CN102741108B - 用于监测列车完整性的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于监测列车完整性的方法和设备，其中建议：布置在至少在列车（3）的车辆（6.1至6.5）的部分中的列车完整性模块TIM（2.1至2.4）根据数字地图识别调车区域（1.1至1.3），TIM（2.1至2.4）在驶出第一调车区域（1.1至1.3）时在标定阶段进行数据交换并且根据预先给定的数据稳定性标准识别其关于驶出列车（3）的隶属性，并且TIM（2.1至2.4）直至驶入第二调车区域（1.1至1.3）周期地交换传感器数据特别是关于速度（4）、位置和行驶方向的传感器数据，其中TIM（2.1至2.4）根据预先给定的逻辑标准识别列车分离并且必要时将传感器数据传送到运行控制中心。

Description

用于监测列车完整性的方法和设备
技术领域
本发明涉及用于监测列车完整性的方法和设备。
背景技术
传统上通过线路侧计轴器或轨道电路（Gleiskreise）监测列车完整性。在现代运行概念中，例如在FFB（无线电行车）或在ETCS（European TrainControl System）-Level 3中，力图将尽可能多的功能，例如定位转移到轨道车辆上。列车完整性或列车整体性也必须在车辆侧监测。但这特别地涉及其车辆经常重新编组的列车，即特别是货运列车。对于其车辆次序或列车长度很少变动的动车，通常列车分离的可能性很低，使得不需要附加的监测。
在一种已知的解决方案中，机车和最后的车辆之间的连接被用于确定列车完整性。该连接可以例如电地、气压地、基于无线电或光学地产生。经常使用特殊的EOTD-End of Train Device。如果机车和EOTD之间的连接断开，则检测到列车分离。其缺点主要是高的费用，特别是用于规划的费用，因为必须在机车和EOTD之间进行明确的识别。在此，也产生关于相互操作性、损失和管理的问题。
另外的解决方案基于为所有车辆配备以TIM-Train Integrity Modul。在此，这涉及在短距离上相互无线通信的模块。在此，缺点也是与相互操作性问题相关的费用。
发明内容
本发明的任务在于给出用于监测列车完整性的方法和设备，所述方法和设备的特征是低费用和改进的可靠性和可利用性。
根据方法，该任务通过如下方式解决，即：布置在至少在列车的车辆的部分中的列车完整性模块（TIM）根据数字地图识别调车区域，TIM在驶出第一调车区域时在标定阶段进行数据交换并且根据预先给定的数据稳定性标准识别其关于驶出列车的隶属性，并且TIM直至驶入第二调车区域周期地交换传感器数据，特别是关于速度、位置和行驶方向的传感器数据，其中TIM根据预先给定的逻辑标准识别列车分离并且必要时将传感器数据传送到运行控制中心。
为此，根据设备建议，使得在列车的车辆的至少部分中布置列车完整性模块（TIM），其中TIM具有带有调车区域的数字地图、用于相互数据交换的近程通信装置、以及用于将数据传送到运行控制中心的远程通信装置，并且与至少一个用于采集TIM所特定的特别是速度、位置和行驶方向的数据的传感器连接。
首先，TIM被配备以数字地图，所述数字地图含有其中车辆应重新编组的区域，即调车区域。对此地图不提出特别的精度要求；大致粗略的概览足以。仅在调车区域外进行列车完整性的监测。
在驶出调车区域时，在标定阶段中首先进行对于根据车辆次序存在于列车上的TIM的相互识别。为此，每个TIM尝试发现位于其附近的另外的TIM，其中进行数据交换。这类数据例如可以是传感器确定的并且提供有时间戳的速度和/或位置和行驶方向。这些特征可通过GNSS（Global Navigation SataliteSystem）传感器来获得。根据所接收的数据的稳定性，在规划的时间段内，处于同一个列车上的TIM相互识别。如果也交换列车的特定的特征，例如速度，则可将附加的或替代的可信性标准用于TIM的相互识别。例如，从单独的TIM传送的速度必须在规划的时间段内一致。最后，通过针对列车的形式模型的形式模型检查得出所识别的TIM位于同一个列车上的假定。
在短的标定阶段之后进行对于列车完整性的实际监测，这通过在TIM之间周期地交换传感器数据进行。有利的是，除使用速度作为比较标准之外，也使用可从位置和行驶方向确定的单独的TIM之间的距离作为比较标准。在此，将阈值用于确定从例如涉及距离和/或速度的哪个偏差开始，关于TIM位于同一个列车上的假定失效。仅要求形式确认存在还是不存在列车完整性假定。
在假定失效时，已确定了失效的每个TIM将该识别到的列车分离通知给运行控制中心。根据TIM或列车的位置通告，在运行控制中心中识别出所涉及的列车，使得可立即采取合适的运行措施。
防止单独的或多个TIM故障的特别的稳健性可通过考虑冗余和可信性来实现。例如，如果还识别到在相同方向上的位于更远处的TIM，则可忽略相邻的TIM的故障。
在驶入下一个调车区域内时，根据地图信息的列车完整性监测被取消，并且在离开此调车区域内时，以重新的标定再次初始化。
根据权利要求2建议，使TIM在标定阶段将其数据有效范围形成相应的集群。特别有利的是重叠的集群，以此产生简单并且甚至多重的冗余。
如果根据权利要求3使TIM将由第一TIM接收的传感器数据传递到第二TIM，则可以更稳健构造该方法。按照这种方式，产生了几乎列车的全局图像，使得可确定在行驶方向上哪个TIM是第一TIM并且哪个是最后的TIM。用于监测列车完整性的检验条件可因此得到简化，然而其中方法的复杂性以及通信费用则提高了。
用于执行方法的设备可根据权利要求5有利地形成，这通过将TIM形成为根据车辆设计的提供为用于另外的功能性的无线模块来实现。为此，合适的例如是主要为运行管理的优化提供的Siemens的VICOS CT模块。这些模块几乎改变用途，或附加地用于监测列车完整性。已存在的GNSS定位以及与运行控制中心的移动无线电连接和局部近程无线连接被用于TIM功能，其中数字地图另外地被规划，并且TIM功能被初始设置。列车完整性的监测随后独立地进行。软件数据或地图数据可通过现有的移动无线电连接进行。
运行中希望的是，在调车过程中尽可能在待监测的列车的开始和结束处布置配备有TIM的车辆，但对于这不可能实现的情况，至少部分监测取决于列车的TIM配备程度进行。在此，在根据权利要求5的双重使用变体中，可从车辆编队中的例如20%至30%的大的百分比配备有无线模块这一事实出发，其中TIM功能性导致配备程度的另外的升高。
附图说明
本发明将根据附图在下文中详细解释。各图为：
图1示出了带有调车区域的地图图示，并且
图2示出了带有用于监测列车完整性的模块的列车构造。
具体实施方式
图1中示例地示出了带有调车区域1.1、1.2、1.3的线路引导的地图，所述地图在尽可能已存在的无线模块中存储，以将其加装到列车完整性模块TIM 2.1、2.2、2.3、2.4。TIM 2.1、2.2、2.3、2.4此外配备有初始化软件，以此实现列车完整性监测的独立初始化。为此，规划了标定阶段，其中在驶出调车区域1.1、1.2、1.3后，立即在根据调车区域1.1、1.2或1.3中进行的车辆次序而在列车内部分布的TIM 2.1、2.2、2.3、2.4之间进行数据交换。通过该第一数据交换，TIM 2.1、2.2、2.3、2.4识别了其关于驶出的列车3的隶属性。优选地，交换提供有时间戳的关于速度4、位置和行驶方向的数据。从位置和行驶方向数据中，TIM 2.1、2.2、2.3、2.4确定了其相互距离5。数据例如可通过GNSS（Global Navigation Satelite System）接收器确定。
在根据图2的实施例中，在调车区域1.1、1.2或1.3中配置了五个车辆6.1至6.5。第一车辆6.1在此可以是列车3的机车。可以看出，车辆6.1、6.3、6.4和6.5分别配备有TIM 2.1、2.2、2.3和2.4，并且车辆6.2不具有TIM。根据其近程通信装置的有效距离，在标定阶段TIM 2.1、2.2、2.3和2.4形成了集群7.1、7.2和7.3。集群7.1、7.2和7.3在此可重叠，使得通信链在TIM 2.1、2.2、2.3和2.4的一个或多个故障时也不断开。
当TIM 2.1、2.2、2.3和2.4相互根据保持相同的数据稳定性而在标定阶段已识别为隶属于列车3之后，开始实际的列车完整性监测。在此，交换关于速度4的测量数据以及由测量数据位置和行驶方向导出的距离数据5，并且根据可信性标准进行分析。按照这种方式识别出，例如列车3的最后的车辆6.5中的TIM 2.4由于此车辆6.5分离而在距相邻的TIM2.3的距离5增加时具有更低的速度4。在该情况中，至少已确定此危险的状态的TIM2.3向运行控制中心通告至少自身的位置数据。对于此远程通信使用移动无线电连接，而对于TIM 2.1、2.2、2.3和2.4之间的近程通信，优选地使用WLAN连接。

