DE102021205320A1

DE102021205320A1 - Process for checking the integrity of a train

Info

Publication number: DE102021205320A1
Application number: DE102021205320.3A
Authority: DE
Inventors: Carolin Baier; Marc Hofmann; Markus Pelz
Original assignee: Siemens Mobility GmbH
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2021-05-26
Filing date: 2021-05-26
Publication date: 2022-12-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Integritätsprüfung eines Zuges (1),bei dem wenigstens eine erste Ortsinformation für ein erstes Ende (7) des Zuges (1) bestimmt wird,bei dem wenigstens eine zweite Ortsinformation für ein zweites Ende (1) des Zuges (1) bestimmt wird,bei dem mittels der ersten Ortsinformation und der zweiten Ortsinformation wenigstens ein Abstand zwischen dem ersten Ende (7) und dem zweiten Ende (8) des Zuges (1) bestimmt undanhand des Abstands die Integrität des Zuges (1) geprüft wird.Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass es auch für Güterzüge einfach einsetzbar ist.Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung zur Integritätsprüfung eines Zuges.The invention relates to a method for checking the integrity of a train (1), in which at least one piece of first location information for a first end (7) of the train (1) is determined, in which at least one second piece of location information for a second end (1) of the train ( 1) is determined, in which at least one distance between the first end (7) and the second end (8) of the train (1) is determined using the first location information and the second location information and the integrity of the train (1) is checked using the distance The method according to the invention has the advantage that it can also be used easily for freight trains. The invention also relates to an arrangement for checking the integrity of a train.

Description

Derzeit werden im Schienenverkehr sogenannte Gleisfreimeldungen, also Meldungen über ein auf Fahrzeuge bezogenes Freisein eines Gleisabschnitts, meist über eine streckenseitig verbaute Sensorik im Zusammenspiel mit einem Stellwerk realisiert. Für eine Zugsicherung gemäß dem Europäischen Standard ETCS (European Train Control System) in der Ausbaustufe 3 (Level 3) soll auf diese aufwendigen streckenseitigen Gleisfreimeldungen verzichtet werden. Als Alternative sollen die genaue Position eines Zuges und dessen Vollständigkeit auf andere Weise ermittelt und kommuniziert werden. Hieraus ergibt sich also die Notwendigkeit einer Zugschlusserkennung mit einer entsprechenden Zugintegritätsmeldung, also der Information, dass der Zug keine Teile verloren hat und vollständig ist. Für eine solche Integritätsprüfung eines Zuges gibt es Lösungen für festgeschlossene Zugverbände mit durchgehender Datenleitung, die meist im Personenverkehr eingesetzt werden. Anhand der Datenleitung kann eine unbeabsichtigte Trennung des Zuges leicht erkannt werden. Für Güterzüge, die üblicherweise keine durchgehende Datenleitung aufweisen, gibt es bisher aber keine zufriedenstellende Lösung, die eine Integritätsprüfung des Zuges auf einfache Weise ermöglicht.In rail traffic, so-called track vacancy messages, i.e. messages about the vacancy of a track section related to vehicles, are usually implemented via sensors installed on the track side in conjunction with an interlocking. For train protection in accordance with the European standard ETCS (European Train Control System) in expansion stage 3 (level 3), these complex trackside track vacancy reports should be dispensed with. As an alternative, the exact position of a train and its completeness should be determined and communicated in a different way. This results in the need for a train rear end detection with a corresponding train integrity message, ie the information that the train has not lost any parts and is complete. For such an integrity check of a train, there are solutions for fixed trains with a continuous data line, which are mostly used in passenger transport. An unintentional disconnection of the train can be easily detected by means of the data line. For freight trains, which usually do not have a continuous data line, there has not yet been a satisfactory solution that allows the integrity of the train to be checked in a simple manner.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zur Integritätsprüfung eines Zuges bereitzustellen, die einfach realisierbar und auch für Güterzüge geeignet ist.It is therefore the object of the present invention to provide a method and an arrangement for checking the integrity of a train, which can be implemented easily and is also suitable for freight trains.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Integritätsprüfung eines Zuges, bei dem wenigstens eine erste Ortsinformation für ein erstes Ende des Zuges bestimmt wird, bei dem wenigstens eine zweite Ortsinformation für ein zweites Ende des Zuges bestimmt wird, bei dem mittels der ersten Ortsinformation und der zweiten Ortsinformation wenigstens ein Abstand zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Zuges bestimmt und anhand des Abstands die Integrität des Zuges geprüft wird.According to the invention, the object is achieved by a method for checking the integrity of a train, in which at least one item of first location information is determined for a first end of the train, in which at least one second item of location information is determined for a second end of the train, in which, using the first item of location information and the second location information determines at least one distance between the first end and the second end of the train and the integrity of the train is checked on the basis of the distance.

