DE102018111984A1

DE102018111984A1 - Kollisionsvermeidung für ein Fahrzeug und Verfahren hierzu

Info

Publication number: DE102018111984A1
Application number: DE102018111984.4A
Authority: DE
Inventors: Márton Csutorás; Attila Isóczki; Miklós Krémer; Gabor Nagy; Gergö Somogyi
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Priority date: 2018-05-18
Filing date: 2018-05-18
Publication date: 2019-11-21
Also published as: EP3793881A1; WO2019219373A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kollisionsvermeidungssystem (10, 10') für ein Fahrzeug (12, 12'), insbesondere ein Schienenfahrzeug (12, 12'), mit wenigstens einem Schnittstellenelement (14, 14') zum Anschluss an ein Datenversorgungssystem, insbesondere Bordnetz und/oder Bussystem, des Fahrzeugs zur Bereitstellung mehrerer Betriebsparameter des Fahrzeugs (12, 12') im Kollisionsvermeidungssystem (10, 10'), mit wenigstens einer Sensoreinrichtung (16, 16') zur Erfassung von wenigstens einem Objekt (O, O') außerhalb des Fahrzeugs (12, 12') und zur Erzeugung entsprechender Objektdaten und mit wenigstens einer Auswertungseinrichtung (18, 18'), die mit dem Schnittstellenelement (14, 14') und der Sensoreinrichtung (16, 16') in Datenverbindung steht, wobei mittels der Auswertungseinrichtung (18, 18') die von dem Schnittstellenelement (14, 14') bereitgestellten Betriebsparameter und die Objektdaten auswertbar sind und im Falle einer bevorstehenden Kollision zwischen Objekt (O, O') und Fahrzeug (12, 12') wenigstens ein Kollisionsvermeidungssignal erzeugbar ist, das an wenigstens eine Kollisionsvermeidungseinrichtung (20, 20') übertragbar ist, wobei die Betriebsparameter einen oder mehrere Reibungskoeffizienten zwischen dem Fahrzeug (12, 12') und wenigstens einer das Fahrzeug (12, 12') tragenden Fahrbahn (22, 22') umfassen.Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Kollisionsvermeidungssystems (10, 10') sowie ein Fahrzeug mit einem Kollisionsvermeidungssystem (10, 10').

