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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Umgebung einer Schienenfahrbahn. Ferner betrifft die Erfindung ein Überwachungssystem.
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Befindet sich auf oder neben einer Schienenfahrbahn, auf welcher ein Schienenfahrzeug fährt, eine Person und/oder ein Gegenstand, wie z.B. ein umgefallener Baum, ein Gesteinsbrocken, ein Oberleitungsmast oder ein Kraftfahrzeug, besteht die Gefahr einer Kollision zwischen dem Schienenfahrzeug und der Person bzw. dem Gegenstand. Dabei kann es zu schweren Personenschäden und/oder schweren Sachschäden kommen.
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Wetter- bzw. witterungsbedingte Schienenfahrbahnschäden können ebenfalls schwere Sach- und/oder Personenschäden verursachen, z.B. falls das Schienenfahrzeug durch einen solchen Schienenfahrbahnschaden entgleist.
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Insbesondere bei einer hohen Fahrgeschwindigkeit kann ein Triebfahrzeugführer eine beschädigte Stelle der Schienenfahrbahn, eine auf oder neben der Schienenfahrbahn befindliche Person und/oder einen auf oder neben der Schienenfahrbahn befindlichen Gegenstand nicht früh genug erkennen, um das Schienenfahrzeug vor der Person, dem Gegenstand bzw. der beschädigten Stelle der Schienenfahrbahn zum Stillstand zu bringen.
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Solche Personen- bzw. Sachschäden, die auf Kollisionen und/oder Schienenfahrbahnschäden zurückgehen, können bisher lediglich dadurch vermieden werden, dass die Schienenfahrbahn von Bahnmitarbeitern überwacht wird, was jedoch sehr zeit- und arbeitsaufwändig ist.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren anzugeben, mit dem eine Umgebung einer Schienenfahrbahn automatisiert überwacht werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem erfindungsgemäß von einer Sensoreinheit ein von einem Zustand der Umgebung abhängendes Sensorsignal erzeugt wird, von einer Analyseeinheit unter Verwendung des Sensorsignals eine vom Zustand der Umgebung abhängige Ausgabeinformation erzeugt wird und die Ausgabeinformation in einem Schienenfahrzeug verarbeitet wird.
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Vorliegend kann der Begriff „automatisiert“ als teil- oder vollautomatisiert aufgefasst werden.
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Unter der Schienenfahrbahn kann eine Fahrbahn für Schienenfahrzeuge verstanden werden. Die Schienenfahrbahn umfasst zweckmäßigerweise zumindest zwei Schienen. Weiterhin kann die Schienenfahrbahn eine Mehrzahl von Schwellen umfassen.
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Das Schienenfahrzeug, in dem die Ausgabeinformation verarbeitet wird, kann auf der überwachten Schienenfahrbahn fahren. Alternativ ist es möglich, dass das Schienenfahrzeug auf einer anderen Schienenfahrbahn fährt – z.B. auf einer Schienenfahrbahn, die neben der überwachten Schienenfahrbahn angeordnet ist und insbesondere parallel zur überwachten Schienenfahrbahn verläuft.
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Die Umgebung der Schienenfahrbahn kann einen oder mehrere Bereiche umfassen. Dieser Bereich bzw. diese Bereiche können neben der Schienenfahrbahn oder vielmehr neben einem Abschnitt der Schienenfahrbahn angeordnet sein, insbesondere in einem Radius von bis zu 50 m von der Schienenfahrbahn. Ferner kann die Umgebung der Schienenfahrbahn die Schienenfahrbahn als solche bzw. einen Abschnitt der Schienenfahrbahn umfassen. Ein solcher Abschnitt der Schienenfahrbahn, der zur überwachten Umgebung gehört, kann beispielsweise mehrere 100 m lang sein.
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Unter der Sensoreinheit kann eine Vorrichtung oder ein System aus Vorrichtungen verstanden werden, welche bzw. welches zumindest einen Sensor aufweist. Die Sensoreinheit kann unter anderem Elemente zur Übertragung von Daten an den Sensor und/oder zur Übertragung von Daten vom Sensor an eine andere Vorrichtung umfassen.
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Als Analyseeinheit kann eine Vorrichtung oder ein System aus Vorrichtungen aufgefasst werden, welche bzw. welches zum Auswerten eines Signals, insbesondere des von der Sensoreinheit erzeugten Sensorsignals, eingerichtet ist. Die Analyseeinheit umfasst sinnvollerweise zumindest einen Rechner. Ferner kann die Analyseeinheit ein Bestandteil eines Cloud-Computing-Systems sein.
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In der Analyseeinheit können softwarebasierte Regeln zur Durchführung vorgegebener Aktionen, insbesondere in Abhängigkeit vom Sensorsignal und/oder vom Zustand der überwachten Umgebung, hinterlegt sein. Dabei können mehreren vorbestimmten Zuständen der überwachten Umgebung jeweils unterschiedliche durchzuführende Aktionen zugeordnet sein.
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Die zuvor erwähnte Ausgabeinformation kann eine oder mehrere Einzelinformationen umfassen.
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Zweckmäßigerweise umfasst das Verarbeiten der Ausgabeinformation, dass ein Fahrtzustand des Schienenfahrzeugs verändert wird, insbesondere in Abhängigkeit von einem Informationsgehalt der Ausgabeinformation. Das Verändern des Fahrzustands kann unter anderem umfassen, dass eine Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs, eine Beschleunigung des Schienenfahrzeugs und/oder eine Richtung, in welche das Schienenfahrzeug fährt, verändert wird.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird zum Erzeugen der Ausgabeinformation von der Analyseeinheit unter anderem ermittelt, wie viele Objekte sich in der überwachten Umgebung der Schienenfahrbahn befinden. Vorzugsweise wird von der Analyseeinheit außerdem zum Erzeugen der Ausgabeinformation ermittelt, um welchen Objekttyp es sich bei dem jeweiligen Objekt handelt, welchen Standort das jeweilige Objekt in der überwachten Umgebung, insbesondere relativ zur Schienenfahrbahn, aufweist und/oder welches zeitliche Verhalten, insbesondere welches Bewegungsverhalten, das jeweilige Objekt aufweist. Zweckmäßigerweise erfolgt das Ermitteln dieser Parameter unter Verwendung des Sensorsignals.
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Vorliegend kann als Objekt ein Gegenstand oder ein Lebewesen aufgefasst werden. Das Objekt kann insbesondere ein Hindernis auf der Schienenfahrbahn sein.
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Der Objekttyp kann die zwei Kategorien „statisch“ und „dynamisch“ umfassen. Diese beiden Kategorien des Objekttyps können jeweils in eine oder mehrere Unterkategorien unterteilt sein. Eine Unterkategorie der Kategorie „dynamisch“ kann unter anderem sein: Mensch, Tier, Fahrzeug. Eine Unterkategorie der Kategorie „statisch“ kann unter anderem sein: Baum, Mast, Gesteinsbrocken.
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Das Ermitteln des Objekttyps kann beispielsweise anhand einer Bilderkennung erfolgen. Zum Zwecke der Bilderkennung können in der Analyseeinheit Bildmuster hinterlegt sein, die sich auf eine Form und/oder ein Bewegungsverhalten eines Objekts beziehen.
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Des Weiteren kann das Ermitteln des Standorts des Objekts unter anderem eine Abstandsbestimmung, insbesondere eine Bestimmung eines Abstands zur Schienenfahrbahn, umfassen. Weiterhin kann das Ermitteln des Bewegungsverhaltens beispielsweise ein Ermitteln eines Bewegungsvektors, d.h. einer Bewegungsrichtung und einer Bewegungsgeschwindigkeit, des Objekts umfassen.
