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Verfahren zum Betreiben spurgebundener Fahrzeuge, bei denen es sich beispielsweise um Schienenfahrzeuge, spurgeführte Fahrzeuge mit Gummibereifung oder auch Magnetschwebebahnen handeln kann, sind als solche in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. So beschreibt beispielsweise die
Firmenschrift "Trainguard® MT – Optimale Leistung mit dem führenden Zugbeeinflussungssystem für den Nahverkehr", Bestellnr.: A19100-V100-B976, Siemens AG 2014, ein CBTC(Communication-Based Train Control)-Zugbeeinflussungssystem zum Betreiben spurgebundener Fahrzeuge in Form von U-Bahnen oder Metros. Hierbei erfolgt eine Optimierung von Netzkapazitäten und Netzdurchsätzen dadurch, dass mittels kontinuierlicher, bidirektionaler Kommunikation zwischen den Fahrzeugen und der Strecke ein Fahren im beweglichen Raumabstand (Moving-Block-Betrieb) ermöglicht wird. Dies setzt voraus, dass die spurgebundenen Fahrzeuge im Betrieb ihre Position zyklisch an Streckeneinrichtungen des Zugbeeinflussungssystems übermitteln. In Abhängigkeit davon, wie die Fahrzeuge ihre Position bestimmen, kann hierbei insbesondere dann, wenn das jeweilige Fahrzeug in Betrieb genommen wird oder in einen Modus umschaltet, in dem es von dem Zugbeeinflussungssystem gesteuert bzw. gesichert wird, das Problem auftreten, dass dem Fahrzeug seine Position zunächst nicht bekannt ist und diese auch nicht ohne weiteres für das Fahrzeug bestimmbar ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Betreiben eines spurgebundenen Fahrzeugs anzugeben, die eine besonders schnelle sowie zugleich zuverlässige Bestimmung der Position des Fahrzeugs auch unter ungünstigen Umständen ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines spurgebundenen Fahrzeugs, wobei eine Fahrzeuginformation ermittelt wird, die zumindest eine Position zumindest eines Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs umfasst, anhand der Fahrzeuginformation eine auf zumindest eine im Bereich des spurgebundenen Fahrzeugs angeordnete Weiche bezogenen Weichenlageinformation bereitgestellt wird, und Positionen beider Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs unter Berücksichtigung zumindest der Fahrzeuginformation sowie der Weichenlageinformation bestimmt werden.
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Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass eine fahrzeugseitige Bestimmung der Position des Fahrzeugs, das heißt insbesondere der Fahrzeugenden desselben, sich insbesondere dann schwierig gestaltet, wenn unterhalb des jeweiligen spurgebundenen Fahrzeugs in der gegebenen Situation Weichen angeordnet sind. In diesem Fall ist eine Bestimmung zumindest einer Position zumindest eine Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs nämlich in der Regel nicht ausreichend, um die insbesondere seitens eines Zugbeeinflussungssystems benötigten Positionen der Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs zuverlässig zu bestimmen. Gleiches kann für den Fall gelten, dass sich zumindest eine Weiche in der Nähe des betreffenden spurgebundenen Fahrzeugs befindet. Die Wahrscheinlichkeit dafür, dass durch Weichen verursachte Probleme bei der Bestimmung der Position von spurgebundenen Fahrzeugen entstehen, wächst hierbei einerseits mit der Länge der spurgebundenen Fahrzeuge sowie andererseits mit der Anzahl der Weichen in dem Bereich, in dem die Lokalisierung des spurgebundenen Fahrzeugs, das heißt die Bestimmung der Positionen seiner beiden Fahrzeugenden, vorgenommen werden soll.
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Um nun auch in solchen Fällen eine schnelle und zuverlässige Bestimmung der Positionen der Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs zu ermöglichen, wird gemäß dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst eine Fahrzeuginformation ermittelt. Dabei ist die Fahrzeuginformation dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest eine Position zumindest eines Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs umfasst, wobei die zumindest eine Position entweder absolut oder auch relativ zu einer bekannten streckenseitigen Position angegeben werden kann.
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Entsprechend dem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der ermittelten Fahrzeuginformationen eine auf zumindest eine im Bereich des spurgebundenen Fahrzeugs angeordnete Weiche bezogene Weichenlageinformation bereitgestellt. Dabei ist die Weichenlageinformation entsprechend ihrer Bezeichnung dadurch gekennzeichnet, dass sie die Lage zumindest einer im Bereich des spurgebundenen Fahrzeugs angeordneten Weiche angibt. Durch das Bereitstellen der Weichenlageinformation wird es vorteilhafterweise ermöglicht, die Weichenlage der jeweiligen Weiche bei der Bestimmung der Position des spurgebundenen Fahrzeugs zu berücksichtigen.
