CN109415071A - 用于轨道交通、特别是铁路交通中的信号识别的方法、装置和轨道车辆，特别是铁路车辆 - Google Patents
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Abstract
为了当轨道车辆（BFZ，SFZ）在轨道网（BNE，SNE）的轨道路线（BST，SST）上行进时自动地识别轨道交通（BVK，SVK）中的信号，建议基于a）作为参考数据（RDA）存储的、沿着轨道网（BNE，SNE）中的轨道路线（BST，SST）关于地理环境和轨道交通信号控制而检测的位置相关的参考信息，其形式是参考位置信息（ROI）和参考信号状态信息（RSZI）、在检测上下文中获得的上下文和提示信息（KHI）以及可能的与此有关的附加元信息（MI），以及b）在信号识别操作中根据位置数据（BOK，SOK）检测到的操作位置信息（BOI）和操作信号状态信息（BSZI）与所存储的参考数据（RDA）的匹配，识别信号（SI）和/或信号状态（SZ）以便控制轨道路线（BST，SST）上的轨道交通（BVK，SVK），其中通过分析所述信息的相关性和内容，如果在该匹配时发现以下所检测的操作信号状态信息（BSZI）用于信号识别则就是这种情况：所检测的操作信号状态信息在考虑参考数据（RDA）中包含的上下文和提示信息（KHI）以及可能附加存在的元信息（MI）的情况下，关于操作位置信息（BOI）和与之对应的参考位置信息（ROI）而与参考数据（RDA）中包含的参考信号状态信息（RSZI）相对应。
Description
技术领域
本发明涉及按照权利要求1的前序部分的用于轨道交通中的信号识别的方法，按照权利要求13的前序部分的用于轨道交通中的信号识别的装置和按照权利要求30的前序部分的用于轨道交通中的信号识别的轨道车辆。
背景技术
轨道车辆作为现代交通基础设施的组成部分是受轨迹约束的交通和运输工具，其例如在一个或两个导轨（铁轨）上或下方滚动地、浮在磁场上方或下方地或悬挂在钢缆上地向前移动。在所提到的受轨迹约束的交通和运输工具中，基于轮轨系统的铁路车辆是最广泛使用的，所述铁路车辆或者拉动或推动自己的传动装置（机动车）或者由机车拉动或推动，并且其中主要在两个钢轨或铁轨上引导带有轮凸缘的钢轮。
与无人驾驶地铁和用于连接机场航站楼的列车相反，区域交通或长途交通中的这种铁路车辆依赖于驾驶员分析预信号和主要信号（例如路线空闲标志或路线占用标志）以及从中推导出相应的驾驶动作。
由此，对于驾驶员管理的轨道车辆以及特别是对于相应的铁路车辆，一般可能出现以下场景：
场景1：
与所有其他人类操作员一样，驾驶员偶尔会疏忽或者犯下感知错误，因此可能会引发危及生命的驾驶动作（车辆的加速）或者不执行驾驶动作（不执行车辆中的制动过程）。
场景2：
驾驶员可能并不总是可用（例如由于疾病、罢工、驾驶任务的计划外增加等），因此可能必须取消轨道行程。
这些描述的场景的出现可以通过自动信号识别来解决，但是所述自动信号识别到目前为止在以下问题上是失败的：
A.如果没有在路线或信号塔与铁路车辆之间建立通信装置，则无法可靠地识别信号的状态。
B.无法识别道路工程的诸如损坏信号或临时信号的异常信号。
C.无法可靠地将相关信号与（例如分支路线或相反方向的）无关信号区分开。
到目前为止尝试通过向路线基础设施进行耗费的额外投资（例如感应回路、沿着路线的计算机以及列车和路线部件之间的通信设备）来应付在实施自动化信号识别以及对轨道车辆或铁路车辆的相应驾驶影响时所列出的问题。因此，相应的解决方案仅在具有可管理长度的路线上是经济的，例如机场航站楼之间的地铁或列车。
发明内容
本发明所基于的任务在于，说明一种方法、装置和轨道车辆，特别是铁路车辆，用于轨道交通中、特别是铁路交通中的信号识别，其中，当轨道车辆在轨道网中的轨道路线上行进时，轨道交通中的信号被自动识别。
该任务从权利要求1的前序部分中定义的信号识别方法出发，通过权利要求1的特征部分中说明的特征解决。
另外，该任务从权利要求13的前序部分中定义的信号识别装置出发通过权利要求13的特征部分中说明的特征解决。
此外，该任务从权利要求30的前序部分中定义的轨道车辆出发通过权利要求30的特征部分中说明的特征解决。
按照独立权利要求1、13和30的本发明所基于的思想在于，基于
（i）作为参考数据存储的、沿轨道网中的轨道路线关于地理环境和轨道交通信号控制而检测的位置相关的参考信息，其形式为参考位置信息和参考信号状态信息、在检测上下文中获得的上下文和提示信息以及可能的与其相关的附加元信息，以及
（ii）在信号识别操作中根据位置数据检测的操作位置信息和操作信号状态信息与存储的参考数据的匹配，来识别用于控制轨道路线上的轨道交通的信号和/或信号状态，其中通过分析信息的相关性和内容，如果在该匹配时发现以下所检测的操作信号状态信息用于信号识别就是这种情况：所检测的操作信号状态信息在考虑参考数据中包含的上下文和提示信息以及可能附加存在的元信息的情况下，关于操作位置信息和与之对应的参考位置信息与参考数据中包含的参考信号状态信息相对应。
利用以这种方式自动识别的信号和/或信号状态，可以按照权利要求2、3和14、15有利地在考虑存储的轨道路线信息和轨道车辆信息的情况下计算或推导出至少一个驾驶动作，所述存储的轨道路线信息和轨道车辆信息在铁路车辆的情况下作为铁路路线信息和铁路车辆信息存在并且涉及轨道车辆技术或铁路车辆技术的规则以及轨道车辆属性和轨道车辆能力或铁路车辆属性和铁路车辆能力。然后，该计算或推导出的驾驶动作可以作为推荐在显示装置上显示给轨道车辆或铁路车辆的驾驶室中的驾驶员或用作驾驶命令的确认，以支持他的服务行为。但是替换的，还可以将该计算或推导出的驾驶动作转发给轨道车辆或铁路车辆的自动驾驶系统，以自动实施该驾驶动作（在“自动驾驶”的意义上）。