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Sinnvollerweise hängt auch der Zustand der überwachten Umgebung der Schienenfahrbahn unter anderem davon ab, wie viele Objekte sich in der überwachten Umgebung befinden, um welchen Objekttyp es sich bei dem jeweiligen Objekt handelt, welchen Standort das jeweilige Objekt in der überwachten Umgebung, insbesondere relativ zur Schienenfahrbahn, aufweist und/oder welches zeitliche Verhalten, insbesondere welches Bewegungsverhalten, das jeweilige Objekt aufweist.
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Vorzugsweise wird zum Erzeugen der Ausgabeinformation von der Analyseeinheit, insbesondere unter Verwendung des Sensorsignals, ermittelt, ob in der überwachten Umgebung die Schienenfahrbahn beschädigt ist, Schnee oder Starkregen fällt, Nebel liegt und/oder Hochwasser herrscht. Hierdurch kann die Verarbeitung der Ausgabeinformation in Abhängigkeit von einem Zustand der Schienenfahrbahn in der überwachten Umgebung, insbesondere in Abhängigkeit von einem Reibungskoeffizienten der Schienenfahrbahn, erfolgen. Ferner kann dadurch die Verarbeitung der Ausgabeinformation in Abhängigkeit von Sicht- und/oder Wetterverhältnissen in der überwachten Umgebung erfolgen.
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Ferner kann – bei Vorliegen von Schnee, Starkregen, Nebel und/oder Hochwasser – von der Analyseeinheit ein zeitliches Verhalten des Schnees, Starkregens, Nebels und/oder Hochwassers ermittelt werden. Ein solches zeitliches Verhalten kann sich beispielsweise auf eine zeitliche Entwicklung eines Wasserspiegels, einer Nebeldichte und/oder einer pro Zeiteinheit gefallenen Schnee- oder Regenmenge beziehen.
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In der überwachten Umgebung der Schienenfahrbahn kann ein Bahnsteig angeordnet sein, wobei der Bahnsteig vollständig oder abschnittsweise in der überwachten Umgebung angeordnet sein kann. Zweckmäßigerweise ist das von der Sensoreinheit erzeugte Sensorsignal von einem Zustand des Bahnsteigs abhängig. Weiter ist es zweckmäßig, wenn die von der Analyseeinheit erzeugte Ausgabeinformation vom Zustand des Bahnsteigs abhängig ist. Dadurch wird eine Überwachung des Bahnsteigs ermöglicht.
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Eine Überwachung des Bahnsteigs kann u.a. deshalb sinnvoll sein, weil es nicht nur dann zu Personenschäden kommen kann, wenn sich eine Person auf oder neben der Schienenfahrbahn befindet, sondern auch z.B. dann, wenn ein Abstand, den eine Person zu einer Bahnsteigkante aufweist, einen vorgegebenen Sicherheitsabstand unterschreitet. Im letztgenannten Fall kann die Person unter Umständen durch das einfahrende bzw. vorbeifahrende Schienenfahrzeug mitgerissen werden.
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Der Zustand des Bahnsteigs kann unter anderem davon abhängen, wie viele Objekte sich auf dem Bahnsteig befinden, um welchen Objekttyp es sich bei dem jeweiligen Objekt auf dem Bahnsteig handelt, welchen Standort das jeweilige Objekt auf dem Bahnsteig, insbesondere relativ zu einer Bahnsteigkante, aufweist und/oder welches zeitliche Verhalten, insbesondere welches Bewegungsverhalten, das jeweilige Objekt aufweist.
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Bisher ist es üblich, bei einer Vorbeifahrt eines Schienenfahrzeugs an einem Bahnsteig zur Vermeidung einer Gefährdung von Personen, die am Bahnsteig aufhalten bzw. aufhalten könnten, zuvor eine Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs zu reduzieren. Dabei wird die Fahrgeschwindigkeit unabhängig davon, wo sich Personen an einem Bahnsteig aufhalten oder ob sich überhaupt Personen am Bahnsteig aufhalten, pauschal auf einen vorgegebenen Wert reduziert. Dadurch wird jedoch eine zeit- und energieeffiziente Fahrweise verhindert. Ein Vorteil der Erfindung ist, dass die Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs in Abhängigkeit vom ermittelten Zustand der überwachten Umgebung der Schienenfahrbahn, insbesondere vom ermittelten Zustand des Bahnsteigs, reduziert werden kann. Ferner wird durch eine solche zustandsabhängige Reduzierung der Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs eine zeit- und/oder energieeffizientere Fahrweise ermöglicht als bei einer pauschalen Reduzierung der Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs.
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Zweckmäßigerweise wird von der Analyseeinheit ein Gefahrenpotential ermittelt, insbesondere unter Verwendung des Sensorsignals. Weiter ist es zweckmäßig, wenn das Gefahrenpotential ein Bestandteil der Ausgabeinformation ist. Das Gefahrenpotential kann unterschiedliche, insbesondere diskrete Werte annehmen. Solche Werte können z.B. Punkte auf einer Punkteskala mit natürlichen Zahlen sein. Dabei kann beispielsweise ein höherer Wert einem höheren Gefahrenpotential entsprechen.
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Das Gefahrenpotential kann ein Maß dafür sein, wie wahrscheinlich ein Eintreten eines Personen- und/oder Sachschadens ist, z.B. aufgrund eines Zusammenstoßes zwischen dem Schienenfahrzeug und einem in der überwachten Umgebung befindlichen Objekt. Ferner kann das Gefahrenpotential ein Maß für eine Schwere eines drohenden Personen- und/oder Sachschadens sein.
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Sinnvollerweise hängt das Gefahrenpotential vom Zustand der überwachten Umgebung der Schienenfahrbahn ab. Dabei können einzelne Parameter, von denen der Zustand der überwachten Umgebung abhängig ist, unterschiedlich gewichtet in die Ermittlung des Gefahrenpotentials eingehen. Zudem kann das Gefahrenpotential auch von der Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs abhängen.
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Weiterhin kann die Ausgabeinformation landseitig, insbesondere in einer Leitstelle und/oder in einem Leitstand, verarbeitet werden. Das landseitige Verarbeiten der Ausgabeinformation kann umfassen, dass die Schienenfahrbahn oder ein Abschnitt der Schienenfahrbahn gesperrt wird, insbesondere falls das Gefahrenpotential eine vorgegebene Bedingung bezüglich eines Referenz-Gefahrenpotentials erfüllt.
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Das Referenz-Gefahrenpotential kann ein vorgegebener Höchstwert für das Gefahrenpotential sein. Bei der vorgegebenen Bedingung kann es sich um eine mathematische Relation zwischen dem Referenz-Gefahrenpotential und dem ermittelten Gefahrenpotential handeln.
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Grundsätzlich ist es möglich, dass die Ausgabeinformation nur dann im Schienenfahrzeug verarbeitet wird, falls das Gefahrenpotential eine vorgegebene Bedingung bezüglich eines Referenz-Gefahrenpotentials, insbesondere bezüglich des zuvor erwähnten Referenz-Gefahrenpotentials, erfüllt.
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Des Weiteren kann die Ausgabeinformation eine empfohlene bzw. vorgeschriebene Geschwindigkeit umfassen. Die empfohlene bzw. vorgeschriebene Geschwindigkeit hängt sinnvollerweise vom Zustand der überwachten Umgebung der Schienenfahrbahn und/oder vom ermittelten Gefahrenpotential ab.
