DE102006033211A1

DE102006033211A1 - System, insbesondere Nahverkehrsbahnsystem, und Verfahren zur fahrzeugseitigen Fahrwegerfassung für ein solches System

Info

Publication number: DE102006033211A1
Application number: DE102006033211A
Authority: DE
Inventors: Aleksander Isailovski; Karsten Rahn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2006-07-12
Filing date: 2006-07-12
Publication date: 2008-01-24
Also published as: WO2008006803A1; EP2038675A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System, insbesondere Nahverkehrsbahnsystem, und ein Verfahren zur fahrzeugseitigen Fahrwegerfassung für ein solches System. Das System weist Fahrzeuge auf, die sich entlang einer Fahrstrecke (7) bewegen, an der zumindest eine wegseitige Ortsmarkierung (1) fest angeordnet ist, die eine Sendeeinrichtung aufweist und die ihre Identifizierung an die Fahrzeuge überträgt, indem sie ein Signal mit der Identifizierung über die Antenne der Sendeeinrichtung abstrahlt, deren Abstrahlcharakteristik (2) eine Hauptkeule (3) aufweist, wobei die Fahrzeuge das Passieren der Ortsmarkierung (1) erfassen. Um Fehler bei der fahrzeugseitigen Ortsbestimmung zu verringern, wird vorgeschlagen, dass der Ort (O) der Sendeeinrichtung und damit der Ortsmarkierung (1) der mittlere Ort zwischen den beiden Orten (11, 12) ist, an denen das Signal der Hauptkeule (3) beim Passieren einen vorgegebenen Schwellwert (8) zunächst über- und anschließend wieder unterschreitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein System, insbesondere Nahverkehrsbahnsystem, und ein Verfahren zur fahrzeugseitigen Fahrwegerfassung für ein solches System gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 8.
Nahverkehrsbahnsysteme, bei denen sich Fahrzeuge entlang von Fahrstrecken eines Streckennetzes bewegen, sind allgemein bekannt. Zur Ortung der Fahrzeuge sind wegseitige Ortsmarkierungen in Form von Balisen an den Fahrstrecken fest angeordnet. Die Balisen weisen eine Sendeeinrichtung auf, mit deren Hilfe die Identifizierung der Balise zu den passierenden Fahrzeugen übertragen wird. Zur Übertragung ist die Sendeeinrichtung mit einer Antenne versehen, die wie jede richtungsabhängige Antenne eine Abstrahlcharakteristik mit einer Hauptkeule in Hauptstrahlrichtung aufweist. Beim Passieren der Balise wird deren Ort mit Hilfe der fahrzeugseitigen Fahrwegerfassung bestimmt und mit dem bekannten Ort dieser Balise verglichen und die fahrzeugseitige Fahrwegerfassung entsprechend neu kalibriert bzw. korrigiert.
Speziell ist bekannt, als Ort der Balise den Ort anzusehen, bei dem die Spannung des von der Balise ausgesendeten Signals einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Dieses Verfahren hat den Nachteil, dass die fahrzeugseitige Bestimmung des Orts der Balise oft einen zu großen Fehler aufweist.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, den Fehler bei der fahrzeugseitigen Ortsbestimmung zu verringern und damit die Ortungsgenauigkeit der Selbstortung des Fahrzeugs zu erhöhen.
Die Aufgabe wird bezogen auf das System und bezogen auf das Verfahren durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst; die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen.
Die Lösung der Aufgabe sieht bezogen auf das System und das Verfahren vor, dass der Ort der Sendeeinrichtung und damit der Ortsmarkierung der mittlere Ort zwischen den beiden Orten ist, an denen das Signal der Hauptkeule beim Passieren einen vorgegebenen Schwellwert zunächst über- und anschließend wieder unterschreitet. Die Idee besteht also darin, das Balisensignal nachträglich zu bewerten, d.h. für die Hauptkeule der Abstrahlcharakteristik zwei Orte zu bestimmen und als Ort der Balise den Ort anzusehen, der in der Mitte zwischen diesen beiden Orten liegt, was mit einer deutlich höheren Genauigkeit verbunden ist.
Zur Korrektur der fahrzeugseitigen Fahrwegerfassung wird vorgeschlagen, dass der Ort der Ortsmarkierung den Fahrzeugen bekannt ist, dass die Fahrzeuge den jeweils zurückgelegten Fahrweg erfassen und anhand des Fahrwegs ihren momentanen Ort selbst bestimmen und dass die Fahrzeuge ihre fahrzeugseitige Fahrwegerfassung anhand des bekannten Orts der Ortsmarkierung nach Art einer Eichung der Fahrwegerfassung jeweils korrigieren.
Die Genauigkeit der Fahrwegerfassung lässt sich erhöhen, wenn die Fahrzeuge ihren momentanen Ort jeweils ausgehend von einer passierten Ortsmarkierung bestimmen.
