AT8832U1 - Verfahren und vorrichtung zur standortbestimmung von spurgebundenen fahrzeugen - Google Patents

Abstract

Zur automatischen Erfassung bzw. Überwachung des Standortes eines spurgebundenen Fahrzeuges (22) und zur Abgabe von Mitteilungs- und Alarmsignalen (30) bei der Erkennung von Gefahrensituationen, wird im Fahrzeug (22) vorzugsweise kontinuierlich der Standort des Fahrzeuges (22) mittels einer Objekterkennungsvorrichtung (18) erfasst, überwacht und mit auf den zurückzulegenden Weg bezogenen, vorbestimmten bzw. vorgegebenen Daten (5, 6, 7) verglichen.

Description

2 AT 008 832 U1

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf eine Vorrichtung zur automatischen Erfassung bzw. Überwachung des Standortes eines spurgebundenen Fahrzeuges und zur Abgabe von Mitteilungs- und Alarmsignalen bei der Erkennung von Gefahrensituationen, wobei im Fahrzeug vorzugsweise kontinuierlich der Standort des Fahrzeuges mittels Verfahren 5 und Vorrichtungen zur Objekterkennung erfasst und überwacht und mit auf den zurückzulegenden Weg bezogenen, vorbestimmten bzw. vorgegebenen Daten verglichen wird.

Das Objekterfassungssystem, das analog biometrischer Verfahren und Vorrichtungen funktioniert, besteht vorzugsweise aus zwei am Fahrzeug montierten Vorrichtungen zur Objekterken-io nung, von der Witterung und von den Lichtverhältnissen unabhängigen optischen Aufnahmegeräten, beispielsweise Infrarot-Laser-Kameras. Ein Aufnahmegerät scannt den weiter vor dem Fahrzeug liegenden Streckenabschnitt, das Zweite erfasst den unmittelbar vor der Lok liegenden Bereich. In bevorzugter Form wird jede Vorrichtung mit zwei optischen Sensoren ausgerüstet, um die Verfügbarkeit und Genauigkeit der Identifikationsprozedur zu garantieren. 15

Durch Vergleichen der aus der Naherfassungsvorrichtung ermittelten Streckenabbilddaten mit den im System gespeicherten Vergleichsdaten wird der Standort errechnet, wobei die Grösse des in Betracht gezogenen Bereiches geschwindigkeitsabhängig sein kann. Die Daten der Vorrichtung für die Fernerkennung können für die frühzeitige Erkennung von Gefahrensituatio-20 nen durch fremde Objekte und Hindernisse im Gleisbereich, wie etwa Fahrzeuge, Personen, Muren u.ä. herangezogen werden.

Zur Ermittlung der Grunddaten wird der Streckenabschnitt von einem Fahrzeug, das mit dem erfindungsgemäßen System ausgerüstet ist, abgefahren. In einem Rechnersystem auf diesem 25 Fahrzeug wird das Abbild des befahrenen Streckenabschnittes gescannt und gespeichert. Merkmale die von besonderer Bedeutung für die Durchführung des Objekterkennungsverfahrens beurteilt worden sind, wie z.B.: besondere Bauwerke, Flussbette, Leuchttürme, Kennzeichen und/oder ähnlichen, werden als Wegemarken definiert, und als Hauptmerkmale in die bildlichen Streckendaten aufgenommen und gespeichert. Wie bereits erwähnt, werden, wenn 30 erforderlich, künstliche Wegemarken, in beliebiger Form, Material und Anzahl, an geeigneter Stelle im Streckenverlauf angeordnet. Diese werden ebenfalls als Hauptmerkmale in den bildlichen Streckendaten aufgenommen und gespeichert. Jedes Objekt hat durchschnittlich mehrere Hundert charakteristische Merkmale, die durch den optischen Sensor aufgenommen werden. Es werden etwa vierzig von diesen Kennwertpunkten zur Identifikation im o.g. erfindungsgemä-35 ßen Objekterkennungsverfahren herangezogen. Dadurch kann die Zuverlässigkeit der erfindungsgemäßen bildlichen Identifikation, sehr gesteigert werden. Da die Funktionalität der marktüblichen biometrischen Verfahren und Vorrichtungen, die bei der Erfindung in entsprechender Weise verwendet werden, auf einer durchschnittlichen Extrahierung von acht bis fünfzehn Kennwertpunkten basiert. 40

Eine besonders vorteilhafte Ausbildung dieser Erfindung liegt darin, dass die Standortbestimmung eines Fahrzeuges, insbesondere eines Schienenfahrzeuges durch sehr viele vorhandene Wegemarken wie Bauwerke, natürliche Objekte, Kennzeichen und dgl. Vorgenommen wird. Sind zu wenig Wegemarken in der Landschaft, so können künstliche Wegemarken in beliebiger 45 Form errichtet werden. Der Verlust einzelner Wegemarken führt nicht zum Ausfall des erfin-dungsgemässen Systems.

Im Zusammenhang mit der Problematik eines Erfassens bzw. Überwachens der Position wenigstens eines spurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, und zur so Abgabe von Mitteilungs- und Alarmsignalen sind unterschiedlichste Systeme bekannt.

