DE102018119152A1

DE102018119152A1 - RAIL DRONE VEHICLE AND RAIL VEHICLE SYSTEM

Info

Publication number: DE102018119152A1
Application number: DE102018119152.9A
Authority: DE
Inventors: Landri Fel
Original assignee: Bombardier Transportation GmbH
Current assignee: Alstom Transportation Germany GmbH
Priority date: 2018-08-07
Filing date: 2018-08-07
Publication date: 2020-02-13
Also published as: WO2020030510A1; EP3833591A1

Abstract

Ein ultraleichtes Schienendrohnenfahrzeug (100 -500) weist eine Fahrzeugkarosserie (110-510), mindestens zwei Gleisräder (151, 152, 251, 252) zum Fahren auf Schienen (2a, 2b) einer Gleisanlage (2) auf. Die mindestens zwei Gleisräder sind mit der Fahrzeugkarosserie drehbar verbunden. Mindestens ein erster Sensor (S1-S3) zum Erfassen von Hindernissen (54, 741, 742, 840) auf der Gleisanlage (2) ist auf der Fahrzeugkarosserie montiert und damit verbunden. Ein Antriebssystem ist mit der Fahrzeugkarosserie zum Betreiben des Schienendrohnenfahrzeugs bei einer Geschwindigkeit von mindestens 50 km/h und/oder über eine maximale Geschwindigkeitsbegrenzung eines gegebenen Typs der Schienen (2a, 2b), der Gleisanlage (2) und/oder eines Segments der Gleisanlage (2) hinaus verbunden.An ultralight rail drone vehicle (100-500) has a vehicle body (110-510), at least two track wheels (151, 152, 251, 252) for driving on rails (2a, 2b) of a track system (2). The at least two track wheels are rotatably connected to the vehicle body. At least one first sensor (S1-S3) for detecting obstacles (54, 741, 742, 840) on the track system (2) is mounted on the vehicle body and connected to it. A drive system is provided with the vehicle body for operating the rail drone vehicle at a speed of at least 50 km / h and / or over a maximum speed limit of a given type of rails (2a, 2b), the track system (2) and / or a segment of the track system ( 2) connected beyond.

Description

Technisches GebietTechnical field

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verbessern der Sicherheit im Schienenverkehr. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Schienendrohnenfahrzeug, das gefährliche Situationen erfasst, wie etwa Schäden der Gleisanlage, Hindernisse und/oder Personen auf dem Bahngleis, während es vor einem Schienenfahrzeug fährt, ein Schienenfahrzeugsystem, das das Schienenfahrzeug und das Schienendrohnenfahrzeug aufweist, und zugehörige Verfahren.The present invention relates to improving rail safety. In particular, the present invention relates to a rail drone vehicle that detects dangerous situations such as damage to the track system, obstacles and / or people on the railroad track while driving in front of a rail vehicle, a rail vehicle system comprising the rail vehicle and the rail drone vehicle, and associated methods.

Allgemeiner Stand der TechnikGeneral state of the art

Zum Beispiel können umgestürzte Bäume, ein Erdrutsch und Fahrzeuge, wie etwa ein Auto, ein Bus oder ein Lastwagen, die auf den Gleisen liegen geblieben sind oder abgestellt wurden, ein Tier oder eine Person ein Hindernis darstellen, das das Bahngleis vor einem Zug versperrt. Eine Kollision zwischen dem fahrenden Zug und dem Hindernis kann zu schweren Schäden und sogar dem Tod führen. Gleichermaßen können Schäden der Gleisanlage den Zug beschädigen, z. B. infolge einer Entgleisung des Zugs.For example, fallen trees, a landslide, and vehicles such as a car, bus, or truck that have been left on the tracks or parked, an animal, or a person may be an obstacle that blocks the railroad track from a train. A collision between the moving train and the obstacle can lead to serious damage and even death. Similarly, damage to the track system can damage the train, e.g. B. due to derailment of the train.

Mit zunehmender Geschwindigkeit des Zugs kann sowohl das Kollisionsrisiko als auch die Energie, die während oder nach einer Kollision mit dem Hindernis und/oder einer Entgleisung freigegeben wird, ansteigen. Insbesondere nimmt der Bremsweg, um den Zug vor einer Gefahr sicher vollständig zum Stehen zu bringen, mit steigender Zuggeschwindigkeit zu. Es wird angemerkt, dass der Brems- oder Anhalteweg lang sein kann.As the speed of the train increases, both the risk of collision and the energy released during or after a collision with the obstacle and / or a derailment can increase. In particular, the braking distance, in order to bring the train to a complete standstill from a danger, increases with increasing train speed. It is noted that the braking or stopping distance can be long.

Daher ist ein Frühwarnsystem für derartige potentiell gefährliche Situationen auf dem Bahngleis besonders für Züge wünschenswert, die bei hohen Geschwindigkeiten fahren, zum Beispiel bei einer Geschwindigkeit von mindestens 100 km/h oder sogar mindestens 160 km/h.An early warning system for such potentially dangerous situations on the railroad track is therefore particularly desirable for trains running at high speeds, for example at a speed of at least 100 km / h or even at least 160 km / h.

Des Weiteren können Kurven der Gleisanlage und/oder laterale feststehende Objekte neben der Gleisanlage es für den Fahrer oder jegliche LOS-Sensoren (Sichtliniensensoren), die auf dem Zug befestigt sind, unmöglich machen, ein Hindernis rechtzeitig zu detektieren.Furthermore, curves of the track system and / or lateral fixed objects next to the track system can make it impossible for the driver or any LOS sensors (line-of-sight sensors) which are attached to the train to detect an obstacle in good time.

Die Veröffentlichung WO 2004036529 A1 offenbart ein System zum Verhindern, dass Züge entgleisen und mit Gefahren auf Bahngleisen kollidieren. Das System weist ein Sicherheitsfahrzeug (d. h. ,Wagen‘) auf, der entlang eines Bahngleises vor einem Zug fährt. Zug und Wagen weisen jeweils GPS-Empfänger auf, die konstant GPS-Standortinformationen an einen Computer in dem Zug bereitstellen. Der Computer berechnet den Abstand zwischen dem Wagen und dem Zug, die Geschwindigkeit, bei der der Zug fährt, und den Abstand, der zum Anhalten des Zuges erforderlich ist. Der Computer überträgt Beschleunigungs- und Abbremsbefehle an den Wagen und/oder Zug, um einen Sicherheitsabstand zwischen dem Wagen und dem Zug aufrechtzuerhalten. Der Computer hält somit das Sicherheitsfahrzeug weit genug vor dem Zug, um es dem Zug zu ermöglichen, anzuhalten, bevor er das Sicherheitsfahrzeug erreicht, sollte das Sicherheitsfahrzeug mit einem Objekt zusammenstoßen, entgleisen oder ein Sprengkörper auf dem Bahngleis vor dem Zug detonieren, jedoch nah genug, um eine Kommunikation zwischen dem Sicherheitsfahrzeug und dem Zug aufrechtzuerhalten. Dieser Ansatz kann schwere Schäden an dem Zug und eine mögliche Entgleisung des Zugs verhindern. Der Wagen kann jedoch mit Fremdkörpern oder sogar Personen auf dem Gleis kollidieren, ohne die Bremsen einzusetzen.The publication WO 2004036529 A1 discloses a system for preventing trains from derailing and colliding with dangers on railroad tracks. The system has a security vehicle (ie, "wagon") driving along a railroad track in front of a train. The train and car each have GPS receivers that constantly provide GPS location information to a computer on the train. The computer calculates the distance between the car and the train, the speed at which the train is traveling, and the distance required to stop the train. The computer transmits acceleration and deceleration commands to the car and / or train to maintain a safe distance between the car and the train. The computer thus holds the security vehicle far enough in front of the train to enable the train to stop before it reaches the security vehicle should the security vehicle collide with an object, derail, or detonate an explosive device on the railroad track in front of the train, but close enough to maintain communication between the security vehicle and the train. This approach can prevent serious damage to the train and possible derailment of the train. However, the car can collide with foreign objects or even people on the track without using the brakes.

Die Veröffentlichung WO 2003068577 A1 beschreibt einen Zug mit einem Vorlaufdummy, der geformt ist, um auf das Vorderteil des Zugs zu passen, der mit zwei parallelen Hydraulikkolben angebracht ist. Der Dummy wird entlang der Schiene vor dem Zug relativ zu seiner Geschwindigkeit ausgefahren. Bei Höchstgeschwindigkeit ist der Dummy vollständig ausgefahren, während er bei Stillstand aufrecht gegen den Fahrerwagen anliegt. Der Dummy befindet sich weit unter der Sichtlinie des Fahrers. Die Hydraulikkolben ,drücken‘ und ,ziehen‘ den Dummy abwechselnd weg von oder hin zu dem Fahrerwagen in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit, bei der gefahren wird. Lasersensoren vor dem Dummy unterstützen dabei, den Fahrer auf jegliche Hindernisse auf dem Gleis hinzuweisen. Der Dummy kann das Hindernis aus dem Gleis räumen, bevor der Zug es erreicht, oder alternativ mehr Zeit zum Bremsen ermöglichen, bevor der Zug selbst mit dem Hindernis kollidiert. Eine Kollision mit einem Hindernis würde auch automatisch ein Bremsen des Zuges auslösen. Da der Vorlaufdummy an dem Zug unter Verwendung der Hydraulikkolben permanent angebracht ist, ist der Abstand zwischen dem Zug und dem Vorlaufdummy begrenzt. Folglich können Hindernisse vor dem Zug zu spät erfasst werden, um schwere Schäden zu verhindern.The publication WO 2003068577 A1 describes a train with a lead dummy shaped to fit the front of the train attached with two parallel hydraulic pistons. The dummy is extended along the rail before the train relative to its speed. The dummy is fully extended at maximum speed, while it lies upright against the driver's car when stationary. The dummy is well below the driver's line of sight. The hydraulic pistons alternately 'push' and 'pull' the dummy away from or towards the driver's car depending on the speed at which the vehicle is being driven. Laser sensors in front of the dummy help to alert the driver to any obstacles on the track. The dummy can clear the obstacle from the track before the train reaches it, or alternatively allow more time for braking before the train itself collides with the obstacle. A collision with an obstacle would also automatically brake the train. Because the leader dummy is permanently attached to the train using the hydraulic pistons, the distance between the train and the leader dummy is limited. As a result, obstacles before the train can be detected too late to prevent serious damage.

Die Veröffentlichung WO 2008017821 A2 beschreibt eine Vorrichtung, die ein Plattformmittel zum Bewegen entlang eines Wegs; ein Führungsmittel zum Lenken der Bewegung des Plattformmittels; und ein Sensormittel zum Detektieren einer Bedrohung der Sicherheit, insbesondere einer Bombe; wobei das Sensormittel auf dem Plattformmittel montiert ist, aufweist. Das Führungsmittel kann eine Schiene, ein Paar von Schienen, ein Leiter, der vergraben sein kann, ein Durchgang oder ein Funksignal sein. Die Plattform kann als ein „Roboter“ mit einer Anzahl von Sensoren, die Schienengleise vor einem Zug überqueren, implementiert sein. Sogar wenn die Plattform als ein sogenannter Hi-Railausgestatteter Lastwagen implementiert ist, können jedoch erreichbare Geschwindigkeiten und/oder Betriebsbereiche zu niedrig sein. Die Vorrichtung kann auch ein unbemanntes Luftfahrzeug (UAV) verwenden, das von der Plattform entfernt betrieben wird. UAVs können vergleichsweise hohe Geschwindigkeiten erreichen. Die Betriebsbereiche von UAVs können jedoch niedrig sein. Insbesondere können der Betriebsbereich und/oder die Geschwindigkeit von UAVs bei angemessenen Kosten zu niedrig sein. Des Weiteren können UAVs in Tunneln, zwischen Masten, nahe Oberleitungen, in Gebieten mit dichter Besiedlung oder viel Schienenverkehr und/oder bei schlechten Wetterbedingungen nicht betreibbar sein. Darüber hinaus müssten UAVs für diesen Zweck zusätzlich zu Schienensicherheitsvorschriften Flugvorschriften genügen.The publication WO 2008017821 A2 describes an apparatus having a platform means for moving along a path; guide means for directing the movement of the platform means; and sensor means for detecting a security threat, particularly a bomb; wherein the sensor means is mounted on the platform means. The guide means can be a rail, a pair of rails, a conductor that can be buried, a passageway or a radio signal. The The platform can be implemented as a “robot” with a number of sensors crossing rail tracks before a train. Even if the platform is implemented as a so-called hi-rail truck, achievable speeds and / or operating ranges may be too low. The device can also use an unmanned aerial vehicle (UAV) that is operated remotely from the platform. UAVs can reach comparatively high speeds. However, the operating ranges of UAVs can be low. In particular, the operating range and / or speed of UAVs may be too low at a reasonable cost. Furthermore, UAVs may not be operable in tunnels, between masts, near overhead lines, in densely populated areas or with a lot of rail traffic and / or in bad weather conditions. In addition to this, UAVs would have to meet flight regulations in addition to rail safety regulations.

Die Veröffentlichung US 5 786 750 A beschreibt ein selbstfahrendes ferngesteuertes Pilotenfahrzeug, das zur Verwendung auf Bahngleisen ausgelegt ist, um gefährliche Bedingungen und Hindernisse auf den Schienen zu überwachen. Das Pilotenfahrzeug fährt einem Zug entlang der Gleise in einem Abstand voraus, der es dem Zug ermöglichen wird, vollständig anzuhalten, wenn das Pilotenfahrzeug auf eine gefährliche Bedingung auf dem Gleis stößt. Das Pilotenfahrzeug ist mit einer Sensoranordnung ausgestattet, die eine Vielzahl von unterschiedlichen Parametern misst, wie etwa das Vorhandensein von Giftgasen, Feuchtigkeit in der Atmosphäre, Brüche in einer oder beiden Schienen der Bahn und eine Ausrichtung in Bezug auf die Schwerkraft sowie das Gier-, Nick- und Wankverhalten der Gleise, auf denen das Pilotenfahrzeug fährt. Das Pilotenfahrzeug ist auch mit einer Fernsehkamera ausgestattet, die dem Lokführer des Zugs ein visuelles Bild des Bahngleises vor dem Pilotenfahrzeug bereitstellt. Eine Infrarotkamera, die auf dem Vorderteil des Pilotenfahrzeugs montiert ist, erzeugt ein Infrarotbild der Gleise. Informationen, die durch die Sensoranordnung des Pilotenfahrzeugs gesammelt werden, werden einem Computer an Bord des Pilotenfahrzeugs zugeführt und auch an den Zug übertragen, um es dem Lokführer zu ermöglichen, über Umstände informiert zu werden, die auf den Gleisen vor dem Zug herrschen, um Zeit zu haben, auf gefährliche Situationen auf den Gleisen zu reagieren. Das ferngesteuerte Pilotenfahrzeug hat jedoch vergleichsweise hohe Anschaffungskosten und/oder Betriebskosten.The publication US 5 786 750 A describes a self-driving remote controlled pilot vehicle designed for use on railroad tracks to monitor dangerous conditions and obstacles on the rails. The pilot vehicle travels a train along the tracks at a distance that will allow the train to stop completely if the pilot vehicle encounters a dangerous condition on the track. The pilot vehicle is equipped with a sensor arrangement that measures a variety of different parameters, such as the presence of poisonous gases, moisture in the atmosphere, breaks in one or both rails of the runway, and an orientation in relation to gravity and yaw, pitch - and rolling behavior of the tracks on which the pilot vehicle is traveling. The pilot vehicle is also equipped with a television camera, which provides the train driver with a visual image of the train track in front of the pilot vehicle. An infrared camera, which is mounted on the front part of the pilot vehicle, creates an infrared image of the tracks. Information collected by the pilot vehicle sensor assembly is fed to a computer on board the pilot vehicle and is also transmitted to the train to enable the train driver to be informed of the circumstances prevailing on the tracks in front of the train at time to have to react to dangerous situations on the tracks. However, the remote-controlled pilot vehicle has comparatively high purchase costs and / or operating costs.

Das gilt auch für das Roboterfahrzeug, das in der Veröffentlichung US 5 429 329 A beschrieben wird und herkömmliche Zugspurkranzräder aufweist, die auf üblichen Gleisen fahren. Die Karosserie des Fahrzeugs umschließt eine herkömmliche dieselelektrische Antriebseinheit mit Geschwindigkeitsmerkmalen, die mit denen des Zuges vergleichbar sind, dem es vorausfährt. Die Antriebseinheit wird durch ein Computerprogramm gesteuert, weist jedoch Fernsteuerungsüberschreibungsbereitstellungen in der Software auf, die von dem Lokführer in der Lokomotive, die auf das Roboterfahrzeug (RV) folgt, gesteuert werden. Das RV weist eine Fernsehkamera auf, die das Gleis davor erfasst, und einen Sender zum Senden des Videosignals an den TV-Monitor/Videokassettenrekorder der Lokomotive. Der Bereich und die Leistung des elektromagnetischen Wellenaustauschs direkt zwischen dem RV und dem Führerhaus werden Sendungen mit niedriger Leistung und Signalfrequenzen sein, die durch die FCC zugewiesen werden. Das RV weist Sicherheitssensoren auf, wie in der ausführlichen Beschreibung beschrieben, die Warnungen in der Lokomotive für den Lokführer anzeigen, um die Zugbremsen rechtzeitig zu betätigen, wodurch ein Unfall verhindert wird, da der Abstand zwischen dem Zug und dem RV ungefähr 1 bis 2 Meilen beträgt.This also applies to the robot vehicle that is in the publication US 5,429,329 A is described and has conventional track wheels that run on conventional tracks. The body of the vehicle encloses a conventional diesel-electric drive unit with speed characteristics that are comparable to those of the train that it is driving ahead of. The drive unit is controlled by a computer program, but has remote control override provisions in the software that are controlled by the train driver in the locomotive that follows the robotic vehicle (RV). The RV has a television camera, which detects the track in front, and a transmitter for sending the video signal to the TV monitor / video cassette recorder of the locomotive. The area and performance of the electromagnetic wave exchange directly between the RV and the cab will be low power and signal frequency broadcasts assigned by the FCC. The RV has safety sensors, as described in the detailed description, which warn the locomotive to warn the train driver to apply the train brakes in time, thereby preventing an accident, since the distance between the train and the RV is approximately 1 to 2 miles is.

Die Veröffentlichung WO 2012 040794 A1 beschreibt ein Inspektionsfahrzeug, das als eine Drohne implementiert ist, die durch ein zentrales Befehlszentrum und unabhängig von einem Zug ferngesteuert wird. Das unbemannte Gleisanlage-Inspektionsfahrzeug weist eine Steuerung zum Bestimmen auf, dass das Fahrzeug auf eine Gefahr stößt. Die Steuerung ist konfiguriert, um automatisch (d. h. ohne menschlichen Eingriff) die Geschwindigkeit des Inspektionsfahrzeugs als Reaktion auf ein Bestimmen, dass das Inspektionsfahrzeug auf die Gefahr stößt, zu reduzieren. Die Geschwindigkeit des Inspektionsfahrzeugs wird automatisch reduziert, wenn auf die Gefahr gestoßen wird, sodass das Fahrzeug die Gefahr nicht bei einer unangemessen hohen Geschwindigkeit trifft. Der Betriebsbereich des Inspektionsfahrzeugs kann für den Betrieb davon als Pilotenfahrzeug, das vor einem Hochgeschwindigkeitszug fährt, zu niedrig sein.The publication WO 2012 040794 A1 describes an inspection vehicle implemented as a drone that is remotely controlled by a central command center and independent of a train. The unmanned track inspection vehicle has a controller for determining that the vehicle encounters a hazard. The controller is configured to automatically (ie, without human intervention) reduce the speed of the inspection vehicle in response to determining that the inspection vehicle encounters the hazard. The speed of the inspection vehicle is automatically reduced when the danger is encountered, so that the vehicle does not hit the danger at an inappropriately high speed. The operating range of the inspection vehicle may be too small to operate as a pilot vehicle traveling in front of a high speed train.

Die Veröffentlichung EP 1 037 788 A1 beschreibt einen selbstfahrenden Wagen, der von einer Zuglokomotive ferngesteuert wird, der imstande ist, vor demselben Zug, in einem geeigneten Abstand, vorauszufahren, oder der mit demselben Zug frontal gekoppelt ist, wenn der Zug anhält oder wenn die kritischen Schaltplattformen überquert werden, und der mit Sensormitteln bereitgestellt ist, um Anomalien, Hindernisse usw. entlang des Bahngleises zu erkennen; ein Integrationssystem zwischen dem Zug und dem Wagen, um den Wagen von dem Zug zu steuern und von dem Wagen auf den Zug jegliche erkannte Informationen zu übertragen; und ein Wagenselbsteliminierungssystem mit gewaltsamem Auswerfen aus dem Gleis. Der Wagen weist ein besonders flaches Profil auf, das aus ultraleichtem Material gebildet und mit Ballast bereitgestellt ist, um die Zugwirkung zu simulieren, wobei der Ballast vor allem aus einem entfernbaren Kunststoffbehälter besteht, der mit Wasser, Bleikugeln oder einer beliebigen anderen Substanz, die, sobald sie freigegeben wird, den kommenden Zug behindert, gefüllt ist. Folglich kann der Betriebsbereich des selbstfahrenden Wagens für den Betrieb davon als Pilotenfahrzeug, das vor einem Hochgeschwindigkeitszug vorausfährt, zu niedrig sein.The publication EP 1 037 788 A1 describes a self-propelled wagon that is remotely controlled by a locomotive capable of driving ahead of the same train at a suitable distance, or that is frontally coupled to the same train when the train stops or when the critical switch platforms are crossed, and the is provided with sensor means to detect anomalies, obstacles, etc. along the train track; an integration system between the train and the car to control the car from the train and to transmit any recognized information from the car to the train; and a wagon self-elimination system with violent ejection from the track. The trolley has a particularly flat profile, which is formed from ultralight material and is provided with ballast to the To simulate the tensile effect, the ballast mainly consisting of a removable plastic container that is filled with water, lead balls or any other substance that, as soon as it is released, hinders the coming train. As a result, the operating range of the self-driving car may be too small for the operation thereof as a pilot vehicle preceding a high-speed train.