此外，按照权利要求11有利地在轨道交通的动态信号控制的情况下，当识别到具有闪烁部分的信号图像时，按照权利要求1中的特征a）至e）以短的时间间隔将信号识别方法重复地用于确定的位置（例如轨道位置坐标）。
结论：通过信号识别操作中检测的操作位置信息和操作信号状态信息与存储的参考数据的智能匹配，可以实现
-无需耗费的基础设施投资就可靠地自动识别沿轨道路线的信号；
-还可以自动处理例如由于故意破坏导致的异常信号；
-可以将与有关的轨道车辆、特别是铁路车辆相关的信号与不相关信号区分开；
-根据本发明的方法或根据本发明的装置随着时间的推移越来越好和越来越可靠地工作；
-在不利的能见度条件下可以比现有技术中通过驾驶员来更可靠地识别信号，以及
-驾驶不再需要驾驶员，因此无论其可用性如何都可以驾驶。
在其余的从属权利要求中说明了本发明的其它有利的改进方案。
从而例如，按照权利要求4和16改变针对确定的位置数据（例如轨道位置坐标或铁路位置坐标）检测的操作位置信息以补偿在检测存储的参考数据中的参考位置信息和操作位置信息时的不准确性以用于所提到的信息匹配，例如因为该检测并非总是发生在完全相同的位置处，其方式是通过技术措施使所述操作位置信息失真。
此外有利的是，按照权利要求7和19对于信号识别除了所检测的信息和在检测上下文中通过评估而获得的信息之外还采用元信息，所述元信息根据字面意义涉及所检测的信息以及在检测上下文中通过评估而获得的信息的特征或特性，并且包含相应的数据。利用所述元信息还可以说明如何通过生成用于信号控制的信号控制设备关于信号设备类型和信号设备状态的校准信息来执行信号控制的方式。
有利的还有，按照权利要求8和20，参考数据静态地在车载测试中或者基于由轨道网中的轨道路线上的轨道车辆的人员对地理环境和信号控制的有针对性的检测而产生和存储，并且按照权利要求8和20，已按照权利要求8和20存储的参考数据动态地通过所检测的操作位置信息和所检测的操作信号状态信息补充和存储。特别是通过后一种措施可以随着时间的推移实现越来越好和可靠的信号识别。
此外有利的是，按照权利要求12和28，利用共同轨道车队的其他轨道车辆的相应数据外部匹配和为此分配静态产生的参考数据，或静态产生的参考数据以及补充静态产生的参考数据的动态产生的操作数据。
此外有利的是（参见权利要求24），当使用两个检测装置（例如在一个信号识别装置中）时，提高所检测的信息（所获得的数据）的置信度，并因此提高信号识别。
一种特别简单且廉价和有效的方法（参见权利要求10和22至27），利用图像记录设备以图像的形式（从而例如以周围的景观和信号设备的图像的形式）检测地理环境和轨道路线上的轨道交通的信号控制，所述图像记录设备被构造为例如传统的摄像机或红外相机，其中图像记录设备
a）被构造为可旋转的。
b）具有校正部件，所述校正部件将天气和亮度数据引入到图像材料的分析中。
c）具有焦距改变部件，该焦距改变部件依据至信号的距离选择正确的记录角度，以便由此最佳地支持信号的多重分析。由此，不仅可以考虑至信号的距离，而且可以考虑不同的记录情况。于是，例如可以适当地既使用在开阔路线上的记录情况（需要来自远距离的图像以便能够基于速度而及时作出反应）又使用在火车站区域中的记录情况（需要具有高宽度的图像）。
d）具有在人类可见范围内或外工作的照明部件，例如前照灯。由此改善了由图像记录设备在夜间或恶劣天气时记录的图像材料的质量。
附图说明
通过根据图1至3对本发明实施例的以下描述，本发明的其他优点将变得显而易见。这些图示出：
图1示出了在参考操作中通过轨道车辆中的信号识别装置关于轨道路线上的轨道车辆的确定地理位置检测关于地理环境和该轨道网的逐段显示的轨道路线上的轨道交通信号控制的轨道交通中的位置相关参考信息，
图2从图1出发示出在轨道网的轨道路线的区段上轨道车辆的信号识别操作中针对该轨道路线上的轨道车辆的确定位置坐标，检测关于地理环境的操作位置信息和关于通过轨道车辆中的信号识别装置进行的轨道交通信号控制的操作信号状态信息，
图3示出了信号识别装置的原理结构，所述信号识别装置用于基于在按照图1的参考操作中所检测的参考信息和在按照图2的信号识别操作中所检测的操作信息识别信号控制设备的信号和信号状态。
具体实施方式
图1示出了在参考操作中通过在轨道网BNE的轨道路线BST上行驶的轨道车辆BFZ中的信号识别装置SVE并且关于轨道路线BST上的轨道车辆BFZ的确定地理位置检测关于地理环境和该轨道网BNE的逐段显示的轨道路线BST上的轨道交通信号控制的轨道交通BVK中的位置相关参考信息。
根据本实施例，轨道网BNE的轨道路线BST是铁路网SNE的铁路路线SST，铁路车辆SFZ在该铁路网上行进以检测铁路交通SVK中的位置相关参考信息。代替所示的铁路交通SVK以及在铁路网SNE的铁路路线SST上行驶的铁路车辆SFZ，基于在开头进行的讨论也可以考虑和想象任何其它任意基于长途的轨道交通系统作为本发明的另一实施例。从而同样可以考虑例如具有相应可比的基础设施、即由轨道网、轨道路线和轨道车辆组成的磁悬浮轨道交通系统（关键字：Transrapid，Maglev等）。
在图1所示的铁路交通系统中，用于检测位置相关参考信息的信号识别装置SEV被容纳在铁路车辆SFZ的机动车TRW中，该轨道车辆SFZ具有驾驶室TFS和集成的显示装置AZE，驾驶员FZF的工作位存在于该驾驶室TFS中。为此，信号识别装置SEV包含检测装置EFE，其优选地构造为图像记录设备BAZG，例如构造为传统的摄像机、红外相机等。