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In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung umfasst das Verarbeiten der Ausgabeinformation, dass einem Triebfahrzeugführer die empfohlene bzw. vorgeschriebene Geschwindigkeit ausgegeben wird, insbesondere auf einem Bildschirm. Weiterhin kann das Verarbeiten der Ausgabeinformation umfassen, dass die Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs durch ein Fahrerassistenzsystem des Schienenfahrzeugs auf die empfohlene bzw. vorgeschriebene Geschwindigkeit eingestellt wird. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass das Fahrerassistenzsystem die Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs lediglich auf die empfohlene bzw. vorgeschriebene Geschwindigkeit als Maximalgeschwindigkeit begrenzt, ohne die Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs auf die empfohlene bzw. vorgeschriebene Geschwindigkeit einzustellen.
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Als Fahrerassistenzsystem kann eine elektronische Einrichtung oder ein System aus elektronischen Einrichtungen im Schienenfahrzeug aufgefasst werden, welche bzw. welches zur Unterstützung des Triebfahrzeugführers in vorgegebenen Fahrsituationen vorgesehen ist. Vorzugsweise ist das Fahrerassistenzsystem dazu eingerichtet, teilautonom oder autonom in einen Antrieb, ein Bremssystem und/oder eine Signalisierungseinrichtung des Schienenfahrzeugs einzugreifen. Zweckmäßigerweise umfasst das Fahrerassistenzsystem einen Rechner bzw. Bordcomputer.
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Darüber hinaus kann das Verarbeiten der Ausgabeinformation umfassen, dass vom Fahrerassistenzsystem in ein Bremssystem des Schienenfahrzeugs eingegriffen wird, insbesondere eine Bremsung ausgelöst wird, und/oder das Schienenfahrzeug auf eine andere Strecke umgeleitet wird.
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Vorzugsweise umfasst die Ausgabeinformation Standortdaten, insbesondere GPS-basierte Standortdaten und/oder eine Gefahrenbeschreibung. Die Standortdaten können sich auf einen Standort der Sensoreinheit bzw. auf einen Standort desjenigen Abschnitts der überwachten Umgebung beziehen, welcher von der Sensoreinheit überwacht wird. Zweckmäßigerweise werden die Standortdaten von einem GPS-Empfänger, welcher neben der Sensoreinheit angeordnet ist, an die Analyseeinheit zur Weiterverarbeitung übermittelt. Die Gefahrenbeschreibung wiederum bezieht sich sinnvollerweise auf den Zustand der überwachten Umgebung der Schienenfahrbahn.
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Als GPS-Empfänger kann eine Vorrichtung aufgefasst werden, die zum Empfangen von Positionssignalen eines globalen Navigationssatellitensystems, insbesondere des sog. GPS-Systems und/oder des sog. GLONASS-Systems vorbereitet ist. Weiter kann der GPS-Empfänger dazu vorbereitet sein, die empfangenen Positionssignale an eine andere Vorrichtung zu weiterzuleiten.
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Das Verarbeiten der Ausgabeinformation kann umfassen, dass zumindest ein Bestandteil der Ausgabeinformation, insbesondere die Standortdaten und/oder die Gefahrenbeschreibung, im Schienenfahrzeug ausgegeben wird.
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Die Sensoreinheit, mit deren Hilfe das Sensorsignal erzeugt wird, kann ein Bestandteil des Schienenfahrzeugs sein. Weiterhin kann die Analyseeinheit, mit deren Hilfe die Ausgabeinformation erzeugt wird, ein Bestandteil des Schienenfahrzeugs sein.
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Die vom Zustand der überwachten Umgebung der Schienenfahrbahn abhängige Ausgabeinformation kann im Schienenfahrzeug erzeugt werden. Die Ausgabeinformation kann aber auch in einem landseitigen System, insbesondere in einem landseitigen Rechenzentrum, erzeugt werden.
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Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die Ausgabeinformation vom Schienenfahrzeug bzw. vom landseitigen System an ein weiteres Schienenfahrzeug weitergeleitet wird. Zweckmäßigerweise fährt das weitere Schienenfahrzeug auf der überwachten Schienenfahrbahn. Zudem ist es zweckmäßig, wenn die Ausgabeinformation im weiteren Schienenfahrzeug verarbeitet wird.
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Das Verarbeiten der Ausgabeinformation im erstgenannten Schienenfahrzeug kann ein Weiterleiten der Ausgabeinformation an das weitere Schienenfahrzeug und/oder an ein landseitiges System umfassen.
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Außerdem kann das Verarbeiten der Ausgabeinformation im Schienenfahrzeug erfolgen, sobald ein Abstand des Schienenfahrzeugs zur überwachten Umgebung einen vorgegebenen Abstandswert unterschreitet.
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Des Weiteren kann die Sensoreinheit unter anderem an einem Bahnsteig oder an einem Mast, insbesondere an einem neben der Schienenfahrbahn angeordneten Mast, angeordnet sein. Ferner kann die Sensoreinheit im oder am Schienenfahrzeug angeordnet sein. Alternativ kann die Sensoreinheit in oder an einem weiteren Schienenfahrzeug, insbesondere dem zuvor erwähnten weiteren Schienenfahrzeug angeordnet sein. Weiterhin kann die Sensoreinheit in oder an einer Schienenfahrzeugdrohne angeordnet sein. Außerdem kann die Sensoreinheit in oder an einer Flugdrohne angeordnet sein.
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Unter einer Schienenfahrzeugdrohne kann ein unbemanntes, ferngesteuertes Schienenfahrzeug verstanden werden. Sinnvollerweise ist eine solche Schienenfahrzeugdrohne mit einem Traktionssystem, einem Bremssystem und/oder einem Stromabnehmer ausgestattet. Unter einer Flugdrohne wiederum kann ein unbemanntes, ferngesteuertes Luftfahrzeug verstanden werden. Falls die Sensoreinheit in oder an einer Schienenfahrzeugdrohne bzw. Flugdrohne angeordnet ist, ist es zweckmäßig, wenn die Schienenfahrzeugdrohne bzw. die Flugdrohne in einem vorgegebenen Abstand zum Schienenfahrzeug gehalten wird. Dabei kann der Abstand von der Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs abhängen. Vorzugsweise ist eine vektorielle Komponente des Abstands in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs zumindest so groß wie ein Bremsweg des Schienenfahrzeugs, welcher wiederum von dessen Fahrgeschwindigkeit abhängt.
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Bevorzugterweise umfasst das Sensorsignal eine Serie von Messdaten, insbesondere eine Serie nacheinander aufgenommener Messdaten, wie z.B. Bildaufnahmen und/oder Abstandswerte. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Messdaten mit einer Frequenz von zumindest 300 Hz aufgenommen werden, insbesondere falls die Messdaten Bildaufnahmen umfassen. Dadurch kann in dem Fall, dass die Sensoreinheit an oder in einem bewegten Fahrzeug angeordnet ist, beispielsweise eine Bewegungsunschärfe bei den Bildaufnahmen vermieden bzw. reduziert werden.
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In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung werden mehrere Sensoreinheiten zur Überwachung der Umgebung der Schienenfahrbahn eingesetzt. Dabei können mithilfe der Sensoreinheiten jeweils die Umgebungen unterschiedlicher Abschnitte der Schienenfahrbahn überwacht werden. Die unterschiedlichen Abschnitte können insbesondere voneinander getrennte Abschnitte der Schienenfahrbahn sein.
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Für jede der Sensoreinheiten kann jeweils eine eigene Analyseeinheit vorgesehen sein. In diesem Fall überträgt jede der Sensoreinheiten Daten sinnvollerweise an die jeweilige Analyseeinheit. Alternativ kann für alle Sensoreinheiten eine gemeinsame, insbesondere landseitige Analyseeinheit vorgesehen sein. Falls Letzteres der Fall ist, übertragen die Sensoreinheiten Daten sinnvollerweise an die gemeinsame Analyseeinheit. Die Daten können unter anderem ein von der jeweiligen Sensoreinheit erzeugtes Sensorsignal umfassen. Eine Übertragung der Daten kann kabelgebunden und/oder per Funk erfolgen.