Des Weiteren ist der Betriebsbereich des vorangehend beschriebenen Schienenfahrzeugs typischerweise durch Schienensicherheitsvorschriften auf einen freigegebenen Betriebsblock oder ein Segment der Gleisanlage beschränkt. Folglich kann die Zeit zum sicheren Anhalten eines nachfolgenden Zugs zu kurz sein, insbesondere wenn das Fahrzeug das Ende des Betriebsblocks erreicht.Furthermore, the operating range of the rail vehicle described above is typically restricted to an approved operating block or a segment of the track system by rail safety regulations. As a result, the time to safely stop a subsequent train may be too short, especially when the vehicle reaches the end of the operating block.

Zu lösendes ProblemProblem to be solved

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, Verfahren, Systeme und Vorrichtungen bereitzustellen, die eine sichere Frühwarnung mit verbesserter Leistung und/oder niedrigeren Kosten selbst für Züge erlaubt, die imstande sind, bei hohen Geschwindigkeiten und/oder weitere Strecken zu fahren.It is an object of the invention to provide methods, systems and devices which allow safe early warning with improved performance and / or lower cost even for trains capable of running at high speeds and / or longer distances.

Lösung gemäß der ErfindungSolution according to the invention

Die Aufgabe wird durch den Gegenstand der angehängten Ansprüche gelöst.The object is solved by the subject matter of the appended claims.

Gemäß einer Ausführungsform eines ultraleichten Schienendrohnenfahrzeugs zum (autonomen) Betrieb vor einem Schienenfahrzeug, insbesondere einer Lokomotive und/oder einem Zug, weist das Schienendrohnenfahrzeug eine Fahrzeugkarosserie, mindestens zwei Gleisräder (im Folgenden auch als Schienenräder und Spurräder bezeichnet) zum Fahren auf Schienen einer Gleisanlage, mindestens einen ersten Sensor zum Detektieren von Hindernissen auf der Gleisanlage und ein Antriebssystem, das mit der Fahrzeugkarosserie zum Betreiben des Schienendrohnenfahrzeugs bei einer Geschwindigkeit von mindestens 50 km/h und/oder über eine maximale Geschwindigkeitsbegrenzung eines gegebenen Typs der Gleise, der Gleisanlage und/oder eines Segments der Gleisanlage hinaus verbunden ist, auf. Der mindestens eine erste Sensor ist auf der Fahrzeugkarosserie montiert und/oder damit verbunden. Jedes der mindestens zwei Gleisräder ist mit der Fahrzeugkarosserie drehbar verbunden.According to one embodiment of an ultralight rail drone vehicle for (autonomous) operation in front of a rail vehicle, in particular a locomotive and / or a train, the rail drone vehicle has a vehicle body, at least two track wheels (hereinafter also referred to as rail wheels and track wheels) for driving on rails of a track system, at least a first sensor for detecting obstacles on the track system and a drive system connected to the vehicle body for operating the rail drone vehicle at a speed of at least 50 km / h and / or over a maximum speed limit of a given type of track, the track system and / or a segment of the track system is connected to. The at least one first sensor is mounted on and / or connected to the vehicle body. Each of the at least two track wheels is rotatably connected to the vehicle body.

Der Ausdruck „ultraleichtes Schienendrohnenfahrzeug“ soll, so wie er in dieser Spezifikation verwendet wird, beschreiben, dass das Schienendrohnenfahrzeug zumindest hauptsächlich, typischerweise soweit wie möglich aus leichten oder sogar ultraleichten Materialien, leichten oder sogar ultraleichten Strukturen und/oder leichten oder sogar ultraleichten Komponenten gebildet ist, um ein geringes, typischerweise minimales Gesamtgewicht zu erzielen. Insbesondere können Konstruktionsprinzipien, Konstruktionsregeln sowie Technologien aus der Luftfahrtindustrie und von UAVs verwendet werden. Zumindest einige der Komponenten können miniaturisiert sein; insbesondere Komponenten in Bezug auf Energiespeicher, Traktion und Bremsen sowie jegliche elektronische Ausrüstung wie Sensoren, Steuerkomponenten und Übertragungskomponenten.As used in this specification, the term “ultralight rail drone vehicle” is intended to describe that the rail drone vehicle is formed, at least primarily, typically as much as possible from light or even ultralight materials, light or even ultralight structures and / or light or even ultralight components is to achieve a low, typically minimal total weight. In particular, construction principles, construction rules and technologies from the aviation industry and from UAVs can be used. At least some of the components can be miniaturized; in particular components relating to energy storage, traction and braking as well as any electronic equipment such as sensors, control components and transmission components.

Im Folgenden wird das Schienendrohnenfahrzeug auch als Drohnenfahrzeug bezeichnet. Des Weiteren wird die Gleisanlage im Folgenden auch als Bahngleis bezeichnet.In the following, the rail drone vehicle is also referred to as a drone vehicle. Furthermore, the track system is also referred to below as a railway track.

Ein Gewicht des Schienendrohnenfahrzeugs beträgt typischerweise maximal 150 kg, noch typischer maximal 100 kg und noch typischer maximal 70 kg, liegt zum Beispiel in einem Bereich von zwischen 20 kg bis 60 kg. Aufgrund des ultraleichten Aufbaus kann ein vergleichsweise hoher Betriebsbereich auf der Gleisanlage erzielt werden. Es wird angemerkt, dass ein wesentlich höherer Betriebsbereich bei niedrigeren Kosten erzielt werden kann im Vergleich zu UAVs mit ähnlichem Gewicht und/oder ähnlicher Größe. Des Weiteren ermöglicht die vergleichsweise kleine Masse einen vergleichsweise kurzen Bremsweg des Schienendrohnenfahrzeugs von zum Beispiel weniger als etwa 100 m, selbst wenn es bei einer Geschwindigkeit von 160 km/h fährt. Darüber hinaus kann ein (sogar manuelles) Heben des Schienendrohnenfahrzeugs und/oder Andocken an ein Schienenfahrzeug erleichtert werden. Zum Beispiel kann das Schienendrohnenfahrzeug durch nur vier oder selbst zwei Person gehoben/verschoben werden.A weight of the rail drone vehicle is typically a maximum of 150 kg, more typically a maximum of 100 kg and more typically a maximum of 70 kg, for example in a range of between 20 kg to 60 kg. Due to the ultra-light construction, a comparatively high operating range can be achieved on the track system. It is noted that a much higher operating range can be achieved at a lower cost compared to UAVs of similar weight and / or size. Furthermore, the comparatively small mass enables a comparatively short braking distance of the rail drone vehicle of, for example, less than about 100 m, even if it is traveling at a speed of 160 km / h. In addition, lifting (even manual) of the rail drone vehicle and / or docking onto a rail vehicle can be facilitated. For example, the rail drone vehicle can be lifted / moved by only four or even two people.

Des Weiteren kann das Schienendrohnenfahrzeug aufgrund des vergleichsweise geringen Gewichtes des Drohnenfahrzeugs durch Gewichtssensoren eines vorliegenden streckenseitigen Verkehrsregulierungssystems, das häufig auch als Schienenmelde- und Verkehrsverwaltungssystem bezeichnet wird, nicht erfasst werden, das die Gleisanlage und die Schienenfahrzeuge auf der Gleisanlage überwacht und in Abhängigkeit von den Bedingungen freigegebene Betriebsblöcke (freie Betriebsblöcke) den Schienenfahrzeugen zum Fahren zuweist.Furthermore, due to the comparatively low weight of the drone vehicle, the rail drone vehicle cannot be detected by weight sensors of an existing route-side traffic regulation system, which is often also referred to as a rail reporting and traffic management system, which monitors the track system and the rail vehicles on the track system and depending on the conditions assigns released operating blocks (free operating blocks) to the rail vehicles for driving.

Folglich kann das Schienendrohnenfahrzeug vor dem freigegebenen Betriebsblock für das Schienenfahrzeug in einen Betriebsblock, insbesondere einen noch nicht für den Weg des Fahrzeugs freigegebenen Betriebsblock, eintreten / darin betrieben werden. Daher kann ein Abstand, der zum Anhalten lang genug ist, in dem Fall sichergestellt werden, in dem das Schienendrohnenfahrzeug eine Gefahr, Tiere oder eine Person in Gefahr auf oder nahe der Gleisanlage erfasst.Consequently, the rail drone vehicle can enter / operate in an operating block, in particular an operating block not yet released for the path of the vehicle, before the released operating block for the rail vehicle. Therefore, a distance long enough to stop can be ensured in the case where the rail drone vehicle poses a danger Animals or a person in danger are detected on or near the track system.

Nach dem Eintreten in einen noch nicht freigegeben Betriebsblock sucht das Drohnenfahrzeug typischerweise auch nach Zügen oder anderen Schienenfahrzeugen, die vor dem Drohnenfahrzeug fahren. Zu diesem Zweck kann das Drohnenfahrzeug den mindestens einen Sensor verwenden.After entering an operating block that has not yet been released, the drone vehicle typically also searches for trains or other rail vehicles that are driving in front of the drone vehicle. For this purpose, the drone vehicle can use the at least one sensor.

Insbesondere kann die Fahrzeugkarosserie, typischerweise mindestens ein Chassis oder ein Rahmen der Fahrzeugkarosserie, zumindest hauptsächlich aus dielektrischen Verbundmaterial(ien) wie etwa einem faserverstärkten Kunststoff, zum Beispiel Faserglas (GFK), und/oder einem anderen stabilen und leichtgewichtigen Material, insbesondere einem leichtgewichtigen nicht magnetischen Material, wie etwa Aluminium oder Magnesium, hergestellt sein.In particular, the vehicle body, typically at least one chassis or frame of the vehicle body, can be made at least primarily of dielectric composite material (s) such as a fiber-reinforced plastic, for example fiberglass (GRP), and / or another stable and lightweight material, in particular a lightweight one magnetic material such as aluminum or magnesium.

Unter Verwendung von faserverstärkten Kunststoffen für die Fahrzeugkarosserie und vorzugsweise auch für die Gleisräder (im angemessenen / möglichen Ausmaß) kann der Radarquerschnitt (RCS, von engl. „radar cross-section“) reduziert und damit ein Verstecken des Schienenfahrzeugs vor einem Radarerfassungssystem des streckenseitigen Verkehrsregulierungssystems erleichtert werden.Using fiber-reinforced plastics for the vehicle body and preferably also for the track wheels (to an appropriate / possible extent), the radar cross-section (RCS, from English "radar cross-section") can be reduced and thus hiding the rail vehicle in front of a radar detection system of the trackside traffic regulation system be relieved.

Alternativ und/oder zusätzlich kann eine Tarnkappentechnologie bzw. Tarnkappentechnik (auch bekannt LO-Technologie von engl. „low observable technology“), wie etwa ein angemessenes Fahrzeugformen und Aufbringen bzw. Aufsprühen von radarabsorbierenden Materialien, verwendet werden, um eine Radarerfassbarkeit (Radarsignatur) des Schienendrohnenfahrzeugs zu reduzieren. Alternativ oder zusätzlich können eine visuelle Erfassbarkeit (visuelle Signatur) des Schienendrohnenfahrzeugs, eine Infraroterfassbarkeit (Infrarotsignatur) des Schienendrohnenfahrzeugs und/oder eine Sonarerfassbarkeit (Sonarsignatur) des Schienendrohnenfahrzeugs unter Verwendung einer jeweiligen Tarnkappentechnologie reduziert werden. Insbesondere kann eine multispektrale Tarntechnik verwendet werden.As an alternative and / or in addition, a camouflage technology or camouflage technology (also known as LO technology from English “low observable technology”), such as appropriate vehicle shaping and application or spraying of radar absorbing materials, can be used to ensure radar detectability (radar signature). of the rail drone vehicle. Alternatively or additionally, a visual detectability (visual signature) of the rail drone vehicle, an infrared detectability (infrared signature) of the rail drone vehicle and / or a sonar detectability (sonar signature) of the rail drone vehicle can be reduced using a respective camouflage technology. In particular, a multispectral camouflage technique can be used.

Zum Beispiel können die Radarsignatur und/oder die Sonarsignatur des Schienendrohnenfahrzeugs mit jeweiligen Signaturen eines größeren Vogels, wie etwa eines Bussards, der tief über der Gleisanlage fliegt, vergleichbar oder sogar niedriger sein.For example, the radar signature and / or the sonar signature of the rail drone vehicle can be comparable or even lower with respective signatures of a larger bird, such as a buzzard, that flies deep above the track system.

Gleichermaßen kann die Verwendung von nicht magnetischem Material für die Fahrzeugkarosserie und vorzugsweise auch für die Gleisräder ein Verstecken des Schienendrohnenfahrzeugs vor einem magnetischen und/oder einem elektromagnetischen Erfassungssystem des streckenseitigen Verkehrsregulierungssystems erleichtern.Likewise, the use of non-magnetic material for the vehicle body and preferably also for the track wheels can make it easier to hide the rail drone vehicle from a magnetic and / or an electromagnetic detection system of the trackside traffic regulation system.

Im Gegensatz zum Schienenfahrzeug ist das Schienendrohnenfahrzeug typischerweise nicht durch ein Schienenmeldesystem und/oder Verkehrsverwaltungssystem, z. B. ein ATO/ETCS/Meldesystem, erfassbar. Das Schienenfahrzeug und das Schienendrohnenfahrzeug können von dem Schienenmeldesystem und/oder Verkehrsverwaltungssystem als eine einzige Entität (mit einem eindeutigen Profil) gehandhabt (überwacht) werden.In contrast to the rail vehicle, the rail drone vehicle is typically not through a rail reporting system and / or traffic management system, e.g. B. an ATO / ETCS / reporting system. The rail vehicle and the rail drone vehicle can be handled (monitored) by the rail reporting system and / or traffic management system as a single entity (with a unique profile).

Des Weiteren können die Gleisräder und/oder eine jeweilige Achse, die die Gleisräder hält, einen hohen ohmschen Widerstand von z.B. mindestens 100 k Ohm oder sogar mindestens 500 k Ohm aufweisen. Zum Beispiel können die Gleisräder teilweise oder vollständig aus einem hochohmigen Material, wie etwa faserverstärktem Kunststoff, hergestellt sein. Folglich kann das Schienendrohnenfahrzeug durch einen elektrischen Sensor des streckenseitigen Verkehrsregulierungssystems nicht erfassbar sein.Furthermore, the track wheels and / or a respective axis that holds the track wheels can have a high ohmic resistance of e.g. have at least 100 k ohms or even at least 500 k ohms. For example, the track wheels can be made partially or completely of a high-resistance material, such as fiber-reinforced plastic. As a result, the rail drone vehicle cannot be detected by an electrical sensor of the trackside traffic regulation system.

Insbesondere kann ein elektrischer Widerstand zwischen den Laufflächen von zwei der Gleisräder, die konfiguriert sind, um auf zwei parallelen Gleisen der Gleisanlage parallel zu laufen, mindestens 200 k Ohm oder sogar mindestens 1 M Ohm betragen.In particular, an electrical resistance between the treads of two of the track wheels that are configured to run in parallel on two parallel tracks of the track system can be at least 200 k ohms or even at least 1 M ohms.

Es wird angemerkt, dass das Schienendrohnenfahrzeug typischerweise zum Fahren auf zwei parallelen Schienen der Gleisanlage konfiguriert ist und daher typischerweise zwei Paare von Gleisrädern aufweist. Die Gleisräder von jedem Paar können miteinander und/oder der Fahrzeugkarosserie über eine jeweilige Achse verbunden sein.It is noted that the rail drone vehicle is typically configured to run on two parallel rails of the track system and therefore typically has two pairs of track wheels. The track wheels of each pair can be connected to each other and / or the vehicle body via a respective axis.

Es kann vorgesehen sein, dass nur eines von den Paaren von Gleisrädern durch einen Motor angetrieben werden kann, insbesondere einen Elektromotor, der mit einem elektrischen Energiespeicher elektrisch verbunden ist, die typischerweise das Antriebssystem bilden. Im Folgenden wird das Schienendrohnenfahrzeug auch als selbstfahrendes Drohnenfahrzeug bezeichnet.It can be provided that only one of the pairs of track wheels can be driven by a motor, in particular an electric motor, which is electrically connected to an electrical energy store, which typically form the drive system. In the following, the rail drone vehicle is also referred to as a self-driving drone vehicle.

Alternativ oder zusätzlich kann ein Elektromotor von Oberleitungen oder Stromschienen versorgt werden.Alternatively or additionally, an electric motor can be supplied by overhead lines or busbars.

Die Gleisräder des anderen Paares können Hilfsgleisräder sein. Die Hilfsgleisräder können kleiner sein als die Gleisräder, die durch den Motor antreibbar sind.The track wheels of the other pair can be auxiliary track wheels. The auxiliary track wheels can be smaller than the track wheels that can be driven by the motor.

Alternativ oder zusätzlich kann das Antriebssystem einen oder mehrere Propeller aufweisen, die durch den Motor oder einen zusätzlichen Motor, insbesondere einen zusätzlichen Elektromotor, angetrieben werden.Alternatively or additionally, the drive system can have one or more propellers which are driven by the motor or an additional motor, in particular an additional electric motor.

Mit anderen Worten kann das Antriebssystem einen Elektroantrieb, der mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist, und einen elektrischen Energiespeicher, der mit dem Elektroantrieb elektrisch verbunden ist, aufweisen und/oder als solche umgesetzt sein und Bewegungen innerhalb des Bereichs des elektrischen Energiespeichers ermöglichen. In other words, the drive system can have and / or can be implemented as an electric drive, which is connected to the vehicle body, and an electrical energy store, which is electrically connected to the electric drive, and allow movements within the area of the electric energy store.

Das Antriebssystem, insbesondere der (Elektromotor), ist typischerweise mit einer Traktionssteuereinheit des Drohnenfahrzeugs verbunden und dadurch gesteuert.The drive system, in particular the (electric motor), is typically connected to and controlled by a traction control unit of the drone vehicle.

Der elektrische Energiespeicher kann eine Batterie oder einen Superkondensator aufweisen und/oder als solcher umgesetzt sein.The electrical energy store can have a battery or a supercapacitor and / or can be implemented as such.

Des Weiteren kann der elektrische Energiespeicher eine Kapazität aufweisen, die einen Betrieb des Drohnenfahrzeugs bei bis zu etwa 160 km/h für mindestens eine oder zwei Stunden, typischerweise bis zu ein paar Stunden, ermöglicht.Furthermore, the electrical energy store can have a capacity that enables the drone vehicle to operate at up to about 160 km / h for at least one or two hours, typically up to a few hours.

Darüber hinaus kann eine Bremsenergierückgewinnung verwendet werden, um die Betriebszeit zu verlängern, ohne den elektrischen Energiespeicher extern aufzuladen.In addition, braking energy recovery can be used to extend the operating time without externally charging the electrical energy store.

Zum Beispiel kann der Elektromotor betreibbar sein, um als ein Generator in einem Bremsmodus des Schienendrohnenfahrzeugs zu arbeiten.For example, the electric motor may be operable to operate as a generator in a braking mode of the rail drone vehicle.

Der Gesamtstromverbrauch des Drohnenfahrzeugs kann in einem Bereich von 1 kW bis 2 kW bei einer Geschwindigkeit von 80 km/h liegen.The total power consumption of the drone vehicle can range from 1 kW to 2 kW at a speed of 80 km / h.

Die Kapazität des elektrischen Energiespeichers kann in einem Bereich von etwa 1 kWh bis etwa 10 kWh liegen.The capacity of the electrical energy store can be in a range from approximately 1 kWh to approximately 10 kWh.

Des Weiteren kann eine Ladezeit des elektrischen Energiespeichers niedrig sein, zum Beispiel niedriger als 10 % einer Fahrtzeit des Drohnenfahrzeugs. Die Fahrtzeit des Drohnenfahrzeugs kann in einem Bereich von einer Stunde bis mehreren Stunden liegen.Furthermore, a charging time of the electrical energy store can be short, for example less than 10% of a driving time of the drone vehicle. The travel time of the drone vehicle can range from one hour to several hours.

Alternativ oder zusätzlich kann das Drohnenfahrzeug (eine) (leistungsstarke) mechanische Bremse(n) aufweisen, wie etwa eine Scheibenbremse, um ein Bremsen zu erleichtern, insbesondere ein Notbremsen, nachdem ein Hindernis oder eine andere Gefahr auf oder nahe der Gleisanlage erfasst wurde.Alternatively or additionally, the drone vehicle can have (a) (powerful) mechanical brake (s), such as a disc brake, to facilitate braking, in particular emergency braking, after an obstacle or other danger has been detected on or near the track system.

Zum Beispiel kann das Drohnenfahrzeug mit einer Abbremsung von bis zu 1 g oder sogar bis zu 2 g bremsen.For example, the drone vehicle can brake with a deceleration of up to 1 g or even up to 2 g.

Es wird angemerkt, dass das Drohnenfahrzeug, zusätzlich zu einem Andockverbinder zum mechanischen Andocken an das Schienenfahrzeug, einen elektrischen Verbinder zum Laden des elektrischen Energiespeichers in einem Andockmodus des Drohnenfahrzeugs unter Verwendung einer internen Stromversorgung des Schienenfahrzeugs aufweisen kann.It is noted that, in addition to a docking connector for mechanically docking to the rail vehicle, the drone vehicle may have an electrical connector for charging the electrical energy store in a docking mode of the drone vehicle using an internal power supply of the rail vehicle.

