CN107257759A - 确定轨道引导车辆、尤其轨道车辆位置的定位装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于确定轨道引导的车辆(1)的位置的方法，所述车辆尤其是轨道车辆，所述车辆具有在车辆(1)上的行程测量装置(5)，所述行程测量装置借助于在铁轨上的地点标记(11)处提供的地点标记信息每次重新校准以获取确定位置的行程测量值(M1)，其中借助于与行程测量装置(5)连接的地点标记信息记录器(10)检测地点标记信息。为了在这种方法中能够以相对简单的方式和方法进行轨道引导的车辆的位置的准确的确定，借助于另外的地点标记信息记录器(28)再一次检测各相同的地点标记(11)的地点标记信息，并且触发另外的确定位置的行程测量值(M2)的产生，所述另外的地点标记信息记录器沿车辆纵向方向相对于地点标记信息记录器(10)错开设置。本发明还涉及一种用于确定轨道引导的车辆的位置的定位装置。

Description

确定轨道引导车辆、尤其轨道车辆位置的定位装置和方法
技术领域
本发明涉及一种用于确定轨道引导的车辆的位置的方法，所述车辆尤其是轨道车辆，所述车辆具有在车辆上的行程测量装置，所述行程测量装置借助于在铁轨上的地点标记处提供的地点标记信息每次重新校准以获取确定位置的行程测量值，其中借助于与行程测量装置连接的地点标记信息记录器检测地点标记信息。
背景技术
这类方法能够从由S.Fenner、B.Naumann、J.Trinckauf，2003年所著的书籍“Bahnsicherungstechnik(铁道安全技术)”的第424和425页中得出。在所述已知的方法中，为了获取对于现代的列车控制系统所需的定位准确性，分别在地点标记处引发对所行驶过的行程的测量。在此明显地以如下内容为基础，行程测量要么传统地经由借助于轮脉冲或转动脉冲发生器来检测轮转动、要么通过在机车上的雷达传感器进行。
还已知的是，在行程测量中尤其借助于里程脉冲发生器技术相关地出现不准确性，所述不准确性随经过的路程累积。因此，为行程测量值确定公差极限值，在超过所述公差极限值时，轨道引导的车辆不再允许使用确定的位置；然后所述车辆被视为“离域的”。当由于各里程脉冲发生器的每路程单位的测量误差经过相应的行程时，达到借助里程脉冲发生器的行程测量值的公差极限值。如果参与行程测量的传感器失效，那么也得出离域。如果轨道引导的车辆是离域的，那么这表示，属于轨道引导的车辆的车辆设备不再能够保证其监控功能并且采用限制状态，其中所述车辆设备例如具有车辆相关的部件，例如用于车辆操纵、用于列车控制和用于车辆定位的部件。在该状态中，大程度地限制行驶监控的可能性。尤其在无驾驶员的铁路运行中，运行方面的影响是相当大的，因为必要时服务人员首先必须到达车辆，以便重建列车控制系统的运行准备或者手动地控制进一步的列车行驶。
为了得到定位，至今为止通常以相对短的间距设置地点标记，在连续自动列车控制LZB 80中，例如，100m间距的交叉点距离和直至12.8km的环道长度，以及在悬挂式单轨列车(H-Bahn)中具有25.6cm的交叉点距离和直至200m的环道长度。
此外，考虑将卫星导航数据作为另外的绝对地点信息，然而借助所述绝对地点信息仅能够在隧道之外执行位置确定。
发明内容
本发明基于的目的是，将开始提到类型的方法设计为，使得能够以相对简单的方式和方法实现轨道引导的车辆的位置的准确的确定。
为了实现所述目的，在开始提到类型的方法中，根据本发明借助于另外的地点标记信息记录器再一次检测各相同的地点标记的地点标记信息，并且触发另外的确定位置的行程测量值的产生，其中所述另外的地点标记信息记录器沿车辆纵向方向相对于地点标记信息记录器错开设置。
虽然从欧洲专利申请EP 0 761 522 A1中已知的是，为了轨道引导的车辆的位置确定，除了行程测量系统以外还设有目标传感器系统和转动角测量系统，然而借助于这三个测量系统获取的位置结果在评估单元中经受3选2判定过程，以便确定，在哪个预设的位置区间之内存在三个位置结果中的两个。