So ist es beispielsweise bekannt, dass jedes Schienenfahrzeug über ein entsprechendes Steuer- und Nachrichtenübertragungssystem, insbesondere Funksystem, mit wenigstens einer Leitstation verbunden ist, wobei über diese Leitstation eine Steuerung und Überwachung einer 55 Mehrzahl von Schienenfahrzeugen in einem örtlich begrenzten Bereich erfolgt. In diesem 3 AT 008 832 U1

Zusammenhang kann beispielsweise auf die DD-B 292 880, die US-A 5 129 605, die US-A 4 711 418, die WO 93/15946, die DE-A 43 31 931 und die DE-A 41 23 632 verwiesen werden. Darüber hinaus ist es bekannt, Schienenfahrzeuge oder allgemein Fahrzeuge über eine Steuerung mittels Satelliten zu überwachen, wobei in diesem Zusammenhang beispiels-5 weise auf die DE-A 42 44 624 verwiesen werden kann. Nachteilig bei diesen bekannten Ausführungsformen ist insbesondere die Tatsache, dass jegliche Überwachung bzw. Nachrichtenübertragung über eine Leitstelle oder dgl. erfolgt und dass somit bei unter Umständen auftretenden Fehlern in der Leitstelle bzw. bei Fehlern in der Übertragung zwischen der Leitstelle und einzelnen zu überwachenden Schienenfahrzeugen bzw. Fahrzeugen eine ausreichende Sicherheit io des entsprechenden Überwachungs- bzw. Erfassungssystems nicht mehr garantiert werden kann. Nachteilig bei derartigen bekannten Steuerungen mittels Satelliten ist weiters, dass eine Abweichung der Satellitenortung, die vom Betreiber der Satelliten beispielsweise bewusst herbeigeführt wird, durch aufwendige Zusatzeinrichtungen eliminiert werden muss, um die für die zuverlässige Ortung eines Schienenfahrzeugs erforderliche Genauigkeit zu erreichen. Weiters 15 kann der für eine ordnungsgemäße Ortung erforderliche, gleichzeitige Empfang von vier Satelliten nicht immer garantiert werden, wobei beispielsweise spezielle Geländeformen oder vor allem Tunnels den Satellitenempfang stören bzw. behindern können. Weiters ist im Zusammenhang mit Satellitenortungssystemen davon auszugehen, dass entsprechend leistungsstarke Sende- and Empfangsanlagen, welche für eine Weiterleitung von Signalen, beispielsweise an 20 überregionale Empfangsstationen bzw. Leitstationen, erforderlich sind, notwendig werden.

Ein Verfahren sowie ein System der eingangs genannten Art ist beispielsweise der US-A 5 364 074, der EP-A 0 479 529 oder der WO 94/05536 zu entnehmen, wobei versucht wird, die Position eines Schienenfahrzeugs mittels Sende- bzw. Empfangseinrichtungen entlang 25 der Strecke zu ermitteln und mit wegbezogenen Daten zu vergleichen. Weiters werden bei diesen bekannten Ausführungsformen spezielle Daten an eine Leit- bzw. Überwachungsstelle übermittelt, welche zugspezifische Daten an weitere Schienenfahrzeuge weiterleiten kann.

Ein Verfahren nach WO 00/71402 A1 beruhend auf Lasermarkierungen im Gleisbereich, die 30 von einem Lesegerät zur Standortermittlung herangezogen werden, hat den Nachteil, dass die Infrastrukturmaßnahmen, wie Herstellung der exklusiv gekennzeichneten Bauteile, Registrierung in einer Zentrale, Montage im Gleisbereich usw. sehr arbeitsintensiv sind. Weiters ist eine eventuelle Verfälschung der Kennzeichnung bzw. Entfernung leicht möglich. 35 Diese Nachteile werden bei der Erfindung dadurch vermieden, dass durch das eingangs erwähnte erfindungsgemäße Objekterkennungsverfahren keiner gekennzeichneten Elemente bedarf und diese Verfahren daher fälschungs- und sabotagesicher ist. Außerdem sind kaum infrastrukturmäßige Arbeiten erforderlich. Die fallweise zu errichtenden Wegepunkte können konstruktiv einfach ausgeführt sein und sind daher ausgesprochen wirtschaftlich in der Herstel-40 lung und Anwendung.

Die vorliegende Erfindung zielt auf die Schaffung eines Verfahrens sowie eines Systems zum Erfassen bzw. Überwachen der Position wenigstens eines spurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, und zur Abgabe von Mitteilungs- und Alarmsignalen ab, mit 45 welchen die Zuverlässigkeit und die Ausfallssicherheit beträchtlich erhöht werden kann, wobei insbesondere Fehler in einer Leitstation bzw. Schwierigkeiten einer Nachrichtenverbindung zwischen einem Fahrzeug und einer derartigen Leitstation nicht unmittelbar zu einem gegebenenfalls vollständigen Ausfall des Systems und damit verbunden zu Sicherheitsrisiken führen. so Zur Lösung dieser Aufgaben ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass bei Auftreten von Gefahrensituationen vom Fahrzeug Warnsignale zumindest an im örtlichen Nahbereich befindliche, insbesondere auf von dem unmittelbar befahrenen Weg unterschiedlichem Weg fahrende, andere Fahrzeuge abgegeben werden. Da im Fahrzeug vorzugsweise kontinuierlich die Position des Fahrzeuges erfasst und überwacht wird und mit vorgege-55 benen Daten verglichen wird, kann ohne Einschaltung einer Leit- bzw. Überwachungsstation 4 AT 008 832 U1 unmittelbar im Fahrzeug die Übereinstimmung der ermittelten bzw. erfassten Daten, beispielsweise die Position, die Geschwindigkeit, die Zeit und dgl., mit einer vorgegebenen Route überwacht werden und somit unmittelbar im Fahrzeug erkannt werden, ob Abweichungen zu einer vorgegebenen Route oder dgl. Verliegen.