Typischerweise weist das Drohnenfahrzeug vier Gleisräder auf. Es wird angemerkt, dass das Drohnenfahrzeug leichtgewichtig und vergleichsweise klein ist. Daher würden mehr als vier Räder zu einem höheren Rollwiderstand führen, ohne andere relevante Parameter, wie die Fahrgeschmeidigkeit des Drohnenfahrzeugs, erheblich zu verbessern.The drone vehicle typically has four track wheels. It is noted that the drone vehicle is lightweight and comparatively small. Therefore, more than four wheels would result in higher rolling resistance without significantly improving other relevant parameters, such as the driveability of the drone vehicle.

Das vergleichsweise geringe Gewicht des Schienendrohnenfahrzeugs erleichtert auch ein Heben des Schienendrohnenfahrzeugs und Andocken des Schienendrohnenfahrzeugs an dem Schienenfahrzeug, insbesondere an der Vorderseite oder Vorderfläche des Schienenfahrzeugs. Zu diesem Zweck kann das Schienenfahrzeug einen jeweiligen Andockmechanismus für das Schienendrohnenfahrzeug aufweisen. Der Andockmechanismus kann auf der Vorderfläche des Schienenfahrzeugs angeordnet sein.The comparatively low weight of the rail drone vehicle also facilitates lifting the rail drone vehicle and docking the rail drone vehicle on the rail vehicle, in particular on the front or front surface of the rail vehicle. For this purpose, the rail vehicle can have a respective docking mechanism for the rail drone vehicle. The docking mechanism can be arranged on the front surface of the rail vehicle.

Aus ähnlichen Gründen ist die Größe des Schienendrohnenfahrzeugs typischerweise vergleichsweise klein. Zum Beispiel können eine Höhe der Fahrzeugkarosserie oder sogar des Drohnenfahrzeugs, eine Breite der Fahrzeugkarosserie oder sogar des Drohnenfahrzeugs und/oder eine Länge der Fahrzeugkarosserie oder sogar des Drohnenfahrzeugs kleiner oder gleich 3 m oder sogar kleiner oder gleich 2,5 m sein.For similar reasons, the size of the rail drone vehicle is typically comparatively small. For example, a height of the vehicle body or even the drone vehicle, a width of the vehicle body or even the drone vehicle and / or a length of the vehicle body or even the drone vehicle can be less than or equal to 3 m or even less than or equal to 2.5 m.

Des Weiteren ist die Länge der Fahrzeugkarosserie typischerweise größer als ihre Breite und Höhe.Furthermore, the length of the vehicle body is typically greater than its width and height.

Folglich kann das Sichtfeld eines Fahrers des Schienenfahrzeugs durch das Schienendrohnenfahrzeug selbst dann nicht beeinträchtigt sein, wenn es an der Vorderseite des Schienenfahrzeugs angedockt ist.As a result, the field of vision of a driver of the rail vehicle cannot be restricted by the rail drone vehicle even when it is docked to the front of the rail vehicle.

Des Weiteren kann die Fahrzeugkarosserie, vor allem ein Rahmen der Fahrzeugkarosserie, klappbar sein. Folglich kann die Größe des Drohnenfahrzeugs kleiner sein, wenn es an der Vorderseite des Schienenfahrzeugs angedockt ist. Das kann Einschränkungen der Andockstelle auf der Vorderseite des Schienenfahrzeugs reduzieren. Zudem kann der Luftwiderstand des Schienenfahrzeugs, das das Drohnenfahrzeug trägt, auf diese Weise reduziert werden.Furthermore, the vehicle body, in particular a frame of the vehicle body, can be foldable. As a result, the size of the drone vehicle can be smaller when docked to the front of the rail vehicle. This can reduce restrictions on the docking point on the front of the rail vehicle. In addition, the air resistance of the rail vehicle carrying the drone vehicle can be reduced in this way.

Des Weiteren kann die Fahrzeugkarosserie zumindest im Wesentlichen rumpfförmig und/oder schalenförmig sein, wenn sie in einer Vorderansicht betrachtet wird.Furthermore, the vehicle body can be at least essentially hull-shaped and / or be cupped when viewed from a front view.

Folglich kann ein (Luft-) Widerstandsbeiwert c_w des Schienendrohnenfahrzeugs vergleichsweise klein sein, wenn es auf dem Bahngleis fährt. Daher kann der Betriebsabstand des Schienendrohnenfahrzeugs erhöht sein. Zum Beispiel kann der Widerstandsbeiwert c_w maximal 0,1 oder sogar maximal 0,05 betragen.Consequently, an (air) drag coefficient c _{w of} the rail drone vehicle can be comparatively small when it is traveling on the railroad track. The operating distance of the rail drone vehicle can therefore be increased. For example, the drag coefficient c _{w can be} a maximum of 0.1 or even a maximum of 0.05.

Alternativ und/oder zusätzlich kann die Fahrzeugkarosserie geformt und/oder mit angemessenen aerodynamischen Elementen wie Klappen bereitgestellt sein, die aus den Luftfahrtindustrien bekannt sind, um eine Nutzung von aerodynamischen Kräften für Funktionen wie die Fahrstabilität (Auf-Ab-Lasten und/oder Gierlenkung bei hoher Geschwindigkeit) und ein Bremsen, insbesondere Luftbremsen, zu ermöglichen.Alternatively and / or additionally, the vehicle body may be shaped and / or provided with appropriate aerodynamic elements such as flaps known from the aerospace industries to utilize aerodynamic forces for functions such as driving stability (up-down loads and / or yaw steering) high speed) and braking, especially air brakes.

Zum Beispiel kann eine aktivierbare Luftbremse an jeweils der Fahrzeugkarosserie und dem Rahmen typischerweise jeweils an einem oberen Abschnitt der Fahrzeugkarosserie und des Rahmens angebracht sein.For example, an activatable air brake may typically be attached to each of the vehicle body and the frame at an upper portion of the vehicle body and frame.

Typischerweise ist ein äußerer Durchmesser der Fahrzeugkarosserie um einen Faktor von maximal 1,5, noch typischer maximal 1,2, größer als ein innerer Durchmesser der Fahrzeugkarosserie, wenn sie in einer Vorderansicht und/oder einer Querschnittsansicht betrachtet wird.Typically, an outer diameter of the vehicle body is larger than an inner diameter of the vehicle body by a factor of at most 1.5, more typically at most 1.2, when viewed in a front view and / or a cross-sectional view.

Gleichermaßen können ein Bereich der Fahrzeugkarosserie zwischen einer äußeren Grenzlinie der Fahrzeugkarosserie und einer inneren Grenzlinie der Fahrzeugkarosserie maximal 20 %, noch typischer maximal 10 % eines Bereichs entsprechen, der durch die innere Grenzlinie definiert ist, wenn sie in einer Vorderansicht und/oder in einer Querschnittsansicht betrachtet wird.Similarly, a region of the vehicle body between an outer boundary line of the vehicle body and an inner boundary line of the vehicle body may correspond to a maximum of 20%, more typically a maximum of 10% of a region defined by the inner boundary line when viewed in a front view and / or in a cross-sectional view is looked at.

Das Drohnenfahrzeug kann einen Airbag aufweisen, der an einer Vorderseite des Drohnenfahrzeugs montiert ist. Der Airbag kann aktiviert werden, nachdem die Gefahr oder Person(en) in Gefahr erfasst (detektiert) wurden.The drone vehicle can have an airbag that is mounted on a front side of the drone vehicle. The airbag can be activated after the danger or person (s) in danger have been identified (detected).

Folglich kann die Person in Gefahr sowie das Drohnenfahrzeug vor schweren Schäden während einer Kollision geschützt und/oder die Aufprallenergie zumindest teilweise absorbiert werden. Des Weiteren kann der aufgeblasene Airbag auf eine sanfte Art ein aus dem Wegdrücken eines kleinen Hindernisses erleichtern.As a result, the person in danger and the drone vehicle can be protected from severe damage during a collision and / or the impact energy can be at least partially absorbed. Furthermore, the inflated airbag can relieve gently by pushing away a small obstacle.

Alternativ oder zusätzlich kann das Drohnenfahrzeug eine Warnanzeige zum Anzeigen eines Warnhinweises (Warnung) aufweisen.As an alternative or in addition, the drone vehicle can have a warning display for displaying a warning.

Alternativ oder zusätzlich kann das Drohnenfahrzeug eine Blitzleuchte (Blitzlicht), einen Lautsprecher und/oder eine Sirene zum Emittieren von jeweiligen Warnsignalen aufweisen.Alternatively or additionally, the drone vehicle can have a flashing light (flashing light), a loudspeaker and / or a siren for emitting respective warning signals.

Folglich kann (können) (eine) Person(en) oder (ein) Tier(e) in Gefahr gewarnt werden, während sich das typischerweise bremsende Drohnenfahrzeug nähert.Consequently, a person (s) or animal (s) may be warned in danger as the typically braking drone vehicle approaches.

In einer Ausführungsform ist die Warnanzeige auf der Vorderseite der Luftbremse gebildet, die ausgeklappt werden kann.In one embodiment, the warning indicator is formed on the front of the air brake, which can be folded out.

Das Schienendrohnenfahrzeug weist typischerweise eine drahtlose Datenübertragungseinheit zum Kommunizieren mit dem Schienenfahrzeug auf, das typischerweise auch eine jeweilige drahtlose Datenübertragungseinheit aufweist.The rail drone vehicle typically has a wireless data transmission unit for communicating with the rail vehicle, which typically also has a respective wireless data transmission unit.

Wenn das Schienendrohnenfahrzeug eine Gefahr, wie etwa ein Hindernis oder eine Person in Gefahr, erfasst, kann ein jeweiliges Warnsignal an eine Hauptsteuereinheit des Schienenfahrzeugs über eine drahtlose Datenverbindung übertragen werden, die zwischen den drahtlosen Datenübertragungseinheiten des Schienendrohnenfahrzeugs und des Schienenfahrzeugs eingerichtet ist. Nachdem die Warnmeldung empfangen wurde, kann die Hauptsteuereinheit des Schienenfahrzeugs entscheiden, mit dem Bremsen zu beginnen.If the rail drone vehicle detects a hazard, such as an obstacle or a person in danger, a respective warning signal can be transmitted to a main control unit of the rail vehicle via a wireless data link that is set up between the wireless data transmission units of the rail drone vehicle and the rail vehicle. After the warning message is received, the main control unit of the rail vehicle can decide to start braking.

Des Weiteren kann das Schienendrohnenfahrzeug ein Positionsbestimmungssystem zum Bestimmen einer Position des Schienendrohnenfahrzeugs aufweisen. Zum Beispiel kann das Positionsbestimmungssystem durch eine Einheit eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS) bereitgestellt sein und/oder diese aufweisen, die konfiguriert ist, um (kontinuierlich) GPS-Standortinformationen, die dem Drohnenfahrzeug zugeordnet sind, von GPS-Satelliten zu empfangen.Furthermore, the rail drone vehicle can have a position determination system for determining a position of the rail drone vehicle. For example, the positioning system may be provided and / or have a global positioning system (GPS) unit configured to receive (continuously) GPS location information associated with the drone vehicle from GPS satellites.

Gleichermaßen kann das Schienenfahrzeug auch ein Positionsbestimmungssystem zum Bestimmen einer Position des Schienenfahrzeugs aufweisen und es kann auch durch eine GPS-Einheit bereitgestellt sein und/oder diese aufweisen, die konfiguriert ist, um (kontinuierlich) GPS-Standortinformationen, die dem Schienenfahrzeug zugeordnet sind, von den GPS-Satelliten zu empfangen.Likewise, the rail vehicle may also include a positioning system for determining a position of the rail vehicle, and may also be and / or be provided by and / or have a GPS unit configured to (continuously) GPS location information associated with the rail vehicle from to receive the GPS satellite.

Das Positionsbestimmungssystem des Schienendrohnenfahrzeugs und/oder das Positionsbestimmungssystem des Schienenfahrzeugs können alternativ oder zusätzlich durch eine jeweilige Trägheitsreferenzeinheit (z. B. basierend auf einem oder mehreren, typischerweise einigen Gyrometern und/oder einem oder mehreren Beschleunigungsmessern) und/oder eine jeweilige visuelle Odometrieeinheit (z. B. basierend auf einer Kamera) und/oder eine jeweilige mechanische Odometrieeinheit (z. B. basierend auf einem Raddrehzähler) bereitgestellt sein und/oder diese aufweisen und/oder eine zuvor gespeicherte oder eine Online-Kartographiedatenbank verwenden.The position determination system of the rail drone vehicle and / or the position determination system of the rail vehicle can alternatively or additionally by a respective inertial reference unit (e.g. based on one or more, typically a few gyrometers and / or one or more accelerometers) and / or a respective visual Odometry unit (e.g. based on a camera) and / or a respective mechanical odometer unit (e.g. based on a wheel speed counter) can be provided and / or have and / or use a previously stored or an online mapping database.

Die bestimmten Positionen des Schienendrohnenfahrzeugs und des Schienenfahrzeugs können über eine Datenverbindung ausgetauscht werden, die zwischen den drahtlosen Datenübertragungseinheiten des Schienendrohnenfahrzeugs und des Schienenfahrzeugs eingerichtet sind und/oder zum Steuern eines Abstands zwischen dem Schienendrohnenfahrzeug und dem Schienenfahrzeug verwendet werden. Ein Steuern des Abstands wird typischerweise durch eine Hauptdrohnensteuereinheit des Schienendrohnenfahrzeugs durchgeführt. Folglich kann das Schienendrohnenfahrzeug vor dem Schienenfahrzeug in einem gewünschten Abstand oder in einem gewünschten Abstandsbereich vorausfahren, der eine Notbremsung bis zu einem vollständigen Stillstand des Schienenfahrzeugs sicherstellt, bevor es einen Gefahrenbereich auf oder an der Gleisanlage erreicht.The determined positions of the rail drone vehicle and the rail vehicle can be exchanged via a data connection which is set up between the wireless data transmission units of the rail drone vehicle and the rail vehicle and / or are used to control a distance between the rail drone vehicle and the rail vehicle. Controlling the distance is typically performed by a main drone control unit of the rail drone vehicle. As a result, the rail drone vehicle can drive ahead of the rail vehicle at a desired distance or in a desired distance range, which ensures emergency braking until the rail vehicle comes to a complete standstill before it reaches a danger zone on or at the track system.

Da jeweils der gewünschte Abstand und der gewünschte Abstandsbereich typischerweise von der Geschwindigkeit des Schienendrohnenfahrzeugs abhängen, wird die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs typischerweise auch über die drahtlose Datenverbindung an jeweils das Schienendrohnenfahrzeug und die Hauptdrohnensteuereinheit übertragen.Since the desired distance and the desired distance range typically depend on the speed of the rail drone vehicle, the speed of the rail vehicle is typically also transmitted to the rail drone vehicle and the main drone control unit via the wireless data connection.

Gleichermaßen kann die Geschwindigkeit des Drohnenfahrzeugs über die drahtlose Datenverbindung jeweils an das Schienenfahrzeug und seine Hauptsteuereinheit übertragen werden.Likewise, the speed of the drone vehicle can be transmitted to the rail vehicle and its main control unit via the wireless data connection.

Die Hauptdrohnensteuereinheit ist typischerweise mit dem mindestens einen ersten Sensor, der Traktionssteuereinheit, dem Positionsbestimmungssystem, der drahtlosen Datenübertragungseinheit, dem Airbag, der Luftbremse, der Warnanzeige, der Blitzleuchte, dem Lautsprecher und/oder der Sirene (über jeweilige drahtlose oder drahtgebundene Verbindungen) verbunden.The main drone control unit is typically connected to the at least one first sensor, the traction control unit, the position determination system, the wireless data transmission unit, the airbag, the air brake, the warning indicator, the flashing light, the loudspeaker and / or the siren (via respective wireless or wired connections).

Des Weiteren ist eine Hauptdrohnensteuereinheit typischerweise konfiguriert, um die Gefahr, wie etwa ein Hindernis, unter Verwendung von Daten zu detektieren, die von dem mindestens einen ersten Sensor empfangen werden, um die Gefahr, z. B. das Hindernis, zu klassifizieren und um mindestens eines von einer Position der Gefahr (z. B. des Hindernisses), einer Geschwindigkeit des Hindernisses, einer Beschleunigung des Hindernisses, eines Wegs des Hindernisses, einer Kollisionswahrscheinlichkeit des Drohnenfahrzeugs und/oder des Schienenfahrzeugs mit dem Hindernis und/oder eine geschätzte jeweilige Zeit einer Kollision mit dem Hindernis zu bestimmen.Furthermore, a main drone control unit is typically configured to detect the hazard, such as an obstacle, using data received from the at least one first sensor to detect the hazard, e.g. B. to classify the obstacle and at least one of a position of the hazard (e.g. the obstacle), a speed of the obstacle, an acceleration of the obstacle, a path of the obstacle, a collision probability of the drone vehicle and / or the rail vehicle determine the obstacle and / or an estimated respective time of a collision with the obstacle.

Eine, mehrere oder sogar all diese Informationen können durch die Hauptdrohnensteuereinheit verwendet werden, um zu bestimmen, ob eine Warnmeldung an das Schienenfahrzeug zu senden ist, ob das Drohnenfahrzeug zu verlangsamen ist, um auf eine Kollision vorbereitet zu sein, und/oder ob der Airbag, die Luftbremse, die Warnanzeige, die Blitzleuchte, der Lautsprecher und/oder die Sirene zu aktivieren sind.One, more, or even all of this information can be used by the main drone control unit to determine whether to send a warning message to the rail vehicle, whether to slow the drone vehicle to prepare for a collision, and / or whether the airbag , the air brake, the warning indicator, the flashing light, the loudspeaker and / or the siren must be activated.

Alternativ oder zusätzlich können eine, mehrere oder all diese Informationen über die drahtlose Datenverbindung jeweils an das Schienenfahrzeug und seine Hauptsteuereinheit übertragen werden, wobei die Entscheidung bezüglich einer Bremsung des Schienenfahrzeugs durch die Hauptsteuereinheit des Schienenfahrzeugs oder einen Fahrer getroffen werden kann.Alternatively or additionally, one, more or all of this information can be transmitted via the wireless data connection to the rail vehicle and its main control unit, wherein the decision regarding braking of the rail vehicle can be made by the main control unit of the rail vehicle or by a driver.

Der mindestens eine erste Sensor ist typischerweise auf einem oberen Abschnitt der Fahrzeugkarosserie montiert. Folglich kann ein Überwachungsbereich des mindestens einen ersten Sensors, insbesondere der Bereich, der durch den mindestens einen ersten Sensor überwacht werden kann, so groß wie möglich sein.The at least one first sensor is typically mounted on an upper section of the vehicle body. Consequently, a monitoring area of the at least one first sensor, in particular the area that can be monitored by the at least one first sensor, can be as large as possible.

Der Überwachungsbereich des mindestens einen ersten Sensors ist typischerweise im Wesentlichen in Bezug auf eine Fahrtrichtung des Schienendrohnenfahrzeugs zentriert und/oder deckt einen Bereich ab, der vor dem Schienendrohnenfahrzeug zu überwachen ist.The monitoring area of the at least one first sensor is typically essentially centered with respect to a direction of travel of the rail drone vehicle and / or covers an area that is to be monitored in front of the rail drone vehicle.

Zudem kann das Schienendrohnenfahrzeug mindestens einen zweiten Sensor zum Detektieren von Hindernissen auf der Gleisanlage aufweisen, der einen Überwachungsbereich aufweist, der einen Bereich abdeckt, der hinter dem Schienendrohnenfahrzeug zu überwachen ist.In addition, the rail drone vehicle can have at least one second sensor for detecting obstacles on the track system, which has a monitoring area that covers an area that is to be monitored behind the rail drone vehicle.

Folglich kann das Schienendrohnenfahrzeug ferner vor dem Schienenfahrzeug vorausfahren, sogar wenn die Gleisanlage gekrümmt ist. Daher können jeweils die Reaktionszeit und/oder der verfügbare Bremsweg des Schienenfahrzeugs erhöht und die Abbremsung des Schienenfahrzeugs verringert werden.As a result, the rail drone vehicle can also drive ahead of the rail vehicle even if the track system is curved. Therefore, the response time and / or the available braking distance of the rail vehicle can be increased and the braking of the rail vehicle can be reduced.

Der mindestens eine zweite Sensor ist typischerweise auch auf dem oberen Abschnitt der Schienendrohnenfahrzeugkarosserie montiert.The at least one second sensor is typically also mounted on the upper section of the rail drone vehicle body.

Ferner kann der Überwachungsbereich des mindestens einen zweiten Sensors im Wesentlichen in Bezug auf die Fahrtrichtung und/oder entlang einer Achse des Schienendrohnenfahrzeugs zentriert sein.Furthermore, the monitoring area of the at least one second sensor can be centered essentially with respect to the direction of travel and / or along an axis of the rail drone vehicle.

Typischerweise weist das Drohnenfahrzeug zwei, drei oder sogar mehr erste Sensoren und/oder zwei, drei oder sogar mehr zweite Sensoren des gleichen und/oder eines unterschiedlichen Sensortyps auf. The drone vehicle typically has two, three or even more first sensors and / or two, three or even more second sensors of the same and / or a different sensor type.

Folglich können die Erfassungszuverlässigkeit und Erfassungsgenauigkeit erheblich verbessert werden.As a result, the detection reliability and accuracy can be significantly improved.

Gleichermaßen kann das Schienenfahrzeug mindestens einen dritten Sensor zum Detektieren von Hindernissen auf der Gleisanlage und vor dem Schienenfahrzeug aufweisen. Folglich kann das Schienendrohnenfahrzeug sicher weiter vor dem Schienenfahrzeug vorausfahren.Likewise, the rail vehicle can have at least a third sensor for detecting obstacles on the track system and in front of the rail vehicle. As a result, the rail drone vehicle can safely drive ahead of the rail vehicle.

Der mindestens eine dritte Sensor kann mit der Hauptsteuereinheit des Schienenfahrzeugs verbunden sein.The at least one third sensor can be connected to the main control unit of the rail vehicle.

