DE102015201040A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung lokaler Zustandsdaten einer Eisenbahnstrecke an ein Schienenfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung lokaler Zustandsdaten einer Eisenbahnstrecke an ein Schienenfahrzeug sowie eine diesbezügliche Vorrichtung. Zusätzlich oder alternativ zu Funkzugbeeinflussung ist vorgesehen, dass ein Strahlungsfenster eines Radarsensors des Schienenfahrzeuges derart räumlich ausgerichtet wird, dass ein zustandsspezifisches oder ein zustandsspezifisch moduliertes Reflexionssignal eines abgestrahlten Radarsignals von dem Radarsensor empfangen und ausgewertet wird.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Übertragung lokaler Zustandsdaten einer Eisenbahnstrecke an ein Schienenfahrzeug sowie eine diesbezügliche Vorrichtung.
• Eisenbahnstrecken werden für die Steuerung der Schienenfahrzeuge zunehmend mit ETCS – European Train Control System – ausgestattet, wobei ab ETCS Level 2 Funkfernsteuerung auf der Basis von GSM-R eingesetzt wird. Balisen sind dann nur noch zur absoluten Ortung auf Basis der Streckenkilometrierung vorgesehen und nicht mehr für die dynamische Informationsübertragung von der Eisenbahnstrecke zum Schienenfahrzeug ausgestattet. Damit fehlt eine Alternative zu GSM-R für die Übertragung wichtiger Informationen, beispielsweise Nothaltbefehle oder Einschränkungen bereits erteilter Fahrterlaubnisse für den Fall, dass GSM-R störungsbedingt ausfällt. Verlässliche Alternativen wären dynamisch gesteuerte Balisen, die aber nur bei ETCS Level 1 vorhanden sind, Linienleiter oder Punktzugbeeinflussung mittels Haltmagneten. Falls derartige Zugbeeinflussungskomponenten streckenseitig überhaupt noch vorhanden sind, werden diese bei ETCS ab Level 2 – Zugbeeinflussung jedoch von dem Schienenfahrzeug systembedingt ignoriert.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art anzugeben, welche eine Übertragung lokaler Streckenzustände an das Schienenfahrzeug zusätzlich oder alternativ zu GSM-R ermöglichen.
• Verfahrensgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Strahlungsfenster eines Radarsensors des Schienenfahrzeuges derart räumlich ausgerichtet wird, dass ein zustandsspezifisches oder ein zustandsspezifisch moduliertes Reflexionssignal eines abgestrahlten Radarsignals von dem Radarsensor empfangen und ausgewertet wird.
• Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung gelöst, bei der ein Radarsensor vorgesehen ist, der oder dessen Strahlungsfenster in Richtung eines streckenspezifischen Objektes ausgerichtet ist, wobei ein Reflexionssignal des Objektes von dem Radarsensor auswertbar ist.
• Erfindungsgemäß wird ein spezieller Radarsensor in Fahrtrichtung auf das streckenspezifische Objekt ausgerichtet, wobei das Reflexionssignal entsprechend der Objektgestalt oder dem Objektzustand moduliert und von dem Radarsensor ausgewertet wird. Dadurch ergibt sich eine zur Funkübertragung zusätzliche Datenübertragung von der Eisenbahnstrecke an das Schienenfahrzeug. Dabei kann es sich um beliebige, auch sicherheitsrelevante Informationen, beispielsweise den Haltzustand erzwingende Informationen, handeln. Voraussetzung ist lediglich, dass sich der Radarsensor in Reflexionssichtweite des die Information vermittelnden Objektes befindet.
• Gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, dass die Reflexionssignale von Streckenelementen, beispielsweise Bahnschranken, Signale, Weichen oder Windräder, ausgewertet werden.
• Diese Reflexionsmodulation wird beispielsweise bei Schranken eines Bahnüberganges dadurch bewirkt, dass bei nicht geschlossenen Schranken ein anderes Reflexionsbild erzeugt wird als bei geschlossenen Schranken. Vorzugsweise sind spezielle radarreflektierende Flächen der Schranken vorgesehen, so dass radarsensorseitig eindeutig erkennbare Unterschiede zwischen den Reflexionssignalen bei offenen und geschlossenen Schranken resultieren.
• Auch Weichen als streckenspezifische Objekte, deren bewegliche Weichenzungen vorzugsweise einen mechanischen Klappmechanismus betätigen, erzeugen mittels des Klappmechanismus weichenlagespezifische Reflexionssignale, die zur Unterscheidung zwischen Soll- und Ist-Weichenlage durch den Radarsensor auswertbar sind.
