DE102016223737B4 - Method for detecting a collision of a rail vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Erkennen einer Kollision eines Schienenfahrzeugs (10), wobei eine Kollision des Schienenfahrzeugs (10) mit einem Kollisionsobjekt (40) erkannt wird, indem ein Signal eines Aufprallsensors (22, 24, 28) ausgewertet wird, der sich an einer Stirnseite des Schienenfahrzeugs (10) befindet, wobei ausgehend von dem Signal des Aufprallsensors (22, 24, 28) eine Klassifikation des Kollisionsobjekts (40) vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Klassifikation des Kollisionsobjekts (40) eine Auswertung einer Aufnahme umfasst, die von einem optischen Sensor (30), der derart am Schienenfahrzeug (10) angebracht ist, dass er einen Bereich vor der Stirnseite des Schienenfahrzeugs (10) überwacht, bereitgestellt wird, wobei die Auswertung der Aufnahme durch eine Analyse des Signals des Aufprallsensors (22, 24, 28) ausgelöst wird, wobei die Auswertung der Aufnahme des optischen Sensors (30) durch einen Auswerter erfolgt, wobei die Analyse des Signals des Aufprallsensors (22, 24, 28) bewirkt, dass die Aufnahme des optischen Sensors (30) dem Auswerter zur Auswertung angezeigt wird. Method for detecting a collision of a rail vehicle (10), wherein a collision of the rail vehicle (10) with a collision object (40) is detected by evaluating a signal from an impact sensor (22, 24, 28) located on the end of the rail vehicle (10) is located, based on the signal of the impact sensor (22, 24, 28) a classification of the collision object (40) is carried out, characterized in that the classification of the collision object (40) includes an evaluation of a recording from an optical A sensor (30) which is attached to the rail vehicle (10) in such a way that it monitors an area in front of the end face of the rail vehicle (10) is provided, the evaluation of the recording being made by analyzing the signal from the impact sensor (22, 24, 28 ) is triggered, the evaluation of the recording of the optical sensor (30) being carried out by an evaluator, the analysis of the signal from the impact sensor (22, 24, 28) causes the recording of the optical sensor (30) to be displayed to the evaluator for evaluation.
Description
Stand der TechnikState of the art
Bei schienengebundenen Systemen wird durch den Einsatz diverser technischer Systeme wie beispielsweise ETCS versucht, eine Kollision erst gar nicht entstehen zu lassen. Blocksicherungssysteme, Linienzugbeeinflussung oder punktförmige Zugbeeinflussung usw. stoppen den Zug im Notfall, so dass eine Kollision gar nicht entsteht. Systeme oder Verfahren zum Erkennen einer Kollision eines Schienenfahrzeugs sind vom Markt nicht bekannt.In the case of rail-bound systems, various technical systems such as ETCS are used to try to prevent a collision from occurring in the first place. Block safety systems, line train control or punctual train control etc. stop the train in an emergency so that a collision does not occur at all. Systems or methods for detecting a collision of a rail vehicle are not known from the market.
Kollisionserkennungssysteme sind im Automobilbereich flächendeckend im Einsatz, z. B. um Airbags auszulösen. Bekannt ist, hierfür Beschleunigungssensoren oder Drucksensoren zu verwenden, die eine Druckerhöhung in einem luftgefülltem Volumen, wie z.B. einem Schlauch, erkennen, das durch eine Kollision komprimiert wird.Collision detection systems are used extensively in the automotive sector, e.g. B. to deploy airbags. It is known to use acceleration sensors or pressure sensors for this purpose, which detect an increase in pressure in an air-filled volume, such as a hose, which is compressed by a collision.
Aus der gattungsbildenden
Aus der
Aus der
Aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erkennen einer Kollision eines Schienenfahrzeugs hat demgegenüber den Vorteil, dass eine Kollision des Schienenfahrzeugs mit einem Kollisionsobjekt erkannt wird, indem ein Signal eines Aufprallsensors ausgewertet wird, der sich an einer Stirnseite des Schienenfahrzeugs befindet.In contrast, the method according to the invention for detecting a collision of a rail vehicle has the advantage that a collision of the rail vehicle with a collision object is recognized by evaluating a signal from an impact sensor located on a front side of the rail vehicle.