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Vorzugsweise sind die Sensoreinheiten und/oder – falls separate Analyseeinheiten für die Sensoreinheiten vorgesehen sind – die Analyseeinheiten in einem Peer-to-Peer-Netzwerk zusammengeschaltet. Auf diese Weise kann jede der Sensoreinheiten das von ihr erzeugte Sensorsignal an ihre benachbarten Sensoreinheiten übermitteln bzw. kann jede der Analyseeinheiten die von ihr erzeugte Ausgabeinformation an ihre benachbarten Analyseeinheiten übermitteln.
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Um eine automatisierte Überwachung einer Umgebung einer Schienenfahrbahn zu ermöglichen, wird ein Überwachungssystem vorgeschlagen, erfindungsgemäß aufweisend eine Sensoreinheit zum Erzeugen eines von einem Zustand der Umgebung abhängigen Sensorsignals, eine Analyseeinheit zum Erzeugen einer vom Zustand der Umgebung abhängigen Ausgabeinformation unter Verwendung des Sensorsignals und eine Verarbeitungseinheit, die dazu eingerichtet ist, die Ausgabeinformation im Schienenfahrzeug zu verarbeiten.
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Zweckmäßigerweise ist dieses Überwachungssystem dazu vorbereitet, das oben beschriebene Verfahren durchzuführen.
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Vorzugsweise umfasst die Sensoreinheit einen Bildsensor, einen Abstandsensor, insbesondere einen Radarsensor, und/oder einen Bewegungsmelder.
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Sinnvollerweise ist die Verarbeitungseinheit im Schienenfahrzeug angeordnet. Die Verarbeitungseinheit kann u.a. ein Ausgabegerät, insbesondere einen Bildschirm, und/oder ein Fahrerassistenzsystem umfassen. Alternativ kann die Verarbeitungseinheit jeweils über eine Datenleitung mit einem Ausgabegerät und/oder einem Fahrerassistenzsystem verbunden sein.
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Die bisher gegebene Beschreibung vorteilhafter Ausgestaltungen enthält zahlreiche Merkmale, die in den einzelnen Unteransprüchen teilweise zu mehreren zusammengefasst wiedergegeben sind. Diese Merkmale können jedoch zweckmäßigerweise auch einzeln betrachtet und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammengefasst werden. Insbesondere sind diese Merkmale jeweils einzeln und in beliebiger geeigneter Kombination mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem erfindungsgemäßen Überwachungssystem kombinierbar. So sind Verfahrensmerkmale, gegenständlich formuliert, auch als Eigenschaft der entsprechenden Vorrichtungseinheit zu sehen und umgekehrt.
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Auch wenn in der Beschreibung bzw. in den Patentansprüchen einige Begriffe jeweils im Singular oder in Verbindung mit einem Zahlwort verwendet werden, soll der Umfang der Erfindung für diese Begriffe nicht auf den Singular oder auf das jeweilige Zahlwort eingeschränkt sein. Ferner sind die Wörter „ein“ bzw. „eine“ nicht als Zahlwörter, sondern als unbestimmte Artikel zu verstehen.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung, sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebenen Kombinationen von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Außerdem können dazu geeignete Merkmale eines jeden Ausführungsbeispiels auch explizit isoliert betrachtet, aus einem Ausführungsbeispiel entfernt, in eine anderes Ausführungsbeispiel zu dessen Ergänzung eingebracht und mit einem beliebigen der Ansprüche kombiniert werden.
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Es zeigen:
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1 eine Schienenfahrbahn, auf der sich ein Schienenfahrzeug befindet und neben der ein Bahnsteig angeordnet ist;
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2 eine andere Schienenfahrbahn, auf der sich ein Schienenfahrzeug und ein Objekt befinden;
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3 noch eine andere Schienenfahrbahn, auf der sich ein Schienenfahrzeug, eine Schienenfahrzeugdrohne und ein Objekt befinden; und
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4 eine weitere Schienenfahrbahn, auf der sich ein erstes Schienenfahrzeug befindet, sowie noch eine weitere Schienenfahrbahn, auf der sich ein zweites Schienenfahrzeug und ein Objekt befinden.
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1 zeigt schematisch eine Schienenfahrbahn 2, auf der sich ein Schienenfahrzeug 4 befindet. Im Schienenfahrzeug 4 wiederum befindet sich ein Triebfahrzeugführer 6 und neben der Schienenfahrbahn 2 ist ein Bahnsteig 8 angeordnet.
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Das Schienenfahrzeug 4 weist eine Verarbeitungseinheit 10 und ein Bremssystem 12 auf. Die Verarbeitungseinheit 10 wiederum umfasst einen Bildschirm 14 für den Triebfahrzeugführer 6 sowie ein Fahrerassistenzsystem 16. Zudem ist das Schienenfahrzeug 4 mit einer Frontkamera 18 sowie mit mehreren Seitenkameras 20 ausgestattet.
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Am Bahnsteig 8 sind mehrere Kameras 22, mehrere Abstandserfassungssysteme 24 und mehrere Bewegungserfassungssysteme 26 angeordnet. Zudem ist am Bahnsteig 8 eine Lautsprechereinheit 28 angeordnet.
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Die zuvor erwähnten Kameras 18, 20, 22, die Abstandserfassungssysteme 24 und die Bewegungserfassungssysteme 26 umfassen jeweils eine Sensoreinheit 30, einen GPS-Empfänger 32 und eine Analyseeinheit 34. Die Sensoreinheiten 30 und die GPS-Empfänger 32 besagter Vorrichtungen 18, 20, 22, 24, 26 sind zur kabelgebundenen Datenübertragung an die jeweils zugehörige Analyseeinheit 34 eingerichtet. Darüber hinaus sind die Kameras 18, 20, 22, die Abstandserfassungssysteme 24 und die Bewegungserfassungssysteme 26 zur Datenübertragung per Funk vorbereitet.
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Die Sensoreinheiten 30 der Kameras 18, 20, 22 umfassen jeweils einen Bildsensor, während die Sensoreinheiten 30 der Abstandserfassungssysteme 24 jeweils einen Abstandsensor, insbesondere einen Radarsensor, und die Sensoreinheiten 30 der Bewegungserfassungssysteme 26 jeweils einen Bewegungsmelder umfassen. Besagte Sensoren sind in 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
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Die Kameras 18, 20, 22, die Abstandserfassungssysteme 24 und die Bewegungserfassungssysteme 26 sowie die Verarbeitungseinheit 10 des Schienenfahrzeugs 4 sind Bestandteile eines Überwachungssystems 36 zur Überwachung einer Schienenfahrbahnumgebung.
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Weiterhin ist in 1 eine landseitige Leitstelle 38 dargestellt, in welcher sich ein Leitstellenmitarbeiter 40 befindet. In der Leitstelle 38 sind ein Bildschirm 42 für den Leitstellenmitarbeiter 40 sowie ein Schienenfahrzeug-Fernsteuerungssystem 44 angeordnet.
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1 zeigt das Schienenfahrzeug 4, bevor es am Bahnsteig 8 vorbeifährt. D.h., in 1 befindet sich das Schienenfahrzeug 4 – bezogen auf seine Fahrtrichtung 46 – vor dem Bahnsteig 8.