利用该检测装置EFE或图像记录设备BAZG，例如在铁路网SNE的铁路路线SST上的铁路车辆SFZ的特殊行程期间，就与该铁路路线SST交叉的道路（图1中的有限轨道交叉口）而言，借助于信号控制设备SSA检测位置相关的参考信息，该参考信息的形式是关于地理环境的参考位置信息ROI（也参见图3）和关于铁路路线SST的所示区段上的铁路交通SVK的信号控制的参考信号状态信息RSZI（也参见图3）。通过检测参考信号状态信息，基本上检测具有信号控制设备SSA的特征信号SI的信号状态SZ（自动检测）。
按照图1中的图示，信号控制设备SSA的信号SI不是时变信号，例如闪烁信号，如用于轨道交通BVK，SVK的动态信号控制的时变信号，而是用于静态控制轨道交通BVK，SVK的信号。然而，如果识别到具有闪烁部分的信号图像，则按照权利要求1以优选短的时间间隔将根据本发明的信号识别方法重复地用于确定的轨道位置坐标。
但是，位置相关的参考信息也可以通过不同于通过特殊行程的方式生成，从而例如，通过相应合适的与铁路车辆无关的记录方法，或者基于通过轨道网或铁路网中的轨道路线或铁路路线上的轨道车辆或铁路车辆的人员对地理环境和信号控制的有针对性的检测（手动检测）。
一旦铁路车辆SFZ基本上达到所确定的和预定的位置，对信号控制设备SSA的参考位置信息和参考信号状态信息的检测就针对或者关于铁路路线SST上的铁路车辆SFZ的确定地理位置，也就是位置相关地，通过相应地激活检测装置EFE或触发图像记录设备BAZG进行。结合图3的描述解释如何进行该激活或触发。
因此，在图像记录设备BAZG的情况下，在地理环境和信号控制设备SSA的触发过程之后进行至少一次图像记录，并且由此除了地理位置信息之外，还以图像形式、例如以多个图像的形式检测具有信号控制设备SSA的特征信号SI的信号状态SZ。
该位置相关的、优选图像形式的检测可以针对信号控制设备SSA的不同信号状态SZ（例如，在多次特殊行程的情况下）进行，由此增加了用于信号识别的参考信号状态信息的量并由此可能改善识别概率。
在图像记录设备BAZG的情况下，其中至少分别制作周围景观和信号控制设备的图像，图像记录设备BAZG有利地被构造成可旋转的，以便能够补偿记录设备与信号控制设备SSA之间的角度。
此外，无论检测装置EFE或图像记录设备BAZG是否容纳在铁路车辆SFZ的机动车TRW中，使用多于一个检测装置EFE或图像记录设备BAZG都是有利的。由此，例如当一个检测装置EFE或一个图像记录设备BAZG由于损坏或污染而失效时，在任何情况下都可以继续检测参考信息。另外，在例如两个检测装置EFE或图像记录设备BAZG的并行操作情况下可以提高所检测的参考信息的置信度。
将再次结合图3的描述解释具有检测装置EFE或图像记录设备BAZG的信号识别装置SEV的其他细节，例如该信号识别装置SEV就附加特性以及进一步处理和其他处理而言具体是如何构造的。
以上述方式，可以至少部分地且基本上关于地理环境和轨道路线BST或铁路路线SST上的交通信号控制，位置相关地以参考位置信息和参考信号状态信息的形式检测轨道网BNE或铁路网SNE中的轨道路线BST或铁路路线的所有分布。由此生成大的参考信息池，其形成了用于轨道网BNE的轨道交通BVK中的信号识别的基础。通常可以向该信息池扩展任意的二次信息，以便优化单个轨道车辆的常规驾驶操作中的信号识别。以下将该特殊的驾驶操作称为信号识别操作。
结合图3的描述，说明和解释有利的、有意义的和合乎目的的待生成的二次信息。然而，在此之前，还要根据图2描述和解释信号识别操作。
图2示出了信号识别操作中检测轨道交通BVK中关于地理环境和轨道网BNE的同一轨道路线BST上的轨道交通信号控制的位置相关操作信息，如图1中所示，也是通过轨道路线BST上行驶的轨道车辆BFZ中的信号识别装置SVE进行。
轨道网BNE的轨道路线BST例如如图1中所示再次是铁路网SNE的铁路路线SST，铁路车辆SFZ在该铁路网SNE上行进以检测铁路交通SVK中的位置相关的操作信息。然而，基于开头进行的讨论，代替所示的铁路交通SVK和在铁路网SNE的铁路路线SST上行驶的铁路车辆SFZ，也可以考虑任何其它任意的基于长距离的轨道交通系统作为本发明的另一实施例。从而例如也可以重新想象具有相应可比的基础设施的磁悬浮轨道交通系统（关键字：Transrapid，Maglev等），所述基础设施由轨道网、轨道路线和轨道车辆组成。
在图2所示的铁路交通系统中容纳信号识别装置SEV，该信号识别装置SEV用于检测铁路车辆SFZ的机动车TRW中的位置相关的操作信息，该铁路车辆SFZ具有驾驶室TFS以及集成的显示装置AZE，驾驶员FZF的工作位存在于该驾驶室TFS中。为此，信号识别装置SEV再次具有检测装置EFE，其优选地构造为图像记录设备BAZG，例如构造为传统的摄像机、红外相机等。
利用该检测装置EFE或图像记录设备BAZG，例如在铁路网SNE的铁路路线SST上的铁路车辆SFZ的常规操作行程期间（例如，按照行程计划）针对该铁路路线SST上的铁路车辆SFZ的确定位置坐标，就与该铁路路线SST交叉的道路（图2中的有限轨道交叉口）而言，借助于信号控制设备SSA检测位置相关的操作信息，该操作信息的形式是关于地理环境的操作位置信息BOI（也参见图3）和关于铁路路线SST的所示区段上的铁路交通SVK的信号控制的操作信号状态信息BSZI（也参见图3）。通过检测操作信号状态信息，基本上检测具有信号控制设备SSA的特征信号SI的信号状态SZ（自动检测）。
按照图2中的图示，信号控制设备SSA的信号SI又不是时变信号，例如闪烁信号，如用于轨道交通BVK，SVK的动态信号控制的时变信号，而是用于静态控制轨道交通BVK，SVK的信号。然而，如果识别到具有闪烁部分的信号图像，则按照权利要求1以优选短的时间间隔将根据本发明的信号识别方法重复地用于确定的轨道位置坐标。
一旦铁路车辆SFZ达到所确定的和预定的位置，对信号控制设备SSA的操作位置信息和操作信号状态信息的检测就针对铁路路线SST上的铁路车辆SFZ的确定位置坐标，通过相应地激活检测装置EFE或触发图像记录设备BAZG进行。再次结合图3的描述解释如何进行该激活或触发。