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Gemäß dem dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Positionen beider Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs unter Berücksichtigung zumindest der Fahrzeuginformation sowie der Weichenlageinformation bestimmt. Somit wird durch die Verknüpfung der ermittelten Fahrzeuginformation mit der bereitgestellten Weichenlageinformation vorteilhafterweise auch für den Fall eine zuverlässige Bestimmung der Positionen der beiden Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs ermöglicht, dass sich zumindest eine Weiche im Bereich des spurgebundenen Fahrzeugs, das heißt unter diesen oder in der Nähe desselben, befindet. Hierbei weist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere den Vorteil auf, dass das spurgebundene Fahrzeug nicht aus dem Bereich der zumindest einen Weiche fortbewegt werden muss, um die Positionen der Fahrzeugenden zu bestimmen. Dies führt vorteilhafterweise dazu, dass eine Lokalisierung des jeweiligen spurgebundenen Fahrzeugs, das heißt eine Bestimmung der Positionen seiner beiden Fahrzeugenden, ohne zusätzlichen Zeitaufwand möglich ist. Da die Lokalisierung des jeweiligen Fahrzeugs eine Voraussetzung für die meisten seitens eines Zugbeeinflussungs- bzw. Zugsicherungssystems bereitgestellten Funktionalitäten ist, kann somit auch der entsprechende Betrieb unter der Kontrolle des zugehörigen Zugbeeinflussungssystems vorteilhafterweise deutlich früher aufgenommen werden, als dies sonst der Fall wäre. Hierdurch wird die Verfügbarkeit des Zugbeeinflussungssystems vorteilhafterweise erhöht und damit letztlich auch die Sicherheit beim Betreiben des spurgebundenen Fahrzeugs.
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Es sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung das spurgebundene Fahrzeug aus einer beliebigen Anzahl angetriebener und/oder nicht angetriebener, fest oder lose miteinander verbundener bzw. gekoppelter oder gekuppelter Einheiten bestehen kann.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Fahrzeuginformation zusätzlich eine Angabe zur Fahrtrichtung und/oder zur Ausrichtung des spurgebundenen Fahrzeugs. So kann es in Abhängigkeit von der Art des jeweiligen spurgebundenen Fahrzeugs sowie der Art und Weise, in der die jeweilige Strecke betrieben wird, zweckmäßig bzw. erforderlich sein, dass neben der zumindest einen Position des zumindest einen Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs auch die Fahrtrichtung und/oder die Ausrichtung des spurgebundenen Fahrzeugs ermittelt wird. Dabei wird unter Ausrichtung des spurgebundenen Fahrzeugs eine Angabe dahingehend verstanden, welches der beiden Fahrzeugenden in Fahrtrichtung ausgerichtet ist bzw. zeigt. Damit ist die Ausrichtung für solche spurgebundenen Fahrzeuge relevant, bei denen im Betrieb entweder das eine oder das andere Fahrzeugende in Fahrtrichtung zeigen kann. Dies ist somit beispielsweise bei Lokomotiven bzw. von diesen gezogenen bzw. geschobenen Zügen der Fall.
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Zusätzlich oder alternativ zur Ausrichtung des spurgebundenen Fahrzeugs kann die Fahrzeuginformationen vorzugsweise zusätzlich eine Angabe zur Fahrtrichtung des spurgebundenen Fahrzeugs umfassen. Dies ist insbesondere in solchen Fällen bedeutsam, in denen die Interpretation bzw. weitere Bearbeitung der zumindest einen Position des zumindest einen Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs von der Fahrtrichtung desselben abhängt. Entsprechende Situationen können insbesondere dann auftreten, wenn die zumindest eine Position des zumindest einen Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs relativ zu einer bekannten Streckenposition ermittelt wird oder aber das jeweilige spurgebundene Fahrzeug bezogen auf den zumindest einen Punkt, dessen zumindest eine Position ermittelt wird, nicht symmetrisch aufgebaut ist.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart ausgestaltet sein, dass die Positionen der beiden Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs unter zusätzlicher Berücksichtigung zumindest einer geometrischen Kenngröße des spurgebundenen Fahrzeugs und/oder unter zusätzlicher Berücksichtigung eines Streckenatlasses bestimmt werden. Bei entsprechenden geometrischen Kenngrößen kann es sich beispielsweise um den Abstand der Fahrzeugenden zu dem zumindest einen Punkt des spurgebundenen Fahrzeugs, dessen Position in der Fahrzeuginformation umfasst ist, handeln. Sofern die Fahrzeuginformation mehrere Positionen mehrerer Punkte des spurgebundenen Fahrzeugs umfasst, kann es sich bei der zumindest einen geometrischen Kenngröße des spurgebundenen Fahrzeugs beispielsweise auch um den Abstand dieser mehreren Punkte zueinander handeln.