Claims (5)

1.一种用于监测列车完整性的方法，其中，布置在至少在列车(3)的车辆(6.1，6.2，6.3，6.4，6.5)的部分中的列车完整性模块TIM(2.1，2.2，2.3，2.4)交换数据，并且根据预先给定的数据稳定性标准识别其关于驶出列车(3)的隶属性，其中，所述TIM(2.1，2.2，2.3，2.4)交换传感器数据，特别是关于速度(4)、位置和行驶方向的传感器数据，并且其中，所述TIM(2.1，2.2，2.3，2.4)根据预先给定的逻辑标准识别列车分离并且必要时将所述传感器数据传送到运行控制中心，
其特征在于，所述TIM(2.1，2.2，2.3，2.4)根据数字地图识别调车区域(1.1，1.2，1.3)，其中，所述TIM(2.1，2.2，2.3，2.4)在驶出第一调车区域(1.1，1.2，1.3)时在标定阶段相互地交换数据，并且直至驶入第二调车区域(1.1，1.2，1.3)周期地交换传感器数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述TIM(2.1，2.2，2.3，2.4)在标定阶段中形成对应于其数据有效范围的集群(7.1，7.2，7.3)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述TIM(2.1，2.2，2.3，2.4)将从第一TIM(2.1，2.2，2.3，2.4)接收的传感器数据传送到第二TIM(2.4，2.3，2.2，2.1)。
4.一种用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的设备，其特征在于，所述TIM(2.1，2.2，2.3，2.4)具有带有调车区域(1.1，1.2，1.3)的数字地图、用于相互数据交换的近程通信装置、以及用于将数据传送到运行控制中心的远程通信装置，并且与至少一个用于采集TIM所特定的特别是速度(4)、位置和行驶方向的数据的传感器连接。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述TIM(2.1，2.2，2.3，2.4)形成为根据方法设计的提供为用于另外的功能性的无线模块。
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