Ferner kann der Überwachungsbereich des mindestens einen dritten Sensors im Wesentlichen in Bezug auf die Fahrtrichtung des Schienendrohnenfahrzeugs zentriert sein.Furthermore, the monitoring area of the at least one third sensor can be essentially centered with respect to the direction of travel of the rail drone vehicle.

Darüber hinaus kann das Schienenfahrzeug zwei, drei oder sogar mehr dritte Sensoren des gleichen und/oder eines unterschiedlichen Sensortyps aufweisen.In addition, the rail vehicle can have two, three or even more third sensors of the same and / or a different sensor type.

Der mindestens eine erste Sensor, der mindestens eine zweite Sensor und/oder der mindestens eine dritte Sensor können aus einer Gruppe ausgewählt sein, die aus einem Radar, einem LIDAR, einem Ultraschallsensor, insbesondere einem Sonar, einer Kamera (optisch, IR, Flugzeit), einem Infrarot-Entfernungsmesser und einem Laser besteht.The at least one first sensor, the at least one second sensor and / or the at least one third sensor can be selected from a group consisting of a radar, a LIDAR, an ultrasound sensor, in particular a sonar, a camera (optical, IR, flight time) , an infrared rangefinder and a laser.

Das Schienenfahrzeug und das Drohnenfahrzeug können ein (kommunizierendes) System bilden, das im Folgenden auch als Schienenfahrzeugsystem bezeichnet wird. Das System kann durch ein streckenseitiges Verkehrsregulierungssystem als eine Einheit behandelt werden.The rail vehicle and the drone vehicle can form a (communicating) system, which is also referred to below as a rail vehicle system. The system can be treated as a unit by a trackside traffic regulation system.

Das Schienenfahrzeug kann ein bordeigenes ATO- (von engl. Automatic Train Operation; automatischer Zugbetrieb) System aufwiesen, um jeweils das Schienendrohnenfahrzeug und die Hauptdrohnensteuereinheit zu steuern.The rail vehicle can have an on-board ATO (Automatic Train Operation) system to control the rail drone vehicle and the main drone control unit, respectively.

Die Hauptsteuereinheit des Schienenfahrzeugs kann ein Teil von dem und/oder durch das ATO-System bereitgestellt sein. Im Folgenden wird die Hauptsteuereinheit des Schienenfahrzeugs auch als Hauptfahrzeugsteuereinheit bezeichnet.The main control unit of the rail vehicle may be part of and / or provided by the ATO system. The main control unit of the rail vehicle is also referred to below as the main vehicle control unit.

Das ATO-System des Schienenfahrzeugs kann den Schienendrohnenbetrieb steuern. Die Betriebsentscheidung von dem ATO-System wird typischerweise automatisch getroffen, noch typischer durch eine spezifische Logik, die im Inneren der bordeigenen ATO-Steuerung(en) programmiert ist. Ein menschlicher ATO-Bediener kann jedoch die Kontrolle übernehmen. Dies ermöglicht es dem menschlichen ATO-Bediener, der sich typischerweise in einem entfernten Kontrollzentrum befindet, eine Steuerungsentscheidung unter Verwendung von Bildern oder Hinderniserfassungsalarmen zu treffen, die durch die Schienendrohne an das Schienenfahrzeug übertragen werden und ferner an das entfernte Kontrollzentrum übertragen werden. Der Fahrer des Schienenfahrzeugs kann auch die Kontrolle über die Steuerung des Drohnenfahrzeugs übernehmen. Dies ermöglicht es dem Zugführer, den Drohnenfahrzeugbetrieb zu steuern. Zum Beispiel kann die Entscheidung des Fahrers, die Steuerung zu übernehmen, auf Bildern, die durch das Drohnenfahrzeug an das Schienenfahrzeug gesendet werden, basieren / dadurch ausgelöst werden.The ATO system of the rail vehicle can control the operation of the rail drones. The operational decision by the ATO system is typically made automatically, more typically by specific logic programmed inside the onboard ATO controller (s). However, a human ATO operator can take control. This allows the human ATO operator, who is typically located in a remote control center, to make a control decision using images or obstacle detection alarms that are transmitted to the rail vehicle by the rail drone and also transmitted to the remote control center. The driver of the rail vehicle can also take control of the control of the drone vehicle. This enables the train driver to control drone vehicle operations. For example, the driver's decision to take control may be based on / triggered by images sent by the drone vehicle to the rail vehicle.

Wenn kein neuer Steuerbefehl von dem Schienenfahrzeug oder dem Fahrer empfangen wird, wird die Schienendrohne typischerweise autonom betrieben, unter Verwendung der letzten Befehle, die von entweder dem ATO oder dem Fahrer empfangen wurden, und ihrer eigenen Informationen, die durch ihre Sensoren bereitgestellt werden.If no new control command is received from the rail vehicle or the driver, the rail drone is typically operated autonomously, using the latest commands received from either the ATO or the driver and its own information provided by its sensors.

Wie im Folgenden ausführlicher erläutert wird, ist das Schienendrohnenfahrzeug typischerweise in drei (autonomen) Modi betreibbar: einem Fahrmodus, in dem das Drohnenfahrzeug vor dem Schienenfahrzeug fährt, einem kontrollierten Kollisionsmodus und einem Andock- / Abdockmodus. Der Andock- / Abdockmodus weist typischerweise zwei Untermodi auf, nämlich einen Andockmodus zum Anbringen an dem Schienenfahrzeug und einen Abdockmodus zum Freigeben von dem Schienenfahrzeug.As will be explained in more detail below, the rail drone vehicle is typically operable in three (autonomous) modes: a driving mode in which the drone vehicle drives in front of the rail vehicle, a controlled collision mode and a docking / undocking mode. The docking / undocking mode typically has two submodes, namely a docking mode for attachment to the rail vehicle and an undocking mode for releasing from the rail vehicle.

Die 3 Steuerweisen ermöglichen es der zuständigen Entität für die Steuerung des Drohnenfahrzeugbetriebs (entweder dem ATO-System, dem Fahrer oder dem Drohnenfahrzeug selbst), zu entscheiden, welcher der 3 Modi (Fahrmodus, kontrollierter Kollisionsmodus und Andock- / Abdockmodus) aktiviert werden soll. Der Fahrmodus (nominaler Modus) wird typischerweise festgelegt, um eine Kollision mit Hindernissen oder Personen zu vermeiden. In dem kontrollierten Kollisionsmodus wird es der rollenden Drohne unter manchen Bedingungen erlaubt, mit dem Hindernis zu kollidieren. In dem Andock- / Abdockmodus kann das Drohnenfahrzeug die Schienenfahrzeug-Vorderseite sanft berühren und sich auf ihr verriegeln / von ihr entriegeln. In einem der 3 Drohnenbetriebsmodi (Fahrmodus, Andock- / Abdockmodus und kontrolliertem Kollisionsmodus) wird das Drohnenfahrzeug typischerweise permanent innerhalb des freigegebenen Betriebsblocks (der freigegebenen Betriebsblöcke) des Schienenfahrzeugs betrieben. Folglich wird das Drohnenfahrzeug immer innerhalb des gleichen Betriebsblocks (der gleichen Betriebsblöcke) wie das Schienenfahrzeug, unabhängig dem von dem Zugsteuerungsprozess betrieben (feste oder sich bewegende Betriebsblöcke). Die Drohne kann nur in einen nächsten Betriebsblock eintreten, nachdem sie einen „Freigabe für den nächsten Block“-Befehl von dem Schienenfahrzeug empfangen hat, wobei sie dem Fahrer oder einem entfernten menschlichen ATO-Bediener untergeordnet ist. Die Strecke entlang der Gleisanlage zwischen dem Schienenfahrzeug und dem Ende seiner freigegebenen Betriebsblöcke wird im Folgenden auch als übriggebliebener autorisierter Abstand bezeichnet.The 3 Control modes allow the entity responsible for controlling drone vehicle operations (either the ATO system, the driver, or the drone vehicle itself) to decide which of the 3 modes (drive mode, controlled collision mode, and docking / undocking mode) should be activated. The driving mode (nominal mode) is typically set to avoid a collision with obstacles or people. In controlled collision mode, the rolling drone is allowed to collide with the obstacle under some conditions. In the docking / undocking mode, the drone vehicle can gently touch and lock / unlock on the front of the rail vehicle. In one of the 3 drone operating modes (driving mode, docking / undocking mode and controlled collision mode), the drone vehicle typically becomes permanent operated within the released operating block (s) of the rail vehicle. As a result, the drone vehicle is always operated within the same operating block (s) as the rail vehicle, regardless of the train control process (fixed or moving operating blocks). The drone can only enter a next operating block after receiving a "release for the next block" command from the rail vehicle, being subordinate to the driver or a remote human ATO operator. The route along the track system between the rail vehicle and the end of its released operating blocks is also referred to below as the remaining authorized distance.

Gemäß einer Ausführungsform eines Schienenfahrzeugsystems weist das Schienenfahrzeugsystem ein Schienenfahrzeug auf, das eine Hauptfahrzeugsteuereinheit und ein selbstfahrendes Schienendrohnenfahrzeug aufweist. Das (selbstfahrende Schienen-) Drohnenfahrzeug weist mindestens einen ersten Sensor zum Detektieren von Hindernissen auf einem Bahngleis (Schienenstrecke, Gleisanlage) und vor dem Schienendrohnenfahrzeug, und eine Hauptdrohnensteuereinheit, die mit dem mindestens einen ersten Sensor verbunden ist und eingerichtet ist, das Schienendrohnenfahrzeug auf dem Bahngleis , vor dem Schienenfahrzeug und innerhalb eines oder mehrerer freigegebener Betriebsblöcke des Schienenfahrzeugs, zu betreiben, um autonom nach Hindernissen auf dem Bahngleis unter Verwendung des mindestens einen ersten Sensors zu suchen und um über eine Datenverbindung mit der Hauptfahrzeugsteuereinheit eine Warnmeldung an das Schienenfahrzeug zu senden, nachdem ein Hindernis, das auf und/oder an dem Bahngleis angeordnet ist oder sich dem Bahngleis nähert, erfasst wurde, auf.According to one embodiment of a rail vehicle system, the rail vehicle system has a rail vehicle that has a main vehicle control unit and a self-propelled rail drone vehicle. The (self-propelled rail) drone vehicle has at least a first sensor for detecting obstacles on a railroad track (rail route, track system) and in front of the rail drone vehicle, and a main drone control unit, which is connected to the at least one first sensor and is set up, the rail drone vehicle on the Operate the railway track, in front of the rail vehicle and within one or more released operating blocks of the rail vehicle, to autonomously search for obstacles on the rail track using the at least one first sensor and to send a warning message to the rail vehicle via a data connection to the main vehicle control unit, after an obstacle which is arranged on and / or on the railway track or is approaching the railway track has been detected.

Die Datenverbindung kann als eine drahtlose Datenverbindung implementiert sein.The data connection can be implemented as a wireless data connection.

Die Hauptfahrzeugsteuereinheit ist typischerweise konfiguriert, um eine Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs zu steuern und/oder um das Schienenfahrzeug abzubremsen, nachdem die Warnmeldung empfangen wurde.The main vehicle control unit is typically configured to control a speed of the rail vehicle and / or to brake the rail vehicle after the warning message is received.

Des Weiteren ist die Hauptfahrzeugsteuereinheit typischerweise als eine Master-Steuerung (primäre Steuerung) betreibbar und die Hauptdrohnensteuereinheit ist typischerweise als eine Slave-Steuerung (sekundäre Steuerung) des Schienenfahrzeugsystems betreibbar.Furthermore, the main vehicle control unit can typically be operated as a master control (primary control) and the main drone control unit can typically be operated as a slave control (secondary control) of the rail vehicle system.

Die Hauptdrohnensteuereinheit ist typischerweise konfiguriert, um eine Anweisung (Instruktion) von der Hauptfahrzeugsteuereinheit über die Datenverbindung zu empfangen, die dazu auffordert, das Schienendrohnenfahrzeug in einem Fahrmodus zu betreiben, um autonom nach Hindernissen auf dem Bahngleis zu suchen, während es vor dem Schienenfahrzeug und innerhalb eines oder mehrerer freigegebener Betriebsblöcke fährt.The main drone control unit is typically configured to receive an instruction from the main vehicle control unit over the data link that prompts the rail drone vehicle to operate in a driving mode to autonomously search for obstacles on the railroad track while in front of and within the rail vehicle one or more released operating blocks drives.

In dem Fahrmodus ist die Hauptdrohnensteuereinheit typischerweise konfiguriert, um das Schienendrohnenfahrzeug vor einer Fahrzone des Schienenfahrzeugs zu betreiben.In the drive mode, the main drone control unit is typically configured to operate the rail drone vehicle in front of a travel zone of the rail vehicle.

Des Weiteren kann die Hauptdrohnensteuereinheit konfiguriert sein, um autonom in Abwesenheit von eingehenden Anweisungen von der Hauptfahrzeugsteuereinheit betrieben zu werden.Furthermore, the main drone control unit can be configured to operate autonomously in the absence of incoming instructions from the main vehicle control unit.

Die Hauptdrohnensteuereinheit kann sogar konfiguriert sein, um autonom zu entscheiden, in einen noch nicht freigegebenen Betriebsblock einzutreten.The main drone control unit can even be configured to autonomously decide to enter an operational block that has not yet been released.

Nachdem ein Zug oder ein anderes Schienenfahrzeug, der/das in dem noch nicht freigegebenen Betriebsblock vorausfährt, erfasst wurde, kann die Hauptdrohnensteuereinheit das Drohnenfahrzeug derart betreiben, dass ein vordefinierter Sicherheitsabstand zu dem Schienenfahrzeug, das vorausfährt, nicht erreicht wird. Das Drohnenfahrzeug kann auch abgebremst, ferner angehalten werden. Es wird angemerkt, dass das Schienenfahrzeug, das vorausfährt, unter Verwendung des mindestens einen ersten Sensors erfasst werden kann.After a train or other rail vehicle that is traveling ahead in the not yet released operating block has been detected, the main drone control unit can operate the drone vehicle in such a way that a predefined safety distance from the rail vehicle that is traveling ahead is not achieved. The drone vehicle can also be braked and stopped. It is noted that the rail vehicle traveling ahead can be detected using the at least one first sensor.

Nachdem das Hindernis oder eine andere Gefahr erfasst wurde, kann die Hauptdrohnensteuereinheit das Schienendrohnenfahrzeug abbremsen und ein Warnsignal an das Hindernis senden. Ferner kann das Schienendrohnenfahrzeug einen Airbag, eine Warnanzeige, eine Blitzleuchte, einen Lautsprecher und/oder eine Sirene des Schienendrohnenfahrzeugs aktivieren.After the obstacle or other hazard is detected, the main drone control unit can brake the rail drone vehicle and send a warning signal to the obstacle. Furthermore, the rail drone vehicle can activate an airbag, a warning indicator, a flashing light, a loudspeaker and / or a siren of the rail drone vehicle.

Wenn eine Kollision mit dem Hindernis unvermeidbar ist, kann die Hauptfahrzeugsteuereinheit von dem Fahrmodus in einen kontrollierten Kollisionsmodus umschalten, typischerweise mit reduzierter Geschwindigkeit und/oder aktiviertem (aktivierten) Airbag(s).If a collision with the obstacle is unavoidable, the main vehicle control unit can switch from the driving mode to a controlled collision mode, typically with reduced speed and / or activated (activated) airbag ( s ).

Ferner kann das Schienendrohnenfahrzeug konfiguriert sein, um sich dem Schienenfahrzeug in einem Andockmodus zu nähern.Furthermore, the rail drone vehicle can be configured to approach the rail vehicle in a docking mode.

Zum Beispiel kann die Hauptdrohnensteuereinheit konfiguriert sein, um das Schienendrohnenfahrzeug in dem Andockmodus zu betreiben, wenn das Schienenfahrzeug anhält und/oder wenn ein Energieladezustand des Schienendrohnenfahrzeugs unter eine gegebene Schwelle und/oder eine Schwelle, die nicht sicherstellt, den nächsten regulären Halt des Schienenfahrzeugs zu erreichen, fällt.For example, the main drone controller may be configured to operate the rail drone vehicle in the docking mode when the rail vehicle stops and / or when a power state of the rail drone vehicle is below a given threshold and / or Threshold that does not ensure that the next regular stop of the rail vehicle is reached drops.

Während es sich dem Schienenfahrzeug nähert, fährt das Schienendrohnenfahrzeug typischerweise bei einer geringeren Geschwindigkeit, typischerweise bei einer (sehr) geringen relativen Geschwindigkeit im Vergleich zu dem Schienenfahrzeug oder sogar bei einer absolut niedrigen Geschwindigkeit. Zum Beispiel kann die Schienendrohnenfahrzeuggeschwindigkeit um 1 bis 3 km/h niedriger sein als eine Schienenfahrzeuggeschwindigkeit. Des Weiteren können die Geschwindigkeit von sowohl dem Schienendrohnenfahrzeug als auch dem Schienenfahrzeug ziemlich gering sein, typischerweise 25 km/h oder weniger. Folglich kann die Empfindlichkeit und/oder die Komplexität einer Steuerung während eines Näherns reduziert werden.As it approaches the rail vehicle, the rail drone vehicle typically runs at a lower speed, typically at a (very) low relative speed compared to the rail vehicle, or even at an absolutely low speed. For example, the rail drone vehicle speed may be 1 to 3 km / h lower than a rail vehicle speed. Furthermore, the speed of both the rail drone vehicle and the rail vehicle can be quite slow, typically 25 km / h or less. As a result, the sensitivity and / or the complexity of control during approach can be reduced.

Das Schienenfahrzeug ist typischerweise konfiguriert, um das Schienendrohnenfahrzeug zu heben, um das Schienendrohnenfahrzeug zu tragen und/oder um das Schienendrohnenfahrzeug auf einer Vorderseite oder -fläche des Schienenfahrzeugs zu platzieren.The rail vehicle is typically configured to lift the rail drone vehicle, to support the rail drone vehicle, and / or to place the rail drone vehicle on a front or surface of the rail vehicle.

Gemäß einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Verbessern der Sicherheit eines Schienenfahrzeugs, wenn es auf einem Gleis fährt, weist das Verfahren ein Anweisen eines selbstfahrenden Schienendrohnenfahrzeugs, das mindestens einen Sensor umfasst, auf dem Gleis, vor dem Schienenfahrzeug und innerhalb eines oder mehrerer freigegebener Betriebsblöcke, zu fahren und autonom nach Hindernissen auf dem Bahngleis unter Verwendung des mindestens einen Sensors zu suchen, während es auf dem Bahngleis fährt, auf.According to one embodiment of a method for improving the safety of a rail vehicle when it is traveling on a track, the method assigns instructing a self-propelled rail drone vehicle, which comprises at least one sensor, on the track, in front of the rail vehicle and within one or more released operating blocks drive and autonomously look for obstacles on the train track using the at least one sensor while it is traveling on the train track.

Nachdem ein Hindernis erfasst wurde, können ein Typ des erfassten Hindernisses, eine Position des Hindernisses, eine Geschwindigkeit des Hindernisses, eine Beschleunigung des Hindernisses, ein Weg des Hindernisses und/oder eine Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen dem erfassten Hindernis und mindestens einem von dem Schienendrohnenfahrzeug und dem Schienenfahrzeug bestimmt und/oder geschätzt werden.After an obstacle is detected, a type of the detected obstacle, a position of the obstacle, a speed of the obstacle, an acceleration of the obstacle, a path of the obstacle and / or a collision probability between the detected obstacle and at least one of the rail drone vehicle and the rail vehicle be determined and / or estimated.

Nachdem das Hindernis erfasst wurde, kann eine Warnmeldung von dem Schienendrohnenfahrzeug an das Schienenfahrzeug, insbesondere ein Kollisionsrisikoalarm und/oder ein Bremsbefehl / eine Bremsempfehlung an das Schienenfahrzeug, übertragen werden.After the obstacle has been detected, a warning message can be transmitted from the rail drone vehicle to the rail vehicle, in particular a collision risk alarm and / or a braking command / a braking recommendation to the rail vehicle.

Ferner kann das Schienendrohnenfahrzeug abbremsen, nachdem das Hindernis erfasst (detektiert) wurde.Furthermore, the rail drone vehicle can brake after the obstacle has been detected.

Darüber hinaus kann das Schienendrohnenfahrzeug einen Warnhinweis anzeigen und/oder (ein) Warnsignal(e) hin zu dem erfassten Hindernis und den Leuten in Gefahr senden, nachdem das Hindernis erfasst wurde. Zum Beispiel können visuelle und/oder Audio-Anweisungen, wie etwa „Verlassen Sie sofort die Gleise“ oder andere (zuvor aufgezeichnete) Notanweisungen jeweils angezeigt und gesendet werden.In addition, the rail drone vehicle may display a warning and / or send a warning signal (s) to the detected obstacle and the people in danger after the obstacle has been detected. For example, visual and / or audio instructions, such as "leave the tracks immediately" or other (previously recorded) emergency instructions can be displayed and sent.

Nachdem die Warnmeldung an das Schienenfahrzeug übertragen wurde, kann das Schienenfahrzeug abbremsen.After the warning message has been transmitted to the rail vehicle, the rail vehicle can brake.

Nachdem das Hindernis erfasst wurde, kann ein Airbag des Schienendrohnenfahrzeugs aktiviert werden.After the obstacle has been detected, an airbag of the rail drone vehicle can be activated.

Insbesondere in dem Fahrmodus können (eine) Position(en) und/oder Geschwindigkeit(en) des Schienenfahrzeugs von dem Schienenfahrzeug an das Schienendrohnenfahrzeug übertragen werden.In particular in the driving mode, position (s) and / or speed (s) of the rail vehicle can be transmitted from the rail vehicle to the rail drone vehicle.

Gleichermaßen können (eine) Position(en) und/oder Geschwindigkeit(en) von dem Drohnenfahrzeug an das Schienenfahrzeug, insbesondere in dem Fahrmodus, übertragen werden.Likewise, position (s) and / or speed (s) can be transmitted from the drone vehicle to the rail vehicle, in particular in the driving mode.