因此，在图像记录设备BAZG的情况下，在地理环境和信号控制设备SSA的触发过程之后进行至少一次图像记录，并且由此除了地理位置信息之外，还以图像形式、例如以多个图像的形式检测具有信号控制设备SSA的特征信号SI的信号状态SZ。图像记录设备BAZG在此再次有利地构造成可旋转，以便能够补偿记录设备与信号控制设备SSA之间的角度。
另外，在信号识别操作中，如前面在参考操作的情况下已经提到的，无论检测装置EFE或图像记录设备BAZG是否容纳在铁路车辆SFZ的机动车TRW中，多于一个检测装置EFE或图像记录设备BAZG也是有利的。由此，例如当一个检测装置EFE或一个图像记录设备BAZG由于损坏或污染而失效时，在任何情况下都可以继续检测操作信息。另外，在例如两个检测装置EFE或图像记录设备BAZG的并行操作情况下可以提高所检测的操作信息的置信度。
将再次结合图3的描述解释具有检测装置EFE或图像记录设备BAZG的信号识别装置SEV的其他细节，例如该信号识别装置SEV就附加特性以及进一步处理和其他处理而言具体是如何构造的。
图3示出了信号识别装置SEV的原理结构，该信号识别装置SEV用于识别通过按照图1在参考操作中检测参考信息以及按照图2在信号识别操作中检测操作信息而检测到的信号控制设备SSA的信号SI和信号状态SZ。
在此按照对图1和图2的讲述，检测装置EFE或图像记录设备BAZG形成该信号识别的起点，所述检测装置EFE或图像记录设备BAZG检测关于地理环境的参考位置信息ROI和操作位置信息BOI以及关于信号控制设备SSA的参考信号状态信息RSZI和操作信号状态信息BSZI。
如上面在解释图1和2时描述的，参考操作中的信息检测可以优选自动地进行，但也可以手动进行，而信号识别操作中的信息检测优选总是自动进行。虽然在手动检测的情况下手动激活或触发检测装置EFE或图像记录设备BAZG，但是在自动检测的情况下需要相应的外部激励。
为此目的，除了检测装置EFE或图像记录设备BAZG之外，信号识别装置SEV还具有位置确定装置PBE，其确定轨道车辆或铁路车辆在行驶的轨道路线或铁路路线上的地理位置以及行驶的轨道路线或铁路路线。确定位置的方式对于解释本发明的实施例来说不太重要，并且可以以普遍公知的常见方式进行，从而例如基于基于GPS的系统或基于GPS的技术。
因此，利用位置确定装置PBE，特别是在信号识别操作中，可以为轨道线路上的每个任意位置确定轨道位置坐标BOK，特别是铁路位置坐标SOK，其中轨道车辆可以在该轨道线路上移动。通过该轨道位置坐标BOK或铁路位置坐标SOK，可以充分说明车辆的位置。
就上面提到的用于检测装置EFE或图像记录设备BAZG的激励或触发而言，由位置确定装置PBE生成轨道路线信息BSI或铁路路线信息SSI，其为了所述目的而被输送给检测装置EFE或图像记录设备BAZG。为此，检测装置EFE，BAZG具有控制接口STSS。利用轨道路线信息BSI或铁路路线信息SSI，检测装置EFE，BAZG是可控的，使得该检测装置EFE，BAZG
（i）检测关于地理环境的操作位置信息BOI和关于由信号控制设备根据轨道路线信息BSI，SSI针对其中传送的轨道位置坐标BOK或其中传送的铁路位置坐标SOK进行的轨道交通信号控制的操作信号状态信息BSZI（在信号识别操作中自动检测的情况下，选项“I”），或者
（ii）检测关于地理环境的操作位置信息BOI和关于由信号控制设备根据轨道路线信息BSI，SSI针对其中传送的轨道位置坐标BOK或其中传送的铁路位置坐标SOK进行的轨道交通信号控制的操作信号状态信息BSZI，以及检测关于地理环境的参考位置信息ROI和关于由信号控制设备根据轨道路线信息BSI，SSI针对其中传送的轨道车辆BEZ，SFZ的地理位置进行的轨道交通信号控制的参考信号状态信息RSZI（在信号识别操作和参考操作中自动检测的情况下；选项“I”和选项“II”）。
检测装置EFE，BAZG优选被构造为使得为了地理环境的评估和检测上下文中的轨道交通信号控制，考虑相对于轨道车辆检测地理环境和在轨道路线上的轨道交通的信号控制的精确位置和/或角度。
此外在检测装置EFE，BAZG中包含处理部件BKO，利用该处理部件在检测上下文中评估地理环境和轨道交通信号控制，特别是信号控制设备，并且特别是为地理环境和轨道交通信号控制配备附加标记。处理部件BKO为此例如具有在图3中未明确示出的用户界面，通过该用户界面由人类专家（例如驾驶员）评估所检测的参考信息，例如所记录的图像，并且标记所述信号控制设备在记录的图像中的精确位置及其状态。
作为在检测上下文中评估地理环境和轨道交通信号控制、特别是信号控制设备以及特别是为其配备附加标记的结果，处理部件BKO提供相应的位置相关的上下文和提示信息KHI。这些位置相关的上下文和提示信息KHI连同参考位置信息ROI和参考信号状态信息，以及可能的有益于信号识别和由检测装置EFE，BAZG提供的位置和检测上下文相关的元信息MI一起形成位置相关的参考数据RDA，所述位置相关的参考数据被存储在存储器装置SPE中以用于信号识别。
参考数据RDA优选静态地在特殊行程中或基于由轨道网中的轨道路线上的轨道车辆的人员对地理环境和信号控制有针对性的检测而产生和存储。此外，所存储的参考数据RDA的静态检测可以有利地加以优化，其方式是这些静态数据动态地由分别检测的操作位置信息BOI和分别检测的操作信号状态信息BSZI补充和存储。
作为用于存储参考数据RDA的位置，存储器装置SPE要么（选项“A”）在信号识别装置SEV外部例如作为机动车中的存储器数据库被分配给检测装置EFE，BAZG或与检测装置EFE，BAZG连接，要么（选项“B”）作为信号识别装置SEV的部件相应地连接到检测装置EFE，BAZG。