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kollisionsvermeidungssystem für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines derartigen Kollisionsvermeidungssystems.
Aus der DE 10 2014 225 881 A1 und der DE 10 2014 221 034 A1 sind bereits Kollisionswarnsysteme bekannt. Die DE 10 2014 220 778 A1 sowie die DE 10 2015 214 425 A1 befassen sich mit der Überwachung von Gleisabschnitten für Schienenfahrzeuge.
Ferner ist in der WO 2008/122547 A1 ein Schienenfahrzeug mit einer Fahrzeugsteuerung und wenigstens einer mit der Fahrzeugsteuerung verbundenen Erfassungseinrichtung gezeigt, wobei die Fahrzeugsteuerung dazu ausgebildet ist, wenigstens einen Zustandsparameter des Fahrzeugs zu beeinflussen, die wenigstens eine Erfassungseinrichtung dazu ausgebildet ist, einen aktuellen Zustandsparameter des Fahrzeugs und/oder der Umgebung des Fahrzeugs zu erfassen und ein entsprechendes Zustandssignal auszugeben.
Des Weiteren zeigt die WO 2016/042352 A1 ein Sicherheitssystem zum Vermeiden einer Kollision eines Fahrzeugs, mit einer Berechnungseinheit, die zum Berechnen einer Vielzahl von Bereichen von Zonen geeignet ist, mit einem oder mehreren Radarsensoren, die zum Erfassen einer relativen Position eines Objekts zu dem Fahrzeug eingerichtet sind und mit einer Bestimmungseinheit, die geeignet ist, eine Zone zu bestimmen, in der das Objekt positioniert ist, basierend auf der relativen Position, die von den einen oder mehreren Radarsensoren erfasst wird, und mit einer Sicherheitseinheit, die geeignet ist, Maßnahmen zur Vermeidung einer Kollision zwischen dem Fahrzeug und dem Objekt zu ergreifen..
Außerdem zeigt die WO 2017/042044 A1 Verfahren zur Warnung von Verkehrsteilnehmern in einem Schienenfahrzeug mittels Tonsignalen oder Lichtsignalen. Darüber hinaus zeigt die WO 97/31810 A1 ein System zum Warnen eines Fahrers eines Fahrzeugs vor dem Vorhandensein eines Hindernisses in einer Spur des Fahrzeugs.
Zusätzlich offenbart die WO 2015/150340 A1 ein Verfahren zum automatischen Assistieren eines Fahrers eines fahrspurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs.
Weiterhin zeigt die EP 2 808 224 A1 eine Anlage zur Gefahrenbereichsüberwachung einer Eisenbahnmaschine mit einer Erfassungseinrichtung zum Erkennen von in einem Überwachungsbereich befindlichen Objekten.
Zudem sind in der US 9,321,470 B1 ein System und ein Verfahren zur Verwirklichung einer fortgeschrittenen Objektkollisionsvermeidung für (Schienen-)Fahrzeuge als ein Gleiseinbruchserkennungssystem offenbart.
Aufgrund der eingeschränkten Miteinbeziehung von aktuellen Daten der Betriebsparameter der Fahrzeuge sind die im Stand der Technik genannten Kollisionsvermeidungssysteme oder Kollisionswarnsysteme stets gewissen Ungenauigkeiten bzw. Trägheiten unterworfen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kollisionsvermeidungssystem der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass die Genauigkeit des Kollisionsvermeidungssystems verbessert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kollisionsvermeidungssystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass ein Kollisionsvermeidungssystem für ein Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, bereitgestellt wird, mit wenigstens einem Schnittstellenelement zum Anschluss an ein Subsystem, insbesondere ein Bremskontrollsystem, ein Traktionskontrollsystem, ein Energieversorgungssystem oder Levellingsystem eines Schienenfahrzeugs, und/oder an ein Datenversorgungssystem, insbesondere Bordnetz und/oder Bussystem, des Fahrzeugs zur Bereitstellung mehrerer Betriebsparameter des Fahrzeugs im Kollisionsvermeidungssystem, mit wenigstens einer Sensoreinrichtung zur Erfassung von wenigstens einem Objekt außerhalb des Fahrzeugs und zur Erzeugung entsprechender Objektdaten und mit wenigstens einer Auswertungseinrichtung, die mit dem Schnittstellenelement und der Sensoreinrichtung in Datenverbindung steht, wobei mittels der Auswertungseinrichtung die von dem Schnittstellenelement bereitgestellten Betriebsparameter und die Objektdaten auswertbar sind und im Falle einer bevorstehenden Kollision zwischen Objekt und Fahrzeug wenigstens ein Kollisionsvermeidungssignal erzeugbar ist, das an wenigstens eine Kollisionsvermeidungseinrichtung übertragbar ist, wobei die Betriebsparameter einen oder mehrere Reibungskoeffizienten zwischen dem Fahrzeug und wenigstens einer das Fahrzeug tragenden Fahrbahn umfassen.
Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, dass die in einem Fahrzeug ermittelten bzw. dem Fahrzeug von einer externen Datenquelle übermittelten Fahrzeug-Betriebsparameter zusätzlich zu dessen eigentlicher Steuerung und/oder Regelung auch als Eingangsgröße für ein Kollisionsvermeidungssystem des Fahrzeugs heranziehbar sind. Ein für den Betrieb der Kollisionsvermeidungseinrichtung wesentlicher Betriebsparameter (wie Beschleunigung, Geschwindigkeit, Beladung, Fahrzeuggewicht, Fahrtrichtung usw.) ist der Reibungskoeffizient zwischen dem Fahrzeug und der Fahrbahn, auf welcher das Fahrzeug fährt bzw. welche das Fahrzeug trägt. Die Kenntnis des Reibungskoeffizienten ist deshalb besonders wichtig, weil dieser die aktuelle Änderung des Fahrbahnzustandes am aktuellsten und realistischsten wiederspiegelt und einen großen Einfluss auf den Bremsweg des Fahrzeugs hat. Das Fahrzeug ist im Übrigen als Schienenfahrzeug ausgebildet. Ferner ist die Fahrbahn entsprechend eines Gleises mit wenigstens zwei Schienen ausgebildet. Anhand der Kenntnis des Reibungskoeffizienten ist eine mögliche Kollision zwischen einem Objekt, welches an dem Verkehr teilnimmt, noch genauer bzw. realistischer durch die Auswertungseinrichtung mittels Abgleich der Betriebsparameter, insbesondere in Form der Reibungskoeffizienten, und der Objektdaten bestimmbar, wodurch die Verkehrssicherheit insbesondere im Schienenverkehr weiter verbessert werden kann. Die Objektdaten umfassen außerdem Richtungs- und/oder Positionsdaten des Objekts, das sich relativ zu einer aktuellen Position des Fahrzeugs bewegt. Derartige Objekte können beispielsweise nur temporär verkehrsteilnehmende Objekte wie andere Fahrzeuge oder Fußgänger, Verkehrszeichen (z.B. Warnschilder) und/oder Verkehrseinrichtungen (wie Lichtzeichenanlagen) sein. Die Sensoreinrichtung zur Erfassung von wenigstens einem Objekt außerhalb des Fahrzeugs ist z.B. als Radareinrichtung, LIDAR-Einrichtung, Kameraeinrichtung, Infrarot-Kameraeinrichtung, Nachtsicht-Kameraeinrichtung, Stereo-Kameraeinrichtung und/oder Ultraschall-Distanzsensor oder als jegliche Kombination dieser Sensoreinrichtungen ausgebildet.
Das Kollisionsvermeidungssystem kann mit dem Schnittstellenelement dabei entweder an ein Subsystem eines Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs, angeschlossen sein. Denkbar ist aber auch, dass das Schnittstellenelement an ein Datenversorgungssystem angeschlossen werden kann.
Bei einem Subsystem des Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, kann es sich um das Bremskontrollsystem, das Traktionskontrollsystem, das Energieversorgungssystem oder das Levellingsystem des Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs handeln. Bei dem Datenversorgungssystem kann es sich insbesondere um das Bordnetz oder das Bussystem handeln. Denkbar ist, dass jedes der genannten Systeme allein oder in Kombination mit einem der anderen Systeme hier verwendet werden kann.