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Alternativ oder zusätzlich zur zusätzlichen Berücksichtigung der zumindest einen geometrischen Kenngröße des spurgebundenen Fahrzeugs können die Positionen der beiden Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs auch unter Berücksichtigung eines Streckenatlasses bestimmt werden. Dabei wird unter einem Streckenatlas, der häufig auch als digitaler Streckenatlas bezeichnet wird, eine Einrichtung verstanden, in der der Verlauf des Fahrweges sowie die Positionen streckenseitiger Einrichtungen bzw. Komponenten abrufbar hinterlegt sind. Insbesondere enthält ein Streckenatlas hierbei Informationen dazu, an welchen Positionen bzw. Orten einer Fahrstrecke Weichen angeordnet sind. Sofern die Position des spurgebundenen Fahrzeugs somit basierend auf der ermittelten Fahrzeuginformation zumindest grob bekannt ist, ermöglicht es die Verwendung eines Streckenablasses somit, zu prüfen, ob und ggf. wo unter dem spurgebundenen Fahrzeug bzw. in der Nähe desselben Weichen angeordnet sind. Für die betreffenden Weichen kann sodann die Weichenlageinformation bereitgestellt werden.
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Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart ausgeprägt sein, dass die zumindest eine Position des zumindest einen Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs mittels zumindest eines streckenseitigen Referenzpunktes bekannter Position sowie zumindest eines fahrzeugseitigen Detektors zum Erfassen des zumindest einen streckenseitigen Referenzpunktes ermittelt wird. Dies bietet den Vorteil, dass mittels des zumindest einen fahrzeugseitigen Detektors sowie des zumindest einen streckenseitigen Referenzpunktes bekannter Position die zumindest eine Position des zumindest einen Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs auf vergleichsweise einfache und zuverlässige Art und Weise ermittelt werden kann. Aufgrund dessen, dass die Position des streckenseitigen Referenzpunktes bzw. die Positionen der streckenseitigen Referenzpunkte bekannt ist bzw. sind, erlaubt dies vorteilhafterweise sowohl eine relative als auch eine absolute Ermittlung der zumindest einen Position des zumindest einen Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die zumindest eine Position des zumindest einen Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs mittels zumindest eines streckenseitigen Referenzpunktes in Form zumindest einer Balise sowie zumindest eines fahrzeugseitigen Detektors in Form zumindest einen Balisenlesegerätes ermittelt. Dies ist vorteilhaft, da Balisen insbesondere im Zusammenhang mit dem Betrieb schienengebundener Fahrzeuge weit verbreitet sind und eine besonders zuverlässige und vergleichsweise kostengünstige Ermittlung der zumindest einen Position des zumindest einen Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs ermöglichen. Dies gilt insbesondere auch vor dem Hintergrund, dass spurgebundene Fahrzeuge häufig bereits über zumindest ein Balisenlesegerät verfügen, das im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorteilhafterweise Verwendung finden kann.
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Es sei darauf hingewiesen, dass alternativ zur Verwendung von Balisen und Balisenlesegeräten im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens auch anderer Arten streckenseitiger Referenzpunkte und fahrzeugseitiger Detektoren verwendet werden können. So ist es beispielsweise denkbar, dass mittels eines fahrzeugseitigen Detektors in Form einer Kamera bzw. eines optischen Sensors streckenseitige Referenzpunkte beliebiger Art ermittelt werden. Dabei ist es einerseits möglich, dass es sich bei den verwendeten streckenseitigen Referenzpunkten um speziell für diesen Zweck vorgesehene Komponenten, etwa in Form von Tafeln mit optischen Mustern, Barcodes oder auch Positionsangaben in Schrift- oder Zeichenform, handelt. Andererseits besteht auch die Möglichkeit, dass mittels des fahrzeugseitigen Detektors der Untergrund oder die Umgebung des spurgebundenen Fahrzeugs erfasst wird und aus den erfassten Bildern streckenseitige Referenzpunkte extrahiert werden. Dies kann etwa derart geschehen, dass beispielsweise unter Verwendung von Referenzaufnahmen oder Referenzdaten künstliche oder natürliche Landmarken bekannter Position identifiziert und als streckenseitige Referenzpunkte verwendet werden.