Erfindungsgemäß vorgesehen ist es, ausgehend von dem Signal des Aufprallsensors eine Klassifikation eines Kollisionsobjektes vorzunehmen. Verglichen mit Straßenfahrzeugen verfügen Schienenfahrzeuge über erheblich längere Bremswege und benötigen deutlich längere Zeit, um aus einem Stillstand heraus eine Reisegeschwindigkeit zu erreichen. Darüber hinaus liegt es in der Natur eines Schienenweges, das dieser von einem stehenden Schienenfahrzeug für nachfolgende Schienenfahrzeuge gesperrt ist. Somit ist es von Vorteil, wenn aufgrund einer Klassifikation eines Kollisionsobjektes entschieden werden kann, ob ein Schienenfahrzeug in Folge einer Kollision anhalten muss oder seine Fahrt fortsetzen kann. Insbesondere im Fall von autonom fahrenden Schienenfahrzeugen ist die Klassifikation des Kollisionsobjekts vorteilhaft, da eine Einschätzung von Art und Schwere einer Kollision durch eine Lokführer nicht möglich ist.Provision is made according to the invention to classify a collision object on the basis of the signal from the impact sensor. Compared to road vehicles, rail vehicles have considerably longer braking distances and need significantly longer time to reach cruising speed from a standstill. In addition, it is in the nature of a railroad that it is blocked by a stationary rail vehicle for subsequent rail vehicles. It is therefore advantageous if, on the basis of a classification of a collision object, it can be decided whether a rail vehicle has to stop as a result of a collision or whether it can continue its journey. In the case of autonomously driving rail vehicles in particular, the classification of the collision object is advantageous, since it is not possible for a train driver to assess the type and severity of a collision.
Vorteilhaft ist es, bei der Klassifikation des Kollisionsobjektes eine Eigengeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs zu berücksichtigen. Erfolgt die Klassifikation des Kollisionsobjektes ausgehend von einer Krafteinwirkung oder einem Impulsübertrag durch das Kollisionsobjekt auf den Aufprallsensor, so kann das Kollisionsobjekt deutlich zuverlässiger klassifiziert werden, wenn die Eigengeschwindigkeit des Fahrzeugs bekannt ist. Eine Krafteinwirkung auf den Aufprallsensor bzw. ein Impulsübertrag vom Kollisionsobjekt auf das Schienenfahrzeug hängt maßgeblich von der Differenzgeschwindigkeit zwischen Schienenfahrzeug und Kollisionsobjekt ab. Durch Berücksichtigung der Eigenbewegung des Schienenfahrzeugs kann somit in einfacher Art und Weise auf die Masse des Kollisionsobjektes geschlossen werden.It is advantageous to take account of the rail vehicle's own speed when classifying the collision object. If the collision object is classified on the basis of an action of force or a pulse transfer through the collision object to the impact sensor, the collision object can be classified much more reliably if the vehicle's own speed is known. The effect of a force on the impact sensor or a pulse transfer from the collision object to the rail vehicle depends largely on the differential speed between the rail vehicle and the collision object. By taking into account the own movement of the rail vehicle, the mass of the collision object can thus be inferred in a simple manner.
Vorteilhaft ist es, die Klassifikation des Kollisionsobjektes vorzunehmen, indem das Signal des Aufprallsensors mit hinterlegten Signalmustern verglichen wird.It is advantageous to classify the collision object by comparing the signal from the impact sensor with stored signal patterns.
Erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass die Klassifikation des Kollisionsobjektes eine Auswertung einer Aufnahme umfasst, die von einem optischen Sensor, der derart am Schienenfahrzeug angebracht ist, dass er einen Bereich vor der Stirnseite des Schienenfahrzeugs überwacht, bereitgestellt wird, wobei die Auswertung der Aufnahme durch eine Analyse des Signals des Aufprallsensors ausgelöst wird.According to the invention it is provided that the classification of the collision object includes an evaluation of a recording, which is provided by an optical sensor that is attached to the rail vehicle in such a way that it monitors an area in front of the front of the rail vehicle, the evaluation of the recording by an analysis the signal of the impact sensor is triggered.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn es sich bei dem optischen Sensor um eine Kamera handelt, die den Bereich vor der Stirnseite des Schienenfahrzeugs permanent überwacht. Die Bilder der Kamera werden vorteilhafter Weise für eine gewisse Zeitdauer, beispielsweise 10 Sekunden in einem Speicher gespeichert, wobei die gespeicherten Bilder ausgewertet werden, wenn eine Analyse des Signals des Aufprallsensors darauf hindeutet, dass eine Kollision mit einem Kollisionsobjekt stattgefunden hat. Die Auswertung der Bilder des optischen Sensors kann beispielsweise automatisch oder durch einen menschlichen Benutzer erfolgen.It is particularly advantageous if the optical sensor is a camera, which permanently monitors the area in front of the front of the rail vehicle. The images from the camera are advantageously stored in a memory for a certain period of time, for example 10 seconds, the stored images being evaluated when an analysis of the signal from the impact sensor indicates that a collision with a collision object has taken place. The evaluation of the images from the optical sensor can be done automatically or by a human user, for example.