Eine technisch einfache Ausführungsform sieht vor, dass die Ortsmarkierung als Balise ausgebildet ist.
Eine ausreichende Genauigkeit erhält man, wenn die Erfassung des Fahrwegs mittels Wegimpulsgebern über den Raddurchmessern erfolgt.
Kontaktlos lässt sich der Fahrweg mittels Doppelradaren erfassen.
Störungsunabhängiger ist das System, wenn das Signal der Ortmarkierung jeweils nur zwischen zwei vorgegebenen Orten ausgewertet wird, also innerhalb eines plausiblen Ortsfensters.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher beschrieben, deren einzige Figur eine Ortsmarkierung 1 in Form einer Balise 1a mit einer Abstrahlcharakteristik 2 zeigt.
Die Balise 1a gehört zu einem nicht weiter gezeigten Nahverkehrsbahnsystem, bei dem sich Fahrzeuge entlang von Fahrstrecken eines Streckennetzes bewegen, wobei an den Fahrstrecken wegseitig Balisen 1a fest angeordnet sind.
Jede Balise 1a weist eine Sendeeinrichtung auf, die ihre Identifizierung an die Fahrzeuge beim Passieren überträgt. Dazu wird ein Signal über die Antenne der Sendeeinrichtung und damit der Balise 1a beim Passieren der entsprechenden Balise 1a zum Fahrzeug hin abgestrahlt.
Die Abstrahlcharakteristik 2 oder auch Richtcharakteristik der Antenne der Sendeeinrichtung der Balise 1a stellt den Gewinn der Antenne dar. Dieser ist – wie allgemein üblich – als Richtdiagramm in Polarkoordinaten dargestellt. Man spricht bei Abstrahlcharakteristiken 2 auch von Keulencharakteristiken mit einer Hauptkeule 3 in Hauptstrahlrichtung (Pfeil 4) und mehreren Nebenkeulen 5, 6 oder "Nebenzipfeln", welche an schaulich das Verhältnis der relativen Sendeleistung in Abhängigkeit vom Abstrahlwinkel zeigen. Desto größer die Richtwirkung der Antenne der Balise 1a desto schmaler wird die Hauptstrahlkeule 3.
Die Abstrahlcharakteristik 2 der Balise 1a in der Figur zeigt eine Hauptkeule 3 in Hauptstrahlrichtung (Pfeil 4) und beidseitig der Hauptkeule 3 jeweils eine Nebenkeule 5, 6, die spiegelsymmetrisch zur Hauptstrahlrichtung (Pfeil 4) verlaufen.
In der Figur ist schematisch der Verlauf der Fahrstrecke 7 des passierenden Fahrzeugs eingezeichnet.
Das Fahrzeug verfügt über einen nicht gezeigte, im Fahrzeug untergebrachte Fahrwegerfassung, die den vom Fahrzeug von einem Ausgangspunkt aus zurückgelegten Fahrweg mittels Wegimpulsgebern anhand des Raddurchmessers in bekannter Weise ermittelt. Selbstverständlich sind auch andere Verfahren der Fahrwegermittlung möglich, beispielsweise die Fahrwegerfassung mittels Dopplerradaren. Zweckmäßigerweise ist der Ausgangspunkt für den zurückgelegten Weg jeweils die zuletzt passierte Balise 1a, deren Ort dem Fahrzeug und damit der Fahrwegerfassung jeweils bekannt ist.
Bewegt sich das Fahrzeug vom Ort O1 zum Ort O2 (also innerhalb dieses Ortsfensters, das entsprechend groß, wenn auch nicht zu groß, und damit plausibel ist) entlang der Fahrstrecke 7, so ermittelt es bei einem vorgegebenen Schwellwert 8 beim Passieren der Nebenkeule 6 am Ort 9 ein Überschreiten und am Ort 10 ein anschließendes Unterschreiten des Schwellwerts. Dasselbe ereignet sich in Bezug auf die Hauptkeule 3 an den Orten 11 und 12 und in Bezug auf die Nebenkeule 5 an den Orten 13, 14.
Praktisch wird an diesen Orten 9, 10, ..., 14 jeweils ein hochgenaues (Attention-)Signal ATN erzeugt, hier also ATN1, ATN2, ..., ATN6 an den entsprechenden Orten 9, 10, ..., 14. (Die Signale ATN können jeweils mit einem hochgenauen Zeitstempel versehen werden, was es in Folge ermöglicht, den Balisenort O anhand der Zeitstempel zu ermitteln.) Anhand der Signale ATN lässt sich die Hauptkeule 3 identifizieren und dieser entsprechend die Signale ATN3 und ATN4 zuordnen. Dies ist aufgrund der unterschiedlichen Abstände zwischen den Signalen ATN auch dann möglich, wenn nur eine Nebenkeule 5 oder 6 vorhanden ist oder aber keine Nebenkeulen 5 oder 6 vorhanden sind.
Der Ort O der Balise ist dann der mittlere Ort zwischen den beiden Signalen ATN3 und ATN4 bzw. den Orten 11, 12.
Die Fahrwegerfassung setzt dann intern den Ort, der beim Passieren der Balise 1a ermittelt wurde, als Ort O der Balise 1a, welcher der Fahrwegerfassung genau bekannt ist.
Die Höhe des Schwellwertes hat letzten Endes keinen Einfluss auf die Genauigkeit des Verfahrens, da dieses dann mit relativen Bezügen zu zeitlichen Ereignissen arbeitet (Ermittlung der zeitlichen Mitte).