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Weiterhin sei an dieser Stelle angemerkt, dass eine Bestimmung der Position des zumindest einen Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs nicht notwendigerweise ein Zusammenspiel fahrzeugseitiger und streckenseitiger Komponenten erfordert. So ist es – eine entsprechende Genauigkeit bei der Positionsbestimmung vorausgesetzt – beispielsweise auch denkbar, dass die Position des zumindest einen Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs durch das Fahrzeug satellitengestützt, das heißt mittels eines GNSS(Globales Navigations-Satelliten-System, engl. Global Navigation Satellite System)-Empfängers, bestimmt wird. Alternativ hierzu kann eine Bestimmung der Position des zumindest einen Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs z.B. auch durch die Ortung eines fahrzeugseitigen Empfängers in einem Funknetz erfolgen. Dies kann beispielsweise derart geschehen, dass fahrzeugseitig die von streckenseitigen Zugangspunkten des Funknetzes empfangenen Signale ausgewertet und die Position des zumindest einen Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs relativ zu den Zugangspunkten bestimmt wird. Dabei kann als Funknetz z.B. ein WLAN (Wireless Local Area Network), beispielsweise gemäß dem Standard IEEE 802.11, oder ein Mobilfunknetz, beispielsweise gemäß einem der Standards GSM (Global System for Mobile Communications), GPRS (General Packet Radio Service), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) oder LTE (Long Term Evolution), verwendet werden.
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Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart weitergebildet sein, dass die zumindest eine Position des zumindest einen Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs mittels zweier Balisen sowie eines Balisenlesegerätes ermittelt wird. Diese Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorteilhaft, da ein fahrzeugseitiges Balisenlesegerät sowie zwei streckenseitige Balisen grundsätzlich ausreichen, um sowohl die Position des Balisenlesegerätes relativ zu der bekannten Position der Balisen als auch die Fahrtrichtung des spurgebundenen Fahrzeugs eindeutig zu ermitteln.
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Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung läuft das erfindungsgemäße Verfahren derart ab, dass die Fahrzeuginformation fahrzeugseitig ermittelt und an eine streckenseitige Steuereinrichtung übertragen wird, von der streckenseitigen Steuereinrichtung basierend auf der Fahrzeuginformation die auf die zumindest eine im Bereich des spurgebundenen Fahrzeugs angeordnete Weiche bezogene Weichenlageinformation bereitgestellt und an das spurgebundene Fahrzeug übermittelt wird, und die Positionen der beiden Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs fahrzeugseitig unter Berücksichtigung zumindest der Fahrzeuginformation sowie der Weichenlageinformation bestimmt werden.
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Die zuvor genannte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorteilhaft, da sie es ermöglicht, die Weichenlageinformation auf eine besonders effiziente Art und Weise bereitzustellen. Darüber hinaus ist der beschriebene Verfahrensablauf auch dahingehend besonders günstig, dass das spurgebundene Fahrzeug selbst die Federführung bei der Bestimmung der Positionen seiner Fahrzeugenden übernimmt. So wird die Fahrzeuginformation fahrzeugseitig ermittelt und an eine streckenseitige Steuereinrichtung übertragen. Bei einer entsprechenden streckenseitigen Steuereinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Komponente eines Zugbeeinflussungssystems, etwa in Form eines so genannten ATP(Automatic Train Protection)-Streckengerätes, handeln. Dabei kann die streckenseitige Steuereinrichtung ihrerseits mit weiteren streckenseitigen Steuereinrichtungen oder einer oder mehreren zentralen streckenseitigen Steuereinrichtungen kommunikationstechnisch verbunden sein. Von der streckenseitigen Steuereinrichtung wird nun basierend auf der Fahrzeuginformation die auf die zumindest eine im Bereich des spurgebundenen Fahrzeugs angeordnete Weiche bezogene Weichenlageinformation bereitgestellt und an das spurgebundene Fahrzeug übermittelt. Unter Berücksichtigung der Fahrzeuginformation und der empfangenen Weichenlageinformation sowie ggf. weiterer Informationen, beispielsweise aus einem Streckenatlas, können die Positionen der beiden Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs nun fahrzeugseitig bestimmt werden. Dies erlaubt es dem spurgebundenen Fahrzeug, die entsprechenden Positionen der Fahrzeugenden z.B. an die streckenseitige Steuereinrichtung zu melden, so dass diese Positionen in der Folge sowohl fahrzeugseitig als auch streckenseitig bei der Steuerung des spurgebundenen Fahrzeugs berücksichtigt werden können.
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Es sei darauf hingewiesen, dass es abweichend von der zuvor beschriebenen Ausführungsform im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens grundsätzlich auch möglich ist, dass die Fahrzeuginformation streckenseitig ermittelt und an das spurgebundenen Fahrzeug übertragen wird. Darüber hinaus ist es grundsätzlich auch denkbar, dass die Bestimmung der Positionen der beiden Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs unter Berücksichtigung zumindest der Fahrzeuginformation sowie der Weichenlageinformation streckenseitig durchgeführt wird. In diesem Fall überträgt somit beispielsweise die streckenseitige Steuereinrichtung die betreffenden Positionen an das jeweilige spurgebundene Fahrzeug. Allerdings ist es in diesem Fall erforderlich, dass streckenseitig der Fahrzeugtyp des spurgebundenen Fahrzeugs bekannt ist oder bekannt gemacht wird und insbesondere geometrische Kenngrößen des betreffenden Fahrzeugtyps, etwa in Form von Fahrzeugüberhängen oder Abständen der Fahrzeugenden von dem zumindest einen Punkt des spurgebundenen Fahrzeugs, verfügbar sind. Vorteil einer entsprechenden Realisierung ist hingegen, dass eine Übertragung der Weichenlageinformation, die üblicherweise ausschließlich streckenseitig verfügbar ist, an das jeweilige spurgebundene Fahrzeug entbehrlich ist.