• Die Signalstellung mechanischer Signale, die allgemein als Formsignale bezeichnet werden, kann über deren vorhandenen Klappmechanismus erkannt werden.
• Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel werden Luftbewegungen mittels rotierender Windräder durch den Radarsensor erkannt. Derartige Windgeschwindigkeitsmessgeräte sind häufig auf Brücken oder in Tunneln installiert. Je nach Windgeschwindigkeit werden die Schienenfahrzeuge zu angepasster Fahrweise, insbesondere bezüglich der Fahrzeuggeschwindigkeit aufgefordert oder gezwungen. Diese Funktion wird unterstützt, indem der Radarsensor auf das Windrad oder einem von dem Windrad betätigten Mechanismus orientiert wird und Reflexionssignale auswertet.
• Aber nicht nur erwartete Streckenelemente, sondern auch unerwartete Begegnungen, beispielsweise mit entgegenkommenden Schienenfahrzeugen, oder im Gleisbereich befindliche Menschen, Tiere oder Gegenstände können mit dem Radarsensor erkannt, aufgezeichnet und hinsichtlich erforderlicher Sicherheitsmaßnahmen ausgewertet werden.
• Wenn der Radarsensor, wie in Anspruch 3 vorgesehen, anhand eines Streckenatlas zeitgerecht aktiviert wird, ist ein Fahrzeuggerät, das die Position des nächsten Streckenelementes aus dem Streckenatlas kennt, in der Lage, kurz vor dem Erreichen dieses Streckenelementes die Detektion des Reflexionssignals, das heißt des Überfahrens-Musters, durch den Radarsensor anzustoßen.
• Gemäß Anspruch 5 ist dagegen vorgesehen, dass der Radarsensor mit einem Streckenatlas zur Positionszuordnung des Objektes, insbesondere des Streckenelementes, verbunden ist, wobei der Streckenatlas objektspezifische Kennungen enthält. Dadurch resultieren bei Überfahrt über die unterschiedlichen Objekte auch unterschiedliche Überfahrens-Muster, die mittels des Streckenatlas eine Positionsbestimmung ermöglichen. Der Streckenatlas enthält dazu die Kennungen der nacheinander folgenden Objekte, beispielsweise deren numerische Adressen. Alternativ oder zur Plausibilisierung kann der Streckenatlas zusätzliche Parameter der Objekte enthalten. Dabei kann es sich beispielsweise um Besonderheiten der ansteigenden und/oder der abfallenden Flanke des zeitlichen Messsignals des Radarsensors oder um Codierungen sowie zusätzliche dem Objekt aufgeprägte Informationen handeln.
• Vorteilhaft ist vor allem die Nutzbarkeit des Radarsensors zur Erkennung streckenspezifischer Objekte an Streckenorten, an denen eine strombasierte Signalisierung unwirtschaftlich ist, da lediglich vorhandene Eigenheiten oder mechanische Codierung der streckenspezifischen Objekte mittels Radarstrahlreflexion ausgewertet werden.
• Prinzipiell ist es auch möglich, eine vorhandene primär für die Ortung des Schienenfahrzeuges ausgebildete Dopplerradareinrichtung bedarfsweise auch für die Übertragung lokaler Zustandsdaten der Eisenbahnstrecke an das Schienenfahrzeug mitzuverwenden. Dazu müssen die von den streckenspezifischen Objekten betätigten zusätzlichen Mechanikelemente in dem Strahlungskegel der Dopplerradareinrichtung angeordnet werden oder die Dopplerradareinrichtung beziehungsweise deren Strahlungsfenster muss bedarfsabhängig von dem Untergrund weg auf das Objekt beziehungsweise dessen Mechanikelemente schwenkbar sein.

Claims (5)

1. Verfahren zur Übertragung lokaler Zustandsdaten einer Eisenbahnstrecke an ein Schienenfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strahlungsfenster eines Radarsensors des Schienenfahrzeuges derart räumlich ausgerichtet wird, dass ein zustandsspezifisches oder ein zustandsspezifisch moduliertes Reflexionssignal eines abgestrahlten Radarsignals von dem Radarsensor empfangen und ausgewertet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionssignale von Streckenelementen, beispielsweise Bahnschranken, Signale, Weichen und Windräder, ausgewertet werden.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Radsensor anhand eines Streckenatlas zeitgerecht aktivier wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Radarsensor vorgesehen ist, der oder dessen Strahlungsfenster in Richtung eines Objektes ausgerichtet ist, wobei ein Reflexionssignal des Objektes von dem Radarsensor auswertbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Radarsensor mit einem Streckenatlas zur Positonszuordnung des Objektes verbunden ist, wobei der Streckenatlas objektspezifische Kennungen enthält.