Als spurgebundene Fahrzeuge werden im vorliegenden Fall neben üblichen Schienenfahrzeugen auch andere schienengebundene Fahrzeuge, wie beispielsweise, robotergesteuerte Fahrzeuge in Lagerhallen oder dgl., betrachtet.

Weiters ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei Auftreten von Gefahrensituationen bzw. Abweichungen von einer vorgegebenen Route vom Fahrzeug Warnsignale zumindest an im örtlichen Nahbereich befindliche, andere Fahrzeuge abgegeben werden können, so dass ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Merkmal darin liegt, dass eine direkte Kommunikation zwischen in einem örtlichen Nahbereich liegenden bzw. verkehrenden Fahrzeugen möglich ist, ohne unbedingt eine übergeordnete Leit- bzw. Überwachungsstation zwischenzuschalten. Gegenüber den Ausführungsformen des bekannten Standes der Technik ergibt sich durch diese Möglichkeit einer direkten Kommunikation zwischen in einem örtlichen Nahbereich befindlichen Fahrzeugen nicht nur eine Verringerung der Übertragungszeit von eine Gefahrensituation anzeigenden Daten bzw. bei der Übertragung von Mitteilungs- und Alarmsignalen, sondern es lassen sich gegebenenfalls durch Fehler in einer Überwachungs- bzw. Leitstation auftretende, zusätzliche Sicherheitsrisken vermeiden bzw. stark minimieren. Naturgemäß kann erfindungsgemäß eine Übertragung von Meldungen von Gefahrensituationen bzw. Mitteilungs- und Alarmsignalen auch an entsprechende Überwachungs- bzw. Leitstationen übermittelt werden, um insbesondere für Schienenfahrzeuge gegebenenfalls überregionale Verständigungsmöglichkeiten zur Verfügung stellen zu können.

Gefahrensituationen ergeben sich beispielsweise durch das Abweichen der Soll- und Istdaten des erfindungsgemäßen Sicherheitssystems, das im Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, vorgesehen ist, und können beispielsweise sein: - Liegenbleiben eines Fahrzeuges (Gefahr des Auffahrens eines folgenden Fahrzeuges) - Überfahren eines Haltepunktes oder Signals, wobei der folgende Gefahrenpunkt überfahren wird, - eine Kollision mit einem kreuzenden oder einmündenden Fahrzeug, - verspätetes Erreichen einer Kreuzungsstelle oder eines Weichenbereiches - Abweichen von der vorgeschriebenen Route (andere Schiene), - unkontrolliertes Abkoppeln eines Waggons, und ähnliches. Für eine Unterscheidung von unterschiedlichen Gefahrensituationen wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass entsprechend unterschiedlichen Gefahrensituationen unterschiedliche Warnsignale vom Fahrzeug abgegeben werden, so dass automatisch von weiteren Fahrzeugen entsprechend angepasste Reaktionen veranlasst werden können, wie beispielsweise ein Notstop bei unmittelbarer Kollisionsgefahr oder eine Verringerung der Geschwindigkeit etc. Alternativ könnten aus der Abgabe eines weitgehend vereinheitlichten Warnsignals unter Berücksichtigung der wechselseitigen Position der Fahrzeuge entsprechende Gegenmaßnahmen abgeleitet and eingeleitet werden.

Zur weiteren Erhöhung der Sicherheit wird darüber hinaus vorgeschlagen, dass kontinuierlich eine Überprüfung der Verfügbarkeit des Warnsystems vorgenommen wird und bei Auftreten eines Fehlers Warnsignale abgegeben werden und bei Notwendigkeit ein Abbremsen des Fahrzeuges bewirkt wird. Eine derartige Überprüfung bzw. Überwachung der Verfügbarkeit des Warnsystems ermöglicht eine weitere Erhöhung der Zuverlässigkeit des gesamten Systems.

Ein Selbstüberwachungssystem, gekoppelt mit einem Sender und/oder akusto-optischen Signalen sendet bei einem Ausfall in einem Teil, welcher sich im Fahrzeug befindet, an im örtlichen 5 AT 008 832 U1

Nahbereich befindliche Fahrzeuge, ortsfeste Relais und/oder an Leit- und Überwachungsstellen beispielsweise codierte Warnsignale, welche den aufgetretenen Zwischenfall identifizieren und melden. 5 Wie bereits erwähnt, erfolgt die Standortbestimmung mittels vieler Wegemarke. Der Verlust einzelner Wegemarke hat daher keinen Einfluss auf die Genauigkeit der Positionsbestimmung. Der Ausfall sämtlicher Wegemarke ist naturgemäss nicht möglich.