根据本发明的方法的主要优点在于，借助于另外的地点标记信息记录器能够产生另外的确定位置的行程测量值，伴随着如下可能性：为了确定轨道引导的车辆的位置分别考虑更准确的行程测量值，这造成位置确定时的高的准确性。
在下述情况下有利地借助唯一的行程测量装置完成根据本发明的方法：在每次重新校准的情况下，由另外的地点标记信息记录器触发行程测量装置，以产生另外的确定位置的行程测量值。
但是也能够有利的是，由另外的地点标记信息记录器触发在车辆上的与所述另外的地点标记信息记录器连接的另外的行程测量装置，以在每次重新校准的情况下产生另外的确定位置的行程测量值。那么，确定位置的行程测量值和另外的确定位置的行程测量值总是同时可供利用。
在根据本发明的方法的一个有利的设计方案中，对确定位置的行程测量值在遵循预设的公差极限方面进行监控，并且在确定位置的行程测量值接近公差极限时，如果另外的确定位置的行程测量值的公差小于确定位置的行程测量值的公差极限，那么考虑将另外的确定位置的行程测量值用于确定车辆的位置。借助两个行程测量装置的在上文中提到的方法特别好地适合于此。
在轨道引导的车辆上设置和安装两个地点标记信息记录器能够在根据本发明的方法中沿车辆纵向方向以不同的方式错开地进行。
为了最优地利用根据本发明的方法的优点，然而视为有利的是，在轨道引导的车辆的前端处安装一个地点标记信息记录器，并且在轨道引导的车辆的尾部处安装另外的地点标记信息记录器。在根据本发明的方法的所述变型方案中，总是直至另外的地点标记信息记录器干预，为了车辆的位置确定，考虑确定位置的行程测量值，并且在此之后考虑另外的确定位置的行程测量值。在轨道引导的车辆的尾部处的另外的地点标记信息记录器在经过用于对应于车辆的长度的行驶路段的行驶时间之后才到达地点标记，并且然后才触发行程测量装置——或必要时触发另外的行程测量装置——以在重新校准的情况下产生另外的确定位置的行程测量值；位置确定以所述方式尤其准确地进行。
在根据本发明的方法中，行程测量装置和必要时还有另外的行程测量装置能够以不同的方式构成并且与轨道引导的车辆的车辆设备相关地设置。因此，有利的能够是，使用集成到轨道引导的车辆的车辆设备中且与行程测量装置连接的评估装置。相应的情况适用于借助分别具有评估装置的两个行程测量装置的根据本发明的方法。
在根据本发明的方法中有利的也能够是，使用在轨道引导的车辆中独立存在的且与行程测量装置连接的评估装置。用于两个行程测量装置的评估装置也能够相应地以独立设置的方式使用。
在根据本发明的方法中，能够有利地使用具有里程脉冲发生器、雷达-间距测量仪、带有加速度传感器的间距测量装置、带有涡流扫描仪的间距测量装置或带有光学轨道扫描仪的间距测量单元的行程测量装置。
在根据本发明的方法中，能够以不同的方式生成地点标记信息；视为有利的是，借助于在铁轨上存在的固定的地点标记来产生地点标记信息。根据本发明的方法的所述实施方式具有的优点是，能够利用在铁轨上存在的固定的地点标记。
但是，必要时也有利的是，将卫星信息数据用作地点标记信息。
本发明还涉及一种用于确定轨道引导的车辆、尤其轨道车辆的位置的定位装置，所述定位装置具有在车辆上的行程测量装置，所述行程测量装置借助于分别在铁轨上存在的地点标记信息每次重新校准以获取确定位置的行程测量值，其中行程测量装置与地点标记信息记录器连接，如其从开始提到的现有技术中得出的那样，并且具有的目的是，发展所述定位装置，使得借助所述定位装置能够以相对少的耗费准确地确定轨道引导的车辆的位置。
为了实现所述目的，根据本发明，在定位装置中在车辆上沿车辆纵向方向错开地设有另外的地点标记信息记录器，其中另外的地点标记信息记录器适合于：再一次检测各相同的地点标记的地点标记信息并且触发另外的确定位置的行程测量值的产生。
借助根据本发明的定位装置能够在意义上实现与开始关于根据本发明的方法提及的相同的优点。
在根据本发明的定位装置中，另外的地点标记信息记录器有利地适合于：在每次重新校准的情况下触发行程测量装置，以产生另外的确定位置的行程测量值。因此，根据本发明的定位装置的所述实施方式仅需要一个行程测量装置。
