，以便直接经由无线电应答器RF被读出。

当然，其他信息也可以被储存在无线电应答器RF的存储器单元33中。例如，唯一的轿厢标识符FID可以在每个轿厢4中被储存在存储单元33中，其也可以被传送至缆车控制单元8。

如果发射天线31的有效范围延伸得不够远以至于无法在制动距离BW之前利用无线电应答器RF轮询轿厢所需的信息，则还可以提供将读取器30与发射天线31一起布置在车站2外部，例如布置在车站2之前的最近的缆车塔3处。读取器30可以被(无线或有线地)连接到车站2中的缆车控制单元8或接收器14以传送偏斜α的值以及可能还有阵风B和方向R。

另外，沿各车站2之间的路线的偏斜α的值也可以利用无线电应答器RF来收集。例如，如果轿厢4上的电力供应存在的话，则传感器12可以以预定的采样率被读出并被储存在存储器单元33中。在车站2的区域中，存储器单元33可接着被读出，并且所储存的值可以由缆车控制单元8来分析。由此，缆车控制单元8可以获得关于沿路线存在的诸状况的重要信息，这些重要信息还可被用来控制缆车驱动7。当使用无源无线电应答器RF时，读取器30可以沿路线被至少布置在某些缆车塔上，由此传感器12以及有效地还有轿厢标识符FID可以在缆车塔的区域中被读取。如此检测到的传感器值可以被储存在存储器单元33中和/或可以从缆车塔传送至缆车控制单元8。在车站2中，存储单元33可接着利用读取器30来被读出。在该情形中，在缆车塔上需要电力供应，并且可能的话还需要到缆车控制单元8的数据连接。

当然，轿厢4和缆车控制8(即，例如缆车控制单元8)、读取器30、发射天线31、无线电应答器RF之间的通信路径也可以(例如，根据所需的安全完整性等级(SIL))被设计为在功能上是有安全保障的，以便从功能安全的意义上(即，从错误被立即检测到并且系统接着优选地切换到安全状态的意义上)确保安全通信。为此目的，众所周知的机制(诸如，多通道硬件、数据中的冗余、数据传输中的错误检测和错误校正方法等)可以被提供。例如，时间戳可以被添加到每个信号34、35或其中所携带的数据。如果读取器30和缆车控制单元8的时基被同步，则时间戳与经同步的控制时间的偏离可以被检测到并且可例如导致缆车1的关闭。可以进一步提供无线电应答器RF的存储器单元33必须在预定的时间段内被读取若干次，以便验证所传送的数据。响应信号35中所传送的数据可以通过冗余数据(例如通过CRC(循环冗余码))来被保护。当然，也可以构想进一步的措施以确保功能安全。