Ferner kann (können) (ein) neue(r) freigegebene(r) Betriebsblock (Betriebsblöcke) für das Schienenfahrzeug an das Schienenfahrzeug von einem Kontrollzentrum für Schienenfahrzeuge auf dem Bahngleis übertragen werden.Furthermore, a new released operating block (operating blocks) for the rail vehicle can be transferred to the rail vehicle from a control center for rail vehicles on the railroad track.

Danach kann (können) der (die) neue(n) freigegebene(n) Betriebsblock (Betriebsblöcke) von dem Schienenfahrzeug an das Drohnenfahrzeug übertragen werden.Thereafter, the new released operational block (s) can be transferred from the rail vehicle to the drone vehicle.

Des Weiteren können der eine oder die mehreren freigegebenen Betriebsblöcke aktualisiert werden (an dem Schienenfahrzeug und/oder dem Drohnenfahrzeug).Furthermore, the one or more released operating blocks can be updated (on the rail vehicle and / or the drone vehicle).

Zudem kann das Drohnenfahrzeug in einen noch nicht freigegebenen Betriebsblock für das Schienenfahrzeug eintreten. Das Schienendrohnenfahrzeug kann jedoch nur in einen noch nicht freigegebenen Betriebsblock unter bestimmten Umständen eintreten, insbesondere unter nicht nominalen ATO-Betriebsbedingungen wie verschlechterten Modi, teilweise oder vollständig fehlgeschlagenen Tests und/oder zur Inbetriebnahme der Netzwerkinfrastruktur und/oder von Signalgebungssystemen, jedoch nicht während eines normalen Betriebs des Fahrzeugsystems. In einem solchen Fall sucht das Drohnenfahrzeug typischerweise autonom nach Hindernissen auf dem Bahngleis und Schienenfahrzeugen, die auf dem Bahngleis vorausfahren.In addition, the drone vehicle can enter an operating block for the rail vehicle that has not yet been released. However, the rail drone vehicle can only enter an operational block that has not yet been released under certain circumstances, especially under non-nominal ATO operating conditions such as deteriorated modes, partially or completely failed tests and / or for starting up the network infrastructure and / or signaling systems, but not during a normal one Operation of the vehicle system. In such a case, the drone vehicle typically autonomously searches for obstacles on the railroad track and rail vehicles that are driving ahead on the railroad track.

Bevor es auf dem Bahngleis vor dem Schienenfahrzeug vorausfährt, kann sich das Schienendrohnenfahrzeug von dem Schienenfahrzeug abdocken. Before it travels ahead of the rail vehicle on the railroad track, the rail drone vehicle can undock from the rail vehicle.

Wenn ein Energieladezustand des Schienendrohnenfahrzeugs unter eine gegebene Schwelle fällt und/oder wenn das Schienenfahrzeug anhält, kann das Schienendrohnenfahrzeug an dem Schienenfahrzeug andocken.If an energy state of charge of the rail drone vehicle falls below a given threshold and / or if the rail vehicle stops, the rail drone vehicle can dock on the rail vehicle.

Danach kann ein elektrischer Energiespeicher des Schienendrohnenfahrzeugs in dem Andockmodus unter Verwendung einer internen Stromversorgung des Schienenfahrzeugs aufgeladen werden.An electrical energy storage device of the rail drone vehicle can then be charged in the docking mode using an internal power supply of the rail vehicle.

Die vorangehend beschriebenen Ausführungsformen können miteinander in einer beliebigen Weise kombiniert werden, sofern nichts anderes spezifiziert wird. Fachleute auf dem Gebiet werden beim Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung und beim Betrachten der beigefügten Zeichnungen zusätzliche Merkmale und Vorteile erkennen.The embodiments described above can be combined with one another in any manner, unless otherwise specified. Those skilled in the art will recognize additional features and advantages upon reading the following detailed description and upon viewing the accompanying drawings.

Figurenlistelist of figures

Die angehängten Zeichnungen stellen Ausführungsformen dar und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Grundsätze der Erfindung. Die Elemente der Zeichnungen sind relativ zueinander dargestellt und sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu.The accompanying drawings illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. The elements of the drawings are shown relative to one another and are not necessarily to scale.

Die Bezugszeichen bezeichnen ähnliche oder sogar gleiche Komponenten.The reference symbols denote similar or even identical components.

Zur besseren Orientierung sind den Zeichnungen in 1A bis 9 ein jeweiliges beispielhaftes kartesisches Koordinatensystem hinzugefügt, wobei x, y orthogonale horizontale Richtungen kennzeichnen und z die vertikale Richtung kennzeichnet. Typischerweise bezieht sich die (positive) x-Richtung jeweils auf die normale Fahrtrichtung des Schienendrohnenfahrzeugs und des Schienenfahrzeugs auf der Gleisanlage. Die einzige Ausnahme stellt 7A das, in der die normale Fahrtrichtung des Schienendrohnenfahrzeugs auf der gekrümmten Gleisanlage jeweils von der Zeit t und der Position s(t) des Schienendrohnenfahrzeugs auf der Gleisanlage abhängt.

1A zeigt eine schematische Draufsicht eines Zugs, der auf einer Gleisanlage fährt, und ein Hindernis auf der Gleisanlage.
1B zeigt eine schematische Draufsicht eines Schienenfahrzeugsystems mit einem Schienenfahrzeug, das auf einer Gleisanlage fährt, und einem Schienendrohnenfahrzeug, das vor dem Schienenfahrzeug auf der Gleisanlage vorausfährt, wobei es nach einem Hindernis auf der Gleisanlage sucht und mit dem Schienenfahrzeug ein Schienenfahrzeugsystem gemäß einer Ausführungsform bildet.
2A zeigt eine schematische Seitenansicht eines Schienendrohnenfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform.
2B zeigt eine schematische Draufsicht des Schienendrohnenfahrzeugs, das in 2A dargestellt ist, gemäß einer Ausführungsform.
2C zeigt eine schematische Vorderansicht des Schienendrohnenfahrzeugs, das in 2A dargestellt ist, gemäß einer Ausführungsform.
2D zeigt eine schematische Seitenansicht und eine schematische Draufsicht eines Spurkörpers des Schienendrohnenfahrzeugs, das in 2A dargestellt ist, gemäß einer Ausführungsform.
3A zeigt eine schematische Seitenansicht des Schienendrohnenfahrzeugs, das in 2A dargestellt ist, und ein Schienenfahrzeug, kurz nachdem das Schienendrohnenfahrzeug von einer angedockten Position an dem Schienenfahrzeug freigegeben wurde, gemäß einer Ausführungsform.
3B zeigt eine schematische Draufsicht des Schienendrohnenfahrzeugs und des Schienenfahrzeugs, die in 3A dargestellt sind, gemäß einer Ausführungsform.
3C zeigt eine schematische Seitenansicht des Schienendrohnenfahrzeugs und des Schienenfahrzeugs, die in 3A dargestellt sind, wobei das Schienendrohnenfahrzeug an der Vorderseite des Schienenfahrzeugs angedockt ist, gemäß einer Ausführungsform.
3D zeigt eine schematische Vorderansicht des Schienendrohnenfahrzeugs und des Schienenfahrzeugs, die in 3C dargestellt sind, gemäß einer Ausführungsform.
4A zeigt eine schematische Seitenansicht des Schienendrohnenfahrzeugs und eines Schienenfahrzeugs, wobei sich das Schienendrohnenfahrzeug dem Schienenfahrzeug zum Andocken nähert, gemäß einer Ausführungsform.
4B zeigt Vorderansichten des Schienendrohnenfahrzeugs und eines Schienenfahrzeugs, die in 4A dargestellt sind, gemäß einer Ausführungsform.
4C zeigt eine frühe Phase zum Andocken des Schienendrohnenfahrzeugs an dem Schienenfahrzeug, die in 4A in einer schematischen Seitenansicht dargestellt sind, gemäß einer Ausführungsform.
4D zeigt eine schematische Vorderansicht des Schienendrohnenfahrzeugs und des Schienenfahrzeugs, die in 4C dargestellt sind, gemäß einer Ausführungsform.
5A bis 5F stellen das Schienendrohnenfahrzeug zu dem Schienenfahrzeug, die in 4A dargestellt sind, während eines weiteren Andockprozesses in jeweiligen schematischen Seitenansichten gemäß einer Ausführungsform dar.
6A zeigt eine schematische Seitenansicht eines Schienendrohnenfahrzeugs mit aufgeblasenen Airbags gemäß einer Ausführungsform.
6B zeigt eine schematische Draufsicht des Schienendrohnenfahrzeugs, das in 6A dargestellt ist, gemäß einer Ausführungsform.
6C zeigt eine schematische Vorderansicht des Schienendrohnenfahrzeugs, das in 6A dargestellt ist, gemäß einer Ausführungsform.
6D zeigt eine schematische Draufsicht eines Schienenfahrzeugsystems, das ein Schienenfahrzeug und ein Schienendrohnenfahrzeug aufweist, gemäß einer Ausführungsform.
7A zeigt eine schematische Seitenansicht eines Schienendrohnenfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform.
7B zeigt eine schematische Draufsicht eines Schienenfahrzeugsystems, das ein Schienenfahrzeug und ein Schienendrohnenfahrzeug aufweist, die in 7A dargestellt sind, während es nach einem Hindernis auf der Gleisanlage vor und hinter dem Schienendrohnenfahrzeug sucht, gemäß einer Ausführungsform.
8A zeigt eine schematische Seitenansicht eines Schienendrohnenfahrzeugs gemäß einer Ausführungsform.
8B zeigt eine schematische Vorderansicht des Schienendrohnenfahrzeugs, das in 8A dargestellt ist, gemäß einer Ausführungsform.
8C zeigt eine schematische Draufsicht des Schienendrohnenfahrzeugs, das in 8A dargestellt ist, und ein Hindernis gemäß einer Ausführungsform.
9 zeigt eine schematische Draufsicht eines Schienenfahrzeugsystems, das ein Schienenfahrzeug und das Schienendrohnenfahrzeug aufweist, während es nach einem Hindernis auf der Gleisanlage sucht, gemäß einer Ausführungsform.
10A zeigt eine schematische Draufsicht eines Schienenfahrzeugsystems, das ein Schienenfahrzeug und das Schienendrohnenfahrzeug aufweist, gemäß einer Ausführungsform.
10B und 10C stellen Prozesse von Verfahren zum Betreiben des Schienenfahrzeugsystems, das in 10A dargestellt ist, dar.

For better orientation, the drawings in 1A to 9 added a respective exemplary Cartesian coordinate system, where x, y indicate orthogonal horizontal directions and z indicates the vertical direction. Typically, the (positive) x direction relates to the normal direction of travel of the rail drone vehicle and the rail vehicle on the track system. The only exception is 7A that in which the normal direction of travel of the rail drone vehicle on the curved track system depends in each case on the time t and the position s (t) of the rail drone vehicle on the track system.

1A shows a schematic plan view of a train running on a track system and an obstacle on the track system.
1B shows a schematic top view of a rail vehicle system with a rail vehicle that runs on a track system and a rail drone vehicle that drives ahead of the rail vehicle on the track system, looking for an obstacle on the track system and forming a rail vehicle system with the rail vehicle according to one embodiment.
2A shows a schematic side view of a rail drone vehicle according to an embodiment.
2 B shows a schematic top view of the rail drone vehicle shown in 2A is shown, according to an embodiment.
2C shows a schematic front view of the rail drone vehicle shown in 2A is shown, according to an embodiment.
2D shows a schematic side view and a schematic plan view of a track body of the rail drone vehicle, which in 2A is shown, according to an embodiment.
3A shows a schematic side view of the rail drone vehicle shown in 2A and a rail vehicle, shortly after the rail drone vehicle is released from a docked position on the rail vehicle, according to one embodiment.
3B shows a schematic top view of the rail drone vehicle and the rail vehicle shown in FIG 3A are shown, according to an embodiment.
3C shows a schematic side view of the rail drone vehicle and the rail vehicle shown in 3A are shown, wherein the rail drone vehicle is docked to the front of the rail vehicle, according to one embodiment.
3D shows a schematic front view of the rail drone vehicle and the rail vehicle shown in FIG 3C are shown, according to an embodiment.
4A shows a schematic side view of the rail drone vehicle and a rail vehicle, the rail drone vehicle approaching the rail vehicle for docking, according to one embodiment.
4B shows front views of the rail drone vehicle and a rail vehicle shown in 4A are shown, according to an embodiment.
4C shows an early phase for docking the rail drone vehicle on the rail vehicle, which is shown in 4A are shown in a schematic side view, according to an embodiment.
4D shows a schematic front view of the rail drone vehicle and the Rail vehicle that in 4C are shown, according to an embodiment.
5A to 5F put the rail drone vehicle to the rail vehicle that in 4A are shown during a further docking process in respective schematic side views according to one embodiment.
6A shows a schematic side view of a rail drone vehicle with inflated airbags according to an embodiment.
6B shows a schematic top view of the rail drone vehicle shown in 6A is shown, according to an embodiment.
6C shows a schematic front view of the rail drone vehicle shown in 6A is shown, according to an embodiment.
6D shows a schematic plan view of a rail vehicle system, which has a rail vehicle and a rail drone vehicle, according to an embodiment.
7A shows a schematic side view of a rail drone vehicle according to an embodiment.
7B FIG. 12 shows a schematic top view of a rail vehicle system having a rail vehicle and a rail drone vehicle shown in FIG 7A are shown while looking for an obstacle on the track system in front of and behind the rail drone vehicle, according to one embodiment.
8A shows a schematic side view of a rail drone vehicle according to an embodiment.
8B shows a schematic front view of the rail drone vehicle shown in 8A is shown, according to an embodiment.
8C shows a schematic top view of the rail drone vehicle shown in 8A and an obstacle according to an embodiment.
9 FIG. 10 shows a schematic top view of a rail vehicle system that includes a rail vehicle and the rail drone vehicle while searching for an obstacle on the track system, according to an embodiment.
10A shows a schematic plan view of a rail vehicle system, which has a rail vehicle and the rail drone vehicle, according to an embodiment.
10B and 10C establish processes of procedures for operating the rail vehicle system, which in 10A is shown.

Ausführliche BeschreibungDetailed description

1A zeigt eine schematische Draufsicht eines Zugs 5, der auf einer Gleisanlage 2 mit zwei Schienen 2a, 2b fährt. Der Zug 5 weist eine Lokomotive 51 und mehrere Waggons 52, von denen vier in 1A gezeigt sind, auf. 1A shows a schematic plan view of a train 5 that on a railroad track 2 with two rails 2a . 2 B moves. The train 5 shows a locomotive 51 and several wagons 52 , four of which are in 1A are shown on.

Wie in 1A dargestellt, kann ein Sichtlinie- (LOS-) Erfassungssystem der Lokomotive 51 nicht immer beim Detektieren von Hindernissen, wie etwa dem beispielhaften Auto 54, auf der Gleisanlage 2 effektiv sein. In der beispielhaften Situation bildet ein Baum 53 nahe einem gekrümmten Abschnitt der Gleisanlage 2 ein Sichthindernis für die sich nähernde Lokomotive 51. Folglich können Hindernisse 54 auf oder nahe der Gleisanlage 2 in der schraffierten Zone 2z durch das LOS-Erfassungssystem der Lokomotive 51 nicht erfasst werden, bevor sie in den gekrümmten Abschnitt der Gleisanlage 2 eintritt. Daher kann das Hindernis 54 zu spät erfasst werden, um eine Kollision zu verhindern.As in 1A a line of sight (LOS) detection system of the locomotive 51 not always when detecting obstacles, such as the exemplary car 54 , on the track system 2 be effective. In the exemplary situation, a tree forms 53 near a curved section of the track system 2 a visual obstacle for the approaching locomotive 51 , Consequently, there can be obstacles 54 on or near the track system 2 in the hatched zone 2z through the LOS detection system of the locomotive 51 not be detected before entering the curved section of the track system 2 entry. Hence the obstacle 54 detected too late to prevent a collision.

Es wird angemerkt, dass der Anhalteweg (Bremsweg) des Zugs 5 lang sein kann, insbesondere für Frachtzüge, die typischerweise eine große Masse (von bis zu Tausenden von Tonnen) aufweisen, und/oder Züge, die bei hohen Geschwindigkeiten (80 bis 160 km/h oder sogar höher) fahren. In diesen Fällen kann der Anhalteweg 500 m oder sogar 700 m überschreiten. Der Anhalteweg kann sogar einen km oder sogar ein paar km für Bergbauzüge in einem abfallenden Gleisanlagenabschnitt überschreiten.It is noted that the train's stopping distance (braking distance) 5 can be long, especially for freight trains that typically have a large mass (up to thousands of tons) and / or trains that run at high speeds ( 80 to 160 km / h or even higher). In these cases, the stopping distance 500 m or even exceed 700 m. The stopping distance can even exceed a km or even a few km for mining trains in a sloping track section.

In der Situation, die in 1A dargestellt ist, kann sogar ein größeres Sichtfeld (FOV, von engl. „field of view“) 51F des LOS-Erfassungssystems der Lokomotive 51 nicht dabei helfen, die Kollision zwischen dem Zug 5 und dem Hindernis 54 zu verhindern, da das Hindernis 54 selbst dann vollständig hinter dem dargestellten einzelnen Baum 53 versteckt sein kann. Dies gilt typischerweise auch für den Fall, wenn mehrere oder größere Sichthindernisse als der einzelne Baum 53 vorliegen, und/oder für einen gekrümmten Gleisanlagenabschnitt, der durch ein schmales tiefes Tal verläuft. In einigen Situationen kann ein größeres Sichtfeld (FOV) 51F des LOS-Erfassungssystems der Lokomotive 51 dabei helfen, die Kollision zwischen dem Zug 5 und dem Hindernis 54 zu verhindern. Ein derartiges LOS-Erfassungssystem würde jedoch komplexer und teurer sein.In the situation that in 1A is shown, even a larger field of view (FOV) of the LOS detection system of the locomotive 51 not help the collision between the train 5 and the obstacle 54 to prevent the obstacle 54 even then completely behind the single tree shown 53 can be hidden. This typically also applies to the case when there are several or larger obstacles to view than the single tree 53 are present, and / or for a curved track section that runs through a narrow deep valley. In some situations, a larger field of view (FOV) 51F of the locomotive's LOS detection system 51 help the collision between the train 5 and the obstacle 54 to prevent. However, such a LOS detection system would be more complex and expensive.

Alternativ kann ein festes streckenseitiges Hinderniserfassungssystem verwendet werden. Ein derartiges Hinderniserfassungssystem ist jedoch teuer und/oder kann aufwendig zu warten sein.Alternatively, a fixed trackside obstacle detection system can be used. However, such an obstacle detection system is expensive and / or can be difficult to maintain.

1B zeigt eine leicht vergrößerte schematische Draufsicht des Zugs 5 nahe dem gekrümmten Abschnitt der Gleisanlage 2. Ein ultraleichtes Schienendrohnenfahrzeug 55 fährt vor dem Zug 5 auf der Gleisanlage 2 und wird als Erfassungsvorrichtung bzw. Detektionsvorrichtung für Hindernisse auf oder nahe der Gleisanlage 2 betrieben. Nachdem das Hindernis 54 in seinem FOV 55F erfasst wurde, kann das Drohnenfahrzeug 55 eine Warnmeldung an den Zug 5 senden. Nachdem die Warnmeldung empfangen wurde, kann der Zug sicher anhalten, bevor er das Hindernis 54 (und das Drohnenfahrzeug 55) erreicht. Dies ist auf die rechtzeitige Erfassung des Hindernisses 54 auf dem Fahrtweg des Zugs 5 zurückzuführen. 1B shows a slightly enlarged schematic plan view of the train 5 near the curved Section of the track system 2 , An ultralight rail drone vehicle 55 runs in front of the train 5 on the track system 2 and is used as a detection device or detection device for obstacles on or near the track system 2 operated. After the obstacle 54 in his FOV 55F the drone vehicle can 55 a warning message to the train 5 send. After the warning message is received, the train can safely stop before hitting the obstacle 54 (and the drone vehicle 55 ) reached. This is due to timely detection of the obstacle 54 on the route of the train 5 due.

Gleichermaßen kann das rollende Drohnenfahrzeug 55, das typischerweise einen viel kürzeren Bremsweg als der Zug 5 aufweist, bremsen und zum vollständigen Stehen kommen, nachdem das Hindernis 54 erfasst wurde, bevor es das Hindernis 54 erreicht. Zum Beispiel kann der Bremsweg des Drohnenfahrzeugs 55 um einen Faktor von fünf oder sogar 10 kleiner sein als der Bremsweg des Zugs 5.Equally, the rolling drone vehicle can 55 that typically has a much shorter stopping distance than the train 5 has, brake and come to a complete stop after the obstacle 54 was captured before it hit the obstacle 54 reached. For example, the braking distance of the drone vehicle 55 be smaller than the train's braking distance by a factor of five or even 10 5 ,

Wie im Folgenden ausführlicher erläutert wird, kann das Drohnenfahrzeug 55 sogar (eine) Person(en) auf der Gleisanlage 2 warnen. Dies gilt sowohl für Fußgänger als auch für Personen in Autos, Bussen oder Lastwagen auf, nahe und/oder in Näherung zu der Gleisanlage 2. Das Drohnenfahrzeug 55 kann die Person(en) anweisen, wegzubleiben und/oder den Fahrweg (des Zugs 5) auf der Gleisanlage 2 zu verlassen. Dadurch können bemannte Hindernissee sogar dazu veranlasst werden, die Gefahrenzone zu verlassen und/oder davon wegzubleiben. Folglich kann eine drohende Kollision vollständig verhindert werden.As will be explained in more detail below, the drone vehicle can 55 even (one) person (s) on the track 2 to warn. This applies to pedestrians as well as people in cars, buses or trucks on, near and / or in proximity to the track system 2 , The drone vehicle 55 can instruct the person (s) to stay away and / or the route (of the train 5 ) on the track system 2 to leave. This can even cause manned obstacle lakes to leave and / or stay away from the danger zone. As a result, an impending collision can be completely prevented.