Weiterhin wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch eine Anordnung der Integritätsprüfung eines Zuges mit wenigstens einer ersten Lokalisierungseinrichtung, die zum Bestimmen von wenigstens einer ersten Ortsinformation für ein erstes Ende des Zuges ausgebildet ist, mit wenigstens einer zweiten Lokalisierungseinrichtung, die zum Bestimmen von wenigstens einer zweiten Ortsinformation für ein zweites Ende des Zuges ausgebildet ist, mit wenigstens einer Recheneinrichtung, die zum Bestimmen eines Abstands zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Zuges mittels der ersten Ortsinformation und der zweiten Ortsinformation und zum Prüfen der Integrität des Zuges anhand des Abstands ausgebildet ist.Furthermore, the object is achieved according to the invention by an arrangement of the integrity check of a train with at least one first localization device, which is designed to determine at least one first item of location information for a first end of the train, with at least one second localization device, which is designed to determine at least one second item of location information is designed for a second end of the train, with at least one computing device, which is designed to determine a distance between the first end and the second end of the train using the first location information and the second location information and to check the integrity of the train based on the distance.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass sie auf einfache Weise für viele Arten von Güterzügen einfach umsetzbar und verschiedene Ausgestaltungsmöglichkeiten bietet.The solution according to the invention has the advantage that it can be implemented easily for many types of freight trains and offers various configuration options.

So wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die erste Ortsinformation für das erste Ende des Zuges und die zweite Ortsinformation für das zweite Ende des Zuges bestimmt. Dies kann beispielsweise durch Lokomotiven an beiden Enden des Zuges geschehen, die mit entsprechenden Einrichtungen zum Bestimmen der Ortsinformation ausgestaltet sind. Erfindungsgemäß wird mittels dieser ersten und zweiten Ortsinformation der Abstand zwischen den Enden des Zuges bestimmt. Da beispielsweise ein individueller Sollabstand des Zuges zwischen dem ersten und zweiten Ende bzw. der Abstand bei Zugvollständigkeit bekannt ist, kann die Integrität des Zuges durch einen Vergleich mit dem ermittelten Abstand geprüft werden. Dabei können entsprechende betriebsbedingte Toleranzen berücksichtigt werden, weil sicher der Abstand betriebsbedingt verändern kann, auch wenn der Zug weiterhin vollständig ist. So können sich beispielsweise lange Güterzüge beim Bremsen zusammenstauchen und sich beim Beschleunigen verlängern, was durch die Konstruktion der Kupplungen zwischen den Waggons und Materialeigenschaften bedingt und normal ist. Sobald aber der ermittelte Abstand aus einem vorbestimmbaren Toleranzbereich herausfällt, kann von einer Trennung des Zuges ausgegangen und ein entsprechender Alarm ausgelöst werden. Kurvenfahren des Zuges verkürzen ebenfalls den Abstand zwischen den ermittelten Koordinaten für das erste und zweite Ende des Zuges, ohne dass eine Zugtrennung vorliegt. Dies kann ebenfalls durch entsprechende Toleranzen oder Korrekturwerte berücksichtigt werden oder dadurch, dass die Integritätsprüfung während Kurvenfahrten ausgesetzt wird.In the method according to the invention, the first location information is determined for the first end of the train and the second location information is determined for the second end of the train. This can be done, for example, by locomotives at both ends of the train, which are equipped with appropriate devices for determining the location information. According to the invention, the distance between the ends of the train is determined by means of this first and second location information. Since, for example, an individual target distance of the train between the first and second end or the distance when the train is complete is known, the integrity of the train can be checked by comparing it with the determined distance. Corresponding operational tolerances can be taken into account, because the distance can certainly change due to operational reasons, even if the train is still complete. For example, long freight trains can buckle when braking and lengthen when accelerating, which is normal due to the design of the couplings between the wagons and material properties. However, as soon as the determined distance falls outside a predeterminable tolerance range, it can be assumed that the train has separated and a corresponding alarm can be triggered. Cornering of the train also shortens the distance between the determined coordinates for the first and second end of the train without there being a train separation. This can also be taken into account by appropriate tolerances or correction values or by suspending the integrity check while cornering.