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Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Verfahren im Rahmen einer Aufnahme eines Fahrbetriebes des spurgebundenen Fahrzeugs durchgeführt. Dabei wird unter dem Begriff der „Aufnahme eines Fahrbetriebes“ sowohl ein Starten bzw. Aufrüsten des spurgebundenen Fahrzeugs selbst verstanden als auch ein Übergang in einen Betriebsmodus, der eine Positionsbestimmung der Fahrzeugenden erforderlich macht.
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Generell ist darauf hinzuweisen, dass das erfindungsgemäße Verfahren vorzugsweise nur dann abläuft, wenn fahrzeugseitig festgestellt wird, dass eine Bestimmung der Position der Fahrzeugenden aufgrund von Weichen unter dem spurgebundenen Fahrzeug bzw. in der Nähe desselben nicht ohne weiteres möglich ist. In diesem Fall ist es einerseits möglich, dass seitens des Fahrzeugs die auf die betreffenden Weichen bezogene Weichenlageinformation konkret von einer streckenseitigen Komponente, etwa in Form der streckenseitigen Steuereinrichtung, abgefragt wird. Alternativ hierzu besteht auch die Möglichkeit, dass seitens des spurgebundenen Fahrzeugs die Fahrzeuginformation an die streckenseitige Komponenten übermittelt wird und diese anhand der empfangenen Fahrzeuginformation die Weichenlageinformation bereitstellt und übermittelt. Letztere Vorgehensweise ist auch unabhängig davon möglich, ob sich das spurgebundene Fahrzeug tatsächlich im Bereich zumindest einer Weiche aufhält. Somit kann das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhafterweise auch für den Fall genutzt werden, dass dem spurgebundenen Fahrzeug selbst keine Information zur Position von Weichen im Fahrweg vorliegt und die betreffende Information folglich ausschließlich streckenseitig verfügbar ist.
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Hinsichtlich der Vorrichtung wird die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum Betreiben eines spurgebundenen Fahrzeugs, wobei die Vorrichtung ausgebildet ist, eine Fahrzeuginformation zu ermitteln, die zumindest eine Position zumindest eines Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs umfasst, anhand der Fahrzeuginformation eine auf zumindest eine im Bereich des spurgebundenen Fahrzeugs angeordnete Weiche bezogenen Weichenlageinformation bereitzustellen, und Positionen beider Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs unter Berücksichtigung zumindest der Fahrzeuginformation sowie der Weichenlageinformation zu bestimmen.
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Die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechen denjenigen des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Gleiches gilt hinsichtlich der im Folgenden genannten bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Bezug auf die entsprechenden bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass auch diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden Erläuterungen verwiesen wird.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung ausgebildet, eine Fahrzeuginformation zu ermitteln, die zusätzlich eine Angabe zur Fahrtrichtung und/oder zur Ausrichtung des spurgebundenen Fahrzeugs umfasst.
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Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch derart weitergebildet sein, dass sie ausgebildet ist, die Positionen der beiden Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs unter zusätzlicher Berücksichtigung zumindest einer geometrischen Kenngröße des spurgebundenen Fahrzeugs und/oder unter zusätzlicher Berücksichtigung eines Streckenatlasses zu bestimmen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Ermitteln der zumindest einen Position des zumindest einen Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs zumindest einen streckenseitigen Referenzpunkt bekannter Position sowie zumindest einen fahrzeugseitigen Detektor zum Erfassen des zumindest einen streckenseitigen Referenzpunktes auf.
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Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch derart ausgeführt sein, dass sie zum Ermitteln der zumindest einen Position des zumindest einen Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs zumindest einen streckenseitigen Referenzpunkt bekannter Position in Form zumindest einer Balise sowie zumindest einen fahrzeugseitigen Detektor in Form zumindest eines Balisenlesegerätes zum Erfassen der zumindest einen Balise aufweist.
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Gemäß einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung zwei Balisen sowie ein Balisenlesegerät auf.