元信息MI由检测装置EFE优选可选地提供，以便更好和更可靠地识别信号控制设备的信号状态和所发出的信号。作为附加的元信息，可以例如采用信号控制设备的类型以及相应信号控制设备的不同信号状态的针对相应的信号控制设备类型而校准的图像（例如，来自特殊的图像实验室）。元信息MI非常一般性地是以下信息：其根据字面意义涉及所检测的信息和在检测上下文中通过评估而获得的信息的特征或者特性，并且其说明如何通过生成例如信号控制设备SSA关于信号设备类型和信号设备状态的校准信息来进行信号控制的方式。
在本发明的实施例的过程中，优选为了改善关于地理环境的参考位置信息ROI和操作位置信息BOI的检测以及关于信号控制设备SSA的参考信号状态信息RSZI和操作信号状态信息BSZI的检测，图像记录设备BAZG作为检测装置EFE，BAZG的优选构造还包含三个另外的部件：校正部件KOK、焦距改变部件BVK以及照明部件BLK。
利用校正部件KOK，将天气和亮度数据引入图像材料的分析中。
利用焦距改变部件BVK，根据至信号的距离选择正确的记录角度，以便由此最佳地支持信号的多重分析。因此，不仅可以考虑至信号的距离，而且可以考虑不同的记录情况。于是，例如可以适当地不仅使用在开阔路线上的记录情况（需要来自远距离的图像以便能够基于速度而及时作出反应）而且使用在火车站区域中的记录情况（需要具有高宽度的图像）。
利用照明部件BLK，其例如被构造为在人类可见范围内或外工作的前照灯，改善了图像记录设备BAZG在夜间或恶劣天气时记录的图像材料的质量。
在前面按照图3在考虑对图1和2进行的讨论的情况下对信号识别装置SEV描述时关于信号识别操作引入并关于参考操作详细解释了该信号识别装置的作用方式之后，将在下面描述，在信号识别装置SEV的信号识别操作中，如何基于由检测装置EFE，BAZG检测的操作信息详细地运行信号识别操作。
由检测装置EFE，BAZG基于由位置确定装置PBE确定的操作位置坐标BOK，SOK来检测的操作位置信息BOI和操作信号状态信息BSZI—优选以窄的时间间隔由地理环境和轨道交通信号控制、特别是信号控制设备记录的多个图像的形式，与操作位置坐标BOK，SOK一起被输送给位置补偿装置PAUE。位置补偿装置PAUE为了信号识别而连接在位置匹配装置PAE之前，在该位置匹配装置PAE中为了信号识别而执行操作信息和位置相关参考信息之间的信息匹配，该位置补偿装置PAUE优选改变由检测装置EFE，BAZG针对确定的轨道位置坐标BOK，SOK检测的操作位置信息BOI，以补偿参考位置信息ROI和操作位置信息BOI的检测不准确性以用于信息匹配。在位置补偿装置PAUE中进行的改变在此通过技术失真措施引起。
关于由图像记录设备BAZG提供的图像，这意味着如果图像数据库的现有图像材料不是准确地在与特殊行程时记录的图像相同的位置处记录的，则确定图像材料的可能必要的失真。因此，如果需要，基于位置信息计算所记录的图像的位置补偿，即图像可能要被稍微失真。
然后为了已经提到的信息匹配将经改变的操作位置信息BOI和操作信号状态信息BSZI发给位置匹配装置PAE或转发给位置匹配装置PAE。然后在该位置匹配装置PAE中，将两个操作信息—优选经改变的操作位置信息BOI和操作信号状态信息BSZI—与存储在存储器装置SPE中的位置相关参考数据RDA相匹配。该匹配如下进行，即操作位置信息BOI与参考位置信息ROI，以及关于操作位置信息BOI和与操作位置信息BOI对应的参考位置信息ROI的操作信号状态信息BSZI与参考信号状态信息RSZI，基于所存储的参考数据RDA被如此匹配，使得当在考虑参考数据RDA中包含的上下文和提示信息KHI或上下文和提示信息KHI以及元信息MI的情况下，关于操作位置信息BOI以及与该操作位置信息BOI相应的参考位置信息ROI的操作信号状态信息BSZI对应于在参考数据RDA中包含的参考信号状态信息RSZI时，所检测的操作信号状态信息BSZI被发现用于信号识别，在该信号识别时将识别信号SI和/或信号状态SZ以用于针对确定的轨道位置坐标BOK，SOK控制轨道路线上的轨道交通。
关于由图像记录设备BAZG提供的图像，这意味着将在常规操作行程期间记录的图像与例如由专家或驾驶员评估和标记的图像以及可能的其它元数据和校准图像进行匹配，以便能识别信号和/或信号状态。在此，标记被用于尽可能准确地设定相关的图像区段并也能区分相关和不相关的信号（例如分支路线的信号）。对于颜色匹配，可能使用信号环境中的突出图像元素，例如白色符号。
随后，所识别的信号SI和/或所识别的信号状态SZ被转送给信号识别装置SVE的控制装置STE。控制装置STE被构造为使得其从由位置匹配装置PAE识别的信号SI和/或信号状态SZ中以及在考虑存储在数据库DAB中的轨道路线和轨道车辆信息BSBFI（优选在铁路交通的情况下存储在数据库DAB中的铁路路线和铁路车辆信息SSSFI）的情况下，计算或推导出至少一个驾驶动作FAK，其中所述数据库DAB例如与存储器装置SPE一起形成结构和功能单元，所述轨道路线和轨道车辆信息BSBFI涉及轨道车辆技术的、尤其是铁路车辆技术的规则以及轨道车辆属性和能力，尤其是铁路车辆属性和能力。
此外，控制装置STE被构造为使得所计算或推导出的驾驶动作FAK作为推荐在显示装置AZE上显示给轨道车辆BFZ，SFZ的驾驶室TFS中的驾驶员FZF，用作驾驶命令的确认或转发给轨道车辆BFZ，SFZ的自动驾驶系统AFS以用于驾驶动作FAK的自动实施。
如上描述和解释的，这样为了在轨道车辆BFZ，SFZ中的参考和信号识别操作而使用并且用于信号识别的信号识别装置SEV基本上由硬件和软件部件组成，并且可以作为单独的可制造和可售卖的单元集成到轨道车辆BFZ，SFZ的现有基础设施中。