Um insbesondere im internationalen Reiseverkehr eine zuverlässige Kommunikation bzw. io Datenübertragung zwischen verschiedenen Systemen von Fahrzeugen sicherstellen zu können, wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgeschlagen, dass die Warnsignale auf vorzugsweise internationalen Alarm- oder Warnfrequenzen übertragen werden. 15 Neben dem oben erörterten, erfindungsgemäßen Verfahren zum Erfassen bzw. Übenwachen der Position wenigstens eines Fahrzeugs und zur Abgabe von Mitteilungs- und Alarmsignalen wird zur Lösung der obengenannten Aufgabe darüber hinaus ein System zur automatischen Erfassung bzw. Überwachung der Position wenigstens eines spurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeuges, und zur Abgabe von Mitteilungs- und Alarmsignalen, wobei 20 zum Vergleichen mit auf den zurückzulegenden Weg bezogenen, vorbestimmten bzw. vorgegebenen Daten aufweist, welches im wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass weiters eine Einrichtung zur Abgabe und zum Empfangen von Mitteilungs- und Alarmsignalen zumindest an in örtlichem Nahbereich befindliche, insbesondere auf von dem unmittelbar befahrenen Weg unterschiedlichem Weg fahrende, andere Fahrzeuge bei Auftreten von Gefahrensituatio-25 nen vorgesehen ist. Mit dem erfindungsgemäßen System gelingt somit eine zuverlässige Überwachung der Route eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, sowie ein Vergleich mit vorgegebenen Parametern einer zu befahrenden Strecke als auch im Fall eines Auftretens bzw. Erkennens von Gefahrensituationen zumindest die unmittelbare Abgabe von Mitteilungs- und Alarmsignalen an in einem örtlichen Nahbereich befindliche, andere Fahrzeuge 30 und gegebenenfalls zusätzlich an Überwachungs- bzw. Leitstationen.

Durch eine automatisierte Überwachung lässt sich ein entsprechender Kontakt zwischen den Systemen in einzelnen Fahrzeugen hersteilen oder auch erkennen, falls ein Fahrzeug nicht mit dem erfindungsgemäßen System ausgestattet ist. 35 Für eine automatisierte und vereinfachte Überwachung und Steuerung ist darüber hinaus vorgesehen, dass im Fahrzeug die Einrichtungen zur Erfassung und Überwachung der Position, zum Vergleichen mit streckenbezogenen Daten und zum Abgeben und zum Empfangen von Mitteilungs- und Alarmsignalen mit einer gemeinsamen Steuer- und Rechnereinheit gekoppelt 40 oder vorzugsweise in dieser integriert sind, wie dies einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems entspricht. Für eine automatisierte Steuerung bzw. Möglichkeit zur Vermeidung von Unfallsituationen beim Erkennen von potentiellen Gefahrensituationen wird gemäß einer weiters bevorzugten Ausfüh-45 rungsform des erfindungsgemäßen Systems vorgeschlagen, dass die Einrichtung zur Abgabe und zum Empfangen von Mitteilungs- und Alarmsignalen mit Antriebseinrichtungen des Fahrzeugs koppelbar ist und bei Auftreten von Gefahrensituationen eine Beeinflussung von Antriebsparametern des Fahrzeugs, beispielsweise ein Abbremsen, durchführbar ist, so dass beispielsweise bei Erkennen von Gefahrensituationen durch Beeinflussen der Fahrtparameter, so beispielsweise durch ein Abbremsen, selbsttätig und automatisiert gesteuert ohne Verzögerungen Unfallsituationen vermieden werden können, wobei sich derartige Verzögerungen beispielsweise durch nicht automatische Verständigungssysteme zwangsläufig ergeben würden. Wie bereits oben angedeutet, gelingt es im Rahmen des erfindungsgemässen Systems mit bereits im Regelfall vorhandenen Wegemarken das Auslangen zu finden. Im Bedarfsfall können 55 künstliche Wegemarke angeordnet werden. Es sind daher grundsätzlich keine Infrastruktur- 6 AT 008 832 U1 massnahmen zur Standortbestimmung notwendig.

Um jederzeit eine Überprüfung bzw. Überwachung betreffend die Funktionstüchtigkeit bzw. die Einsatzbereitschaft des erfindungsgemäßen Systems zu ermöglichen, wird gemäß einer weiters 5 bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, dass am bzw. im Fahrzeug zusätzliche Anzeigen, insbesondere Lichtsignaleinrichtungen, für die Anzeige der Funktionstüchtigkeit des Systems vorgesehen sind. Derart ist eine leichte, insbesondere visuelle Überwachung betreffend die Betriebsbereitschaft des Systems möglich, wobei beispielsweise entsprechende Lichtanzeigen sowohl außen am Schienenfahrzeug eine Überprüfung bei einer Durchfahrt von Bahnhöfen io als auch in den Waggons eine Beruhigung der Fahrgäste darstellen können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den beiliegenden Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen eines erfindungsgemäßen Systems zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. 15

In dieser zeigen: 20 25 30

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Systems zum Erfassen bzw. Überwachen der Position wenigstens eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der unterschiedlichen Signal- bzw. Funkverbindungselemente;

Fig. 3 schematisch die Möglichkeiten einer Verbindung eines Fahrzeugs mit Sende- bzw. Empfangsstationen bzw. einer übergeordneten Leit- bzw. Überwachungsstation;

Fig. 4 ein Blockdiagramm für ein erfindungsgemäßes System zum Erfassen bzw. Überwachen der Position wenigstens eines Fahrzeugs und zur Abgabe von Mitteilungs- und Alarmsignalen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit weiteren ersetzbaren Sende- und Empfangseinrichtungen; und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer Übertragung von Signalen zwischen Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen.