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Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch derart weitergebildet sein, dass sie eine streckenseitige Steuereinrichtung aufweist zum Empfangen der Fahrzeuginformation von einer Fahrzeugeinrichtung, zum auf der Fahrzeuginformation basierenden Bereitstellen der auf die zumindest eine im Bereich des spurgebundenen Fahrzeugs angeordneten Weiche bezogenen Weichenlageinformation und zum Übermitteln der Weichenlageinformation an das spurgebundene Fahrzeug, sowie die Fahrzeugeinrichtung zum fahrzeugseitigen Ermitteln der Fahrzeuginformation, zum Übertragen der Fahrzeuginformation an die streckenseitige Steuereinrichtung und zum fahrzeugseitigen Bestimmen der Positionen der beiden Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs unter Berücksichtigung zumindest der Fahrzeuginformation sowie der Weichenlageinformation.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierzu zeigt die
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Figur zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine schematische Skizze mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Die Figur zeigt ein aus zwei Einheiten bestehendes spurgebundenes Fahrzeug 10, bei dem es sich beispielsweise um einen U-Bahn-, Metro- oder S-Bahn-Zug handeln kann. Alternativ hierzu könnte das spurgebundene Fahrzeug 10 selbstverständlich auch lediglich eine Einheit oder auch mehr als zwei Einheiten umfassen.
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Das spurgebundene Fahrzeug 10 weist einen fahrzeugseitigen Detektor 11 auf, der mittels einer Kommunikationsverbindung an eine Fahrzeugeinrichtung 12 angebunden ist. Im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels sei hierbei angenommen, dass es sich bei dem fahrzeugseitigen Detektor 11 um ein Balisenlesegerät handelt.
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Entsprechend der Darstellung der Figur befindet sich das spurgebundene Fahrzeug 10 auf einem Fahrweg bzw. Gleis 20, von dem mittels Weichen 21 und 22 Gleise 23 und 24 abzweigen.
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In der Figur sind weiterhin streckenseitige Referenzpunkte 30 und 31 angedeutet, bei denen es sich im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels um Balisen handeln soll. Darüber hinaus ist eine streckenseitige Steuereinrichtung 32 erkennbar, bei der es sich beispielsweise um ein ATP(Automatic Train Protection)-Streckengerät eines Zugbeeinflussungssystems handeln kann. In Abhängigkeit von der jeweiligen Ausführungsform kann die streckenseitige Steuereinrichtung 32 hierbei durch Kommunikationsverbindungen, die drahtlos oder drahtgebunden ausgeführt sein können mit weiteren streckenseitigen Steuereinrichtungen oder einer zentralen streckenseitigen Steuereinrichtung verbunden sein. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind entsprechende weitere Komponenten und entsprechende Kommunikationsverbindungen in der Figur nicht dargestellt.
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Im Weiteren sei angenommen, dass das spurgebundene Fahrzeug 10 in der in der Figur dargestellten Situation den Betrieb unter Kontrolle eines Zugbeeinflussungssystems, beispielsweise des bereits eingangs referenzierten Zugbeeinflussungssystems Trainguard MT der Siemens AG für den Nahverkehr, aufnehmen möchte. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn das spurgebundene Fahrzeug 10 startet, das heißt in Betrieb genommen wird, oder wenn das spurgebundene Fahrzeug 10 aus einem Bereich, der über kein entsprechendes Zugbeeinflussungssystem verfügt, in einen Bereich einfährt, in dem ein entsprechendes System vorhanden ist. In beiden Fällen ist die Position des spurgebundenen Fahrzeugs 10, gegeben durch die Positionen der beiden Fahrzeugenden, zunächst unbekannt. Allerdings ist eine Kenntnis der Positionen der Fahrzeugenden regelmäßig für nahezu alle wesentlichen Funktionalitäten eines Zugbeeinflussungssystems erforderlich. Dies gibt beispielsweise im Hinblick darauf, ein Fahren im beweglichen Raumabstand (engl. Moving Block) zu ermöglichen. Gleiches gilt in Bezug auf eine Geschwindigkeitsüberwachung des spurgebundenen Fahrzeugs 10 bzw. Zuges. So ist sicherzustellen, dass kein Teil des spurgebundenen Fahrzeugs 10 einen Gleisabschnitt mit einer höheren als der jeweilig erlaubten Geschwindigkeit passiert. Auch eine entsprechende Geschwindigkeitsüberwachung ist somit nur dann möglich, wenn die Positionen der Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs 10 bekannt sind.
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In dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel sei angenommen, dass sich das spurgebundene Fahrzeug in eine Fahrtrichtung 40, das heißt in der Figur von links nach rechts, bewegt. Dabei weist das spurgebundene Fahrzeug 10 eine Länge L auf; die Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs 10 befinden sich in der dargestellten Situation an den Positionen p1 bzw. p2.