Im Übrigen kann vorgesehen sein, dass das Kollisionsvermeidungssystem und/oder das Fahrzeug wenigstens eine Einrichtung zur kontinuierlichen oder intervallartigen Ermittlung der Reibungskoeffizienten aufweist. Die Ermittlung des Reibungskoeffizienten direkt innerhalb des Fahrzeugs bietet die genaueste und zeitlich kürzeste Möglichkeit, den Reibungskoeffizienten zu erfassen. Da bei einem Kollisionsvermeidungssystem schon Sekundenbruchteile über eine mögliche Kollision entscheiden, ist eine besonders schnelle und zuverlässige Bereitstellung bzw. Ermittlung dieses Koeffizienten besonders im Hinblick der gesteigerten Verkehrssicherheit besonders vorteilhaft. Dazu weist die Einrichtung zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten wenigstens eine Sensoreinrichtung auf. In diesem Zusammenhang ist denkbar, dass die Sensoreinrichtung als Sensoreinrichtung zur Erfassung wenigstens einer Drehzahl wenigstens eines Rades des Fahrzeugs ausgebildet ist. Ferner können auch mehrere Sensoreinrichtungen jeweils im Bereich eines Fahrzeugrads angeordnet sein, um dessen Drehzahl zu erfassen. Mittels der Drehzahl der jeweiligen Fahrzeugräder kann die Einrichtung zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten den jeweiligen Radschlupf bestimmen. Der Radschlupf kann insbesondere in Beschleunigungs- oder Verzögerungsphasen des Fahrzeugs ermittelt werden. Dies wird durch Abgleich der Tangentialgeschwindigkeit des Fahrzeugrades im Kontaktpunkt mit der Schiene und der eigentlichen Fahrzeuggeschwindigkeit erreicht. Die eigentliche Fahrzeuggeschwindigkeit ist z.B. über eine GPS-Einrichtung und/oder ein Hodometer des Fahrzeugs bestimmbar. Ferner kann vorgesehen sein, dass die Sensoreinrichtung wenigstens ein Sensorelement zur Erfassung wenigstens eines Steuerstromes wenigstens einer Magnetschienenbremse und wenigstens ein Sensorelement zur Erfassung wenigstens einer Kraft aufweist, welche auf wenigstens eine Aufhängung der Magnetschienenbremse wirkt. In diesem Fall kann die Einrichtung zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten aus einem Verhältnis einer auf die Magnetschienenbremse wirkenden Zugkraft (abhängig vom Steuerstrom) und der in der Aufhängung wirkenden Kraft den entsprechenden Reibungskoeffizienten bestimmen. Ferner können auch mehrere derartige Sensoreinrichtungen jeweils im Bereich einer Magnetschienenbremse angeordnet sein, um die entsprechend wirkenden Kräfte zu erfassen. Zusätzlich ist denkbar, dass die Einrichtung zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten wenigstens eine Sensoreinrichtung zur Erfassung wenigstens einer Eigenschaft der Fahrbahn, insbesondere wenigstens eine Schiene, aufweist. Derartige Eigenschafen der Fahrbahn bzw. einer Schiene können z.B. Helligkeit, Rauheit, Leitfähigkeit, Farbton usw. sein. Die Erfassung der Eigenschaft der Fahrbahn kann entweder kontaktlos oder durch Kontakt der Sensoreinrichtung mit der Schiene erfolgen. Ferner können auch mehrere derartige Sensoreinrichtungen jeweils im Bereich einer durch das Fahrzeug überfahrenen Schiene angeordnet sein, um die entsprechend Eigenschaften der Schiene zu erfassen. Falls die Einrichtung zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten mehrere der zuvor genannten Sensoreinrichtungen aufweist, ist es denkbar, dass diese die ermittelten Reibungskoeffizienten mittelt.
Weiter ist vorstellbar, dass die Einrichtung zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten mit dem Schnittstellenelement in Datenverbindung steht und mittels welcher die kontinuierlich oder intervallartig bzw. in Intervallen ermittelten Reibungskoeffizienten an das Schnittstellenelement übertragbar sind. Da das Schnittstellenelement ebenfalls mit der Auswertungseinrichtung in Datenverbindung steht, können somit der Auswertungseinrichtung kontinuierlich oder in Intervallen aktuelle Reibungskoeffizienten bereitgestellt werden. Diese Art der Bereitstellung erhöht die Reaktions- bzw. Handlungsschnelligkeit des Kollisionsvermeidungssystems erheblich, da wechselnde Fahrbahnverhältnisse quasi in Echtzeit mittels der Auswertungseinheit verarbeitbar sind. Ein Anwendungsfall sind beispielsweise sich schnell verändernde Wetterverhältnisse, die in Form von Niederschlag oder Eis einen erheblichen Einfluss auf den Reibungskoeffizienten haben. Dadurch kann die Gesamtsicherheit sowohl des Kollisionsvermeidungssystems als auch des Fahrzeugs als Ganzes erheblich gesteigert und verbessert werden.
Zudem ist denkbar, dass die Einrichtung zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten mit wenigstens einer Ortsinformationserfassungseinrichtung, insbesondere einer GPS-Einrichtung, des Fahrzeugs in Datenverbindung steht, so dass die ermittelten Reibungskoeffizienten mit Ortsinformationen, insbesondere GPS-Koordinaten verknüpfbar sind. Im Rahmen dieser Anmeldung werden Ortsinformationen auch vereinfacht „GPS-Koordinaten“ genannt. Alternativ (und/oder zusätzlich) zum GPS-System können alle anderen bekannten Verfahren zur Positionsbestimmung herangezogen werden, sowohl in Bezug auf satellitengestützte Ortsbestimmung (z.B GLONASS, Galileo), wie auch Verfahren der Inertialnavigation. Denkbar ist auch der Einsatz von Location Based Services (LBS). Diese Art Verknüpfung ist besonders für Fahrzeuge von großem Vorteil, welche gewisse Fahrbahnabschnitte mehrmals täglich befahren. Für diesen Fall ist das Fahrzeug bereits vor Überfahren des jeweiligen Fahrbahnabschnittes im Stande Aussagen über den Reibungskoeffizient zukünftiger Streckenabschnitte zu treffen. Ferner kann in diesem Zusammenhang die Auswertungseinrichtung eine Vergleichseinrichtung aufweisen, welche die aktuell bereitgestellten Reibungskoeffizienten mit denjenigen an bereits gleicher Stelle zuvor erfassten Reibungskoeffizienten vergleicht und bei einer bestimmbaren Abweichung überschreibt. Im Übrigen ist es denkbar, dass ist die GPS-Einrichtung mit dem Schnittstellenelement in Datenverbindung steht, so dass die Auswertungseinrichtung hinsichtlich der Auswertung der Objektdaten ebenfalls die aktuelle Fahrzeugposition in Form von GPS-Koordinaten miteinbeziehen kann. Die Auswertungseinrichtung kann ferner eine Künstliche-Intelligenz-Einrichtung und/oder ein neuronales Netz aufweisen. Ferner kann die Auswertungseinrichtung als selbstlernende Auswertungseinrichtung ausgebildet sein. Ferner ist es vorstellbar, dass die Auswertungseinrichtung eine Bildauswertungseinrichtung aufweist.
In einem Fall, in dem kein GPS-Signal verfügbar ist, kann die Ortsinformation beispielsweise über festgelegte und/oder bekannte Punkte erfolgen. Denkbar ist dabei insbesondere, dass eine Entfernungsmessung zu den festgelegten und/oder bekannten Punkten erfolgt. Bei den festgelegten und/oder bekannten Punkten kann es sich insbesondere um eine Schienenfahrzeugeinrichtung wie eine Bake, einen Übergang, eine Kreuzung, eine Haltestelle, eine Signal, eine Verkehrsampel oder dergleichen handeln.
Denkbar ist weiter, auch alternativ und/oder zusätzlich weitere Positionsbestimmungssysteme wie Galileo oder auch Mobilfunknetz (z.B. Bestimmung der umliegenden Mobilfunkzellen und dann Ortsbestimmung über Triangulation bei bekannten Mobilfunkmasten) zu verwenden.
Außerdem ist möglich, das Kollisionsvermeidungssystem und/oder das Fahrzeug wenigstens eine Datenübertragungsschnittstelle aufweist, welche mit dem Schnittstellenelement in Datenverbindung steht. Die Datenübertragungsschnittstelle ermöglicht insbesondere vorteilhaft den Informationsaustausch mit bezogen auf das Fahrzeug externen Einrichtungen wie anderen Fahrzeugen und zentralen Fahrzeugüberwachungseinrichtungen. Die Datenübertragungsschnittstelle ist insbesondere als drahtlose Datenübertragungsschnittstelle ausgebildet. Die drahtlose Datenübertragungsschnittstelle kann beispielsweise Wi-Fi- oder Funkwellen-basierte (oder ähnliches) Datenübertragungsschnittstelle ausgebildet sein. Ferner ist es denkbar, dass das Schnittstellenelement ist als kabelloses oder kabelgebundenes Schnittstellenelement ausgebildet. Das kabellose Schnittstellenelement kann insbesondere als Wi-Fi- oder Funkwellen-basiertes (oder ähnliches) Schnittstellenelement ausgebildet sein. Zudem ist es vorstellbar, dass das kabelgebundene Schnittstellenelement insbesondere als Feldbussystem ausgebildet ist.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass mittels der Datenübertragungsschnittstelle die ermittelten Reibungskoeffizienten an ein oder mehrere Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, übertragbar sind. Diese Art der Datenübertragung ist insbesondere deshalb vorteilhaft, weil dadurch nicht mehr jedes einzelne Schienenfahrzeug mit einer teuren und aufwendigen Einrichtung zur Erfassung bzw. Ermittlung der Reibungskoeffizienten ausgestattet sein muss. Außerdem können auf hinreichend oft überfahrenen Fahrbahnabschnitten so wesentlich aktuellere Daten den jeweiligen Fahrzeugen bereitgestellt werden, als wenn jedes Fahrzeug lediglich eigene Daten bezüglich des jeweiligen Reibungskoeffizienten generiert. Somit kann eine weitere Möglichkeit geschaffen werden, die jeweilige Fahrzeugsicherheit und damit verknüpft die Verkehrssicherheit weiterhin zu erhöhen.