Claims

System, insbesondere Nahverkehrsbahnsystem, mit sich entlang einer Fahrstrecke (7), insbesondere eines Streckennetzes, bewegenden Fahrzeugen, an der zumindest eine wegseitige Ortsmarkierung (1) fest angeordnet ist, die eine Sendeeinrichtung aufweist und die ihre Identifizierung an die Fahrzeuge überträgt, indem sie ein Signal mit der Identifizierung über die Antenne der Sendeeinrichtung abstrahlt, deren Abstrahlcharakteristik (2) eine Hauptkeule (3) aufweist, wobei die Fahrzeuge das Passieren der Ortsmarkierung (1) erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ort (O) der Sendeeinrichtung und damit der Ortsmarkierung (1) der mittlere Ort zwischen den beiden Orten (11, 12) ist, an denen das Signal der Hauptkeule (3) beim Passieren einen vorgegebenen Schwellwert (8) zunächst über- und anschließend wieder unterschreitet.
System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ort (O) der Ortsmarkierung (1) den Fahrzeugen bekannt ist, dass die Fahrzeuge den jeweils zurückgelegten Fahrweg erfassen und anhand des Fahrwegs ihren momentanen Ort selbst bestimmen und dass die Fahrzeuge ihre fahrzeugseitige Fahrwegerfassung anhand des bekannten Orts (O) der Ortsmarkierung (1) nach Art einer Eichung der Fahrwegerfassung jeweils korrigieren.
System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeuge ihren momentanen Ort jeweils ausgehend von einer passierten Ortsmarkierung (1) selbst bestimmen.
System nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortsmarkierung (1) als Balise (1a) ausgebildet ist.
System nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung des Fahrwegs mittels Wegimpulsgebern über den Raddurchmesser erfolgt.
System nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung des Fahrwegs mittels Dopplerradaren erfolgt.
System nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal der Ortsmarkierung (1) jeweils zwischen zwei vorgegebenen Orten (O1, O2) ausgewertet wird.
Verfahren zur fahrzeugseitigen Fahrwegerfassung für ein System, insbesondere ein Nahverkehrsbahnsystem, mit sich entlang einer Fahrstrecke (7), insbesondere eines Streckennetzes, bewegenden Fahrzeugen, an der zumindest eine wegseitige Ortsmarkierung (1) fest angeordnet ist, die eine Sendeeinrichtung aufweist und die ihre Identifizierung an die Fahrzeuge überträgt, indem sie ein Signal mit der Identifizierung über die Antenne der Sendeeinrichtung abstrahlt, deren Abstrahlcharakteristik (2) eine Hauptkeule (3) aufweist, wobei die Fahrzeuge das Passieren der Ortsmarkierung (1) erfassen, dadurch gekennzeichnet, dass das Signal der Hauptkeule (3) beim Passieren der Ortsmarkierung (1) erfasst wird und dass der Ort (O) der Sendeeinrichtung und damit der Ortsmar kierung (1) der mittlere Ort zwischen den beiden Orten (11, 12) ist, an denen das Signal der Hauptkeule (3) beim Passieren einen vorgegebenen Schwellwert (8) zunächst über- und anschließend wieder unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ort (O) der Ortsmarkierung (1) den Fahrzeugen bekannt ist, dass die Fahrzeuge den jeweils zurückgelegten Fahrweg erfassen und anhand des Fahrwegs ihren momentanen Ort selbst bestimmen und dass die Fahrzeuge ihre fahrzeugseitige Fahrwegerfassung jeweils anhand des bekannten Orts (O) der Ortsmarkierung (1) korrigieren.