Der Zug 5 (oder ein anderes Schienenfahrzeug) und das (selbstfahrende) Drohnenfahrzeug 55 bilden somit ein Schienenfahrzeugsystem mit verbesserten Sicherheitsmerkmalen.The train 5 (or another rail vehicle) and the (self-driving) drone vehicle 55 thus form a rail vehicle system with improved safety features.

Typischerweise wird der Zug 5 als Master betrieben, der das Drohnenfahrzeug 55 anweist, vorauszufahren und, während es auf dem Bahngleis 2 fährt, autonom nach Hindernissen auf dem Bahngleis 2, Hindernissen nahe dem Bahngleis 2 und/oder Hindernissen, die sich dem Bahngleis 2 auf eine gefährliche Weise nähern, zu suchen.Typically the train 5 operated as a master of the drone vehicle 55 instructs to drive ahead and while it is on the train track 2 drives, autonomously after obstacles on the train track 2 , Obstacles near the train track 2 and / or obstacles to the train track 2 approach in a dangerous way to look for.

In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Zugs 5, kann das Drohnenfahrzeug 55 zwischen einigen zehn Metern bis zu einigen hundert Metern vor dem Zug 5 fahren.Depending on the speed of the train 5 , the drone vehicle 55 between a few tens of meters to a few hundred meters before the train 5 drive.

Je höher die Zuggeschwindigkeit desto typischerweise größer wird der Abstand zwischen dem Zug 5 und dem Drohnenfahrzeug 55 gewählt.The higher the train speed, the typically the greater the distance between the trains 5 and the drone vehicle 55 selected.

2A zeigt eine schematische Seitenansicht eines Schienendrohnenfahrzeugs 100 auf einer Gleisanlage 2. Nur drei Bahnschwellen 1 und die in der normalen Bewegungsrichtung x des Drohnenfahrzeugs 100 linke Schiene 2a sind in dem Abschnitt von 2A sichtbar. 2A shows a schematic side view of a rail drone vehicle 100 on a track system 2 , Only three railway sleepers 1 and that in the normal direction of movement x of the drone vehicle 100 left rail 2a are in the section of 2A visible.

In dem Ausführungsbeispiel fährt das Drohnenfahrzeug 100 auf vier Gleisrädern 151, 152 auf der Gleisanlage 2, von denen zwei in 2A dargestellt sind, nämlich zwei Hautgleisrädern 151, die mit einem jeweiligen Elektromotor (in 2A nicht gezeigt) verbunden sind und zwei nicht angetriebenen (Hilfs-) Gleisrädern 152. In 2B, die eine schematische Draufsicht des Schienendrohnenfahrzeugs 100 zeigt, sind die vier Gleisräder 151, 152 sichtbar.In the exemplary embodiment, the drone vehicle drives 100 on four track wheels 151 . 152 on the track system 2 , two of which are in 2A are shown, namely two skin track wheels 151 that with a respective electric motor (in 2A not shown) are connected and two non-driven (auxiliary) track wheels 152 , In 2 B , which is a schematic plan view of the rail drone vehicle 100 shows are the four track wheels 151 . 152 visible.

Wie in der unteren Zeichnung von 2D abgebildet, kann jedes der zwei Hauptgleisräder 151 als ein Felgenrad ausgeführt sein, das einen Elektromotor aufweist. Die Elektromotoren können während eines Bremsens auch als Generatoren betreibbar sein. Ferner kann (mindestens) jedes der zwei Haupträder 151 eine integrierte Scheibenbremseinheit aufweisen.As in the drawing below 2D pictured, each of the two main track wheels 151 be designed as a rim wheel that has an electric motor. The electric motors can also be operated as generators during braking. Furthermore, each of the two main wheels can (at least) 151 have an integrated disc brake unit.

In dem Ausführungsbeispiel weist das Drohnenfahrzeug 100 ein Chassis oder einen Rahmen 110, 120 und zwei typischerweise identisch geformte Körper 150 auf, die über den Rahmen 110, 120 mechanisch verbunden sind. Im Folgenden werden die Körper 150 auch jeweils als Spurkörper und Seitenkörper bezeichnet. Die Spurkörper 150 können sogar identisch sein. Der Rahmen 110, 120 und die Spurkörper 150 bilden typischerweise eine starre Fahrzeugkarosserie des Drohnenfahrzeugs 100.In the exemplary embodiment, the drone vehicle has 100 a chassis or a frame 110 . 120 and two typically identically shaped bodies 150 on that over the frame 110 . 120 are mechanically connected. Below are the bodies 150 also referred to as track body and side body. The track body 150 can even be identical. The frame 110 . 120 and the trace body 150 typically form a rigid vehicle body of the drone vehicle 100 ,

Zwischen den Spurkörpern 150 kann ein Andockkegel 160 an einem unteren Abschnitt 120 des Rahmens 110, 120 angebracht sein. Typischerweise ist der Andockkegel 160 in Bezug auf eine mittige Längsachse (normale Bewegungsrichtung x, koaxial zu der Längsachse in der Draufsicht) jeweils des Drohnenfahrzeugs 100 und der zwei Spurkörper 150 symmetrisch angeordnet. Der Kegel 160 kann zum Andocken an / Abdocken von einer Lokomotive oder einem anderen Schienenfahrzeug verwendet werden. Die Funktionen des Kegels 160 werden im Folgenden ausführlich mit Bezug auf 3A bis 3D erläutert.Between the track bodies 150 can be a docking cone 160 on a lower section 120 of the frame 110 . 120 to be appropriate. Typically, the docking cone 160 with respect to a central longitudinal axis (normal direction of movement x, coaxial to the longitudinal axis in plan view) of the drone vehicle 100 and the two track bodies 150 arranged symmetrically. The cone 160 can be used to dock / undock from a locomotive or other rail vehicle. The functions of the cone 160 are detailed below with reference to 3A to 3D explained.

In dem Ausführungsbeispiel weist das Drohnenfahrzeug 100 ferner eine Luftbremse 180 auf, die an einem oberen Ende des Rahmens 110, 120 angebracht ist.In the exemplary embodiment, the drone vehicle has 100 also an air brake 180 on that at an upper end of the frame 110 . 120 is appropriate.

Wie in 2A bis 2D dargestellt, sind die Spurkörper 150 typischerweise geeignet geformt, um einen Luftwiderstand während eines Fahrens in einer Vorwärtsrichtung x zu minimieren.As in 2A to 2D are shown, the trace bodies 150 typically suitably shaped to minimize drag when traveling in a forward direction x.

Ferner und wie in 2C dargestellt, die eine schematische Vorderansicht des Drohnenfahrzeugs 100 darstellt, ist der Rahmen 110, 120 typischerweise im Wesentlichen rumpfförmig oder schalenförmig, um einen Luftwiderstand während eines Fahrens zu reduzieren. Aus dem gleichen Grund kann die Fahrzeugkarosserie einen typischerweise großen mittigen Luftkanal oder-durchgang aufweisen. Furthermore and as in 2C Shown is a schematic front view of the drone vehicle 100 represents is the framework 110 . 120 typically substantially hull-shaped or cup-shaped to reduce drag during driving. For the same reason, the vehicle body may have a typically large central air duct or passage.

Wenn sie in einer Vorderansicht betrachtet wird, können ein Bereich der Fahrzeugkarosserie, die den Kegel 160 aufweist, zwischen einer äußeren Grenzlinie der Fahrzeugkarosserie und einer inneren Grenzlinie der Fahrzeugkarosserie, die den Kegel 160 aufweist, maximal 20 %, noch typischer maximal 10 % eines Bereichs entsprechen, der durch die innere Grenzlinie definiert ist.When viewed in a front view, an area of the vehicle body may be the cone 160 has, between an outer boundary line of the vehicle body and an inner boundary line of the vehicle body, the cone 160 has a maximum of 20%, more typically a maximum of 10% of an area defined by the inner boundary line.

Zum Beispiel kann der obere Rahmenabschnitt 110 vergleichsweise dünn sein, z. B. eine Hüllendicke (do-di)/2 von maximal 20 cm oder sogar maximal 10 cm aufweisen, wobei do eine maximale äußere horizontale Erstreckung jeweils des oberen Rahmenabschnitts 110 und des Drohnenfahrzeugs 100 bezeichnet. Die maximale äußere horizontale Erstreckung do ist typischerweise ein bisschen größer als eine Spurweite der Gleisanlage 2 von z. B. 1435 mm.For example, the top frame section 110 be comparatively thin, e.g. B. have an envelope thickness (do-di) / 2 of a maximum of 20 cm or even a maximum of 10 cm, where do a maximum outer horizontal extent of each of the upper frame section 110 and the drone vehicle 100 designated. The maximum outer horizontal extension do is typically a bit larger than a track gauge of the track system 2 from Z. B. 1435 mm.

Aus Gründen eines leichten Gewichts sind der Rahmen 110, 120, die Hülle der Spurkörper 150 sowie der Kegel 160 typischerweise zumindest im Wesentlichen aus einem oder mehreren stabilen leichtgewichtigen Materialien, wie etwa GFK oder Aluminium, hergestellt. Ferner können sogar die Gleisräder 151, 152 zumindest teilweise oder sogar mindestens im Wesentlichen aus einem oder mehreren stabilen leichtgewichtigen Materialien hergestellt sein.The frame is for light weight 110 . 120 , the shell of the trace body 150 as well as the cone 160 typically made at least substantially from one or more stable lightweight materials such as GRP or aluminum. Furthermore, even the track wheels 151 . 152 be made at least partially or even at least substantially from one or more stable lightweight materials.

Wie in 2C dargestellt, kann das Drohnenfahrzeug 100 mehrere erste Sensoren S1, S2, S3 zum Detektieren von Hindernissen auf der Gleisanlage 2 vor dem Drohnenfahrzeug 100 aufweisen.As in 2C shown, the drone vehicle 100 several first sensors S1 . S2 . S3 for detecting obstacles on the track system 2 in front of the drone vehicle 100 exhibit.

Die ersten Sensoren S1, S2, S3 können eine Sensoreinheit 140 zum Detektieren von Hindernissen bilden.The first sensors S1 . S2 . S3 can a sensor unit 140 to detect obstacles.

Typischerweise sind die ersten Sensoren S1, S2, S3 an einem oberen oder sogar einem obersten Teil (z. B. Kopfabschnitt) des Rahmens 110, zum Beispiel einer obersten Querstrebe, angebracht.Typically the first are sensors S1 . S2 . S3 on an upper or even a top part ( z , B. head section) of the frame 110 , for example an uppermost cross strut.

Wie in 2C dargestellt, können ein oder sogar beide Spurkörper 150 eine Traktionssteuereinheit 156 aufnehmen, die mit dem (den) Elektromotor(en) elektrisch verbunden ist.As in 2C shown, one or even both track bodies 150 a traction control unit 156 record that is electrically connected to the electric motor (s).

Es wird angemerkt, dass beide Spurkörper 150 im Wesentlichen oder sogar vollständig identisch (identisch ausgestattet) sein können. Folglich kann eine höhere Redundanz erzielt werden.It is noted that both track bodies 150 can be essentially or even completely identical (equipped identically). As a result, higher redundancy can be achieved.

Alternativ liegen eine, zwei oder sogar alle dargestellten Komponenten 155 bis 157 nur einmal vor, d. h. in einem, jedoch nicht notwendigerweise in dem gleichen der zwei Spurkörper 150. Folglich kann das Drohnenfahrzeug 100 sogar leichter sein.Alternatively, one, two or even all of the components shown are located 155 to 157 only once, ie in one but not necessarily in the same of the two track bodies 150 , Consequently, the drone vehicle can 100 even be easier.

Aufgrund seines typischen vergleichsweise hohen Gewichtes kann der elektrische Energiespeicher 155 aus Stabilitätsgründen in einer vergleichsweise niedrigen vertikalen Position innerhalb des jeweiligen Spurkörpers 150 angeordnet sein, in beiden Spurkörpern 150, typischerweise mit gleich aufgeteiltem Gewicht, angeordnet sein und/oder zwischen dem Hauptgleisrad 151 und dem Hilfsrad 152, wenn sie von oben und/oder in einer Seitenansicht betrachtet werden, angeordnet sein.Because of its typically comparatively high weight, the electrical energy store can 155 for reasons of stability in a comparatively low vertical position within the respective track body 150 be arranged in both track bodies 150 , typically with an equally divided weight, and / or between the main track wheel 151 and the auxiliary wheel 152 when viewed from above and / or in a side view.

Ferner kann eine Traktionssteuereinheit 156, die mit dem (den) Elektromotor(en) und dem elektrischen Energiespeicher 155 elektrisch verbunden ist, innerhalb des jeweiligen Spurkörpers 150 angeordnet sein.Furthermore, a traction control unit 156 with the electric motor (s) and the electrical energy storage 155 is electrically connected, within the respective track body 150 be arranged.

Darüber hinaus kann eine Hauptdrohnensteuereinheit 157, die mit dem ersten Sensor S1-S3, der Traktionssteuereinheit 156 und weiteren Komponenten, wie der Luftbremse 180, elektrisch verbunden ist, innerhalb des (der) Spurkörper(s) 150 angeordnet sein.In addition, a main drone control unit 157 that with the first sensor S1 - S3 , the traction control unit 156 and other components, such as the air brake 180 , electrically connected, within the track body (s) ( s ) 150 may be arranged.

3A und 3B zeigen jeweils eine schematische Seitenansicht und eine entsprechende schematische Draufsicht des Schienendrohnenfahrzeugs 100 und eines Schienenfahrzeugs 700, kurz nachdem das Schienendrohnenfahrzeug 100 von einer angedockten Position an einer Lokomotive (Schienenfahrzeug) 700 freigegeben wurde. Zur besseren Verständlichkeit sind nur Teile der Lokomotive 700, die zum Andocken / Abdocken des Drohnenfahrzeugs 100 am relevantesten sind, in 3A bis 3D dargestellt. 3A and 3B each show a schematic side view and a corresponding schematic plan view of the rail drone vehicle 100 and a rail vehicle 700 , shortly after the rail drone vehicle 100 from a docked position on a locomotive (rail vehicle) 700 has been released. For better understanding only parts of the locomotive are 700 used to dock / undock the drone vehicle 100 are most relevant in 3A to 3D shown.

Die angedockte Position ist in 3C und 3D dargestellt, wobei 3C eine schematische Draufsicht zeigt und 3D eine entsprechende schematische Vorderansicht zeigt.The docked position is in 3C and 3D shown, where 3C shows a schematic plan view and 3D shows a corresponding schematic front view.

In dem Ausführungsbeispiel ist ein federbelasteter Andockkolben 750, der als eine automatische Andock-/Abdockvorrichtung für das Drohnenfahrzeug 100 betreibbar ist, über ein Tragelement 755 an einem unteren Teil 710 der Vorderseite des Lokomotive 700 angebracht. Das Tragelement 755 kann z. B. im Wesentlichen Y-förmig, im Wesentlichen wie eine Schneeschaufel geformt oder im Wesentlichen wie ein Kuhfänger geformt sein. Ferner kann das Tragelement 755 in Bezug auf das untere Teil 710 fixiert sein. Alternativ kann das Tragelement 755 als ein schwenkbarer Arm implementiert sein oder diesen aufweisen.In the exemplary embodiment is a spring-loaded docking piston 750 used as an automatic docking / undocking device for the drone vehicle 100 is operable via a support element 755 on a lower part 710 the front of the locomotive 700 appropriate. The support element 755 can e.g. B. substantially Y-shaped, shaped substantially like a snow shovel or in Essentially shaped like a cow catcher. Furthermore, the support element 755 in terms of the lower part 710 be fixed. Alternatively, the support element 755 be implemented as or have a pivotable arm.

Zum Andocken des Drohnenfahrzeugs 100 kann der Andockkolben 750 mindestens eine, typischerweise alle der folgenden Funktionen erfüllen: Dämpfen der Bewegung, Zentrieren innerhalb des Kegels 160, als Aufnahme für den Kopf des Andockkolbens wirkend, und danach Verriegeln des Drohnenfahrzeugs 100.For docking the drone vehicle 100 can the docking piston 750 perform at least one, typically all of the following functions: damping the movement, centering within the cone 160 , acting as a receptacle for the head of the docking piston, and then locking the drone vehicle 100 ,

Zum Abdocken des Drohnenfahrzeugs 100 kann der Andockkolben 750 mindestens eine, typischerweise beide der folgenden Funktionen erfüllen: Entriegeln und danach Beschleunigen (Unterstützen einer Beschleunigung) des Drohnenfahrzeugs 100 (als Katapultelement wirkend).For undocking the drone vehicle 100 can the docking piston 750 perform at least one, typically both of the following functions: unlocking and then accelerating (supporting acceleration) of the drone vehicle 100 (acting as a catapult element).

Eine Betätigungsenergie zum Beschleunigen des Drohnenfahrzeugs 100 kann entweder elektromechanisch (wie durch die Feder 751 dargestellt) und/oder pneumatisch sein, z. B. unter Verwendung der typischen verfügbaren Luft mit niedriger Druckbeaufschlagung von der Lokomotive 700.An actuation energy to accelerate the drone vehicle 100 can either be electromechanical (as by the spring 751 shown) and / or be pneumatic, e.g. B. using the typical available low pressure air from the locomotive 700 ,

Die Andock-/Abdockvorrichtung 750, 755 ermöglicht typischerweise einen gewissen Freiraum bzgl. Versatz und Winkelverschiebung zwischen dem Drohnenfahrzeug 100 und der Lokomotive 700 (typischer in drei Achsen).The docking / undocking device 750 . 755 typically allows a certain amount of space in terms of offset and angular displacement between the drone vehicle 100 and the locomotive 700 (more typically in three axes).

Folglich sind dynamische Wirkungen während der Fahrt, insbesondere in Kurven, in den drei gestrichelten Mittellinien (in 3B) der Schienen 2a, 2b, des Drohnenfahrzeugs 100 und der Vorderseite der Lokomotive 700 weder ausgerichtet noch überlagert.As a result, dynamic effects while driving, especially in curves, are in the three dashed center lines (in 3B) of the rails 2a . 2 B , the drone vehicle 100 and the front of the locomotive 700 neither aligned nor overlaid.

Wie ferner in 3C und 3D dargestellt, kann der obere Abschnitt 110 des Rahmens an vorderen Stoßdämpfern 715 der Lokomotive 700 angebracht sein. Folglich kann eine stabile Verbindung zwischen dem Drohnenfahrzeug 100 und der Lokomotive 700 in dem angedockten Zustand des Drohnenfahrzeugs 100 erzielt werden.As further in 3C and 3D shown, the upper section 110 of the frame on front shock absorbers 715 the locomotive 700 to be appropriate. Consequently, a stable connection between the drone vehicle 100 and the locomotive 700 in the docked state of the drone vehicle 100 be achieved.

Ferner ist das Drohnenfahrzeug 100 typischerweise derart ausgelegt, dass eine Berner Zone BZ in dem angedockten Zustand des Drohnenfahrzeugs 100 freigehalten wird. Furthermore, the drone vehicle 100 typically designed such that a Bernese zone BZ in the docked state of the drone vehicle 100 is kept free.

Die Berner Zone ist der Bereich, der für zuständiges Personal zum Ankoppeln und Abkoppeln (Rangieren) jeweils der Lokomotive und des Drohnenfahrzeugs voneinander oder anderen Schienenfahrzeugen, wie etwa Waggons oder anderen Lokomotiven, freizuhalten ist.The Bernese Zone is the area that must be kept clear by the personnel responsible for coupling and uncoupling (shunting) the locomotive and the drone vehicle from each other or other rail vehicles, such as wagons or other locomotives.

In dem angedockten Zustand kann der elektrische Energiespeicher, z. B. das (die) Batteriepack(s) des Drohnenfahrzeugs 100, aufgeladen werden.In the docked state, the electrical energy storage, for. B. the battery pack (s) ( s ) of the drone vehicle 100 , to be charged.

Dies kann über eine elektrische Verbindung (in 3C und 3D nicht gezeigt) zwischen der Lokomotive 700 und dem Drohnenfahrzeug 100 erzielt werden. Zu diesem Zweck kann ein elektrischer Verbinder in den Andockkolben 750 integriert sein. Alternativ kann die elektrische Verbindung zum Laden / Aufladen des elektrischen Energiespeichers unter Verwendung eines getrennten elektrischen Seitenverbinders implementiert sein.This can be done via an electrical connection (in 3C and 3D not shown) between the locomotive 700 and the drone vehicle 100 be achieved. For this purpose, an electrical connector can be placed in the docking piston 750 be integrated. Alternatively, the electrical connection for charging / charging the electrical energy store can be implemented using a separate electrical side connector.

Diese elektrische Verbindung zum Aufladen kann entweder über metallische Kontakte und/oder über Induktionsvorrichtungen hergestellt werden. Vorzugsweise weist die elektrische Verbindung eine nominale Ladeleistung von mindestens 100 kW bis zu mehreren hundert kW, zum Beispiel bis zu 500 kW auf. Ferner kann die elektrische Verbindung eine Ladespannung von mehreren hundert Volt, zum Beispiel bis zu 900 V, bereitstellen.This electrical connection for charging can be established either via metallic contacts and / or via induction devices. The electrical connection preferably has a nominal charging power of at least 100 kW up to several hundred kW, for example up to 500 kW. Furthermore, the electrical connection can provide a charging voltage of several hundred volts, for example up to 900 V.

Folglich kann eine geringe (Auf-)Ladezeit für den elektrischen Energiespeicher erzielt werden.As a result, a short (charging) time for the electrical energy store can be achieved.

Alternativ oder zusätzlich kann (können) der (die) Elektromotor(en) des Drohnenfahrzeugs 100 in einem Generatormodus betrieben werden, wenn er/sie durch die Gleisräder (151) während der Bewegung der Lokomotive 700 angetrieben wird/werden.Alternatively or additionally, the electric motor (s) of the drone vehicle can 100 be operated in a generator mode if he / she is driven by the track wheels ( 151 ) while the locomotive is moving 700 is / will be driven.