Ebenfalls ist vorstellbar, dass mittels der Datenübertragungsschnittstelle die ermittelten Reibungskoeffizienten an wenigstens einen zentralen Fahrzeugüberwachungsserver übertragbar sind und von diesem an ein oder mehrere Fahrzeuge rückübertragbar sind. Der als zentrale Datenverarbeitungseinrichtung ausgestaltete Fahrzeugüberwachungsserver bietet im Vergleich zu einer reinen Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation einerseits die Möglichkeit eine wesentlich größere Datenbasis zu verarbeiten und daraus wesentlich detailliertere Informationen zu gewinnen. Andererseits können die verarbeiteten Daten bezüglich des Reibungskoeffizienten mit zusätzlichen Daten, welche mittels einzelner Fahrzeuge nicht erfassbar sind, verknüpft und verarbeitet werden. Diesbezüglich ist es denkbar, dass der Fahrzeugüberwachungsserver eine Wetterdaten-Auswertungseinrichtung aufweist, welche aktuelle Wetter-Daten mit den Reibungskoeffizienten verknüpft und welche einen entscheidenden Einfluss auf den tatsächlichen Wert des Reibungskoeffizienten aufweisen.
Darüber hinaus ist denkbar, dass mittels der Datenübertragungsschnittstelle Reibungskoeffizienten von einem oder mehreren Fahrzeugen und/oder dem Fahrzeugüberwachungsserver empfangbar sind und an das Schnittstellenelement übertragbar sind. Die Übertragung an das Schnittstellenelement ist deshalb besonders wichtig und vorteilhaft, weil dadurch der Auswertungseinrichtung kontinuierlich Reibungskoeffizienten in Echtzeit zur Verfügung gestellt werden können. Außerdem kann bei dem Schienenfahrzeug auf einen Einbau einer Einrichtung zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten verzichtet werden, wodurch sich die Betriebs- und Anschaffungskosten des Schienenfahrzeugs reduzieren lassen. Im Falle einer vorhandenen Einrichtung zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten kann jedoch zusätzlich die aktuell erfassten Reibungskoeffizienten mit denjenigen, welche mittels der Datenübertragungsschnittstelle empfangen wurden, abgeglichen und eine Verbesserung der Messgenauigkeit herbeigeführt werden.
Weiterhin ist möglich, dass mittels des Fahrzeugüberwachungsservers anhand der ermittelten Reibungskoeffizienten und der damit verknüpften GPS-Koordinaten (bzw. sonstigen Ortsinformationen) wenigstens eine Übersichtskarte der Reibungskoeffizienten erstellbar ist und an ein oder mehrere Fahrzeuge übertragbar ist. Mittels der Übersichtskarte der Reibungskoeffizienten kann der Fahrzeugbetrieb weiterhin optimiert bzw. sicherer gestaltet werden, weil sehr präzise Informationen hinsichtlich des Reibungswertes und eines zugeordneten Streckenabschnittes der Auswertungseinrichtung bereitgestellt werden können. Im Übrigen kann die Übersichtskarte der Reibungskoeffizienten einem Fahrzeugführer wenigstens teilweise und sehr übersichtlich angezeigt werden. Zusätzlich oder alternativ kann dieser vor einem zukünftigen Streckenabschnitt gewarnt werden, in welchem ein kritischer Reibungskoeffizient vorliegt.
Ebenfalls kann vorgesehen sein, dass die Übersichtskarte der Reibungskoeffizienten mittels des Fahrzeugüberwachungsservers kontinuierlich aktualisierbar ist. Die Aktualisierung der Übersichtskarte der Reibungskoeffizienten ist für eine Erhöhung der Fahrzeugsicherheit und der Verkehrssicherheit besonders wichtig. Die Aktualisierung kann beispielsweise für eine gewisse Position oder einen gewissen Streckenabschnitt unter der Bedingung vorgenommen werden, dass sich der bereits zugeordnete Reibungskoeffizient von dem aktuell ermittelten Reibungskoeffizient durch einem bestimmbaren Wert unterschiedet. Ferner kann die Aktualisierung für eine gewisse Position oder einen gewissen Streckenabschnitt unter der Bedingung vorgenommen werden, dass dort noch kein zugeordneter Reibungskoeffizient vorhanden ist. Ist ein Reibungskoeffizient einer gewissen Position oder einem gewissen Streckenabschnitt länger als eine zu bestimmende Zeitspanne (z.B. mehrere Stunden oder Tage usw.) zugeordnet, kann dieser nach Ablauf der Zeitspanne auch automatisch wieder durch den Fahrzeugüberwachungsserver gelöscht werden.
Ferner ist vorstellbar, dass das Kollisionsvermeidungssystem wenigstens eine Recheneinrichtung zur Berechnung wenigstens eines Fahrzeugbremsweges und zur Erzeugung entsprechender Fahrzeugbremswegdaten aufweist, die mit dem Schnittstellenelement in Datenverbindung steht und wobei die Berechnung des Fahrzeugbremsweges wenigstens teilweise auf der Grundlage der Reibungskoeffizienten durchführbar ist. Die Berechnung des Fahrzeugbremswegs erfolgt während dem Fahrbetrieb des Fahrzeugs in bestimmbaren Intervallen oder kontinuierlich. Diese Berechnung trägt maßgeblich zur Erhöhung der Fahrzeugsicherheit und damit auch zur Verkehrssicherheit allgemein bei, da durch Kenntnis des aktuellen Bremsweges eine wesentlich genauere und aufschlussreichere Bewertung einer möglichen bevorstehenden Kollisionssituation des Fahrzeugs mit einem Objekt vornehmbar ist. Die Berechnung des Bremsweges kann beispielsweise dann aktualisiert werden, wenn der Recheneinrichtung ein aktualisierter Reibungskoeffizient mittels des Schnittstellenelements bereitgestellt wird. Allerdings kann die Berechnung des Bremsweges auch in regelmäßigen Intervallen unabhängig einer Bedingung eines aktuellen Reibungskoeffizienten durchgeführt werden. Weitere Betriebsparameter, welche der Recheneinrichtung über das Schnittstellenelement bereitstellbar sind und mittels welchen die Recheneinrichtung den Fahrzeugbremsweg berechnet, sind die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit, Fahrzeugbeschleunigung, Fahrzeuggewicht, Fahrzeugbeladung, Fahrtrichtung usw. Die Neuberechnung des Bremsweges kann beispielsweise dann aktualisiert werden, wenn der Recheneinrichtung wenigstens ein aktualisierter, zusätzlicher Betriebsparameter mittels des Schnittstellenelements bereitgestellt wird.
Der Fahrbremsweg kann kontinuierlich aktualisiert werden. Dies kann auf der Grundlage des aktuell ermittelten Reibungskoeffizienten erfolgen.
Die Recheneinrichtung kann in die Auswerteeinrichtung integriert sein.
Auch denkbar ist, dass die Recheneinrichtung mit der Auswertungseinrichtung in Datenverbindung steht, so dass mittels der Auswertungseinrichtung die Fahrzeugbremswegdaten und die Objektdaten abgleichbar und/oder auswertbar sind. Die kontinuierliche Auswertung der Fahrzeugbremswegdaten und der Objektdaten ist ein zentraler Bestandteil des Kollisionsvermeidungssystems und somit besonders vorteilhaft zur Verbesserung der Systemgenauigkeit und Systemschnelligkeit. Mittels der Auswertungseinrichtung können ferner anhand der Objektdaten (in Form von Richtungs- und/oder Positionsdaten) das dynamische Verhalten wenigstens eines Objektes verglichen zu der aktuellen GPS-Fahrzeugposition bestimmt werden. Das dynamische Verhalten des Objektes umfasst z.B. dessen Bewegungsbahn, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Verzögerung. Hierdurch kann mittels der Auswertungseinrichtung auf das zukünftige dynamische Verhalten des Objektes noch genauer geschlossen werden, was sich wiederum positiv auf die Gesamtgenauigkeit des Kollisionsvermeidungssystems auswirkt. Zudem ist es vorstellbar, dass die Recheneinrichtung ein Bestandteil der Auswertungseinrichtung ist.
Das Kollisionsvermeidungssystem kann ferner eine Kollisionsvermeidungseinrichtung aufweisen, die mit der Auswertungseinrichtung in Datenverbindung steht.
Die Kollisionsvermeidungseinrichtung kann weiter mehrere Ausgabeeinrichtungen zur Ausgabe des Kollisionsvermeidungssignals an den Fahrzeugführer aufweisen.
Die Ausgabeeinrichtungen können als optische Ausgabeeinrichtungen und/oder akustische Ausgabeeinrichtungen ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine haptische Ausgabeeinrichtung vorgesehen sein. Dies kann beispielweise über einen vibrierenden Fahrersitz oder einen vibrierenden Fahrerbremshebel realisiert werden.
Die optische Ausgabeeinrichtung kann beispielsweise jeweils als ein Leuchtelement oder in Form von mehreren Leuchtelementen (z.B. Leuchtdioden) ausgebildet sein.
Ferner kann diese auch als ein elektrisches Display ausgebildet sein, in welchem die einzelnen optischen Ausgabeeinrichtungen in Form der Leuchtelemente anzeigbar sind.
Die akustische Ausgabeeinrichtung kann z.B. als elektrischer Lautsprecher ausgebildet sein.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betrieb wenigstens eines Kollisionsvermeidungssystems, das in wenigstens einem Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, verbaut ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:

- Erfassen von wenigstens einem Objekt außerhalb des Fahrzeugs und Erzeugen entsprechender Objektdaten;
- Bereitstellen mehrerer Betriebsparameter des Fahrzeugs;
- Auswerten der bereitgestellten Betriebsparameter und der Objektdaten;
- Erzeugen wenigstens eines Kollisionsvermeidungssignals im Falle einer bevorstehenden Kollision zwischen Objekt und Fahrzeug;
- Übertragen des Kollisionsvermeidungssignals an wenigstens eine Kollisionsvermeidungseinrichtung des Fahrzeugs und/oder des Kollisionsvermeid ungssystems;

Sämtliche im Zusammenhang mit dem vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Kollisionsvermeidungssystem sowie seiner möglichen Ausführungsformen offenbarten strukturellen und funktionellen Merkmale können auch allein oder in Kombination beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb des Kollisionsvermeidungssystems vorgesehen sein und die damit in Zusammenhang stehenden Vorteile erzielt werden.
Demnach kann ferner vorgesehen sein, dass die Reibungskoeffizienten kontinuierlich oder in Intervallen ermittelt werden.
Überdies ist möglich, dass die ermittelten Reibungskoeffizienten mit GPS-Koordinaten (bzw. sonstigen Ortsinformationen) verknüpft werden.
Weiter kann vorgesehen sein, dass die ermittelten Reibungskoeffizienten an ein oder mehrere Fahrzeuge, insbesondere Schienenfahrzeuge, übertragen werden.
Zudem vorstellbar ist, dass die ermittelten Reibungskoeffizienten an wenigstens einen zentralen Fahrzeugüberwachungsserver übertragen werden und von diesem an ein oder mehrere Fahrzeuge rückübertragen werden.
Außerdem ist denkbar, dass mittels des Fahrzeugüberwachungsservers anhand der ermittelten Reibungskoeffizienten und der damit verknüpften GPS-Koordinaten (bzw. sonstigen Ortsinformationen) wenigstens eine Übersichtskarte der Reibungskoeffizienten erstellt wird und an ein oder mehrere Fahrzeuge übertragen wird.
Des Weiteren ist möglich, dass die Übersichtskarte der Reibungskoeffizienten kontinuierlich aktualisiert wird.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Fahrzeugbremsweg berechnet wird und entsprechende Fahrzeugbremswegdaten erzeugt werden, wobei die Berechnung des Fahrzeugbremsweges wenigstens teilweise auf der Grundlage der Reibungskoeffizienten durchgeführt wird.
Im Übrigen ist vorstellbar, dass die Fahrzeugbremswegdaten und die Objektdaten abgeglichen und/oder ausgewertet werden.
Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug mit einem Kollisionsvermeidungssystem wie vorstehend beschrieben.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kollisionsvermeidungssystems für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kollisionsvermeidungssystems, und
3 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb des Kollisionsvermeidungssystems gemäß 1 und 2.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kollisionsvermeidungssystems 10, mittels dessen ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist.
Darin ist ein Kollisionsvermeidungssystem 10 gezeigt, das in einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel eines Schienenfahrzeugs 12 verbaut ist.
Das Kollisionsvermeidungssystem 10 weist ein Schnittstellenelement 14 zur Bereitstellung mehrerer Betriebsparameter des Fahrzeugs 12 auf.
Das Schnittstellenelement 14 ist zum Anschluss an ein Datenversorgungssystem vorgesehen bzw. ausgebildet, hier ans Bordnetz bzw. ans Feldbussystem, welches ebenfalls Bestandteil des Schienenfahrzeugs 12 ist.
Durch das Schnittstellenelement 14 erfolgt die Bereitstellung mehrerer Betriebsparameter des Fahrzeugs 12 im Kollisionsvermeidungssystem 10.
Ferner weist das Kollisionsvermeidungssystem eine Sensoreinrichtung 16 zur Erfassung von wenigstens einem Objekt O außerhalb des Fahrzeugs 12 auf.
Die Sensoreinrichtung 16 zur Erfassung eines oder mehrerer Objekte O außerhalb des Fahrzeugs 12 weist eine Fernbereich-Radareinrichtung, Kurzbereich-Radareinrichtung, LIDAR-Einrichtung sowie eine Kameraeinrichtung bzw. Stereo-Kameraeinrichtung auf.
Zudem kann die Sensoreinrichtung 16 eine Infrarot-Kameraeinrichtung bzw. Infrarot-Stereokameraeinrichtung, Nachtsicht-Kameraeinrichtung bzw. Nachtsicht-Stereokameraeinrichtung oder einen Ultraschall-Distanzsensor aufweisen.
Die Sensoreinrichtung 16 kann auch in Form von sämtlichen Kombinationen dieser Sensoreinrichtungen 16 ausgebildet sein.
Die Sensoreinrichtung 16 ist gemäß 1 in einem Frontbereich des Schienenfahrzeugs 12 bezogen auf die Fahrtrichtung angeordnet.
Diesbezüglich ist es ebenfalls denkbar, dass die Sensoreinrichtung in einem rechten oder linken Seitenbereich des Schienenfahrzeugs 12 bezogen auf die Fahrtrichtung angeordnet ist.
Auch ist vorstellbar, dass die Sensoreinrichtung in einem End- bzw. Heckbereich des Schienenfahrzeugs 12 bezogen auf die Fahrtrichtung angeordnet ist.
Die Sensoreinrichtung 16 kann allerdings auch an den zuvor genannten Positionen in einem Dachbereich des Schienenfahrzeugs angeordnet sein.
Im Übrigen kann das zu erfassende Objekt ein temporär verkehrsteilnehmendes Objekt wie weitere Fahrzeuge, Menschen, Tiere oder Pflanzen sein.
Weiterhin kann das Objekt als Verkehrszeichen, Verkehrsschild oder als Verkehrseinrichtung ausgebildet sein.
Zudem umfasst das Kollisionsvermeidungssystem 10 eine Auswertungseinrichtung 18, die mit dem Schnittstellenelement 14 und der Sensoreinrichtung 16 in Datenverbindung steht.
Die Auswertungseinrichtung 18 ist als Datenverarbeitungseinrichtung für die Objektdaten und die Betriebsparameter ausgestaltet.
Die Auswertungseinrichtung 18 kann ferner eine Bildverarbeitungs- bzw. Bildauswertungseinrichtung für die Objektdaten aufweisen.
Zudem ist es denkbar, dass die Auswertungseinrichtung 18 eine Künstliche-Intelligenz-Einrichtung und/oder ein neuronales Netz aufweist.
Ferner kann die Auswertungseinrichtung 18 als selbstlernende Auswertungseinrichtung 18 ausgebildet sein.
Das Kollisionsvermeidungssystem 10 enthält ferner eine Kollisionsvermeidungseinrichtung 20, die mit der Auswertungseinrichtung 18 in Datenverbindung steht.
Die Kollisionsvermeidungseinrichtung 20 weist mehrere Ausgabeeinrichtungen 36 zur Ausgabe des Kollisionsvermeidungssignals an den Fahrzeugführer auf.
Die Ausgabeeinrichtungen 36 sind als optische Ausgabeeinrichtungen 36a und/oder akustische Ausgabeeinrichtungen 36b ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine haptische Ausgabeeinrichtung vorgesehen sein. Dies kann beispielweise über einen vibrierenden Fahrersitz oder einen vibrierenden Fahrerbremshebel realisiert werden.
Die optische Ausgabeeinrichtung 36a ist jeweils als ein Leuchtelement oder in Form von mehreren Leuchtelementen (z.B. Leuchtdioden) ausgebildet.
Ferner kann diese auch als ein elektrisches Display ausgebildet sein, in welchem die einzelnen optischen Ausgabeeinrichtungen in Form der Leuchtelemente anzeigbar sind.
Die akustische Ausgabeeinrichtung 36b ist jeweils als elektrischer Lautsprecher ausgebildet.
Ferner steht die Kollisionsvermeidungseinrichtung 20 mit einer Steuerungs- und Regelungseinrichtung 34 des Fahrzeugs in Datenverbindung.
Im Übrigen steht auch die Auswertungseinrichtung 18 mit der Steuerungs- und Regelungseinrichtung 34 des Schienenfahrzeugs 12 in Datenverbindung.
Die Betriebsparameter umfassen ferner mehrere Reibungskoeffizienten zwischen dem Fahrzeug 12 und einer das Fahrzeug 12 tragenden Fahrbahn 22.
Die Fahrbahn ist gemäß 1 als Gleis mit zwei parallel zueinander verlaufenden Schienen gezeigt, auf denen das Schienenfahrzeug 12 im betriebsbereiten Zustand angeordnet ist.
Das Kollisionsvermeidungssystem 10 oder das Fahrzeug 12 umfassen weiter eine Einrichtung 24 zur kontinuierlichen oder intervallartigen Ermittlung der Reibungskoeffizienten.
Die Einrichtung 24 zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten umfasst eine Sensoreinrichtung 24a zur Erfassung der jeweiligen Drehzahlen mehrerer Fahrzeugräder des Schienenfahrzeugs 12 in einem Kontaktpunkt zur Schiene.
Die Einrichtung 24 zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten steht zudem mit dem Schnittstellenelement 14 in Datenverbindung.
Die Einrichtung 24 zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten steht weiter mit einer GPS-Einrichtung 26 des Fahrzeugs 12 in Datenverbindung.
Alternativ kann statt einer GPS-Einrichtung 26 auch eine beliebige andere Ortsinformationserfassungseinrichtung eingesetzt werden.
Das Kollisionsvermeidungssystem 10 oder das Fahrzeug 12 weist außerdem eine Datenübertragungsschnittstelle 28 auf, welche mit dem Schnittstellenelement 14 in Datenverbindung steht.
Die Datenübertragungsschnittstelle 28 ist als drahtlose Datenübertragungsschnittstelle ausgebildet.
Die drahtlose Datenübertragungsschnittstelle 28 kann beispielsweise Wi-Fi- oder Funkwellen-basierte (oder ähnliches) Datenübertragungsschnittstelle 28 ausgebildet sein.
Die Datenübertragungsschnittstelle 28 steht ferner mit einem zentralen Fahrzeugüberwachungsserver 30 in Datenverbindung.
Der Fahrzeugüberwachungsserver 30 kann ferner eine Wetterdaten-Auswertungseinrichtung (nicht in 1 gezeigt) zur Verknüpfung aktueller Wetter-Daten mit den GPS-Daten der Reibungskoeffizienten aufweisen.
Das Kollisionsvermeidungssystem 10 umfasst weiter eine Recheneinrichtung 32 zur Berechnung eines Fahrzeugbremsweges.
Die Recheneinrichtung 32 steht weiterhin mit dem Schnittstellenelement 14 in Datenverbindung.
Ferner steht die Recheneinrichtung 32 mit der Auswertungseinrichtung 18 in Datenverbindung.
Die Funktion des Kollisionsvermeidungssystems 10 lässt sich nun wie folgt beschreiben:

Für einen sicheren Fahrbetrieb des Schienenfahrzeugs 12 wird das zuvor strukturell beschriebene Kollisionsvermeidungssystem 10 eingesetzt.

Dazu weist das Kollisionsvermeidungssystem 10 die Sensoreinrichtung 16 auf, die insbesondere dazu eingerichtet, die Umgebung des Schienenfahrzeugs 12 zu erfassen.
Die Sensoreinrichtung 16 dient ferner zur Erzeugung entsprechender Objektdaten bezüglich des erfassten Objekts O.
Die Objektdaten umfassen zudem Positions- und Richtungsdaten eines oder mehrerer erfassten Objekte O bezogen auf eine aktuelle Position des Schienenfahrzeugs 12.
Die erfassten Objektdaten können sodann von der Sensoreinrichtung 16 an die Auswertungseinrichtung 18 übertragen werden.
Die aktuell erfasste Position des Schienenfahrzeugs 12 kann der Auswertungseinrichtung 18 zur Auswertung der Objektdaten im Übrigen von der GPS-Einrichtung 26 mittels des Schnittstellenelements 14 bereitgestellt werden, da die GPS-Einrichtung 26 ebenfalls mit dem Schnittstellenelement 14 in Datenverbindung steht.
Mittels der Einrichtung 24 zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten sind im Übrigen die kontinuierlich oder in Intervallen ermittelten Reibungskoeffizienten an das Schnittstellenelement 14 übertragbar.
Da die Einrichtung 24 zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten mit der GPS-Einrichtung 26 des Fahrzeugs 12 in Datenverbindung steht, sind die ermittelten Reibungskoeffizienten ebenfalls mit GPS-Koordinaten (bzw. sonstigen Ortsinformationen) verknüpfbar.
Mittels der Auswertungseinrichtung 18 sind sodann zusätzlich zu den Objektdaten auch die von dem Schnittstellenelement 14 bereitgestellten Betriebsparameter auswertbar.
Die Betriebsparameter umfassen insbesondere die kontinuierlich oder intervallartig ermittelten Reibungskoeffizienten.
Weitere Paramater, welche die Betriebsparameter umfassen, sind Fahrzeuggewicht, Fahrzeuggeschwindigkeit bzw. Fahrzeugbeschleunigung, Fahrzeugbeladung oder Fahrtrichtung usw.
Im Falle einer bevorstehenden Kollision zwischen Objekt O und Schienenfahrzeug 12 erzeugt die Auswertungseinrichtung 18 sodann ein Kollisionsvermeidungssignal, das an die Kollisionsvermeidungseinrichtung 20 übertragbar ist.
Das Kollisionsvermeidungssignal enthält ferner Informationen zur Kollisions-Wahrscheinlichkeit der bevorstehenden Kollision zwischen Schienenfahrzeug 12 und Objekt O.
Die Kollisions-Wahrscheinlichkeit ist ebenfalls von der Auswertungseinrichtung 18 bestimmbar.
In Abhängigkeit der bestimmten Kollisions-Wahrscheinlichkeit geben sowohl die optischen als auch die akustischen Ausgabeeinrichtungen 36a, 36b ein Warnsignal an den Fahrzeugführer aus.
Das Warnsignal an den Fahrzeugführer kann auch rein textbasiert ausgegeben werden. Es ist dabei denkbar, dass das dynamische Verhalten des Fahrzeugs auch direkt beeinflusst wird. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn das Kollisionsvermeidungssystem mit einem Subsystem des Schienenfahrzeugs, beispielsweise mit der Bremskontrolleinrichtung (brake control unit (BCU)) verbunden ist. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn das Fahrzeug kurzfristig abgebremst wird, um den Fahrer entsprechend vorzuwarnen bzw. zu benachrichtigen.
Ab einem gewissen Wert der Kollisions-Wahrscheinlichkeit überträgt die Kollisionsvermeidungseinrichtung 20 das Kollisionsvermeidungssignal zusätzlich an die Steuerungs- und Regelungseinrichtung 34 des Schienenfahrzeugs.
Letztere veranlasst sodann automatisch in Antwort auf das Kollisionsvermeidungssignal eine Betriebsbremsung oder eine Notbremsung mittels der Fahrzeugbremsanlage je nach Wert der Kollisions-Wahrscheinlichkeit.
Im Übrigen ist es denkbar, dass die Auswertungseinrichtung 18 das von ihr erzeugte Kollisionsvermeidungssignal direkt an die Steuerungs- und Regelungseinrichtung 34 überträgt.
Die ermittelten Reibungskoeffizienten sind darüber hinaus mittels der Datenübertragungsschnittstelle 28 an ein oder mehrere Schienenfahrzeuge 12 übertragbar.
Außerdem sind mittels der Datenübertragungsschnittstelle 28 die ermittelten Reibungskoeffizienten an einen zentralen Fahrzeugüberwachungsserver 30 übertragbar.
Der zentrale Fahrzeugüberwachungsserver 30 verarbeitet sodann die übertragenen Reibungskoeffizienten weiter und überträgt diese anschließend an ein oder mehrere Schienenfahrzeuge 12 zurück.
Demzufolge sind mittels der Datenübertragungsschnittstelle 28 Reibungskoeffizienten von mehreren Fahrzeugen 12 oder dem Fahrzeugüberwachungsserver 30 empfangbar und an das Schnittstellenelement 14 übertragbar, wo sie der Auswertungseinrichtung 18 bereitgestellt werden können.
Außerdem ist vorstellbar, dass mittels der Datenübertragungsschnittstelle 28 Reibungskoeffizienten von mehreren Fahrzeugen 12 und dem Fahrzeugüberwachungsserver 30 empfangbar sind und an das Schnittstellenelement 14 übertragbar sind.
Des Weiteren ist mittels des Fahrzeugüberwachungsservers 30 anhand der ermittelten Reibungskoeffizienten und der damit verknüpften GPS-Koordinaten (bzw. sonstigen Ortsinformationen) eine Übersichtskarte der Reibungskoeffizienten erstellbar.
Diese Übersichtskarte der Reibungskoeffizienten ist sodann mittels des Fahrzeugüberwachungsservers 30 an ein oder mehrere Fahrzeuge 12 übertragbar.
Ferner ist die Übersichtskarte der Reibungskoeffizienten mittels des Fahrzeugüberwachungsservers 30 kontinuierlich aktualisierbar.
Zusätzlich weist das Kollisionsvermeidungssystem 10 eine Recheneinrichtung 32 zur Berechnung eines Fahrzeugbremswegs und zur Erzeugung entsprechender Fahrzeugbremswegdaten auf, welche sie kontinuierlich oder diskontinuierlich bzw. intervallartig berechnet.
Die Berechnung des Fahrzeugbremsweges erfolgt dabei teilweise auf der Grundlage der Reibungskoeffizienten.
Jedoch führt die Recheneinrichtung 32 die Berechnung des Fahrzeugbremsweges auch noch zusätzlich anhand weiterer Betriebsparameter durch, welche ihr mittels des Schnittstellenelements 14 bereitgestellt werden.
Da die Recheneinrichtung 32 ebenfalls mit der Auswertungseinrichtung 18 in Datenverbindung steht, sind mittels der Auswertungseinrichtung 18 neben den Betriebsparametern auch die Fahrzeugbremswegdaten und die Objektdaten abgleichbar und auswertbar.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kollisionsvermeidungssystems 10', mittels dessen ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist.
Das in 2 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kollisionsvermeidungssystems 10' weist im Wesentlichen dieselben strukturellen und funktionalen Merkmale wie das in 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kollisionsvermeidungssystems 10 auf.
Lediglich die folgenden strukturellen und funktionalen Merkmalsunterschiede sollen aufgezeigt werden:

Die Bereitstellung der Reibungskoeffizienten erfolgt gemäß zweitem Ausführungsbeispiel des Kollisionsvermeidungssystems 10' von einer externen Datenquelle.