也显得有利的是，另外的地点标记信息记录器连接有在车辆上的另外的行程测量装置，并且另外的地点标记信息记录器适合于：在每次重新校准的情况下触发另外的行程测量装置，以产生另外的确定位置的行程测量值。如果在这种定位装置中，评估装置与两个行程测量装置连接，并且所述评估装置适合于对确定位置的行程测量值在遵循预设的公差极限方面进行监控，并且在确定位置的行程测量值接近公差极限时，如果另外的确定位置的行程测量值的公差小于确定位置的行程测量值的公差极限，那么考虑将另外的确定位置的行程测量值用于确定车辆的位置，然后由此得出分别特别准确地执行位置确定的可能性。
地点标记信息记录器能够以不同的方式在轨道引导的车辆上错开地设置。
视为特别有利的是，在根据本发明的定位装置中，一个地点标记信息记录器设置在车辆的前端处，并且另外的地点标记信息记录器设置在车辆的尾部处。
如果所述实施方式配设有唯一的行程测量装置，那么行程测量装置有利地适合于：将确定位置的行程测量值用于车辆的位置确定，直至通过另外的地点标记信息记录器触发所述行程测量装置，并且在此之后将另外的确定位置的行程测量值用于车辆的位置确定。这具有的优点是，在轨道引导的车辆的尾部处的另外的地点标记信息记录器在经过用于对应于车辆的长度的行驶路段的行驶时间之后才到达地点标记，并且然后才进行行程测量的重新校准；例如使用分别具有里程脉冲发生器的行程测量装置，即于是一个里程脉冲发生器首先准确地进行测量并且然后另外的里程脉冲发生器进行测量直至地点标记信息记录器驶过下一地点标记。
在具有两个行程测量装置的定位装置中，也能够设有共同的评估机构，并且适合的是，为了车辆的位置确定，首先分别考虑行程测量装置的确定位置的行程测量值，并且在通过另外的地点标记信息记录器触发另外的行程测量装置之后考虑另外的确定位置的行程测量值。
具有仅一个行程测量装置的定位装置的评估装置能够集成到轨道引导的车辆的车辆设备中；相应的情况在具有两个行程测量装置的定位装置中的评估机构方面适用。但是，评估装置或评估机构也能够独立地安置在车辆中。
还有利的是，行程测量装置设有里程脉冲发生器、雷达-间距测量仪、具有加速度传感器的间距测量装置、具有涡流扫描仪的间距测量装置或具有光学轨道扫描仪的间距测量单元。
固定的地点标记能够在铁轨上存在；但是有利的也能够是，地点标记信息是卫星导航面板。
附图说明
为了进一步阐述本发明，在附图中示出根据本发明的定位装置的一个实施例，所述定位装置分别在轨道引导的车辆的前端处和尾部处具有一致的行程测量装置和地点标记信息记录器。
具体实施方式
附图示出轨道引导的车辆1，所述车辆在其前端2处配设有呈仅示意性地描绘的里程脉冲发生器的形式的行程测量单元3。此外，与行程测量单元3相邻地设置有另外的行程测量单元4，所述另外的行程测量单元在此由雷达传感器形成。两个行程测量单元3和4形成行程测量装置5并且以未示出的方式与评估装置6连接，所述评估装置与行程测量装置5形成行程测量机构7。评估装置6是车辆设备8的组成部分，所述车辆设备还具有用于执行另外的车辆功能、例如列车操纵和列车控制的机构9。
轨道引导的车辆1还配设有呈地点标记读取器10的形式的地点标记信息记录器，所述地点标记信息记录器于是与仅示意性地示出的地点标记11共同作用，并且当在沿箭头12的方向移动时轨道引导的车辆1的地点标记读取器10经过地点标记11时，所述地点标记信息记录器将地点信息以未示出的方式提供给评估装置6。在图1中还示意性地示出在轨道引导的车辆1的未示出的轴上的雷达13和14。
如果轨道引导的车辆1在其行驶中到达地点标记11的区域中，那么地点标记信息被传输至评估装置6。在此，以未示出的方式重新校准行程测量单元3的里程脉冲发生器和另一个行程测量单元4的雷达传感器；所述里程脉冲发生器和雷达传感器继续其行程测量，以产生行程测量值。构成为行程动量传感器的行程测量单元3的特征在于在从地点标记10起的路程开始时的具有高的准确性的测量值，以至于首先考虑将所述行程测量值作为确定位置的行程测量值M1用于位置确定。另一个行程测量单元4的雷达传感器首先，尤其在速度低时，是相对不准确的。当然，这在速度较高时改变。