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Aufgrund der beiden Weichen 21 und 22 ergibt sich nun jedoch das Problem, dass das vordere Ende des spurgebundenen Fahrzeugs 10 sich ebenso gut an einer Position p1‘ und das hintere Fahrzeugende an einer Position p2‘ befinden könnte. Dies gilt auch dann, wenn mittels des fahrzeugseitigen Detektors 11 in Form des Balisenlesegerätes eine Bestimmung der Position des fahrzeugseitigen Detektors 11 in Bezug auf die streckenseitigen Referenzpunkte 30, 31 in Form der Balisen bereits erfolgt ist.
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So sei angenommen, dass sich das spurgebundene Fahrzeug 10 in der in der Figur dargestellten Situation von links kommend mit seinem fahrzeugseitigen Detektor 11 bereits an den streckenseitigen Referenzpunkten 30 und 31 vorbeibewegt hat. Dies hat zur Folge, dass der Fahrzeugeinrichtung 12 des spurgebundenen Fahrzeugs 10 die aktuelle Position des fahrzeugseitigen Detektors 11 in Bezug auf die streckenseitigen Referenzpunkte 30 und 31 bekannt ist. Hierzu kann die Fahrzeugeinrichtung 12 zusätzlich auf Odometriedaten beispielsweise eines Wegimpulsgebers zurückgreifen, die den seit dem Passieren der streckenseitigen Referenzpunkte 30, 31 zurückgelegten Weg angeben. Weiterhin ist der Fahrzeugeinrichtung 12 aufgrund der Reihenfolge des Passierens der streckenseitigen Referenzpunkte 30 und 31 auch die Fahrtrichtung 40 des spurgebundenen Fahrzeugs 10 bekannt. Darüber hinaus verfügt die Fahrzeugeinrichtung 12 auch über geometrische Kenngrößen des spurgebundenen Fahrzeugs 10, bei denen es sich beispielsweise um den Abstand des fahrzeugseitigen Detektors 11 von den beiden Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs 10 handeln kann. Folglich ist der Fahrzeugeinrichtung 12 auch die Länge L des spurgebundenen Fahrzeugs bekannt. Nichtsdestotrotz ist der Fahrzeugeinrichtung 12 in der in der Figur dargestellten Situation aufgrund der unter dem spurgebundenen Fahrzeug 10 angeordneten Weichen 21 und 22 keine Aussage dahingehend möglich, ob sich die Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs 10 an der Position p1 oder p1‘ bzw. an der Position p2 oder p2‘ befinden. Dies hat zur Folge, dass eine Bestimmung der Positionen der Fahrzeugenden in einer entsprechenden Situation üblicherweise beispielsweise erst nach dem Passieren eines weiteren streckenseitigen Referenzpunktes möglich wäre (sofern im Bereich des weiteren streckenseitigen Referenzpunktes nicht auch wieder eine Weiche vorhanden ist).
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Um nun in dieser Situation dennoch möglichst schnell und zuverlässig eine Bestimmung der Positionen der Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs 10 zu ermöglichen, wird gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in einem ersten Schritt eine Fahrzeuginformation ermittelt, die zumindest eine Position zumindest eines Punktes des spurgebundenen Fahrzeugs 10 umfasst. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel umfasst die ermittelte Fahrzeuginformation hierbei die Position des fahrzeugseitigen Detektors 11 in Form des Balisenlesegerätes. Dabei wird die betreffende Position vorzugsweise in Relation zu zumindest einen der streckenseitigen Referenzpunkte 30, 31 in Form der Balisen angegeben. Darüber hinaus sei im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels angenommen, dass die Fahrzeuginformation zusätzlich eine Angabe zur Fahrtrichtung 40 des spurgebundenen Fahrzeugs 10 sowie geometrischen Kenngrößen in Form der Abstände des fahrzeugseitigen Detektors 11 von den beiden Fahrzeugenden umfasst. In Abhängigkeit von dem jeweiligen spurgebundenen System ist es alternativ hierzu auch möglich, dass eine entsprechende Information zu geometrischen Kenngrößen der im Streckennetz verkehrenden spurgebundenen Fahrzeuge streckenseitig bekannt ist.
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Die fahrzeugseitig ermittelte Fahrzeuginformation wird im nächsten Schritt an die streckenseitige Steuereinrichtung 32 übertragen. Dies kann beispielsweise funkbasiert erfolgen.