Demzufolge kann gemäß zweitem Ausführungsbeispiel des Kollisionsvermeidungssystems 10' die Einrichtung zur Ermittlung 24 der Reibungskoeffizienten sowie die entsprechende Sensoreinrichtung 24a (gemäß 1) zur Erfassung der Drehzahl mehrerer Fahrzeugräder entfallen.
Folglich sind mittels der Datenübertragungsschnittstelle 28' Reibungskoeffizienten von mehreren Fahrzeugen 12' oder dem Fahrzeugüberwachungsserver 30' empfangbar und an das Schnittstellenelement 14' übertragbar, mittels dessen sie der Auswertungseinrichtung 18' bereitstellbar sind.
Außerdem ist vorstellbar, dass mittels der Datenübertragungsschnittstelle 28 Reibungskoeffizienten von mehreren Fahrzeugen 12 und dem Fahrzeugüberwachungsserver 30 empfangbar sind und an das Schnittstellenelement 14 übertragbar sind.
3 zeigt weiterhin ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb des vorstehend beschriebenen Kollisionsvermeidungssystems 10, 10', das in einem Schienenfahrzeug 12, 12' verbaut wird:

Gemäß eines ersten Schrittes S1 werden mittels der Sensoreinrichtung 16, 16' ein Objekt O, O' außerhalb des Fahrzeugs 12, 12' erfasst und entsprechende Objektdaten erzeugt.

In einem zweiten Schritt S2 werden mehrere Betriebsparameter des Fahrzeugs 12, 12' mittels des Schnittstellenelements 14, 14' der Auswertungseinrichtung 18, 18' bereitgestellt.
Die Betriebsparameter umfassen dabei einen oder mehrere Reibungskoeffizienten zwischen dem Fahrzeug 12, 12' und einer das Schienenfahrzeug tragenden Fahrbahn in Form eines Gleises 22, 22'.
Die Reibungskoeffizienten werden mittels der Einrichtung 24 zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten ermittelt oder kontinuierlich bzw. intervallartig mittels der Datenübertragungsschnittstelle 28 dem Schnittstellenelement 14 bereitgestellt.
Zusätzlich werden die Reibungskoeffizienten gemäß eines dritten Schrittes S3 mittels der GPS-Einrichtung mit GPS-Koordinaten verknüpft.
Die derart ermittelten und verknüpften Reibungskoeffizienten werden gemäß eines vierten Schrittes S4 an ein oder mehrere Schienenfahrzeuge 12, 12' und an einen zentralen Fahrzeugüberwachungsserver 30, 30' übertragen.
Gemäß eines fünften Schrittes S5 wird mittels des Fahrzeugüberwachungsservers 30, 30' anhand der ermittelten Reibungskoeffizienten und der damit verknüpften GPS-Koordinaten (bzw. sonstigen Ortsinformationen) eine Übersichtskarte der Reibungskoeffizienten erstellt und an ein oder mehrere Fahrzeuge 12, 12' rückübertragen.
Die anhand dieser Übersichtskarte aufbereiteten Reibungskoeffizienten werden im Übrigen mittels des Fahrzeugüberwachungsservers 30, 30' kontinuierlich aktualisiert, sobald ein aktueller Reibungskoeffizient mit gleichen oder ähnlichen GPS-Koordinaten (bzw. sonstigen Ortsinformationen) an den Fahrzeugüberwachungsserver 30, 30' übertragen wird.
Entsprechend eines sechsten Schrittes S6 werden anschließend kontinuierlich oder intervallartig mittels der Recheneinrichtung 30, 30' ein Fahrzeugbremsweg berechnet und entsprechende Fahrzeugbremswegdaten erzeugt.
Die Berechnung des Fahrzeugbremsweges wird dabei wenigstens teilweise auf der Grundlage der Reibungskoeffizienten durchgeführt.
Sodann werden anhand eines siebten Schrittes S7 mittels der Auswertungseinrichtung 18, 18' die mittels des Schnittstellenelements 14, 14' bereitgestellten Reibungskoeffizienten und die Objektdaten ausgewertet.
Anhand des siebten Schrittes S7 können zusätzlich oder alternativ zu den Reibungskoeffizienten die Fahrzeugbremswegdaten und die Objektdaten abgeglichen und ausgewertet werden.
Entsprechend eines achten Schrittes S8 wird mittels der Auswertungseinrichtung 18, 18' ein Kollisionsvermeidungssignal im Falle einer bevorstehenden Kollision zwischen Objekt O, O' und Fahrzeug 12, 12' erzeugt.
Im Rahmen eines neunten Schrittes S9 wird das Kollisionsvermeidungssignal sodann an eine Kollisionsvermeidungseinrichtung 20, 20' des Fahrzeugs 12, 12' oder des Kollisionsvermeidungssystems 10, 10' übertragen.
Mittels der optischen und akustischen Ausgabeeinrichtungen 36a, 36b ist das Kollisionsvermeidungssignal sodann an einen Fahrzeugführer akustisch und optisch ausgebbar.
Zusätzlich wird gemäß des neunten Schrittes S9 das Kollisionsvermeidungssignal an die Steuerungs- und Regelungseinrichtung 34 des Schienenfahrzeugs übertragen, die in Antwort auf dieses Signal je nach Wert der Kollisions-Wahrscheinlichkeit eine Betriebsbremsung oder eine Notbremsung einleiten kann.
Alle vorigen beschriebenen Verfahrensschritte sind mittels des Kollisionsvermeidungssystems 10, 10' automatisch durchführbar.
Ferner kehrt das Kollisionsvermeidungssystem nach Durchführung des neunten Schrittes S9 automatisch wieder zu Schritt 1 zurück.
Ferner ist denkbar, dass das Kollisionsvermeidungssystem 10 mehrere der Schritte S1 bis S9 parallel zueinander ausführt.
Bezugszeichenliste

10: Kollisionsvermeidungssystem
12: Schienenfahrzeug
14: Schnittstellenelement
16: Sensoreinrichtung
18: Auswertungseinrichtung
20: Kollisionsvermeidungseinrichtung
22: Fahrbahn
24: Einrichtung zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten
24a: Sensoreinrichtung der Einrichtung zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten
26: GPS-Einrichtung
28: Datenübertragungsschnittstelle
30: zentraler Fahrzeugüberwachungsserver
32: Recheneinrichtung
34: Steuerungs- und Regelungseinrichtung
36: Ausgabeeinrichtungen
36a: optische Ausgabeeinrichtungen
36b: akustische Ausgabeeinrichtungen
10': Kollisionsvermeidungssystem
12': Schienenfahrzeug
14': Schnittstellenelement
16': Sensoreinrichtung
18': Auswertungseinrichtung
20': Kollisionsvermeidungseinrichtung
22': Fahrbahn
26': GPS-Einrichtung
28': Datenübertragungsschnittstelle
30': zentraler Fahrzeugüberwachungsserver
32': Recheneinrichtung
34': Steuerungs- und Regelungseinrichtung
36': Ausgabeeinrichtungen
36a': optische Ausgabeeinrichtungen
36b': akustische Ausgabeeinrichtungen
O: Objekt
O': Objekt

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102014225881 A1 [0002]
DE 102014221034 A1 [0002]
DE 102014220778 A1 [0002]
DE 102015214425 A1 [0002]
WO 2008/122547 A1 [0003]
WO 2016/042352 A1 [0004]
WO 2017/042044 A1 [0005]
WO 9731810 A1 [0005]
WO 2015/150340 A1 [0006]
EP 2808224 A1 [0007]
US 9321470 B1 [0008]