示出的车辆1在其尾部21处具有另外的行程测量机构20。所述行程测量机构20对应于行程测量机构7构造，即包含：另外的行程测量装置22，所述另外的行程测量装置具有呈里程脉冲发生器的形式的补充的行程测量单元23；以及另外的补充的行程测量单元24作为另外的雷达传感器。另外的行程测量机构20的组成部分还是对应于评估装置6的另外的评估装置25。评估装置25是另外的车辆设备26的组成部分，所述另外的车辆设备还具有用于执行另外的车辆功能、例如列车操纵和列车控制的机构27。
如果在沿箭头12的方向行驶时，轨道引导的车辆1的地点标记读取器10到达地点标记11的区域中，那么重新校准行程测量单元3的行程动量传感器，并且考虑将由所述行程测量单元提供的行程测量值作为确定位置的行程测量值M1由评估单元6用于位置确定。这一直进行，直至轨道引导的车辆1的另外的地点标记读取器28到达地点标记11的区域中。在所述时间点，通过地点标记11的由另外的评估装置25接收到的地点标记信息，重新校准补充的行程测量单元23的里程脉冲发生器，并且将其行程测量值作为另外的确定位置的行程测量值M2传递至另外的评估装置25。另外的评估装置25现在承担轨道引导的车辆1的位置确定。这一直持续，直至轨道引导的车辆1的地点标记读取器10经过另外的、在图2中未示出的地点标记，紧接着随后再次重新校准行程测量单元3，并且从现在起再次考虑将其行程测量值作为确定位置的行程测量值由评估装置6用于位置确定。也就是说，例如在地点标记11距沿箭头12的方向定位的下一另外的地点标记的间距为500米并且列车长度例如为300米的情况下，在轨道引导的车辆1的位置确定方面，借助行程测量单元3检查轨道引导的车辆1的300米的路程，并且由在车辆1的尾部21处的行程测量机构20的另外的行程测量装置22中的补充的行程测量单元23检查其余的200米。如果在另外假设的情况下，地点标记的间距还为500米，但是列车仅具有100米的长度，那么在100米上使用行程测量单元3的行程测量值，并且将补充的行程测量单元23的另外的行程测量值用于其余的400米。即轨道引导的车辆1主要借助在车辆1的尾部21处的补充的行程测量单元23进行测量，并且仅对于在驶过相应的地点标记之后的车辆长度借助在轨道引导的车辆的前端2处的行程测量单元3进行测量。由此，在车辆1的位置确定时得到准确性的明显的改进。

Claims (15)

1.一种用于确定轨道引导的车辆(1)的位置的方法，所述车辆尤其是轨道车辆，所述车辆具有在所述车辆(1)上的行程测量装置(5)，所述行程测量装置借助于在铁轨上的地点标记(11)处提供的地点标记信息每次重新校准以获取确定位置的行程测量值(M1)，其中借助于与所述行程测量装置(5)连接的地点标记信息记录器(10)检测所述地点标记信息，
其特征在于，
借助于另外的地点标记信息记录器(28)再一次检测各相同的地点标记(11)的地点标记信息，并且触发另外的确定位置的行程测量值(M2)的产生，其中所述另外的地点标记信息记录器沿车辆纵向方向相对于所述地点标记信息记录器(10)错开设置。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
在每次重新校准的情况下，由所述另外的地点标记信息记录器触发所述行程测量装置，以产生所述另外的确定位置的行程测量值。
3.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
在每次重新校准的情况下，由所述另外的地点标记信息记录器(28)触发在所述车辆(1)上的另外的行程测量装置(22)，以产生所述另外的确定位置的行程测量值(M2)，其中所述另外的行程测量装置与所述另外的地点标记信息记录器连接。
4.根据权利要求1或3所述的方法，
其特征在于，