Erfindungsgemäß vorgesehen ist, die Auswertung der Aufnahme des optischen Sensors durch einen Auswerter erfolgen zu lassen, wobei die Analyse des Signals des Aufprallsensors bewirkt, dass die Aufnahme des optischen Sensors dem Auswerter zur Auswertung angezeigt wird. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist dabei vorgesehen, die Bilder des optischen Sensors aus dem Speicher auszulesen und an eine Leitstelle zu übertragen, wo ein Auswerter, also z.B. ein Operateur der Leitstelle , diese Bilder vorgelegt bekommt und anhand der Aufnahmen beurteilen kann, um welche Art von Kollisionsobjekt es sich bei der Kollision gehandelt hat.According to the invention, it is provided that the recording of the optical sensor is evaluated by an evaluator, the analysis of the signal from the impact sensor having the effect that the recording of the optical sensor is displayed to the evaluator for evaluation. In a particularly advantageous embodiment, it is provided that the images of the optical sensor are read from the memory and transmitted to a control center, where an evaluator, for example an operator at the control center, receives these images and can use the recordings to assess the type of Collision object it was the collision.
Vorteilhaft ist, wenn der Aufprallsensor einen Beschleunigungssensor umfasst.It is advantageous if the impact sensor comprises an acceleration sensor.
Vorteilhaft ist, wenn der Aufprallsensorsensor einen Drucksensor umfasst. Der Aufprallsensor besteht im Sinne dieser vorteilhaften Weiterbildung also nicht nur aus einem Drucksensor oder aus einem Beschleunigungssensor, sondern kann neben diesen eigentlichen Sensoren weitere Komponenten umfassen. So ist in vorteilhafter Weiterbildung beispielsweise vorgesehen, einen luftgefüllten Schlauch an der Stirnseite des Schienenfahrzeugs zu verlegen, an dessen Enden sich jeweils ein Drucksensor befindet, so dass die beiden Drucksensoren einen Druckanstieg registrieren, wenn der luftgefüllte Schlauch in Folge einer Kollision komprimiert wird. In dieser Weiterbildung umfasst der Aufprallsensor also zwei Drucksensoren und einen luftgefüllten Schlauch.It is advantageous if the impact sensor sensor comprises a pressure sensor. In the sense of this advantageous further development, the impact sensor therefore not only consists of a pressure sensor or an acceleration sensor, but can also include further components in addition to these actual sensors. For example, an advantageous development provides for an air-filled hose to be laid on the end face of the rail vehicle, at the ends of which there is a pressure sensor so that the two pressure sensors register a pressure increase when the air-filled hose is compressed as a result of a collision. In this development, the impact sensor thus comprises two pressure sensors and an air-filled hose.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Aufprallsensor sowohl einen Beschleunigungssensor als auch einen Drucksensor umfasst.Furthermore, it can be provided that the impact sensor comprises both an acceleration sensor and a pressure sensor.
Vorteilhaft ist eine Vorrichtung, die eingerichtet ist, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen.A device which is set up to carry out each step of the method according to the invention is advantageous.
Vorteilhaft ist außerdem ein Computerprogramm, das eingerichtet ist, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen so wie ein Speichermedium, das das Computerprogramm umfasst.A computer program that is set up to carry out each step of the method according to the invention is also advantageous, as is a storage medium that includes the computer program.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:An exemplary embodiment of the present invention is explained in more detail below with reference to the accompanying drawings. Show:
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs, das über eine Vorrichtung verfügt, die eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen; -
2 eine schematische Darstellung eines Ablaufs des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 a schematic representation of a rail vehicle that has a device that is set up to carry out the method according to the invention; -
2 a schematic representation of a sequence of the method according to the invention.
Das Schienenfahrzeug (
Bei der Sendeeinheit (
Die in
In Schritt
In vorteilhafter Weiterbildung wird das Signal des Aufprallsensors mit hinterlegten Signalmustern verglichen. Hierbei kann es sich insbesondere um Signalmuster handeln, die anhand von Testkollisionen mit dem Schienenfahrzeug (
In Schritt
In Schritt
In Schritt
In Schritt
Ein nicht harmloses Kollisionsobjekt (
Erkennt der Benutzer, dass es sich entgegen der Entscheidung im Verfahrensschritt
Das oben beschriebene Verfahren wird vorteilhafter Weise insbesondere bei autonom agierenden Schienenfahrzeugen (
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