Wenn der (die) elektrische(n) Energiespeicher des Drohnenfahrzeugs 100 unter Verwendung von sowohl der elektrischen Verbindung mit der Lokomotive 700 als auch des erzeugten Stroms des (der) Elektromotors (Elektromotoren) des Drohnenfahrzeugs aufgeladen wird (werden), kann eine besonders geringe (Auf-)Ladezeit des elektrischen Energiespeichers erzielt werden.If the drone vehicle's electrical energy store (s) 100 using both the electrical connection to the locomotive 700 and the generated current of the electric motor (s) of the drone vehicle is (are) being charged, a particularly short (charging) time of the electrical energy store can be achieved.

4A zeigt eine schematische Seitenansicht eines Schienendrohnenfahrzeugs 200 und eines Schienenfahrzeugs 800. Das Schienendrohnenfahrzeug 200 ist typischerweise ähnlich zu dem Schienendrohnenfahrzeug 100, das vorangehend mit Bezug auf 2A bis 3D erläutert wurde. Gleichermaßen sind jeweils das Schienenfahrzeug und die Lokomotive 800 des Schienenfahrzeugs typischerweise ähnlich zu der Lokomotive (700) (eines Zugs), die vorangehend mit Bezug auf 2A bis 3D erläutert wurde. 4A shows a schematic side view of a rail drone vehicle 200 and a rail vehicle 800 , The rail drone vehicle 200 is typically similar to the rail drone vehicle 100 , the above with reference to 2A to 3D was explained. The rail vehicle and the locomotive are alike 800 of the rail vehicle is typically similar to the locomotive ( 700 ) (of a train), previously with reference to 2A to 3D was explained.

Das Drohnenfahrzeug 200 weist nur einen (mittigen) Spurkörper 250 auf. Der Spurkörper 250 ist mit zwei Hauptgleisrädern 251 (einem linken und einem rechten) und zwei kleineren Hilfsrädern 252 (einem linken und einem rechten) verbunden. Ferner ist der Rahmen 210, 220 des Drohnenfahrzeugs 200, der mit dem Spurkörper 250 verbunden ist, entlang von Schwenkpunkten 270 klappbar. Des Weiteren ist (sind) das (die) untere(n) Rahmenteil(e) 220 in Bezug auf den Spurkörper 250 entlang der Achsen / Achse der Hauptgleisräder 251 klappbar.The drone vehicle 200 has only one (central) track body 250 on. The trace body 250 is with two main track wheels 251 (one left and one right) and two smaller auxiliary wheels 252 (a left and a right) connected. Further is the frame 210 . 220 of the drone vehicle 200 with the trace body 250 is connected, along pivot points 270 foldable. Furthermore, the lower frame part (s) is (are) 220 in relation to the trace body 250 along the axes / axis of the main track wheels 251 foldable.

Die Lokomotive 800 weist eine entsprechende Andockvorrichtung 860 auf, die an der Vorderseite der Lokomotive 800 angeordnet und imstande ist, das Drohnenfahrzeug 200 zu heben.The locomotive 800 has a corresponding docking device 860 on that at the front of the locomotive 800 arranged and capable of the drone vehicle 200 to lift.

In dem Ausführungsbeispiel weist die Andockvorrichtung 860 zwei Hebelarme 861 auf, von denen jeder mit einer jeweiligen Schwenkvorrichtung (Antrieb) 862 verbunden ist, die an der Vorderseite der Lokomotive 800 angebracht ist.In the exemplary embodiment, the docking device has 860 two lever arms 861 on, each with a respective swivel device (drive) 862 connected to the front of the locomotive 800 is appropriate.

Während 4A eine schematische Seitenansicht zeigt, zeigt 4B schematische Vorderansichten der Lokomotive 800 und des sich nähernden Schienendrohnenfahrzeugs 200, bevor es andockt.While 4A shows a schematic side view, shows 4B schematic front views of the locomotive 800 and the approaching rail drone vehicle 200 before it docks.

Wie in 4C, 4D bezugnehmend auf eine frühe Phase zum Andocken des Schienendrohnenfahrzeugs 200 an der Lokomotive 800 dargestellt, können die Arme 861 der Lokomotive abgesenkt und an Griffen an 260 des Drohnenfahrzeugs und an 200 angebracht werden, nachdem das Drohnenfahrzeug 200 die Vorderseite der Lokomotive 800 erreicht hat.As in 4C . 4D referring to an early phase for docking the rail drone vehicle 200 on the locomotive 800 shown, the arms 861 the locomotive lowered and attached to handles on 260 of the drone vehicle and on 200 after the drone vehicle 200 the front of the locomotive 800 has reached.

Danach kann die Lokomotive 800 das Drohnenfahrzeug 200 mit den Armen 861 heben.After that, the locomotive 800 the drone vehicle 200 with the poor 861 to lift.

Während des Hebens ist das Drohnenfahrzeug 200 typischerweise geklappt, wie in den Seitenansichten von 5A bis 5B dargestellt. Es wird angemerkt, dass 4C, 4D einem Zustand zwischen Zuständen entsprechen, die in 5A und 5B gezeigt sind.The drone vehicle is during the lifting 200 typically worked, as in the side views of 5A to 5B shown. It is noted that 4C . 4D correspond to a state between states which in 5A and 5B are shown.

Das Klappen des Drohnenfahrzeugs 200 kann durch Zugmitarbeiter oder andere Schienenverkehrsmitarbeiter manuell unterstützt werden, kann jedoch auch vollständig automatisch ausgeführt werden.The folding of the drone vehicle 200 can be supported manually by train staff or other rail transport staff, but can also be carried out completely automatically.

6A, 6B, 6C zeigen jeweils eine schematische Seitenansicht, eine schematische Draufsicht und eine schematische Vorderansicht eines Schienendrohnenfahrzeugs 300. Das Schienendrohnenfahrzeug 300 ist typischerweise ähnlich zu dem Drohnenfahrzeug 100, das vorangehend mit Bezug auf 2A bis 3D erläutert wurde. Das Drohnenfahrzeug 300 weist jedoch an seiner Vorderseite Airbags 371 bis 373 auf, die in aufgeblasenen Zuständen dargestellt sind. 6A . 6B . 6C each show a schematic side view, a schematic top view and a schematic front view of a rail drone vehicle 300 , The rail drone vehicle 300 is typically similar to the drone vehicle 100 , the above with reference to 2A to 3D was explained. The drone vehicle 300 however, has airbags on its front 371 to 373 that are shown in inflated states.

In dem Ausführungsbeispiel weist das Drohnenfahrzeug 300 einen unteren Airbag 371, zwei Seitenairbags (links und rechts) 372, 374 und einen oberen Airbag 373 auf, die an jeweiligen Abschnitten des Rahmens 310 angebracht sind.In the exemplary embodiment, the drone vehicle has 300 a lower airbag 371 , two side airbags (left and right) 372, 374 and an upper airbag 373 on that on respective sections of the frame 310. are attached.

Es wird angemerkt, dass das Drohnenfahrzeug 200, das vorangehend mit Bezug auf 4A bis 5F erläutert wurde, auch mindestens einen Airbag an seiner Vorderseite aufweisen kann.It is noted that the drone vehicle 200 , the above with reference to 4A to 5F was explained, can also have at least one airbag on its front.

7B zeigt eine schematische Draufsicht eines Schienenfahrzeugsystems, das durch ein Schienendrohnenfahrzeug 55 und ein Schienenfahrzeug 5, wie hierin erläutert, gebildet ist. Zum Beispiel kann das Schienendrohnenfahrzeug 55 eines von den Drohnenfahrzeugen 100 bis 500 sein und das Schienenfahrzeug 5 kann die Lokomotive 700 oder 800 oder ein Zug, der durch die Lokomotive 700 oder 800 und angebrachte Waggons gebildet ist, sein. 7B shows a schematic top view of a rail vehicle system by a rail drone vehicle 55 and a rail vehicle 5 as discussed herein. For example, the rail drone vehicle 55 one of the drone vehicles 100 to 500 be and the rail vehicle 5 can the locomotive 700 or 800 or a train going through the locomotive 700 or 800 and attached wagons is formed.

In dem Ausführungsbeispiel weist das Schienenfahrzeug 5 eine Hauptfahrzeugsteuereinheit 57 auf, die konfiguriert ist, um mit einer Hauptdrohnensteuereinheit 7 über eine drahtlose Datenverbindung DL zu kommunizieren. Das Drohnenfahrzeug 55 fährt vor dem Schienenfahrzeug 5 voraus und weist (einen) erste(n) Sensor(en) S1 zum Detektieren von Hindernissen 54 auf dem Bahngleis 2 vor dem Schienendrohnenfahrzeug 55 auf. Der erste Sensor S1 ist mit der Hauptdrohnensteuereinheit 7 elektronisch verbunden, die konfiguriert ist, um das Drohnenfahrzeug 55 auf dem Bahngleis 2, vor dem Schienenfahrzeug 5 und innerhalb eines freigegebenen Betriebsblocks CB des Schienenfahrzeugs 5, zu betreiben, um autonom nach Hindernissen 54 auf dem Bahngleis 2 unter Verwendung des ersten Sensors S1 zu suchen und um über die Datenverbindung DL eine Warnmeldung an das Schienenfahrzeug 5 zu senden, nachdem ein Hindernis 54 erfasst wurde, das auf dem Bahngleis 2, nahe dem Bahngleis 2 angeordnet ist oder sich dem Bahngleis 2 nähert.In the exemplary embodiment, the rail vehicle has 5 a main vehicle control unit 57 configured to work with a main drone control unit 7 over a wireless data connection DL to communicate. The drone vehicle 55 drives in front of the rail vehicle 5 ahead and points out a first sensor (s) S1 for detecting obstacles 54 on the train track 2 in front of the rail drone vehicle 55 on. The first sensor S1 is with the main drone control unit 7 electronically connected, which is configured to the drone vehicle 55 on the train track 2 , in front of the rail vehicle 5 and within an approved operating block CB of the rail vehicle 5 , to operate autonomously after obstacles 54 on the train track 2 using the first sensor S1 to search and order over the data connection DL a warning message to the rail vehicle 5 send after an obstacle 54 was recorded on the train track 2 , near the train track 2 is arranged or the train track 2 approaches.

Des Weiteren kann das Schienenfahrzeugsystem durch ein Kontrollzentrum 70, zum Beispiel ein ATO-Zentrum, ergänzt werden, das konfiguriert ist, um mit der Hauptfahrzeugsteuereinheit 57 über eine weitere (drahtlose) Datenverbindung zu kommunizieren.Furthermore, the rail vehicle system can be operated by a control center 70 , for example an ATO center, configured to communicate with the main vehicle control unit 57 to communicate via another (wireless) data connection.

Ferner kann das Drohnenfahrzeug 55 (einen) zweite(n) Sensor(en) T1 aufweisen, der (die) mit der Hauptdrohnensteuereinheit 7 zum Detektieren von Hindernissen auf dem Bahngleis 2 und hinter dem Schienendrohnenfahrzeug 55 (vor dem Schienenfahrzeug 5) elektronisch verbunden ist (sind).Furthermore, the drone vehicle 55 (a) second sensor (s) T1 with the main drone control unit 7 for detecting obstacles on the train track 2 and behind the rail drone vehicle 55 (in front of the rail vehicle 5 ) is (are) electronically connected.

7A zeigt eine schematische Seitenansicht eines Schienendrohnenfahrzeugs 400. Das Drohnenfahrzeug 400 ist typischerweise ähnlich zu den Drohnenfahrzeugen 100, 300, die vorangehend jeweils mit Bezug auf 2A bis 3D und 6A bis 6C erläutert wurden. Das Drohnenfahrzeug 400 weist jedoch zusätzlich zu dem (den) ersten Sensor(en) 411 (einen) zweite(n) Sensor(en) 442 auf, der (die) typischerweise auf einem obersten Abschnitt des Rahmens 410 zum Detektieren von Hindernissen auf der Gleisanlage 2 montiert ist (sind), die sich hinter dem Schienendrohnenfahrzeug 400 befinden. 7A shows a schematic side view of a rail drone vehicle 400 , The drone vehicle 400 is typically similar to drone vehicles 100 . 300 that previous each with reference to 2A to 3D and 6A to 6C have been explained. The drone vehicle 400 however, in addition to the first sensor (s), 411 (a) second sensor (s) 442 on, typically on an uppermost portion of the frame 410 for detecting obstacles on the track system 2 is (are) mounted behind the rail drone vehicle 400 are located.

Wie in 7B dargestellt, die eine schematische Draufsicht eines Schienenfahrzeugsystems zeigt, das durch das Schienenfahrzeug 5 und das Schienendrohnenfahrzeug 400 gebildet ist, ermöglicht dies ein Detektieren von Hindernissen 742 vor dem Drohnenfahrzeug 400 (jeweils Sichtfeld 400F des ersten Sensors 441 und Vorderseite-Sichtfeld) sowie von Hindernissen 741 hinter dem Drohnenfahrzeug 400 (jeweils Sichtfeld 300F des ersten Sensors 442 und Rückseite-Sichtfeld), die noch nicht in dem FOV 51F von Lokomotive 51 des Zugs 5 sind.As in 7B shown, which shows a schematic top view of a rail vehicle system by the rail vehicle 5 and the rail drone vehicle 400 is formed, this enables detection of obstacles 742 in front of the drone vehicle 400 (each field of view 400F of the first sensor 441 and front field of view) and obstacles 741 behind the drone vehicle 400 (each field of view 300F of the first sensor 442 and rear field of view) that are not yet in the FOV 51F of locomotive 51 of the train 5 are.

Folglich kann selbst ein Hindernis, wie das dargestellte Auto 741, das sich der Gleisanlage 2 zwischen dem Schienenfahrzeug 5 und der Schienendrohne 400 nähert und/oder darauf zum Stehen kommt, rechtzeitig zum Bremsen des Zugs 5 durch das Drohnenfahrzeug 400 erfasst werden, das die Erfassung des Hindernisses an die Lokomotive 51 in einer jeweiligen Warnmeldung kommuniziert.As a result, even an obstacle, such as the car shown, can 741 that is the track system 2 between the rail vehicle 5 and the rail drone 400 approaches and / or comes to a standstill in time to brake the train 5 through the drone vehicle 400 be detected, the detection of the obstacle to the locomotive 51 communicated in a respective warning message.

8A und 8B zeigen jeweils eine schematische Seitenansicht und eine schematische Vorderansicht eines Schienendrohnenfahrzeugs 500. Das Drohnenfahrzeug 500 ist typischerweise ähnlich zu den Drohnenfahrzeugen 100, 300, 400, die vorangehend jeweils mit Bezug auf 2A bis 3D, 6A bis 6C und 7A erläutert wurden. Blitzleuchten 511, 512 und Lautsprecher 513, 514 (oder Lautsprecher 513 und eine Sirene 514) sind an der Vorderseite des Rahmens 510 des Drohnenfahrzeugs 500 montiert. 8A and 8B each show a schematic side view and a schematic front view of a rail drone vehicle 500 , The drone vehicle 500 is typically similar to drone vehicles 100 . 300 . 400 , the foregoing each with reference to 2A to 3D . 6A to 6C and 7A have been explained. Strobe lights 511 . 512 and speakers 513 . 514 (or speakers 513 and a siren 514 ) are on the front of the frame 510 of the drone vehicle 500 assembled.

Ferner können zwei Warnanzeigen 581, 582 der aufgeklappten Luftbremse 580 einen Warnhinweis, wie etwa „Verlassen Sie sofort die Gleise“ anzeigen.Furthermore, two warning indicators can 581 . 582 the open air brake 580 display a warning, such as "leave the tracks immediately".

Folglich können Personen, wie etwa (ein) Fußgänger, die (der) das Gleis überqueren (überquert), oder Schienenfachkräfte sowie (eine) Person(en) in Hindernissen, wie dem dargestellten Auto 840 von 8C, sowohl gewarnt als auch angewiesen werden, das Hindernis zu entfernen / die Gleisanlage 2 zu verlassen, nachdem sie durch das Drohnenfahrzeug 500 in seinem Sichtfeld 500F erfasst wurden.As a result, people, such as pedestrians crossing the track, or rail specialists, as well as people, can be in obstacles, such as the car depicted 840 of 8C , be warned and instructed to remove the obstacle / track system 2 leaving after going through the drone vehicle 500 in his field of vision 500F were recorded.

9 zeigt eine schematische Draufsicht eines Schienenfahrzeugs 5 mit einer Lokomotive 51, die zwei beispielhafte Waggons 52 zieht, und einem Schienendrohnenfahrzeug 55, das der Lokomotive 51 in einem freigegebenen Betriebsblock Bl1 vorausfährt. Das Drohnenfahrzeug 55 kann ähnlich oder sogar gleich zu den Drohnenfahrzeugen 100 - 500 sein, die vorangehend jeweils mit Bezug auf 2A bis 3D, 6A bis 6C, 7A und 8A bis 8C erläutert wurden. Gleichermaßen kann die Lokomotive 51 ähnlich zu oder sogar gleich zu der Lokomotive 700 oder Lokomotive 800 sein, die vorangehend mit Bezug auf 3A bis 5F erläutert wurden. 9 shows a schematic plan view of a rail vehicle 5 with a locomotive 51 , the two exemplary wagons 52 pulls, and a rail drone vehicle 55 that of the locomotive 51 drives ahead in an approved operating block B1. The drone vehicle 55 can be similar or even the same as the drone vehicles 100 - 500 be the previous ones with reference to 2A to 3D . 6A to 6C . 7A and 8A to 8C have been explained. Likewise, the locomotive 51 similar to or even the same as the locomotive 700 or locomotive 800 be the previous ones with reference to 3A to 5F have been explained.

Sowohl die Lokomotive 51 als auch das Drohnenfahrzeug 55 können nach Hindernissen 54 in ihrem jeweiligen Sichtfeld 51F, 55F auf oder nahe der Gleisanlage 2 suchen.Both the locomotive 51 as well as the drone vehicle 55 can look for obstacles 54 in their respective field of vision 51F . 55F on or near the track system 2 search.

Wie in 9 dargestellt, fährt das Drohnenfahrzeug 55 typischerweise halbautonom im Fahrmodus, d. h. autonom in Abwesenheit weiterer Anweisungen von Lokomotive 51, vor einer Fahrzone CZ der Lokomotive 51, typischerweise leicht vor der Fahrzone CZ, zum Beispiel in einem Abstand in einem Bereich von 105 % bis 150 %, typischer von 110 % bis 125 % eines Fahrabstands Dcd, die durch einen Abbremsweg (Bremsweg) Ds des Zugs 5 plus einem typischerweise vergleichsweise kurzen Entscheidungsabstand, um eine Notbremsung des Zugs 5 zu beginnen, nachdem die Warnmeldung von dem Drohnenfahrzeug 55 empfangen wurde.As in 9 shown, the drone vehicle drives 55 typically semi-autonomous in driving mode, ie autonomous in the absence of further instructions from the locomotive 51 , in front of a driving zone CZ the locomotive 51 , typically slightly in front of the driving zone CZ , for example at a distance in a range from 105% to 150%, more typically from 110% to 125% of a driving distance dcd caused by a braking distance (braking distance) ds of the train 5 plus a typically comparatively short decision distance for an emergency braking of the train 5 to start after the warning message from the drone vehicle 55 was received.

Zwischen Andocksequenzen mit der Lokomotive 51 kann das Drohnenfahrzeug 55 vor der Fahrzone (und weiterhin innerhalb des (der) freigegebenen Betriebsblocks (Betriebsblöcke), der (die) durch die Lokomotive 51 autorisiert ist (sind)) in einem kontrollierten bevorzugten oder sogar optimalen Abstand oder Abstandsbereich (innerhalb weniger Prozent) von der Lokomotive 51 in Bezug auf die Sicherheit beschleunigen, fahren und/oder abbremsen, bis das Hindernis 54 in dem Sichtfeld 55F von dem Drohnenfahrzeug 55 erfasst wird.Between docking sequences with the locomotive 51 can the drone vehicle 55 in front of the driving zone (and still within the operating block (s) released by the locomotive 51 is (are) authorized in a controlled preferred or even optimal distance or range (within a few percent) from the locomotive 51 in terms of safety, accelerate, drive and / or brake until the obstacle 54 in the field of view 55F from the drone vehicle 55 is recorded.

Die Größe der Fahrzone CZ definiert den gewünschten Mindestabstand zwischen dem Schienendrohnenfahrzeug 55 und der Lokomotive 51 und hängt typischerweise von der Geschwindigkeit des Zugs 5, dem Gewicht des Zugs 5, Haftungsbedingungen und/oder der Geometrie des Bahngleises 2, insbesondere einer Krümmung und Neigung des Bahngleises 2, ab.The size of the driving zone CZ defines the desired minimum distance between the rail drone vehicle 55 and the locomotive 51 and typically depends on the speed of the train 5 , the weight of the train 5 , Liability conditions and / or the geometry of the train track 2 , in particular a curvature and inclination of the train track 2 , from.

Daher rückkoppelt das Drohnenfahrzeug 55 typischerweise jeweils seine Position auf dem Gleis 2 und den Abstand zu der Lokomotive 51 unter Verwendung von Geschwindigkeits- und Positionsinformationen der Lokomotive 51.Therefore, the drone vehicle feeds back 55 typically its position on the track 2 and the distance to the locomotive 51 using locomotive speed and position information 51 ,

Wenn das Drohnenfahrzeug 55 das Ende des (der) freigegebenen Blocks (Blöcke) erreicht, bremst es typischerweise ab. Dies ist in 10A bis 10C dargestellt. 10A zeigt eine schematische Draufsicht des Schienenfahrzeugs 5 und des Schienendrohnenfahrzeugs 55, die auf der Gleisanlage 2 fahren, wobei bei Punkt B eine Weiche ist, an der sich die Gleisanlage 2 gabelt.If the drone vehicle 55 typically reaches the end of the released block (s). This is in 10A to 10C shown. 10A shows a schematic plan view of the rail vehicle 5 and the rail drone vehicle 55 that on the track layout 2 drive, at point B there is a switch on which the track system 2 forks.