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Mithilfe der am Bahnsteig 8 angeordneten Kameras 22, der Abstandserfassungssysteme 24, der Bewegungserfassungssysteme 26 und der Frontkamera 18 des Schienenfahrzeugs 4 wird eine Umgebung 48 der Schienenfahrbahn 2 überwacht, in welcher sich der Bahnsteig 8 befindet. Dabei wird von den Sensoreinheiten 30 dieser Vorrichtungen 18, 22, 24, 26 jeweils ein von einem Zustand des Bahnsteigs 8 abhängiges Sensorsignal erzeugt. Die Seitenkameras 20 des Schienenfahrzeugs 4 werden in vorliegendem Ausführungsbeispiel nicht zur Überwachung einer Schienenfahrbahnumgebung eingesetzt.
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Die Sensorsignale umfassen jeweils eine Serie nacheinander aufgenommene Messdaten. Bei den Messdaten handelt es sich im Falle der von den Kameras 18, 22 erzeugten Sensorsignale um Bildaufnahmen, die mit einer Frequenz von über 300 Hz aufgenommen wurden. Im Falle der von den Abstandserfassungssystemen 24 erzeugten Sensorsignale handelt er sich bei den Messdaten um Abstandswerte. Im Falle der von den Bewegungserfassungssystemen 26 erzeugten Sensorsignale enthalten die einzelnen Messdaten eine Information darüber, ob eine Bewegung detektiert wurde.
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Der Zustand des Bahnsteigs 8 und somit auch die Sensorsignale hängen davon ab, wie viele Objekte 50 sich am Bahnsteig 8 befinden, um welchen Objekttyp es sich bei dem jeweiligen Objekt 50 handelt, welchen Abstand 52 das jeweilige Objekt 50 zu einer der Schienenfahrbahn 2 zugewandten Bahnsteigkante 54 aufweist und welches Bewegungsverhalten das jeweilige Objekt 50 aufweist.
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Diese Parameter werden unter Verwendung der ermittelten Sensorsignale, die an die jeweils zugehörigen Analyseeinheiten 34 übertragen werden, ermittelt. Das Ermitteln des Bewegungsverhaltens der Objekte 50 umfasst dabei, dass für jedes der Objekte 50 ein Bewegungsvektor 56 berechnet bzw. extrapoliert wird, der angibt mit welcher Geschwindigkeit und in welche Richtung sich das Objekt 50 bewegen wird.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei den Objekten 50 um Personen, die sich am Bahnsteig 8 aufhalten. D.h., die Objekte 50 sind dynamische Objekte. Tiere und/oder Gegenstände, wie z.B. Gepäckstücke, können andere Objekte sein, die sich am Bahnsteig 8 befinden und von denen der Zustand des Bahnsteigs 8 sowie die Sensorsignale abhängen. Solche anderen Objekte sind in 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt.
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Von den Analyseeinheiten 34 wird unter Verwendung der Sensorsignale jeweils ein Gefahrenpotential ermittelt, welches vom Zustand des Bahnsteigs 8 sowie von einer Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 4 abhängt. Falls das ermittelte Gefahrenpotential ein vorgegebenes Referenz-Gefahrenpotential übersteigt, wird zudem eine textuelle Gefahrenbeschreibung erzeugt, welche sich auf den Zustand des Bahnsteigs 8 bezieht.
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Das ermittelte Gefahrenpotential und die gegebenenfalls erzeugte Gefahrenbeschreibung sind Bestandteile einer Ausgabeinformation, welche von den Analyseeinheiten 34 erzeugt wird. Darüber hinaus umfasst die Ausgabeinformation GPS-basierte Standortdaten, welche von den GPS-Empfängern 32 an die Analyseeinheiten 34 übermittelt werden und sich auf die Standorte der zugehörigen Sensoreinheiten 30 beziehen. Außerdem umfasst die Ausgabeinformation eine empfohlene Geschwindigkeit für das Schienenfahrzeug 4, welche vom ermittelten Gefahrenpotential abhängt und an das Fahrerassistenzsystem 16 übermittelt wird.
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Die Ausgabeinformation wird von der Verarbeitungseinheit 10 des Schienenfahrzeugs 4 verarbeitet. Das Verarbeiten der Ausgabeinformation umfasst dabei, dass dem Triebfahrzeugführer 6 auf dem Bildschirm 14 des Schienenfahrzeugs 4 die Standortdaten sowie das Gefahrenpotential ausgegeben werden und – falls eine Gefahrenbeschreibung erzeugt wird – zudem die Gefahrenbeschreibung ausgegeben wird.
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Ferner umfasst das Verarbeiten der Ausgabeinformation, dass dem Triebfahrzeugführer 6 auf dem Bildschirm 14 des Schienenfahrzeugs 4 die empfohlene Geschwindigkeit ausgegeben wird und dass die Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 4 durch das Fahrerassistenzsystem 16 auf die empfohlene Geschwindigkeit eingestellt wird. Dadurch kann die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 4 vor der Vorbeifahrt am Bahnsteig 8 in Abhängigkeit vom Zustand des Bahnsteigs 8 reduziert werden und muss nicht pauschal auf einen vorgegebenen, vom Zustand des Bahnsteigs 8 unabhängigen Wert reduziert werden. Dies ermöglicht wiederum eine zeit- und energieeffiziente Fahrweise des Schienenfahrzeugs 4.
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Weiterhin wird die Ausgabeinformation von der Verarbeitungseinheit 10 des Schienenfahrzeugs 4 per Funk an die Leitstelle 38 übermittelt. In der Leitstelle 38 werden dem Leitstellenmitarbeiter 40 auf dem in der Leitstelle 38 angeordneten Bildschirm 42 die gleichen Bestandteile der Ausgabeinformation ausgegeben, die auf dem Triebfahrzeugführer 6 ausgegeben werden.
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Falls das Gefahrenpotential ein vorgegebenes Referenz-Gefahrenpotential überschreitet, wird vom Leitstellenmitarbeiter 40 über die am Bahnsteig 8 angeordnete Lautsprechereinheit 28 eine Durchsage getätigt, in welcher dazu aufgefordert wird, aufgrund einer bevorstehenden Vorbeifahrt des Schienenfahrzeugs 4 von der Bahnsteigkante 54 zurückzutreten.
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Darüber hinaus umfasst das Verarbeiten der Ausgabeinformation, dass vom Fahrerassistenzsystem 16 in das Bremssystem 12 eingegriffen wird und dabei eine Bremsung des Schienenfahrzeugs 4 ausgelöst wird, falls ein Abstand 58 des Schienenfahrzeugs 4 zum Bahnsteig 8 einen vorgegebenen Abstandswert unterschreitet und unter Verwendung der Sensorsignale ermittelt wird, dass ein Abstand 52 eines Objekts 50 zur Bahnsteigkante 54 plötzlich einen anderen vorgegebenen Abstandswert unterschreitet. Der Abstand 58 des Schienenfahrzeugs 4 zum Bahnsteig 8 wird mithilfe eines oder mehrerer GPS-Empfänger 32 des Schienenfahrzeugs 4 ermittelt.
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Die nachfolgende Beschreibung der im Zusammenhang mit 2 bis 4 diskutierten Ausführungsbeispiele beschränkt sich jeweils im Wesentlichen auf die Unterschiede zu dem im Zusammenhang mit 1 diskutierten Ausführungsbeispiel, auf das bezüglich gleichbleibender Merkmale und Funktionen verwiesen wird. Nicht erwähnte Merkmale sind in den folgenden Ausführungsbeispielen übernommen, ohne dass sie erneut beschrieben sind. Werden in verschiedenen Figuren gleiche Bezugszeichen verwendet, so bezeichnen diese im Wesentlichen gleiche bzw. einander entsprechende Elemente. Im Wesentlichen gleiche bzw. einander entsprechende Elemente können aber auch mit unterschiedlichen Bezugszeichen bezeichnet sein.