Mit dem System zum Erfassen bzw. Überwachen der Position wenigstens eines spurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, und zur Abgabe von Mitteilungs- und Alarmsignalen gelingt eine frühzeitige Abgabe von Mitteilungs- und Alarmsignalen und die 35 Vermeidung von Unfällen durch eine direkte Kommunikation zwischen in einem unmittelbaren, örtlichen Nahbereich befindlichen Fahrzeugen unter Zuhilfenahme von direkten Verbindungen unter Verwendung insbesondere internationaler Alarm- oder Wamfrequenzen.

Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf eine Ausführungsform im Zusammenhang mit 40 Schienenfahrzeugen. Alternativ können die Fahrzeuge beispielsweise von selbstfahrenden bzw. automatisch betriebenen Fahrzeugen gebildet sein, welche sich entlang vorgegebener Spuren bzw. Bahnen bewegen, wobei beispielsweise in einer Bodenflache Leitspuren ausgebildet sind, welche elektromagnetische Strahlen zum Führen und Leiten derartiger Fahrzeuge abgeben. Derart ersetzen solche Spuren bzw. Leitbahnen die Schienen eines Schienenfahrzeugs. 45

In Fig. 1 ist mit 22 eine Lokomotive bezeichnet, welche eine schematisch mit 21 bezeichnete Strecke befährt, wobei 18 die Vorrichtung zur bildlichen Erfassung des Fahrweges darstellt.

Das bildliche Erfassungssystem besteht aus zwei am Fahrzeug montierten, von der Witterung so und von den Lichtverhältnissen unabhängige optische Aufnahmegeräte - beispielsweise Infra-rot-Laser-Kameras. Ein Aufnahmegerät dient zur Aufnahme von weiter entfernten Objekten, das zweite erfasst den Nahbereich vor der Lok, wobei der Bereich, der zur Standortbestimmung herangezogen wird, von der Geschwindigkeit des Fahrzeuges abhängig sein kann. Durch Vergleich der im Erfassungssystem 18 in der Lok 22 ermittelten Daten mit gespeicherten Bilddaten 55 betreffend den zurückzulegenden Weg gelingt eine einfache Überprüfung eines ordnungsge- 7 AT 008 832 U1 mäßen Verkehrs. Das Erfassungssystem für die weiter entfernten Objekte erkennt frühzeitig Gefahrensituationen durch fremde Objekte im Fahrwegbereich, das Erfassungssystem für den Nahbereich ermittelt durch den Vergleich den Standort. Bei Auftreten von Gefahrensituationen bzw. Abweichungen von den vorgegebenen Daten wird eine Signalabgabe ermöglicht, wie dies 5 unter Bezugnahme auf die nachfolgenden Figuren noch näher erörtert werden wird. In diesem Zusammenhang ist in Fig. 1 mit 30 schematisch die Abgabe von Mitteilungs- und Alarmsignalen angedeutet, während 24 eine Empfangsantenne andeutet.

In den Fig. 2 und 3 sind für gleiche Bestandteile die Bezugszeichen der vorangehenden Figur io beibehalten worden. So bezeichnet 24 wiederum eine Empfangseinheit an einem wiederum mit 22 bezeichneten Schienenfahrzeug, welches sich entlang der Strecke 21 beispielsweise in Richtung des Pfeils 32 bewegt. Weiters ist beispielsweise in Fig. 3b eine Überwachungs- bzw. Leitstation 27 sowie eine zusätzliche Sendeeinheit 26 angedeutet. 15 In den Blockdiagrammen gemäß Fig. 4 ist insbesondere die Verarbeitung und Abgabe von entsprechenden Steuersignalen beim Befahren einer Strecke näher angedeutet. In Fig. 4 ist hiebei mit 1 eine Rechen- bzw. Steuereinheit bezeichnet, wobei über Leitungen 10, 11 aus den Duplexeinheiten 3, 4 Signale an die Recheneinheit 1 übertragen werden. Die Duplex-Einheiten 3, 4 stehen hiebei in Verbindung mit dem bildlichen Erfassungssystem 18. 5, 6 und 7 in Fig. 4 20 bezeichnen schematisch vorgegebene Daten betreffend den zurückzulegenden Weg, welche über Steuerleitungen 12, 13 und 14 der Recheneinheit 1 zur Verfügung gestellt werden. Hiebei ist 5 beispielsweise ein Zeitgeber, 6 ist beispielsweise eine elektronische Landkarte, in welcher ein Schienennetz mit entsprechenden Geografischen Daten und die Position der wichtigsten Wegemarke dargestellt ist, während 7 einen detaillierten Streckenplan für den zurückzulegen-25 den Weg bezeichnet, welche mit einer weiteren Sende- und Empfangseinheit 17 koppelbar ist. Durch einen Vergleich der durch die Einheiten 3 und 4 zur Verfügung gestellten, tatsächlichen Positionsdaten mit den durch 5, 6 und 7 der Recheneinheit zur Verfügung gestellten Daten kann somit unmittelbar die Übereinstimmung des vom Schienenfahrzeug 22 zurückgelegten Weges mit den vorgegebenen und vorgespeicherten Daten ermittelt werden. Die in der Strecke 30 vorzusehenden Einheiten 19 können hiebei entsprechend vor Eingriffen geschützt und gegebenenfalls entfernbar, beispielsweise nach Art einer Blackbox ausgebildet sein.