对所述确定位置的行程测量值在遵循预设的公差极限方面进行监控，并且在确定位置的行程测量值接近公差极限时，如果所述另外的确定位置的行程测量值的公差小于所述确定位置的行程测量值的所述公差极限，那么将所述另外的确定位置的行程测量值用于确定所述车辆的位置。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
在轨道引导的所述车辆(1)的前端(2)处安装所述地点标记信息记录器(10)，并且在轨道引导的所述车辆(1)的尾部(2)处安装所述另外的地点标记信息记录器(28)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
将所述确定位置的行程测量值(M1)用于所述车辆(1)的位置确定，直至通过所述另外的地点标记信息记录器(28)触发，并且在此之后将所述另外的确定位置的行程测量值(M2)用于所述车辆(1)的位置确定。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
使用评估装置(6，25)，所述评估装置集成到轨道引导的所述车辆的车辆设备中且与所述行程测量装置(5，22)连接。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，
其特征在于，
使用所述行程测量装置的在轨道引导的所述车辆中独立存在的评估装置。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
使用如下行程测量装置(5，22)，所述行程测量装置具有里程脉冲发生器(3，23)、雷达-间距测量仪(4，24)、带有加速度传感器的间距测量装置、带有涡流扫描仪的间距测量装置或带有光学轨道扫描仪的间距测量单元。
10.一种用于确定轨道引导的车辆(1)的位置的定位装置，所述车辆尤其是轨道车辆，所述定位装置具有在所述车辆(1)上的行程测量装置(5)，所述行程测量装置借助于在铁轨上的地点标记(11)处存在的地点标记信息每次重新校准以获取确定位置的行程测量值(M1)，其中所述行程测量装置(5)与地点标记信息记录器(10)连接，
其特征在于，
在所述车辆(1)上沿车辆纵向方向相对于所述地点标记信息记录器(10)错开地设有另外的地点标记信息记录器(28)，其中所述另外的地点标记信息记录器(28)适合于：再一次检测各相同的地点标记(11)的地点标记信息，并且触发另外的确定位置的行程测量值(M2)的产生。
11.根据权利要求10所述的定位装置，
其特征在于，
所述另外的地点标记信息记录器适合于：在每次重新校准的情况下触发所述行程测量装置，以产生所述另外的确定位置的行程测量值。
12.根据权利要求10所述的定位装置，
其特征在于，
在所述车辆(1)上，所述另外的地点标记信息记录器(28)连接有另外的行程测量装置(22)，并且所述另外的地点标记信息记录器(28)适合于：在每次重新校准的情况下触发所述另外的行程测量装置(22)，以产生所述另外的确定位置的行程测量值(M2)。
13.根据权利要求12所述的定位装置，
其特征在于，
与所述行程测量装置连接的评估装置适合于：对所述确定位置的行程测量值在遵循预设的公差极限方面进行监控，并且
在确定位置的行程测量值接近公差极限时，如果所述另外的确定位置的行程测量值的公差小于所述确定位置的行程测量值的公差极限，那么将所述另外的确定位置的行程测量值用于确定所述车辆的位置。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的定位装置，
其特征在于，
所述地点标记信息记录器(10)设置在轨道引导的所述车辆(1)的前端(2)处，并且所述另外的地点标记信息记录器(28)设置在轨道引导的所述车辆(1)的尾部(2)处。
15.根据权利要求10或11所述的定位装置，
其特征在于，
所述行程测量装置适合于：将所述确定位置的行程测量值用于所述车辆(1)的位置确定，直至所述行程测量装置通过所述另外的地点标记信息记录器触发，并且在此之后将所述另外的确定位置的行程测量值用于所述车辆(1)的位置确定。
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