在这种状态下，信号识别装置SEV可以连接到外部分析站AWS并且与外部分析站AWS一起形成功能单元，使得利用共同轨道车队的其他轨道车辆的相应数据外部匹配和为此分配静态产生的参考数据RDA或静态产生的参考数据RDA以及补充该静态产生的参考数据RDA的动态产生的操作数据BOI，BSZI。
陆侧分析站AWS优选地经由移动无线电连接到轨道车辆BFZ，SFZ中的信号识别装置SEV。
此外，有可能将信号识别装置SEV构造为在“轨道交通系统的软件定义信号识别”的意义下的虚拟机并作为该虚拟机工作。
Claims (30)
1.用于在轨道交通（BVK）中、特别是在铁路交通（SVK）中的信号识别的方法，其中
a）至少部分地并且基本上关于地理环境和轨道路线（BST，SST）上的轨道交通信号控制，位置相关地以参考位置信息（ROI）和参考信号状态信息（RSZI）的形式检测在轨道网（BNE）、特别是铁路网（SNE）中的轨道路线（BST）、特别是铁路路线（SST）的分布，以及在检测上下文中评估所述地理环境和所述轨道交通信号控制，特别是向所述地理环境和所述轨道交通信号控制配备附加标记，和
b）存储位置相关的参考数据（RFD），所述参考数据除了所检测的参考位置信息（ROI）和位置相关的参考信号状态信息（RSZI）之外还或者包含位置相关的、从所述评估中获得的上下文和提示信息（KHI）或者包含位置相关的、从所述评估中获得的上下文和提示信息（KHI）以及位置和检测上下文相关的元信息（MI），
其特征在于，
在信号识别操作中
c）针对所述轨道路线（BST）上的每个任意位置确定轨道位置坐标（BOK）、特别是铁路位置坐标（SOK），其中轨道车辆（BFZ）、特别是铁路车辆（SFZ）能够在所述轨道路线上移动，利用所述轨道位置坐标能够充分说明所述车辆（BFZ，SFZ）的位置，
d）针对每个确定的轨道位置坐标（BOK，SOK），检测关于所述地理环境的操作位置信息（BOI）和关于用于轨道交通信号控制的信号控制设备（SSA）的操作信号状态信息（BSZI），
e）所述操作位置信息（BOI）与所述参考位置信息（ROI），以及关于所述操作位置信息（BOI）和与所述操作位置信息（BOI）对应的参考位置信息（ROI）的所述操作信号状态信息（BSZI）与所述参考信号状态信息（RSZI），基于所存储的参考数据（RDA）被如此匹配，使得当在考虑所述参考数据（RDA）中包含的上下文和提示信息（KHI）或所述上下文和提示信息（KHI）以及所述元信息（MI）的情况下，关于所述操作位置信息（BOI）以及与所述操作位置信息（BOI）对应的参考位置信息（ROI）的所述操作信号状态信息（BSZI）对应于在所述参考数据（RDA）中包含的参考信号状态信息（RSZI）时，所检测的操作信号状态信息（BSZI）被发现用于所述信号识别，在该信号识别时将识别信号（SI）和/或信号状态（SZ）以用于针对所述确定的轨道位置坐标（BOK，SOK）控制所述轨道路线（BST，SST）上的轨道交通（BHK，SVK）。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
从所识别的信号（SI）和/或信号状态（SZ）中以及在考虑所存储的轨道路线和轨道车辆信息（BSBFI）、特别是铁路路线和铁路车辆信息（SSSFI）的情况下，计算或推导出至少一个驾驶动作（FAK），其中所述轨道路线和轨道车辆信息（BSBFI）涉及轨道车辆技术的、特别是铁路车辆技术的规则以及轨道车辆属性和能力，特别是铁路车辆属性和能力。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所计算或推导出的驾驶动作（FAK）作为推荐在显示装置（AZE）上显示给所述轨道车辆（BFZ，SFZ）的驾驶室（TFS）中的驾驶员（FZF），用作驾驶命令的确认或转发给所述轨道车辆（BFZ，SFZ）的自动驾驶系统（AFS）以用于所述驾驶动作（FAK）的自动实施。
4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，
特别是通过技术失真措施改变针对所述确定的轨道位置坐标（BOK，SOK）检测的操作位置信息（BOI），以补偿在为了信息匹配而检测参考位置信息（ROI）和操作位置信息（BOI）时的不准确性。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，
a）检测关于地理环境的所述操作位置信息（BOI）和关于根据轨道路线信息（BSI）、特别是铁路路线信息（SSI）针对其中传送的轨道位置坐标（BOK）、特别是其中传送的铁路位置坐标（SOK）进行的轨道交通信号控制的所述操作信号状态信息（BSZI），或者
b）检测关于地理环境的所述操作位置信息（BOI）和关于根据轨道路线信息（BSI）、特别是铁路路线信息（SSI）针对其中传送的轨道位置坐标（BOK）、特别是其中传送的铁路位置坐标（SOK）进行的轨道交通信号控制的所述操作信号状态信息（BSZI），以及检测关于地理环境的所述参考位置信息（ROI）和关于根据轨道路线信息（BSI）、特别是铁路路线信息（SSI）针对其中传送的所述轨道车辆（BEZ，SFZ）的地理位置进行的轨道交通信号控制的所述参考信号状态信息（RSZI）。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，
为了所述地理环境的评估和所述检测上下文中的轨道交通信号控制，考虑相对于所述轨道车辆（BFZ，SFZ）检测地理环境和在所述轨道路线（BST，SST）上的轨道交通（BVK，SVK）的信号控制的精确位置和/或角度。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