In dem Ausführungsbeispiel fahren der Zug 5 und das Drohnenfahrzeug 55 bei einer Anfangsgeschwindigkeit v1 von 80 km/h. Anfangs fährt das Drohnenfahrzeug 55 bei im Wesentlichen der gleichen Geschwindigkeit (v1) vor der Lokomotive 51 des Zugs 5. In 10A und 10C ist der Abstand zwischen der Lokomotive 51 und dem Drohnenfahrzeug 55 mit Dspd (untergeordneter Paarabstand) gekennzeichnet. 10B stellt die Geschwindigkeit von Lokomotive 51 als Funktion ihrer Position s auf der Gleisanlage 2 für zwei Szenarien dar.In the exemplary embodiment, the train is running 5 and the drone vehicle 55 at an initial speed v1 of 80 km / h. Initially the drone vehicle drives 55 at essentially the same speed (v1) in front of the locomotive 51 of the train 5 , In 10A and 10C is the distance between the locomotive 51 and the drone vehicle 55 marked with Dspd (subordinate pair spacing). 10B represents the speed of locomotive 51 as a function of their position s on the track system 2 for two scenarios.

In einem ersten Szenario sind Blöcke BI2 und/oder BI3 freigegeben. Die erlaubte Geschwindigkeit in Blöcken BI2 und BI3 ist jedoch auf v3 (25 km/h in dem Ausführungsbeispiel) reduziert. Daher reduziert der Zug 5 seine Geschwindigkeit schrittweise bis Punkt B (obere Kurve in 10B). Aufgrund der reduzierten Zuggeschwindigkeit wird parallel der Fahrabstand Dcd von Zug 5 schrittweise reduziert. Somit kann parallel auch der Abstand zwischen Lokomotive 51 und Drohnenfahrzeug 55 Dspd, wie in 10C gezeigt ist, die Dcd und Dspd als Funktion der Zugposition s auf der Gleisanlage 2 darstellt, schrittweise reduziert werden.In a first scenario, blocks BI2 and / or BI3 are released. However, the permitted speed in blocks BI2 and BI3 is reduced to v3 (25 km / h in the exemplary embodiment). Therefore, the train reduces 5 its speed gradually to point B (upper curve in 10B) , Due to the reduced train speed, the driving distance becomes parallel dcd from train 5 gradually reduced. This means that the distance between the locomotive can be adjusted in parallel 51 and drone vehicle 55 DSPd , as in 10C Shown is the DCD and DSPD as a function of the train position s on the track system 2 represents are gradually reduced.

Wie in 10C dargestellt, kann die Schienendrohne 55 vor der Lokomotive 51 im Wesentlichen in dem Fahrabstand (Dspd^~Dcd, 200 m in dem Ausführungsbeispiel) bei geringeren Geschwindigkeiten (in Blöcken Bl2, Bl3) fahren.As in 10C shown, the rail drone 55 in front of the locomotive 51 essentially travel in the driving distance (Dspd ^~ Dcd, 200 m in the exemplary embodiment) at lower speeds (in blocks Bl2, Bl3).

In dem zweiten Szenario sind Blöcke BI2 und BI3 (noch) nicht freigegeben. In diesem Szenario hält der Zug 5 typischerweise an Punkt A' an, bevor er Punkt B erreicht (untere Kurve in 10B).In the second scenario, blocks BI2 and BI3 have not (yet) been released. In this scenario, the train stops 5 typically at point A 'before reaching point B (lower curve in 10B) ,

Gleichermaßen kann die Geschwindigkeit des Drohnenfahrzeugs 55 in dem zweiten Szenario reduziert werden, jedoch typischerweise in einem großen Ausmaß. Folglich kann die Lokomotive 51 von dem Drohnenfahrzeug 55 bei oder nahe Punkt A' angenähert werden und an der Lokomotive 51 andocken.Similarly, the speed of the drone vehicle 55 be reduced in the second scenario, but typically to a large extent. Hence the locomotive 51 from the drone vehicle 55 at or near point A 'and at the locomotive 51 docking.

In dem angedockten Zustand (Andockmodus DM) kann der elektrische Energiespeicher des Drohnenfahrzeugs 55 aufgeladen werden, bis Blöcke Bl1, BI3 freigegeben sind.In the docked state (docking mode DM ) can the electrical energy storage of the drone vehicle 55 be charged until blocks Bl1, BI3 are released.

Danach kann das Drohnenfahrzeug 55 abdocken und zurück in den Fahrmodus CM schalten.After that, the drone vehicle 55 undock and return to driving mode CM turn.

Wie bereits vorangehend erläutert wurde, kann der Erfassungsbereich von Zügen für Hindernisse verdoppelt werden, wenn das Drohnenfahrzeug mit einem vorausschauenden Hinderniserfassungssystem (erste(r) Sensor(en)) ausgestattet ist, das identisch zu dem ist, das auf dem Schienenfahrzeug befestigt ist. Der Erfassungsbereich kann sogar verdreifacht werden, wenn das Drohnenfahrzeug mit zwei typischerweise identischen Hinderniserfassungssystemen ausgestattet ist, eines vorausschauend und ein anderes zurückschauend (zweite(r) Sensor(en)). Der Erfassungsbereich kann sogar viel weiter erweitert werden (bis zu über mehrere Kilometer), indem ein Betrieb des Drohnenfahrzeugs bis zu dem Ende des freigegebenen Betriebsblocks ermöglicht wird, der dem Zug zugeschrieben ist, und möglicherweise darüber hinaus.As previously explained, the detection area of trains for obstacles can be doubled if the drone vehicle is equipped with a predictive obstacle detection system (first sensor (s)) that is identical to that which is mounted on the rail vehicle. The detection range can even be tripled if the drone vehicle is equipped with two typically identical obstacle detection systems, one looking ahead and another looking back (second sensor (s)). The coverage can even be extended much further (up to several kilometers) by allowing the drone vehicle to operate up to the end of the released operating block attributed to the train, and possibly beyond.

Bei Befestigung auf dem Drohnenfahrzeug, das imstande ist, sich sehr nahe zu dem Hindernis zu bewegen, können sogar (ein) einfache(r), günstige(r) und bewährte(r) Kurzbereichssensor(en) und/oder Datenprozesse zum Detektieren und/oder Identifizieren von Hindernissen verwendet werden. Es kann sogar eine noch bessere Hinderniserfassungsleistung im Vergleich zu den sehr viel komplexeren, teureren und sogar als ausgeklügelt qualifizierten Langstreckenerfassungslösungen erhalten werden, die für Sensoren erforderlich wären, die nur auf dem Zug befestigt sind.When mounted on the drone vehicle that is able to move very close to the obstacle, even a simple, inexpensive and proven short-range sensor (s) and / or data processes for detection and / or or identifying obstacles. Even better obstacle detection performance can be obtained compared to the much more complex, expensive, and even sophisticated long-distance detection solutions that would be required for sensors that are only mounted on the train.

Wenn eine Kollision zwischen dem Zug und dem Hindernis nicht verhindert werden kann, kann eine erste Kollision zwischen dem Drohnenfahrzeug und dem Hindernis kontrolliert werden. Somit kann die Aufprallenergie extrem reduziert werden, da das Drohnenfahrzeug stärker bremsen kann und seine Masse extrem niedrig ist im Vergleich zu der Masse des Schienenfahrzeugs. Diese kontrollierte Kollision des Drohnenfahrzeugs mit dem Hindernis kann sogar eingesetzt werden, um die Gleisanlage zu räumen, bevor der Zug ankommt, typischerweise mit (einem) ausgelösten vorderen Airbag(s).If a collision between the train and the obstacle cannot be prevented, a first collision between the drone vehicle and the obstacle can be controlled. Thus, the impact energy can be extremely reduced because the drone vehicle can brake harder and its mass is extremely low compared to the mass of the rail vehicle. This controlled collision of the drone vehicle with the obstacle can even be used to clear the track system before the train arrives, typically with the front airbag (triggered) s ).

Alternativ oder zusätzlich zum Betrieb gemeinsam mit einem Schienenfahrzeug als ein Schienenfahrzeugsystem kann das Schienendrohnenfahrzeug (unabhängig) zum Schienenbedingungsüberwachen, Oberleitungsbedingungsüberwachen, gleisseitigen Bedingungsüberwachen, Testen von gleisseitigem Signalisieren, Testen eines Zugsteuersystems, wie etwa des europäischen Zugsteuersystems (ETCS), ETCS/ATO-Bereitstellen und/oder sogar vollständigen Prüfen der Infrastruktur für das Netzwerk im Aufbau (bevor Schienenfahrzeuge fahren dürfen) verwendet werden.
Obgleich spezifische Ausführungsformen hierin dargestellt und beschrieben wurden, ist für Fachleute auf dem Gebiet ersichtlich, dass eine Vielzahl von alternativen und/oder äquivalenten Implementierungen die gezeigten und beschriebenen spezifischen Ausführungsformen ersetzen können, ohne dem Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Diese Anmeldung ist vorgesehen, um jegliche Anpassungen oder Variationen der hierin erörterten spezifischen Ausführungsformen abzudecken. Daher ist vorgesehen, dass diese Erfindung nur durch die Ansprüche und ihre Äquivalente beschränkt ist.As an alternative or in addition to operating together with a rail vehicle as a rail vehicle system, the rail drone vehicle (independently) can monitor rail conditions, monitor overhead line conditions, track-side condition monitoring, test track-side signaling, test a train control system, such as the European Train Control System (ETCS), ETCS / ATO and provide / or even complete checking of the infrastructure for the network under construction (before rail vehicles are allowed to drive).
Although specific embodiments have been illustrated and described herein, it will be apparent to those skilled in the art that a variety of alternative and / or equivalent implementations may replace the specific embodiments shown and described without departing from the scope of the present invention. This application is intended to cover any adaptations or variations of the specific embodiments discussed herein. Therefore, it is intended that this invention be limited only by the claims and their equivalents.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Bahnschwellesleeper
22: Gleisanlage/ Schienenstrecke / BahngleisTrack system / rail line / train track
2a, 3b2a, 3b: Schienenrails
5, 700, 8005, 700, 800: Zug / Schienenfahrzeug / LokomotiveTrain / rail vehicle / locomotive
5151: Lokomotive / Waggon / SchienenfahrzeugLocomotive / wagon / rail vehicle
51F51F: Überwachungsbereich / FOV (Sichtfeld) eines SchienenfahrzeugsMonitoring area / FOV (field of view) of a rail vehicle
5252: Wagen eines Schienenfahrzeugs / ZugsRail vehicle / train wagon
5353: Sichthindernisobstruction
54, 741, 742, 84054, 741, 742, 840: mechanisches Hindernis auf Gleismechanical obstacle on track
55, 100, 200, 300, 400, 50055, 100, 200, 300, 400, 500: Schienendrohnenfahrzeug / (rollende) DrohneRail drone vehicle / (rolling) drone
55F55F: Überwachungsbereich / FOV von 55Surveillance area / FOV of 55
5757: Steuereinheit(en) / Hauptsteuereinheit, Sensorsteuereinheit, Datenübertragungseinheit des SchienenfahrzeugsControl unit (s) / main control unit, sensor control unit, data transmission unit of the rail vehicle
7070: Steuersystemcontrol system
300F, 400F300F, 400F: FOV von 400FOV of 400
500F500F: FOV von 500FOV of 500
110, 120, 310, 410, 510110, 120, 310, 410, 510: Teile von Chassis, Rahmen, Aufbau, TragmastParts of chassis, frame, superstructure, mast
101, 301101, 301: Vorderseitefront
140, 440, 441140, 440, 441: Sensoreinheitsensor unit
150, 350, 450150, 350, 450: Spurkörpertrack body
151, 251, ..., 551151, 251, ..., 551: Hauptrad / Felgenrad / elektrisch angetriebenes Rad, das typischerweise eine Scheibenbremseinheit aufweistMain wheel / rim wheel / electrically driven wheel, which typically has a disc brake unit
152, 252, ..., 552152, 252, ..., 552: sekundäres Rad, nicht angetriebenes Rad, passives/Hilfsradsecondary wheel, non-driven wheel, passive / auxiliary wheel
155155: elektrischer Energiespeicher, z. B. Batteriepackelectrical energy storage, e.g. B. Battery pack
156156: Traktionssteuerungtraction control
157, 7157.7: Steuereinheit(en) / Hauptsteuereinheit, Sensorsteuereinheit, Datenübertragungseinheit des SchienendrohnenfahrzeugsControl unit (s) / main control unit, sensor control unit, data transmission unit of the rail drone vehicle
160, 360, 460160, 360, 460: AndockkegelAndockkegel
180, 380, 580180, 380, 580: Luftbremsenair brakes
260260: GriffHandle
270270: Schwenkpunktpivot point
280280: oberer Abschnitt / Kopfabschnitt für Sensorenupper section / head section for sensors
371 - 374371-374: Airbagsairbags
511, 512511, 512: BlitzleuchtenStrobe lights
513, 514513, 514: Lautsprecher, SireneSpeakers, siren
581,582581.582: Warnanzeigewarning
710710: unteres Teil von 700lower part of 700
715, 815715, 815: vorderer Stoßdämpferfront shock absorber
750750: Andockkolben 750Docking piston 750
751751: Federfeather
755755: Tragelementsupporting member
860860: Andockvorrichtungdocking
861861: Hebelarmlever arm
862862: Schwenkvorrichtung 862Swivel device 862
BZBZ: Berner ZoneBernese Zone
CBCB: freigegebener Betriebsblockreleased operating block
CMCM: Fahrmodusdriving mode
CZCZ: Fahrzonedriving zone
Da There: übriger autorisierter Abstandremaining authorized distance
Dcddcd: Fahrabstanddriving distance
Dddd: Entscheidungsabstanddecision distance
DLDL: (drahtlose) Datenverbindung zwischen Schienenfahrzeug und Schienendrohnenfahrzeug(Wireless) data connection between rail vehicle and rail drone vehicle
DMDM: AndockmodusAndockmodus
Dsds: Abbremswegslowing space
DspdDSPd: untergeordneter Paarabstandsubordinate pair spacing
S1 - S3S1 - S3: erste Sensorenfirst sensors
T1T1: zweiter Sensorsecond sensor
R1R1: dritter Sensorthird sensor
VV: Drehzahl / GeschwindigkeitSpeed / speed
ss: Abstand auf GleisanlageDistance on track system
X, y, zX, y, z: Kartesische KoordinatenCartesian coordinates

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

WO 2004036529 A1 [0006]
WO 2003068577 A1 [0007]
WO 2008017821 A2 [0008]
US 5786750 A [0009]
US 5429329 A [0010]
WO 2012040794 A1 [0011]
EP 1037788 A1 [0012]

Claims

Ultralight rail drone vehicle (100-500) for advancing a rail vehicle (5), comprising: - a vehicle body (110-510); - at least two track wheels (151, 152, 251, 252) for driving on rails (2a, 2b) of a track system (2), the at least two track wheels being rotatably connected to the vehicle body; - at least one first sensor (S1-S3) for detecting obstacles (54, 741, 742, 840) on the track system (2), the at least one first sensor (S1-S3) being mounted on and connected to the vehicle body; and - A drive system with the vehicle body for operating the rail drone vehicle at a speed of at least 50 km / h and / or over a maximum speed limit of a given type of rails (2a, 2b), the track system (2) and / or a segment of the Track system (2) is also connected.

Rail drone vehicle (55, 100 -500) after Claim 1 , wherein the vehicle body (110-510) comprises at least one chassis (110, 120, 210, 220), a frame (110, 120, 210, 220), a streamlined panel and a track body (150, 250) and / or wherein a weight of the rail drone vehicle is a maximum of 150 kg, more typically a maximum of 100 kg.

Rail drone vehicle (55, 100 -500) after Claim 1 or 2 wherein at least one of a height of the vehicle body, a width of the vehicle body and a length of the vehicle body is less than 3 m, more typically less than 2.5 m, the vehicle body being substantially hull-shaped and / or bowl-shaped when viewed from a front view is considered, wherein an outer diameter (do) of the vehicle body is larger by a factor of 1.5, more typically at most 1.2, than an inner diameter (d1) of the vehicle body when viewed in a front view and / or in a cross-sectional view where, in a cross-section, and / or when viewed in a front view, a region of the vehicle body between an outer boundary line of the vehicle body and an inner boundary line of the vehicle body corresponds to a maximum of 20%, more typically a maximum of 10%, of an area defined by the inner Boundary line is defined, and / or wherein the vehicle body is foldable.

Rail drone vehicle (55, 100-500) according to one of the preceding claims, wherein a visual detectability of the rail drone vehicle (55, 100 -500), radar detectability of the rail drone vehicle (55, 100 -500), an infrared detectability of the rail drone vehicle (55, 100 -500 ) and / or a sonar detectability of the rail drone vehicle (55, 100-500) using a respective camouflage technology is reduced and / or wherein the vehicle body (110-510) is a fiber-reinforced plastic and / or a non-magnetic material, such as aluminum or magnesium, comprises and / or is at least mainly produced from it.

Rail drone vehicle (55, 100-500) according to any one of the preceding claims, wherein the at least two track wheels (151, 152) and / or an axis connecting two of the at least two track wheels (151, 152), a fiber-reinforced plastic, one not comprises magnetic material and / or a high-resistance material and / or is at least mainly produced therefrom, the end-of-rail drone vehicle (55, 100-500) being configured to run on two parallel rails (2a, 2b) of the track system (2), an electrical one Resistance between treads of two of the at least two track wheels, which are configured to run in parallel on the two parallel tracks, is at least 200 k ohms and / or wherein the rail drone vehicle (55, 100-500) comprises a maximum of four track wheels.

The rail drone vehicle (55, 100-500) according to any one of the preceding claims, wherein the drive system comprises an electric drive that is connected to the vehicle body and an electrical energy store (155) that is electrically connected to the electric drive.

Rail drone vehicle (55, 100-500) according to one of the preceding claims, wherein the drive system comprises an electric motor which is connected to at least one of the at least two track wheels (151, 152) and an electrical energy store (155) which is electrical to the electric motor is connected.

Rail drone vehicle (55, 100-500) according to one of the preceding claims, wherein the rail drone vehicle comprises an air brake (180, 580), a mechanical brake for braking at least one of the at least two track wheels (151, 152, 251, 252) and / or wherein the electric motor in a braking mode of the rail drone vehicle as a generator.

Rail drone vehicle (55, 100-500) according to one of the preceding claims, comprising at least one docking connector (160-560) for docking to the rail vehicle (700, 800), in particular to a front of the rail vehicle (700, 800), and / or one electrical connector for charging the electrical energy store (155) in a docking mode of the rail drone vehicle.

Rail drone vehicle (55, 100-500) according to one of the preceding claims, comprising an airbag (371-374), a warning indicator (581, 582), a flashing light (511, 512), a loudspeaker (513, 514) and / or a siren ,

A rail drone vehicle (55, 100-500) according to any one of the preceding claims, comprising: - a traction control unit (156) connected to the electric motor; - a position determining system for determining a position of the rail drone vehicle (55, 100-500); - a wireless data transmission unit; and - A main drone control unit (157) which is connected to the at least one first sensor and at least one of the traction control unit, the positioning system, the wireless data transmission unit, the airbag, the air brake, the mechanical brake, the warning indicator, the flashing light, the loudspeaker and the Siren is connected and / or is set up to detect the obstacle using data received from the at least one first sensor, to classify the obstacle and / or to determine at least one of a position of the obstacle, a speed of the obstacle, an acceleration of the obstacle, a path of the obstacle, a probability of collision with the obstacle and a time of a collision with the obstacle.

Rail drone vehicle (55, 100 -500) after Claim 11 The main drone control unit (157), in a driving mode, is set up to follow instructions of a subsequent rail vehicle (5), to process position and / or speed data received from the subsequent rail vehicle (5), the rail drone vehicle (55, 100 - 500) to stop in front of a driving zone (CZ) of the rail vehicle (5) and / or within an approved operating block of the rail vehicle (5) and / or to initiate the sending of a warning message to the rail vehicle (5) after the obstacle has been detected.

Rail drone vehicle (55, 100-500) according to one of the preceding claims, wherein the at least one first sensor (S1-S3) is mounted on an upper section (280) of the vehicle body (110-510), the monitoring area (55F, 400F, 500F) of the at least one first sensor (S1-S3) is at least substantially centered with respect to a direction of travel of the rail drone vehicle and / or covers an area in front of the rail drone vehicle, the rail drone vehicle at least one second sensor (T1, 422) for detecting obstacles on the track system (2), wherein the at least one second sensor is mounted on the upper section (280) of the vehicle body (110-510), a monitoring area (300F) of the at least one second sensor (T1, 442) at least essentially is centered with respect to the direction of travel of the rail drone vehicle and covers an area behind the rail drone vehicle and / or wherein the at least a first sensor and / or the at least one second sensor are selected from a group consisting of a radar, a LIDAR, an ultrasound sensor, a sonar, a camera, an infrared range finder and a laser.

A system comprising a rail vehicle (5, 700, 800) and a rail drone vehicle (55, 100-500) according to any preceding claim.

System according to Claim 14 , wherein the rail vehicle (51) has a docking mechanism for the rail drone vehicle (55, 100-500), the docking mechanism typically being arranged on a front surface of the rail vehicle (5, 700, 800), and / or at least a third sensor (R1) for Detection of obstacles (54, 741, 742, 840) on the track system (2) and in front of the rail vehicle.

System according to Claim 14 or 15 , wherein the rail vehicle comprises an on-board ATO system, the rail vehicle and / or the on-board ATO system being set up to control the rail drone vehicle (55, 100-500) and / or the main drone control unit (157), and / or wherein Rail vehicle is set to brake after the warning message has been received by the rail drone vehicle (55, 100-500).