Der Sender 19 in Fig. 4 überprüft, ob das vorbeifahrende Schienenfahrzeug über ein erfindungsgemäßes Sicherheitssystem verfügt und ob es funktioniert. Als "Problemfahrzeug" gilt 35 entweder ein Fahrzeug ohne Sicherheitssystem oder ein Fahrzeug, dessen Sicherheitssystem funktionsuntüchtig ist. Um die "Problemfahrzeuge" zu erkennen, ist es notwendig, am Beginn der Strecke, die mit dem erfindungsgemäßen Sicherheitssystems ausgerüstet ist, z.B. nach der letzten Weiche eines Bahnhofes, ein "Anmeldesystem" (Fig. 4, Sender 19 und 20) zu installieren, und notfalls Warnsignale abzugeben, falls der Sender 19 von dem vorbeifahrenden Schie-40 nenfahrzeug keine Antwort auf seine codierten gesendeten Signale bekommt. Erkennt er es als “Problemzug“, veranlasst er die Aktivierung des Senders 20, der über Funk und/oder Nachrichtenkabel codierte Warnsignale z.B. an im Nahbereich befindliche Züge, ortsfeste Relais und Haupt- und/oder Nebenleit- und Überwachungsstellen sendet. Der Sender 19 kann auch die Aktivierung von optischen und akustischen Signalen veranlassen. Der Sender 19 kann durch 45 ein vorbeifahrendes Schienenfahrzeug, beispielsweise mittels der an sich bekannten Magnetschienenkontakte, Radsensoren und ähnlichem, aktiviert werden. Durch diese Aktivierung sendet der Sender 19 ein Signal über die Antenne 23 an das vorbeifahrende Schienenfahrzeug, wobei er, falls er von dem vorbeifahrenden Schienenfahrzeug keine Antwort auf diese codierten gesendeten Signale bekommt, dieses als "Problemzug" erkennt, der entweder über kein oder so kein funktionstüchtiges Sicherheitssystem verfügt.

Weiters ist mit 2 in Fig. 4 eine Duplex-Empfangseinheit angedeutet, über welche entsprechende Informationen von in einem örtlichen Nahbereich befindlichen, anderen Schienenfahrzeug empfangen werden bzw. über welche Daten des Schienenfahrzeuges aus der Recheneinheit 1 55 an in einem örtlichen Nahbereich befindliche, weitere Schienenfahrzeuge übermittelt werden 8 AT 008 832 U1 können, wobei Signalleitungen mit 15 und 16 angedeutet sind. Aus einem Vergleich der zur Verfügung gestellten Daten über die Duplex-Einheiten 3 und 4 mit den vorgegebenen Daten 5, 6 und 7 sowie den von anderen Schienenfahrzeugen über die Einheit 2 empfangenen Daten lassen sich somit unmittelbare Aussagen über gegebenenfalls mögliche Gefahrensituationen 5 ermitteln, wobei bei Auftreten derartiger Gefahrensituationen entsprechende Warnsignale, wie sie durch 31 angedeutet sind, abgegeben werden. Weiters kann über die Einheit 1 bei Empfang von eine Gefahrensituation anzeigenden Signalen unmittelbar eine Beeinflussung beispielsweise von Betriebseinrichtungen des Schienenfahrzeuges erfolgen, so dass automatisch ein Abbremsen vorgenommen werden kann. 10

Das erfindungsgemäße System kann hiebei ohne weiteres in bereits bestehende Schienennetze und Schienenfahrzeuge mit geringen Kosten und einfach unter Verwendung an sich bekannter Sende- und Empfangseinheiten integriert werden, wobei insbesondere durch Verwendung internationaler Alarm oder Wamfrequenzen auch eine einfache Abstimmung zwischen gegebe-15 nenfalls aus unterschiedlichen Ländern stammenden Zugsystemen möglich wird.

Weiters lässt sich mit an sich bekannten Einrichtungen auf zuverlässige Weise eine Übertragung der Signale entweder in Form lediglich von Mitteilungs- und Alarmsignalen oder eine kontinuierliche Übertragung von Daten der einzelnen Schienenfahrzeuge an in einem örtlichen 20 Nahbereich befindliche, weitere Schienenfahrzeuge oder zusätzlich an übergeordnete Leit- oder Überwachungsstationen durchführen.