Claims

Kollisionsvermeidungssystem (10, 10') für ein Fahrzeug (12, 12'), insbesondere ein Schienenfahrzeug (12, 12'), - mit wenigstens einem Schnittstellenelement (14, 14') zum Anschluss an ein Subsystem, insbesondere ein Bremskontrollsystem, ein Traktionskontrollsystem, ein Energieversorgungssystem oder Levellingsystem eines Schienenfahrzeugs, und/oder an ein Datenversorgungssystem, insbesondere Bordnetz und/oder Bussystem, des Fahrzeugs zur Bereitstellung mehrerer Betriebsparameter des Fahrzeugs (12, 12') im Kollisionsvermeidungssystem (10, 10'), mit wenigstens einer Sensoreinrichtung (16, 16') zur Erfassung von wenigstens einem Objekt (O, O') außerhalb des Fahrzeugs (12, 12') und zur Erzeugung entsprechender Objektdaten und - mit wenigstens einer Auswertungseinrichtung (18, 18'), die mit dem Schnittstellenelement (14, 14') und der Sensoreinrichtung (16, 16') in Datenverbindung steht, - wobei mittels der Auswertungseinrichtung (18, 18') die von dem Schnittstellenelement (14, 14') bereitgestellten Betriebsparameter und die Objektdaten auswertbar sind und - im Falle einer bevorstehenden Kollision zwischen Objekt (O, O') und Fahrzeug (12, 12') wenigstens ein Kollisionsvermeidungssignal erzeugbar ist, das an wenigstens eine Kollisionsvermeidungseinrichtung (20, 20') übertragbar ist, - wobei die Betriebsparameter einen oder mehrere Reibungskoeffizienten zwischen dem Fahrzeug (12, 12') und wenigstens einer das Fahrzeug (12, 12') tragenden Fahrbahn (22, 22') umfassen.
Kollisionsvermeidungssystem (10, 10') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kollisionsvermeidungssystem (10) und/oder das Fahrzeug (12) wenigstens eine Einrichtung (24) zur kontinuierlichen oder intervallartigen Ermittlung der Reibungskoeffizienten aufweist.
Kollisionsvermeidungssystem (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (24) zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten mit dem Schnittstellenelement (14) in Datenverbindung steht und mittels welcher die ermittelten Reibungskoeffizienten an das Schnittstellenelement (14) übertragbar sind.
Kollisionsvermeidungssystem (10) nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (24) zur Ermittlung der Reibungskoeffizienten mit wenigstens einer Ortsinformationserfassungseinrichtung, insbesondere GPS-Einrichtung (26), des Fahrzeugs (12) in Datenverbindung steht, so dass die ermittelten Reibungskoeffizienten mit Ortsinformationen, insbesondere GPS-Koordinaten verknüpfbar sind.
Kollisionsvermeidungssystem (10, 10') nach Anspruch 1 oder Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kollisionsvermeidungssystem (10, 10') und/oder das Fahrzeug (12, 12') wenigstens eine Datenübertragungsschnittstelle (28, 28') aufweist, welche mit dem Schnittstellenelement (14, 14') in Datenverbindung steht.
Kollisionsvermeidungssystem (10, 10') nach Anspruch 3 oder Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Datenübertragungsschnittstelle (28, 28') die ermittelten Reibungskoeffizienten an ein oder mehrere Fahrzeuge (12, 12'), insbesondere Schienenfahrzeuge (12, 12'), übertragbar sind.
Kollisionsvermeidungssystem (10, 10') nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskoeffizienten mit GPS Koordinaten verknüpft sind.
Kollisionsvermeidungssystem (10, 10') nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Datenübertragungsschnittstelle (28, 28') die ermittelten Reibungskoeffizienten an wenigstens einen zentralen Fahrzeugüberwachungsserver (30, 30') übertragbar sind und von diesem an ein oder mehrere Fahrzeuge (12, 12') rückübertragbar sind.
Kollisionsvermeidungssystem (10, 10') nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Datenübertragungsschnittstelle (28, 28') Reibungskoeffizienten von einem oder mehreren Fahrzeugen (12, 12') und/oder dem Fahrzeugüberwachungsserver (30, 30') empfangbar sind und an das Schnittstellenelement (14, 14') übertragbar sind.
Kollisionsvermeidungssystem (10, 10') nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Fahrzeugüberwachungsservers (30, 30') anhand der ermittelten Reibungskoeffizienten und der damit verknüpften GPS-Koordinaten wenigstens eine Übersichtskarte der Reibungskoeffizienten erstellbar ist und an ein oder mehrere Fahrzeuge (12, 12') übertragbar ist.
Kollisionsvermeidungssystem (10, 10') nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersichtskarte der Reibungskoeffizienten mittels des Fahrzeugüberwachungsservers (30, 30') kontinuierlich aktualisierbar ist.
Kollisionsvermeidungssystem (10, 10') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kollisionsvermeidungssystem (10, 10') wenigstens eine Recheneinrichtung (32, 32') zur Berechnung wenigstens eines Fahrzeugbremsweges und zur Erzeugung entsprechender Fahrzeugbremswegdaten aufweist, die mit dem Schnittstellenelement (14, 14') in Datenverbindung steht und wobei die Berechnung des Fahrzeugbremsweges wenigstens teilweise auf der Grundlage der Reibungskoeffizienten durchführbar ist.
Kollisionsvermeidungssystem (10, 10') nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinrichtung (32, 32') mit der Auswertungseinrichtung (18, 18') in Datenverbindung steht, so dass mittels der Auswertungseinrichtung (18, 18') die Fahrzeugbremswegdaten und die Objektdaten abgleichbar und/oder auswertbar sind.
Verfahren zum Betrieb wenigstens eines Kollisionsvermeidungssystems (10, 10'), das in wenigstens einem Fahrzeug (12, 12'), insbesondere ein Schienenfahrzeug (12, 12'), verbaut ist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Erfassen von wenigstens einem Objekt (O') außerhalb des Fahrzeugs (12, 12') und Erzeugen entsprechender Objektdaten; - Bereitstellen mehrerer Betriebsparameter des Fahrzeugs (12, 12'); - Auswerten der bereitgestellten Betriebsparameter und der Objektdaten; - Erzeugen wenigstens eines Kollisionsvermeidungssignals im Falle einer bevorstehenden Kollision zwischen Objekt und Fahrzeug; - Übertragen des Kollisionsvermeidungssignals an wenigstens eine Kollisionsvermeidungseinrichtung (20, 20') des Fahrzeugs (12, 12') und/oder des Kollisionsvermeidungssystems (10, 10'); wobei die Betriebsparameter einen oder mehrere Reibungskoeffizienten zwischen dem Fahrzeug (12, 12') und wenigstens einer das Fahrzeug tragenden Fahrbahn (22, 22') umfassen.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Reibungskoeffizienten kontinuierlich oder intervallartig ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Reibungskoeffizienten mit GPS-Koordinaten verknüpft werden.
Verfahren nach Anspruch 15 oder Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Reibungskoeffizienten an ein oder mehrere Fahrzeuge (12, 12'), insbesondere Schienenfahrzeuge (12, 12'), übertragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Reibungskoeffizienten an wenigstens einen zentralen Fahrzeugüberwachungsserver (30, 30') übertragen werden und von diesem an ein oder mehrere Fahrzeuge (12, 12') rückübertragen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Fahrzeugüberwachungsservers (30, 30') anhand der ermittelten Reibungskoeffizienten und der damit verknüpften GPS-Koordinaten wenigstens eine Übersichtskarte der Reibungskoeffizienten erstellt wird und an ein oder mehrere Fahrzeuge (12, 12') übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersichtskarte der Reibungskoeffizienten kontinuierlich aktualisiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Fahrzeugbremsweg berechnet wird und entsprechende Fahrzeugbremswegdaten erzeugt werden, wobei die Berechnung des Fahrzeugbremsweges wenigstens teilweise auf der Grundlage der Reibungskoeffizienten durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugbremswegdaten und die Objektdaten abgeglichen und/oder ausgewertet werden.
Fahrzeug (12, 12'), insbesondere ein Schienenfahrzeug (12, 12') mit wenigstens einem Kollisionsvermeidungssystem (10, 10') nach einem der Ansprüche 1 bis 13.