利用所述元信息（MI）除了根据字面意义涉及所检测的信息和在检测上下文中通过评估而获得的信息的特征或者特性的信息之外，还说明如何通过生成所述信号控制设备（SSA）关于信号设备类型和信号设备状态的校准信息来进行信号控制的方式。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其特征在于，
所述参考数据（RDA）静态地在特殊行程中或基于由所述轨道网（BNE，SNE）中的所述轨道路线（BST，SST）上的所述轨道车辆（BFZ，SFZ）的人员对地理环境和信号控制有针对性的检测而产生和存储。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，
已经按照权利要求8存储的参考数据（RDA）动态地由所检测的操作位置信息（BOI）和所检测的操作信号状态信息（BSZI）补充并存储。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，
以图像的形式，例如以周围的景观和信号设备的图像的形式，检测所述地理环境和所述轨道路线（BST，SST）上的所述轨道交通（BVK，SVK）的信号控制。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其特征在于，
在所述轨道交通（BVK，SVK）的动态信号控制时，如果识别到具有闪烁部分的信号图像，则按照权利要求1中的特征a）至e）以短的时间间隔将信号识别方法重复地用于所述确定的轨道位置坐标（BOK，SOK）。
12.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，
利用共同轨道车队的其他轨道车辆的相应数据外部匹配和为此分配静态产生的参考数据（RDA）或静态产生的参考数据（RDA）以及补充该静态产生的参考数据（RDA）的动态产生的操作数据（BOI，BSZI）。
13.用于轨道交通（SVK）、特别是铁路交通（SVK）中的信号识别（SEV）的装置，该装置具有：
a）至少一个检测装置（EFE，BAZG），利用所述至少一个检测装置能够至少部分地并且基本上关于地理环境和轨道路线（BST，SST）上的轨道交通信号控制，位置相关地以参考位置信息（ROI）和参考信号状态信息（RSZI）的形式检测在轨道网（BNE）、特别是铁路网（SNE）中的轨道路线（BST）、特别是铁路路线（SST）的分布，并且该至少一个检测装置具有处理部件（BKO），经由所述处理部件能够在检测上下文中评估所述地理环境和所述轨道交通信号控制，特别是能够向所述地理环境和所述轨道交通信号控制配备附加标记，其中
a1）能够将位置相关的参考数据（RDA）或者（选项“A”）存储到与包括所述处理部件（BKO）的所述检测装置（EFE，BAZG）连接的装置内部的存储器装置（SPE）中或者（选项“B”）存储到能与包括所述处理部件（BKO）的所述检测装置（EFE，BAZG）连接的装置外部的存储器装置（SPE）中，所述参考数据（RDA）除了所检测的参考位置信息（ROI）和位置相关的参考信号状态信息（RSZI）之外还或者包含位置相关的、由所述处理部件（BKO）基于所述评估提供的上下文和提示信息（KHI）或者包含位置相关的、由所述处理部件（BKO）基于所述评估提供的上下文和提示信息（KHI）以及位置和检测上下文相关的元信息（MI），
其特征在于，
b）位置确定装置（PBE），利用所述位置确定装置能够在信号识别操作中针对所述轨道路线（BST，SST）上的每个任意位置确定轨道位置坐标（BOK）、特别是铁路位置坐标（SOK），其中轨道车辆（BFZ）、特别是铁路车辆（SFZ）能够在所述轨道路线上移动，以及利用所述轨道位置坐标能够充分说明所述车辆（BFZ，SFZ）的位置，
c）所述检测装置（EFE，BAZG）能够针对每个所确定的轨道位置坐标（BOK，SOK），检测关于地理环境的操作位置信息（BOI）和关于用于轨道交通信号控制的信号控制设备（SSA）的操作信号状态信息（BSZI），
d）位置匹配装置（PAE），其将所述操作位置信息（BOI）与所述参考位置信息（ROI），以及关于所述操作位置信息（BOI）和与所述操作位置信息（BOI）对应的参考位置信息（ROI）的所述操作信号状态信息（BSZI）与所述参考信号状态信息（RSZI），基于所存储的参考数据（RDA）如此匹配，使得当在考虑所述参考数据（RDA）中包含的上下文和提示信息（KHI）或所述上下文和提示信息（KHI）以及所述元信息（MI）的情况下，关于所述操作位置信息（BOI）以及与所述操作位置信息（BOI）对应的参考位置信息（ROI）的所述操作信号状态信息（BSZI）对应于在所述参考数据（RDA）中包含的参考信号状态信息（RSZI）时，所检测的操作信号状态信息（BSZI）被发现用于所述信号识别，在该信号识别时将识别信号（SI）和/或信号状态（SZ）以用于针对所述确定的轨道位置坐标（BOK，SOK）控制所述轨道路线（BST，SST）上的轨道交通（BHK，SVK）。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，
存在控制装置（STE），该控制装置从由所述位置匹配装置（PAE）识别的信号（SI）和/或信号状态（SZ）中以及在考虑存储在数据库（DAB）中的轨道路线和轨道车辆信息（BSBFI）、特别是铁路路线和铁路车辆信息（SSSFI）的情况下，计算或推导出至少一个驾驶动作（FAK），其中所述轨道路线和轨道车辆信息（BSBFI）涉及轨道车辆技术的、特别是铁路车辆技术的规则以及轨道车辆属性和能力，特别是铁路车辆属性和能力。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，