In Fig. 5 ist schematisch eine Kreuzungssituation an einer Mehrzahl von Gleisen 34, 35 und 36 dargestellt, wobei die Gleise 34 und 35 parallel zueinander verlaufen und ein Gleis 36 kreuzen. 25 Eine derartige Kreuzung stellt für das erfindungsgemäße System einen zu überwachenden bzw. zu erkennenden, ortsfesten Gefahrenpunkt dar, an welchem beispielsweise wenigstens zwei Schienenfahrzeuge aufeinandertreffen können. Andere ortsfeste Gefahrenpunkte sind beispielsweise Eisenbahnkreuzungen mit Straßen oder andere, schienengleiche Übergänge. Demgegenüber stellen variable Gefahrenpunkte Situationen dar, wobei beispielsweise ein 30 Schienenfahrzeug unter Umstanden aufgrund eines Fehlers oder Ausfalls stehenbleibt oder einen Haltepunkt oder ein Signal überfährt, so dass eine Kollision mit nachfolgenden oder voran fahrenden Schienenfahrzeugen möglich wird. Die einzelnen Schienenfahrzeuge müssen hiebei in der Lage sein zu erkennen, ob ein einlangendes Warnsignal eines in der Nähe befindlichen Schienenfahrzeugs für die Fortsetzung der Fahrt relevant ist oder ob beispielsweise aus dem 35 Grund, dass das Schienenfahrzeug einen Gefahrenpunkt bereits passiert hat, keinerlei Reaktion notwendig ist.

Im Zusammenhang mit der Überwachung von ortsfesten Gefahrenpunkten kann eine Überwachung von schienengleichen Übergängen beispielsweise dadurch erfolgen, dass eine Raum-40 Überwachung oder Überwachung eines derartigen Übergangs mit Lichtschranken, induktiven Schleifen oder Wägeeinrichtungen erfolgt, so dass beispielsweise ein hängengebliebenes, ein Gleis nicht vollständig verlassendes Fahrzeug detektiert werden kann und derart durch Abgabe von Signalen entsprechende Gegenmaßnahme für sich nähernde Schienenfahrzeuge ähnlich wie einer bekannten, automatisierten Überwachung bei einem Annähem an eine automatisch 45 schließende Schrankenanlage ermöglicht wird. Wenn ein Straßenfahrzeug auf einer Eisenbahnkreuzung stehenbleibt, ist es somit möglich, ein Warnsignal an im Nahbereich hinzukommende Schienenfahrzeuge, beispielsweise durch den Einsatz zur geschwindigkeitsabhängigen Einschaltung von Eisenbahnkreuzungssicherungsanlagen, zu senden. Ebenso wäre der geschwindigkeitsabhängige Selbststellbetrieb, wobei das Fahrzeug beim Stellwerk selbsttätig die so Einstellung der Zugfahrsstraße veranlasst, wodurch sich eine große Entlastung des Bedieners der Sicherungsanlage von Routinearbeit ergibt, möglich.

So ist bei dem in Fig. 5 dargestellten Schaubild davon auszugehen, dass das mit 37 schematisch angedeutete Schienenfahrzeug, welches sich in Richtung des Pfeils 38 bewegt, Warnsig-55 nale, wie sie durch die Pfeile 39 angedeutet werden, ausgibt. Für ein Schienenfahrzeug 40,

Claims (8)