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2 zeigt schematisch eine andere Schienenfahrbahn 2, auf der sich ein Schienenfahrzeug 4 befindet. Im Schienenfahrzeug 4 wiederum befindet sich ein Triebfahrzeugführer 6.
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Das Schienenfahrzeug 4 ist mit einer Frontkamera 18 sowie mit mehreren Seitenkameras 20 ausgestattet. Ferner weist das Schienenfahrzeug 4 eine Verarbeitungseinheit 10 auf, die einen Bildschirm 14 für den Triebfahrzeugführer 6 sowie ein Fahrerassistenzsystem 16 umfasst.
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Neben der Schienenfahrbahn 2 sind mehrere Masten 60 platziert, an welchen jeweils eine Kamera 62 angeordnet ist. Anders als im vorausgegangen Ausführungsbeispiel ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel neben der Schienenfahrbahn 2 kein Bahnsteig angeordnet.
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In 2 ist ferner eine Flugdrohne 64 dargestellt, welche mit einer Kamera 66 ausgestattet ist. Die Flugdrohne 64 wird von einem Leitstellenmitarbeiter 40 ferngesteuert, der sich in einer landseitigen Leitstelle 38 befindet.
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Die zuvor erwähnten Kameras 18, 20, 62, 66 sind jeweils mit einem GPS-Empfänger 32 und einer Sensoreinheit 30 ausgestattet. Anders als im vorausgegangenen Ausführungsbeispiel weisen die Kameras 18, 20, 62, 66 jedoch keine eigenen Analyseeinheiten auf. Stattdessen ist für alle Kameras 18, 20, 62, 66 eine gemeinsame, landseitig angeordnete Analyseeinheit 68 vorgesehen.
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Weiterhin sind die Kameras 18, 20, 62, 66 sowie die Verarbeitungseinheit 10 des Schienenfahrzeugs 4 Bestandteile eines Überwachungssystems 36 zur Überwachung einer Schienenfahrbahnumgebung.
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Mithilfe der an den Masten 60 angeordneten Kameras 62 wird eine erste Umgebung 48 der Schienenfahrbahn 2 überwacht. Dabei wird von den Sensoreinheiten 30 dieser Kameras 62 jeweils ein Sensorsignal erzeugt, das vom Zustand der ersten Umgebung 48 abhängt und eine Serie nacheinander aufgenommener Bildaufnahmen der ersten Umgebung 48 umfasst.
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Mithilfe der an der Flugdrohne 64 angeordneten Kamera 66 wird eine zweite Umgebung 70 der Schienenfahrbahn 2 überwacht, in welcher aus geographischen Gründen keine Masten mit Kameras zur Überwachung einer Schienenfahrbahnumgebung angeordnet werden können. Hierbei wird von der Sensoreinheit 30 der Kamera 66 ein Sensorsignal erzeugt, das vom Zustand der zweiten Umgebung 70 abhängt und eine Serie nacheinander aufgenommener Bildaufnahmen der zweiten Umgebung 70 umfasst.
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Die an den Masten 60 und an der Flugdrohne 64 angeordneten Kameras 62, 66 übertragen die von den jeweiligen Sensoreinheiten 30 erzeugten Sensorsignale sowie von den zugehörigen GPS-Empfängern 32 ermittelten Standortdaten per Funk an die landseitige Analyseeinheit 68.
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Unter Verwendung des Sensorsignals, das mittels der Sensoreinheit 30 der Flugdrohne 64 erzeugt wird, wird von der Analyseeinheit 68 ermittelt, dass sich in der zweiten überwachten Umgebung 70 ein Objekt 72 auf der Schienenfahrbahn befindet. Ferner wird unter Verwendung desselben Sensorsignals ermittelt, um welchen Objekttyp es sich bei dem Objekt 72 handelt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Objekt 72 um einen Gesteinsbrocken – d.h. um ein statisches Objekt.
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Des Weiteren wird von der Analyseeinheit 68 unter Verwendung des besagten Sensorsignals ein Gefahrenpotential ermittelt und eine Gefahrenbeschreibung erzeugt, die einen Hinweis auf einen Standort des Objekt 72 sowie auf dessen Objekttyp enthält. Das Gefahrenpotential und die Gefahrenbeschreibung sind Bestandteile einer Ausgabeinformation, die von der Analyseeinheit 68 erzeugt und per Funk an das Schienenfahrzeug 4 übermittelt wird.
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Die Ausgabeinformation wird im Schienenfahrzeug 4 verarbeitet, sobald ein Abstand 74 des Schienenfahrzeugs 4 zur zweiten überwachten Umgebung 70 einen vorgegebenen Abstandswert unterschreitet. Dabei umfasst das Verarbeiten der Ausgabeinformation im Schienenfahrzeug 4, dass das Gefahrenpotential und die Gefahrenbeschreibung dem Triebfahrzeugführer 6 auf dem Bildschirm 14 des Schienenfahrzeugs 4 ausgegeben werden.
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Nach Ausgabe des Gefahrenpotentials und der Gefahrenbeschreibung kann der Triebfahrzeugführer 6 manuell eine Bremsung des Schienenfahrzeugs 4 einleiten, sodass das Schienenfahrzeug 4 – bezogen auf seine Fahrtrichtung 46 – vor dem Objekt 72 zum Stillstand kommt. Alternativ kann das Fahrerassistenzsystem 16 automatisch eine Bremsung des Schienenfahrzeugs 4 einleiten, sodass das Schienenfahrzeug 4 vor dem Objekt 72 zum Stillstand kommt. Auf diese Weise wird eine Kollision des Schienenfahrzeugs 4 mit dem Objekt 72 vermieden.
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Außerdem wird die Ausgabeinformation von der Verarbeitungseinheit 10 des Schienenfahrzeugs 4 an die Leitstelle 38 übermittelt und dort verarbeitet. Das Verarbeiten der Ausgabeinformation in der Leitstelle 38 umfasst, dass derjenige Abschnitt der Schienenfahrbahn 2, auf dem sich das Objekt 72 befindet, gesperrt wird. Hierzu wird von der Leitstelle 38 an eine Lichtzeichenanlage 76, die neben der Schienenfahrbahn 2 angeordnet ist, ein Sperrbefehl übermittelt, welcher von der Lichtzeichenanlage 76 in Form eines Lichtsignals ausgegeben wird.
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Weiterhin wird das Lichtsignal mittels der Frontkamera 18 des Schienenfahrzeugs 4 aufgenommen und dem Triebfahrzeugführer 6 auf dem Bildschirm 14 des Schienenfahrzeugs 4 ausgegeben, damit ein Übersehen des Lichtsignals seitens des Triebfahrzeugführers 6 vermieden werden kann.
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3 zeigt schematisch noch eine andere Schienenfahrbahn 2, auf der sich ein Schienenfahrzeug 4 befindet, in welchem sich wiederum ein Triebfahrzeugführer 6 befindet.
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Ferner befindet sich auf der Schienenfahrbahn 2 eine Schienenfahrzeugdrohne 78 mit einem Bremssystem 12 und einer Steuereinheit 80 zum Fernsteuern der Schienenfahrzeugdrohne 78. Die Schienenfahrzeugdrohne 78 befindet sich – bezogen auf ihre Fahrtrichtung 82 – vor dem Schienenfahrzeug 4, dessen Fahrtrichtung 46 gleich der Fahrtrichtung 82 der Schienenfahrzeugdrohne 78 ist.