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Anhand der empfangenen Fahrzeuginformation ist es der streckenseitigen Steuereinrichtung 32 nun möglich, bezogen auf die beiden im Bereich des spurgebundenen Fahrzeugs 10 angeordneten Weichen 21 und 22 eine Weichenlageinformation bereitzustellen. Dabei gibt die Weichenlageinformation die Weichenlage der betreffenden Weichen 21 und 22 an. In Abhängigkeit von der jeweiligen Realisierung kann die streckenseitige Steuereinrichtung 32 hierbei selbst überhaupt erst feststellen, dass die Weichen 21 und 22 im Bereich des spurgebundenen Fahrzeugs 10, das heißt vorliegend unter diesem, angeordnet sind. Alternativ hierzu wäre es auch denkbar, dass dies bereits fahrzeugseitig, etwa unter Verwendung eines digitalen Streckenatlasses, ermittelt wird und zusammen mit der Fahrzeuginformation bereits eine Angabe dahingehend an die streckenseitige Steuereinrichtung 32 übermittelt wird, bezogen auf welche Weichen 30 und 31 die Weichenlageinformation benötigt wird. In diesem Fall ist es somit auch nicht erforderlich, die Fahrzeuginformation oder geometrische Kenngrößen des spurgebundenen Fahrzeugs 10 an die streckenseitige Steuereinrichtung 32 zu übermitteln.
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Im nächsten Schritt wird nun die von der streckenseitigen Steuereinrichtung 32 bereitgestellte Weichenlageinformation an die Fahrzeugeinrichtung 12 des spurgebundenen Fahrzeugs 10 übermittelt. Hierdurch wird die Fahrzeugeinrichtung 12 in die Lage versetzt, die Positionen der beiden Fahrzeugenden des spurgebundenen Fahrzeugs 10 unter Berücksichtigung zumindest der Fahrzeuginformation sowie der Weichenlageinformation zu bestimmen. Entsprechend den vorstehenden Ausführungen können hierbei weitere Informationen, etwa in Form geometrischer Kenngrößen des spurgebundenen Fahrzeugs und/oder Informationen aus einem Streckenatlas, berücksichtigt werden. Im Ergebnis stellt die Fahrzeugeinrichtung 12 anhand der Weichenlageinformation fest, dass sich das vordere Fahrzeugende an der Position p1 (und nicht etwa an der Position p1‘) und das hintere Ende des spurgebundenen Fahrzeugs 10 an der Position p2 (und nicht etwa an der Position p2‘) befindet.
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Es sei darauf hingewiesen, dass das zuvor beschriebene Verfahren sowohl im Stillstand des spurgebundenen Fahrzeugs 10 als auch während dessen Bewegung durchgeführt werden kann. Insbesondere im letzteren Fall umfasst die Weichenlageinformation vorzugsweise nicht nur solche Weichen, die sich aktuell unter dem spurgebundenen Fahrzeug 10 befinden, sondern darüber hinaus auch Weichen in der unmittelbaren Umgebung, insbesondere im Fahrweg, des spurgebundenen Fahrzeugs 10.
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Das zuvor beschriebene Verfahren zeichnet sich somit dadurch aus, dass durch ein Zusammenspiel der Fahrzeugeinrichtung 12 und der streckenseitigen Steuereinrichtung 32 die Fahrzeuginformation sowie die Weicheninformation zusammengeführt werden, wodurch eine Auflösung der in dem Ausführungsbeispiel der Figur bestehenden Ambiguität bezüglich der Positionen p1/p1‘ bzw. p2/p2‘ der Fahrzeugenden ermöglicht wird. Dies bietet den grundlegenden Vorteil, dass das spurgebundene Fahrzeug 10 schneller in Betrieb genommen bzw. durch das Zugbeeinflussungssystem gesteuert werden kann. Hierdurch wird somit die Verfügbarkeit des betreffenden Systems erhöht und damit letztlich auch die Sicherheit des Zug- bzw. Fahrzeugbetriebs gesteigert.
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Es sei darauf hingewiesen, dass das im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel der Figur beschriebene Verfahren grundsätzlich immer, das heißt unabhängig davon, ob sich tatsächlich eine Weiche 21, 22 im Bereich des spurgebundenen Fahrzeugs 10 aufhält oder nicht, durchgeführt werden kann. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn der Fahrzeugeinrichtung 12 selbst keine Information dazu vorliegt, ob sich eine Weiche 21, 22 im Bereich des spurgebundenen Fahrzeugs 10 befindet oder nicht. Sofern der Fahrzeugeinrichtung 12 eine entsprechende Information vorliegt, besteht vorteilhafterweise auch die Möglichkeit, dass die Weicheninformation ausschließlich in solchen Fällen von der streckenseitigen Steuereinrichtung 32 an die Fahrzeugeinrichtung 12 übertragen wird, in denen sich tatsächlich eine Weiche 21, 22 unter dem spurgebundenen Fahrzeug 10 oder in dessen unmittelbarer Nähe befindet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- Firmenschrift "Trainguard® MT – Optimale Leistung mit dem führenden Zugbeeinflussungssystem für den Nahverkehr", Bestellnr.: A19100-V100-B976, Siemens AG 2014 [0001]
- Standard IEEE 802.11 [0016]