所述控制装置（STE）被构造为，使得所计算或推导出的驾驶动作（FAK）作为推荐在显示装置（AZE）上显示给所述轨道车辆（BFZ，SFZ）的驾驶室（TFS）中的驾驶员（FZF），用作驾驶命令的确认或转发给所述轨道车辆（BFZ，SFZ）的自动驾驶系统（AFS）以用于所述驾驶动作（FAK）的自动实施。
16.根据权利要求13、14或15所述的装置，其特征在于
位置补偿装置（PAUE），该位置补偿装置为了信号识别而连接在所述位置匹配装置（PAE）之前，并且特别是通过技术失真措施改变由所述检测装置（EFE）针对所述确定的轨道位置坐标（BOK，SOK）检测的操作位置信息（BOI），以补偿参考位置信息（ROI）和操作位置信息（BOI）的检测不准确性以进行信息匹配。
17.根据权利要求13至16中任一项所述的装置，其特征在于，
所述检测装置（EFE，BAZG）具有控制接口（STSS），经由所述控制接口（STSS）所述检测装置（EFE，BAZG）从所述位置确定装置（PBE）获得轨道路线信息（BSI）、特别是铁路路线信息（SSI），并且利用所述控制接口（STSS）能够控制所述检测装置（EFE，BAZG），使得该检测装置
a）检测关于地理环境的所述操作位置信息（BOI）和关于根据轨道路线信息（BSI，SSI）针对其中传送的轨道位置坐标（BOK）、特别是其中传送的铁路位置坐标（SOK）进行的轨道交通信号控制的所述操作信号状态信息（BSZI），或者
b）检测关于地理环境的所述操作位置信息（BOI）和关于根据轨道路线信息（BSI，SSI）针对其中传送的轨道位置坐标（BOK）、特别是其中传送的铁路位置坐标（SOK）进行的轨道交通信号控制的所述操作信号状态信息（BSZI），以及检测关于地理环境的所述参考位置信息（ROI）和关于根据轨道路线信息（BSI，SSI）针对其中传送的所述轨道车辆（BEZ，SFZ）的地理位置进行的轨道交通信号控制的所述参考信号状态信息（RSZI）。
18.根据权利要求13至17中任一项所述的装置，其特征在于，
所述检测装置（EFE，BAZG）被构造为，为了所述地理环境的评估和所述检测上下文中的轨道交通信号控制，考虑相对于所述轨道车辆（BFZ，SFZ）检测所述地理环境和在所述轨道路线（BST，SST）上的轨道交通（BVK，SVK）的信号控制的精确位置和/或角度。
19.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，
所述元信息（MI）除了根据字面意义涉及所检测的信息和在检测上下文中通过评估而获得的信息的特征或者特性的信息之外，还说明如何通过生成所述信号控制设备（SSA）关于信号设备类型和信号设备状态的校准信息来进行信号控制的方式。
20.根据权利要求13至19中任一项所述的装置，其特征在于，
所述检测装置（EFE，BAZG）被构造为，使得所述参考数据（RDA）静态地在特殊行程中或基于由所述轨道网（BNE，SNE）中的所述轨道路线（BST，SST）上的所述轨道车辆（BFZ，SFZ）的人员对所述地理环境和所述信号控制有针对性的检测而产生和存储。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，
所述检测装置（EFE，BAZG）被构造成，使得已经按照权利要求20存储的参考数据（RDA）动态地由分别检测的操作位置信息（BOI）和分别检测的操作信号状态信息（BSZI）补充并存储。
22.根据权利要求13至21中任一项所述的装置，其特征在于，
所述检测装置（EFE，BAZG）被构造为图像记录设备（BAZG），特别是构造为传统的摄像机或红外相机，其以图像的形式，例如以周围的景观和信号设备的图像的形式，检测所述地理环境和所述轨道路线（BST，SST）上的所述轨道交通（BVK，SVK）的信号控制。
23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，
所述图像记录设备（BAZG）被构造成可旋转的。
24.根据权利要求12至23中任一项所述的装置，其特征在于，
在所述信号识别装置（SEV）中包括两个检测装置（EFE，BAZG）。
25.根据权利要求22至24中任一项所述的装置，其特征在于，
所述图像记录设备（BAZG）具有校正部件（KOK），该校正部件将天气和亮度数据引入图像材料的评估中。
26.根据权利要求22至25中任一项所述的装置，其特征在于，
所述图像记录设备（BAZG）具有焦距改变部件（BVK），所述焦距改变部件根据至所述信号的距离选择正确的记录角度，以由此最佳地支持对所述信号的多重分析。
27.根据权利要求22至26中任一项所述的装置，其特征在于，
所述图像记录设备（BAZG）具有照明部件（BLK），特别是在人的可视范围内或外工作的前照灯。
28.根据权利要求20或21所述的装置，其特征在于，
所述装置与外部分析站（AWS）连接，并且与所述外部分析站（AWS）构成功能单元，使得利用共同轨道车队的其他轨道车辆的相应数据外部匹配和为此分配静态产生的参考数据（RDA）或静态产生的参考数据（RDA）以及补充该静态产生的参考数据（RDA）的动态产生的操作数据（BOI，BSZI）。
29.根据权利要求13至28中任一项所述的装置，其特征在于
虚拟机，其在“轨道交通系统的软件定义信号识别”的意义下构造和工作。
30.用于在轨道交通（BVK）、特别是铁路交通（SVK）中的信号识别的轨道车辆（BFZ，SFZ），其特征在于，
根据权利要求13至29中任一项所述的用于信号识别的装置（SVE）集成到所述轨道车辆（BFZ，SFZ）中。
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