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Des Weiteren wird die Schienenfahrzeugdrohne 78 von einem Leitstellenmitarbeiter 40, der sich in einer landseitigen Leitstelle 38 befindet, mithilfe eines in der Leistelle 38 angeordneten Schienenfahrzeug-Fernsteuerungssystems 44 ferngesteuert. Zu diesem Zwecke werden vom Schienenfahrzeug-Fernsteuerungssystem 44 per Funk Steuerbefehle an die Steuereinheit 80 der Schienenfahrzeugdrohne 78 übermittelt. Die Schienenfahrzeugdrohne 78 wird derart ferngesteuert, dass die Schienenfahrzeugdrohne 78 während ihrer Fahrt in einem vorgegebenen Abstand 84 zum Schienenfahrzeug 4 gehalten wird, welcher größer ist als ein Bremsweg des Schienenfahrzeugs 4.
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Anders als in dem im Zusammenhang mit 1 diskutierten Ausführungsbeispiel ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel neben der Schienenfahrbahn 2 kein Bahnsteig angeordnet.
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Das Schienenfahrzeug 4 und die Schienenfahrzeugdrohne 78 sind jeweils mit einer Frontkamera 18 sowie mit mehreren Seitenkameras 20 ausgestattet. Außerdem weist das Schienenfahrzeug 4 eine Verarbeitungseinheit 10 auf, die einen Bildschirm 14 für den Triebfahrzeugführer 6 sowie ein Fahrerassistenzsystem 16 umfasst.
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Die Kameras 18, 20 sind jeweils mit einem GPS-Empfänger 32 und einer Sensoreinheit 30 ausgestattet. Anders als in dem im Zusammenhang mit 1 diskutierten Ausführungsbeispiel weisen die Kameras 18, 20 jedoch keine eigenen Analyseeinheiten auf. Stattdessen ist für alle Kameras 18, 20 eine gemeinsame Analyseeinheit 86 vorgesehen, welche im Schienenfahrzeug 4 angeordnet ist.
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Weiterhin sind die Kameras 18, 20 sowie die Verarbeitungseinheit 10 des Schienenfahrzeugs 4 Bestandteile eines Überwachungssystems 36 zur Überwachung einer Schienenfahrbahnumgebung.
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Mithilfe der Frontkamera 18 der Schienenfahrzeugdrohne 78 wird eine vor der Schienenfahrzeugdrohne 78 angeordnete Umgebung 48 der Schienenfahrbahn 2 – bezogen auf die Fahrtrichtung 82 der Schienenfahrzeugdrohne 78 – überwacht. Hierbei wird von der Sensoreinheit 30 besagter Frontkamera 18 ein Sensorsignal erzeugt, dass vom Zustand der Umgebung 48 abhängt und eine Serie nacheinander aufgenommener Bildaufnahmen der Umgebung 48 umfasst.
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Die Frontkamera 18 der Schienenfahrzeugdrohne 78 überträgt das von ihrer Sensoreinheit 30 erzeugte Sensorsignal sowie von ihrem GPS-Empfänger 32 ermittelte Standortdaten per Funk an die Analyseeinheit 86 im Schienenfahrzeug 4.
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Unter Verwendung des Sensorsignals wird von der Analyseeinheit 86 ermittelt, dass sich in der überwachten Umgebung 48 ein Objekt 88 auf der Schienenfahrbahn 2 befindet. Ferner wird unter Verwendung desselben Sensorsignals ermittelt, um welchen Objekttyp es sich bei dem Objekt 88 handelt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Objekt 88 um einen umgefallenen Baum – d.h. um ein statisches Objekt.
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Ferner wird von der im Schienenfahrzeug 4 angeordneten Analyseeinheit 86 unter Verwendung des Sensorsignals ein Gefahrenpotential ermittelt und eine Gefahrenbeschreibung erzeugt, die einen Hinweis auf einen Standort des Objekts 88 sowie auf dessen Objekttyp enthält. Das Gefahrenpotential und die Gefahrenbeschreibung sind Bestandteile einer Ausgabeinformation, die von der Analyseeinheit 86 erzeugt und per Funk an die Leitstelle 38 übermittelt wird.
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Die Ausgabeinformation wird im Schienenfahrzeug 4 verarbeitet, sobald ein Abstand 90 des Schienenfahrzeugs 4 zur überwachten Umgebung 48 einen vorgegebenen Abstandswert unterschreitet. Dabei umfasst das Verarbeiten der Ausgabeinformation im Schienenfahrzeug 4, dass das Gefahrenpotential, die Gefahrenbeschreibung sowie die von der Frontkamera 18 der Schienenfahrzeugdrohne 78 an die Analyseeinheit 86 übermittelten Bildaufnahmen der überwachten Umgebung 48 dem Triebfahrzeugführer 6 auf dem Bildschirm 14 des Schienenfahrzeugs 4 ausgegeben werden.
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Außerdem wird die Ausgabeinformation von der Verarbeitungseinheit 10 des Schienenfahrzeugs 4 an die Leitstelle 38 übermittelt und dort verarbeitet. Das Verarbeiten der Ausgabeinformation in der Leitstelle 38 umfasst, dass die Schienenfahrzeugdrohne 78 vom Leitstellenmitarbeiter 40 derart angesteuert wird, dass die Schienenfahrzeugdrohne 78 vor dem Objekt 88 – bezogen auf die Fahrtrichtung 82 der Schienenfahrzeugdrohne 78 – zum Stillstand gebracht wird. Auf diese Weise wird eine Kollision der Schienenfahrzeugdrohne 78 mit dem Objekt 88 vermieden.
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Zudem wird vom Leitstellenmitarbeiter 40 mithilfe des Schienenfahrzeug-Fernsteuerungssystems 44 eine Bremsung des Schienenfahrzeugs 4 eingeleitet, sodass das Schienenfahrzeug 4 vor der Schienenfahrzeugdrohne 78 – bezogen auf die Fahrtrichtung 46 des Schienenfahrzeugs 4 – zum Stillstand gebracht wird. Hierbei werden vom Schienenfahrzeug-Fernsteuerungssystem 44 per Funk Steuerbefehle an das Fahrerassistenzsystem 16 des Schienenfahrzeugs 4 übermittelt, welches wiederum in das Bremssystem 12 des Schienenfahrzeugs 4 eingreift und dadurch die Bremsung auslöst. Auf diese Weise wird eine Kollision des Schienenfahrzeugs 4 mit der zum Stillstand gebrachten Schienenfahrzeugdrohne 78 vermieden.
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4 zeigt schematisch eine erste Schienenfahrbahn 2, auf der sich ein erstes Schienenfahrzeug 4 befindet, sowie eine zweite Schienenfahrbahn 92, auf der sich ein zweites Schienenfahrzeug 94 befindet. In beiden Schienenfahrzeugen 4, 94 befindet sich jeweils ein Triebfahrzeugführer 6.
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Die in 4 dargestellten Abschnitte beider Schienenfahrbahnen 2, 92 sind nebeneinander angeordnet und sind im Wesentlichen parallel zueinander. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Fahrtrichtung 46 des ersten Schienenfahrzeugs 4 einer Fahrtrichtung 96 des zweiten Schienenfahrzeugs 94 entgegengerichtet.
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Des Weiteren sind die beiden Schienenfahrzeuge 4, 94 identisch ausgestaltet. Sie sind jeweils mit einer Frontkamera 18 sowie mit mehreren Seitenkameras 20 ausgestattet. Außerdem weisen die beiden Schienenfahrzeuge 4, 94 jeweils eine Verarbeitungseinheit 10 auf, die einen Bildschirm 14 für den jeweiligen Triebfahrzeugführer 6 sowie ein Fahrerassistenzsystem 16 umfasst. Weiterhin sind die Kameras 18, 20 der Schienenfahrzeuge 4, 94 jeweils mit einer Sensoreinheit 30, einem GPS-Empfänger 32 und einer Analyseeinheit 34 ausgestattet.