1. 9 AT 008 832 U1 welches sich in Richtung des Pfeils 41 bewegt, sind die erhaltenen Warnsignale nicht mehr relevant, da das Schienenfahrzeug 40 den Kreuzungspunkt zwischen den Schienen 34 und 36 bereits passiert hat. Demgegenüber sind jedoch die ausgegebenen Warnsignale des Schienenfahrzeugs 37 für ein weiteres Schienenfahrzeug 42, welches sich ebenfalls in Richtung des Pfeils 41 bewegt, von Interesse, um eine Kollision im Bereich der Kreuzung zwischen den Schienen 34 und 36 zu vermeiden. Für den Fall, dass ein weiteres Schienenfahrzeug 43 auf dem Gleis 35 ebenfalls die Warnsignale empfangen kann, sind auch für dieses Schienenfahrzeug diese Warnsignale nicht mehr relevant. Demgegenüber sind jedoch für die weiteren Schienenfahrzeuge 44 und 45, welche sich entsprechend dem Pfeil 46 dem Schienenfahrzeug 37 annähern, auch diese Warnsignale relevant, so dass entweder ein unmittelbares Bremsen sämtlicher Fahrzeuge bewirkt werden muss oder zumindest versucht werden muss, dass die Fahrzeuge 44 und 45 beispielsweise auf das Gleis 35 über entsprechende, nicht näher dargestellte Weichen ausweichen können. Eine spätere Einstellung bzw. Änderung von Fahrplänen bzw. von Sollwerten, insbesondere in den Schienenfahrzeugen, ist einfach und leicht, beispielsweise von Haupt- und/oder Nebenleit-und -Überwachungsstellen, mittels der an sich bekannten Funkmethoden über die Sendung von codierten Signalen an den im Schienenfahrzeug integrierten, erfindungsgemäßen Systemteil durchführbar, um die gewünschte Einstellung bzw. Änderung automatisch durchzuführen, wobei die Haupt- und/oder Nebenleit- und Überwachungsstellen eine rückbestätigte Antwort vom System erhalten müssen (automatische Übermittlung einer Änderung). Eine zusätzliche Möglichkeit besteht darin, dass der Lokführer beispielsweise per Funk einen Änderungsbefehl erhält, wobei Vorkehrungen getroffen werden müssen, um jegliche Missverständnisse zu eliminieren. Die Zulassung einer solchen Änderung kann nur mittels eines einmalig zu verwendenden Passworts, das er mittels Funk, Internet und/oder dgl. von der Haupt- und/oder Nebenleitstelle erhalten hat, ermöglicht werden. Der Lokführer muss durch eine unverzügliche Rückmeldung an die Haupt- und/oder Nebenleitstelle die erhaltene Information bestätigen, vorzugsweise schriftlich, z.B. über Internet, oder auch mündlich, um jede Art von Missverständnis zu eliminieren und somit die Sicherheit zu gewährleisten. Wenn ein Schienenfahrzeug stehenbleibt und längere Zeit nicht weiterfährt bzw. keine Erlaubnis für eine Weiterfahrt erhält, gibt es wiederum Warnsignale ab, um gegebenenfalls nachkommende Schienenfahrzeuge von dem unveränderten Halt zu informieren. Ein weiterer Vorteil des Systems ist, dass auf einer Schalttafel in der Fahrdienstleitung oder auf Bildschirmen der gegenwärtige Aufenthaltspunkt eines Schienenfahrzeugs während seiner Route festgestellt werden kann und nicht nur, wie gegenwärtig üblich, beispielsweise mittels Funk zwischen Schienenfahrzeug, Bahnhöfen und Uberwachungsstellen. Eine solche Ortung kann ohne jeglichen Kontakt per Funk oder ohne die Verwendung eines Kommunikationselements und somit ohne Ablenkung des Lokführers durchgeführt werden, d.h. wenn keine Warnmeldung aus dem Schienenfahrzeug empfangen wird, bedeutet das, dass ein Zug planmäßig und ohne Zwischenfall seine Route passiert hat. Ähnlich wie bei der oben beschriebenen Ausführungsform für Schienenfahrzeuge sind auch allgemein für spurgebundene Fahrzeuge entsprechende Risiko- bzw. Gefahrensituationen möglich, da sich auch bei derartigen spurgebundenen Fahrzeugen Kreuzungsbereiche mit ähnlichen Konstruktionen ergeben, wo ein Annähern von gleichzeitig bewegten Fahrzeugen oder eine Kollision zwischen denselben sicher verhindert werden muss. Ansprüche: 1. Verfahren zum automatischen Erfassen bzw. Überwachung des Standortes eines spurgebundenen Fahrzeuges (22) und vorzugsweise zum Abgeben von Mitteilungs- und/oder Alarmsignalen (30) bei der Erkennung von Gefahrensituationen, wobei im Fahrzeug (22) 10 AT008 832U1 vorzugsweise kontinuierlich der Standort des Fahrzeuges (22) erfasst und überwacht und mit auf den zurückzulegenden Weg bezogenen, vorbestimmten bzw. vorgegebenen Daten (5, 6, 7) verglichen wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Objekterkennungsverfahrens natürliche Umgebungsmerkmale erfasst und diese mit den vorbestimmten bzw. vorgegebenen Daten (5, 6, 7) verglichen werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufnahmegerät den weiter vor derp Fahrzeug (22) liegenden Streckenabschnitt, und ein weiteres Aufnahmegerät den unmittelbar vor der Fahrzeug (22) liegenden Bereich erfasst.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu den natürlichen Umgebungsmerkmalen weitere künstliche Wegemarken erfasst werden.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Auftreten von Gefahrensituationen vom Fahrzeug (22, 37) Warnsignale (31, 39) zumindest an im örtlichen Nahbereich befindliche andere Fahrzeuge (42, 43, 44, 45) abgegeben werden.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass entsprechend unterschiedlichen Gefahrensituationen unterschiedliche Warnsignale (31, 39) vom Fahrzeug (22) abgegeben werden.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die vorbestimmten bzw. vorgegebenen Daten (5, 6, 7) einer Wegstrecke (21) beim Abfahren der Wegstrecke (21) werden.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass aus den erfassten Daten Umgebungsmerkmale definiert werden, die mit den laufend erfassten Umgebungsmerkmalen verglichen werden.
8. 8. Vorrichtung (18) zum automatischen Erfassen bzw. Überwachung des Standortes eines spurgebundenen Fahrzeuges (22) und vorzugsweise zum Abgeben von Mitteilungs-und/oder Alarmsignalen (30) bei der Erkennung von Gefahrensituationen, wobei das Fahrzeug (22) wenigstens eine Einrichtung zum vorzugsweise kontinuierlichen Erfassen des Standortes des Fahrzeuges (22) und zum Vergleichen mit auf den zurückzulegenden Weg bezogenen, vorbestimmten bzw. vorgegebenen Daten (5, 6, 7) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung wenigstens eine Kamera zur Objekterkennung aufweist. Hiezu 4 Blatt Zeichnungen