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Die Kameras 18, 20 sowie die Verarbeitungseinheit 10 des ersten Schienenfahrzeugs 4 sind Bestandteile eines ersten Überwachungssystems 36 zur Überwachung einer Schienenfahrbahnumgebung, während die Kameras 18, 20 sowie die Verarbeitungseinheit 10 des zweiten Schienenfahrzeugs 94 Bestandteile eines zweiten Überwachungssystems 98 zur Überwachung einer Schienenfahrbahnumgebung sind.
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Aus zuvor erwähnter Anordnung der Schienenfahrbahnen 2, 92 sowie aus den Fahrtrichtungen 46, 96 der Schienenfahrzeuge 4, 94 ergibt sich, dass einige der Seitenkameras 20 des ersten Schienenfahrzeugs 4 auf die zweite Schienenfahrbahn 92 ausgerichtet sind, während einige der Seitenkameras 20 des zweiten Schienenfahrzeugs 94 auf die erste Schienenfahrbahn 2 ausgerichtet sind. Dagegen ist die Frontkamera 18 des ersten Schienenfahrzeugs 4 auf die erste Schienenfahrbahn 2 ausgerichtet und die Frontkamera 18 des zweiten Schienenfahrzeugs 94 ist auf die zweite Schienenfarbahn 92 ausgerichtet.
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Anders als in dem im Zusammenhang mit 1 diskutierten Ausführungsbeispiel ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel neben keiner der beiden Schienenfahrbahnen 2, 92 ein Bahnsteig angeordnet.
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Mithilfe derjenigen Seitenkameras 20 des zweiten Schienenfahrzeugs 94, die auf die erste Schienenfahrbahn 2 ausgerichtet sind, wird eine vor dem ersten Schienenfahrzeug 4 angeordnete Umgebung 48 der ersten Schienenfahrbahn 2 – bezogen auf die Fahrtrichtung 46 des ersten Schienenfahrzeugs 4 – überwacht. Hierbei wird von den Sensoreinheiten 30 dieser Seitenkameras 20 jeweils ein Sensorsignal erzeugt, dass vom Zustand der Umgebung 48 der ersten Schienenfahrbahn 2 abhängt und eine Serie nacheinander aufgenommener Bildaufnahmen der Umgebung 48 umfasst.
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Die auf die erste Schienenfahrbahn 2 ausgerichteten Seitenkameras 20 des zweiten Schienenfahrzeugs 94 übertragen die von ihren Sensoreinheiten 30 erzeugten Sensorsignale sowie von ihren GPS-Empfängern 32 ermittelte Standortdaten an die zugehörigen Analyseeinheiten 34 im zweiten Schienenfahrzeug 94. Diese Analyseeinheiten 34 ermitteln unter Verwendung der Sensorsignale, dass sich in der überwachten Umgebung 48 der ersten Schienenfahrbahn 2 kein Objekt auf der Schienenfarbahn 2 befindet.
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In analoger Weise wird mithilfe derjenigen Seitenkameras 20 des ersten Schienenfahrzeugs 4, die auf die zweite Schienenfahrbahn 92 ausgerichtet sind, eine vor dem zweiten Schienenfahrzeug 94 angeordnete Umgebung 100 der zweiten Schienenfahrbahn 92 – bezogen auf die Fahrtrichtung 96 des zweiten Schienenfahrzeugs 94 – überwacht. Hierbei wird von den Sensoreinheiten 30 dieser Seitenkameras 20 jeweils ein Sensorsignal erzeugt, das vom Zustand der Umgebung 100 der zweiten Schienenfahrbahn 92 abhängt und eine Serie nacheinander aufgenommenen Bildaufnahmen der Umgebung 100 umfasst.
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Die auf die zweite Schienenfahrbahn 92 ausgerichteten Seitenkameras 20 des ersten Schienenfahrzeugs 4 übertragen die von ihren Sensoreinheiten 30 erzeugten Sensorsignale sowie von ihren GPS-Empfängern 32 ermittelte Standortdaten an die zugehörigen Analyseeinheiten 34 im ersten Schienenfahrzeug 4. Diese Analyseeinheiten 34 ermitteln unter Verwendung der Sensorsignale, dass sich in der überwachten Umgebung 100 der zweiten Schienenfahrbahn 92 ein Objekt 72 auf der Schienenfahrbahn 92 befindet.
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Ferner wird unter Verwendung dieser Sensorsignale von besagten Analyseeinheiten 34 des ersten Schienenfahrzeugs 4 ermittelt, um welchen Objekttyp es sich bei dem Objekt 72 handelt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Objekt 72 um einen Gesteinsbrocken.
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Des Weiteren wird von besagten Analyseeinheiten 34 des Schienenfahrzeugs 4 unter Verwendung der Sensorsignale jeweils ein Gefahrenpotential ermittelt und eine Gefahrenbeschreibung erzeugt, die einen Hinweis auf einen Standort des Objekt 72 sowie auf dessen Objekttyp enthält. Das Gefahrenpotential und die Gefahrenbeschreibung sind dabei Bestandteile einer Ausgabeinformation, die von den Analyseeinheiten 34 des ersten Schienenfahrzeugs 4 erzeugt und per Funk an das zweite Schienenfahrzeug 94, insbesondere an dessen Verarbeitungseinheit 10, weitergeleitet wird.
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Die Ausgabeinformation wird im zweiten Schienenfahrzeug 94 verarbeitet, sobald ein Abstand 102 des zweiten Schienenfahrzeugs 94 zur überwachten Umgebung 100 der zweiten Schienenfahrbahn 92 einen vorgegebenen Abstandswert unterschreitet. Dabei umfasst das Verarbeiten der Ausgabeinformation im zweiten Schienenfahrzeug 94, dass das Gefahrenpotential und die Gefahrenbeschreibung dem Triebfahrzeugführer 6 des zweiten Schienenfahrzeugs 94 auf dessen Bildschirm 14 ausgegeben werden.
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Zudem umfasst das Verarbeiten der Ausgabeinformation im zweiten Schienenfahrzeug 94, dass Bildaufnahmen der überwachten Umgebung 100, die von den Seitenkameras 20 des ersten Schienenfahrzeugs 4 aufgenommen und an die Verarbeitungseinheit 10 des zweiten Schienenfahrzeugs 94 übermittelt werden, dem Triebfahrzeugführer 6 des zweiten Schienenfahrzeugs 94 ebenfalls auf dessen Bildschirm ausgegeben werden.
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Das Verarbeiten der Ausgabeinformation im zweiten Schienenfahrzeug 94 umfasst außerdem, dass das Fahrerassistenzsystem 16 des zweiten Schienenfahrzeugs 94 in dessen Bremssystem 12 eingreift und dadurch eine Bremsung auslöst, sodass das zweite Schienenfahrzeug 94 vor dem Objekt 72 zum Stillstand kommt.
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Weiterhin wird von der Sensoreinheit 30 der Frontkamera 18 des ersten Schienenfahrzeugs 4 ein Sensorsignal erzeugt, das vom Zustand der ersten Schienenfahrbahn 2 abhängt. Von der Analyseeinheit 34 der Frontkamera 18 des ersten Schienenfahrzeugs 4 wird unter Verwendung dieses Sensorsignals ermittelt, ob die erste Schienenfahrbahn 2 beschädigt ist, auf der Schienenfahrbahn 2 Schnee liegt oder die Schienenfahrbahn 2 von Hochwasser umgeben ist.
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In analoger Weise wird mithilfe der Frontkamera 18 des zweiten Schienenfahrzeugs 94 ermittelt, ob die zweite Schienenfahrbahn 92 beschädigt ist, auf der Schienenfahrbahn 92 Schnee liegt oder die Schienenfahrbahn 92 von Hochwasser umgeben ist.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarende Beispiele eingeschränkt und andere Variation können hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