Durch die erfindungsgemäße Lösung können auch Güterzüge ETCS Level 3 fähig betrieben werden, so dass auch ein Mischverkehr zwischen Güter- und Personenzügen auf gleichen Strecken leicht möglich wird. Das wiederum ermöglicht die entscheidenden Vorteile der Reduktion von den streckenseitigen Gleisfreimeldeeinrichtungen sowie den Verzicht auf feste Blockabstände im Zugverkehr.With the solution according to the invention, freight trains can also be operated with ETCS Level 3 capability, so that mixed traffic between freight trains and passenger trains is also easily possible on the same routes. This, in turn, enables the decisive advantages of reducing trackside track vacancy detection devices and dispensing with fixed block spacing in train traffic.

Die erfindungsgemäße Lösung kann durch vorteilhafte Ausgestaltungen weiterentwickelt werden, die im Folgenden beschrieben sind.The solution according to the invention can be further developed by advantageous configurations that are described below.

So können die erste Ortsinformation und die zweite Ortsinformation jeweils an wenigstens eine Streckenzentrale übermittelt werden und die Bestimmung des Abstands und die Prüfung der Integrität streckenseitig durchgeführt werden. Dies hat den Vorteil, dass zugseitig wenig Rechenleistung und auch keine Kommunikation zwischen den Zugenden nötig ist. Einzig die Kommunikation mit der Streckenzentrale, die unter ETCS als RBC (Radio Block Center) bezeichnet wird, ist notwendig. Allerding ist diese Kommunikation zum RBC bei ETCS auch unterhalb Level 3 bereits vorhanden, so dass dies leicht umsetzbar ist.In this way, the first location information and the second location information can each be transmitted to at least one route control center and the distance can be determined and the integrity checked be carried out trackside. This has the advantage that less computing power is required on the train side and no communication between the train ends. All that is required is communication with the routing center, which is referred to as RBC (Radio Block Center) under ETCS. However, this communication with the RBC is already available at ETCS below Level 3, so that this can be easily implemented.

Um alternativ oder zusätzlich die Integritätsprüfung zugseitig durchzuführen, kann wenigstens eine funkbasierte Kommunikationsverbindung zwischen einer am ersten Ende des Zuges angeordneten ersten Lokomotive und einer am zweiten Ende des Zuges angeordneten zweiten Lokomotive aufgebaut werden und die erste und/oder zweite Ortsinformation über die Kommunikationsverbindung gesendet werden. Es ist besonders vorteilhaft, die funkbasierte Kommunikationsverbindung zwischen an den Enden angeordneten Lokomotiven aufzubauen, da diese häufig bereits über die notwendigen technischen Einrichtungen verfügen. Weiterhin wird bei Zügen sehr häufig die sogenannte Doppeltraktion eingesetzt, bei der Lokomotiven an einem oder an jedem Ende des Zuges angeordnet sind. Wenn also die Lokomotiven an jedem Ende des Zuges vorhanden sind, kann die Erfindung leicht ausgeführt werden. Die Kommunikationsverbindung zwischen den beiden Lokomotiven kann auch für weitere Datenübermittlungen genutzt werden, wie sie beispielsweise für einen Remotebetrieb nötig ist. Dies kann beispielsweise im sogenannten Non Leading Mode oder im Sleeping Mode realisiert sein. Hierbei wird teilweise nur eine der Lokomotiven von einem Triebfahrzeugführer gesteuert und die andere ist aus der Ferne synchronisiert. Falls nur an einem Ende des Zuges eine Lokomotive vorhanden ist, könnten die notwendigen Einrichtungen zur Realisierung der Erfindung natürlich auch in einem entsprechenden Zugendgerät integriert werden, das dann am Ende des Zuges positioniert wird.In order to alternatively or additionally carry out the integrity check on the train side, at least one radio-based communication link can be set up between a first locomotive arranged at the first end of the train and a second locomotive arranged at the second end of the train, and the first and/or second location information can be sent via the communication link. It is particularly advantageous to set up the radio-based communication link between locomotives arranged at the ends, since these often already have the necessary technical equipment. Furthermore, trains are very commonly used in what is known as double traction, in which locomotives are located at one or each end of the train. Thus, if the locomotives are present at each end of the train, the invention can be easily implemented. The communication link between the two locomotives can also be used for further data transfers, as is required for remote operation, for example. This can be implemented, for example, in the so-called non-leading mode or in the sleeping mode. In some cases, only one of the locomotives is controlled by a driver and the other is synchronized remotely. Of course, if a locomotive is only present at one end of the train, the necessary equipment for realizing the invention could also be integrated in a corresponding train terminal, which is then positioned at the end of the train.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung können für die Kommunikationsverbindung eine Funkverbindung im Frequenzband VHF und/oder UHF und/oder eine LORA-basierte Funkverbindung verwendet werden. Diese Beispiele für drahtlose Kommunikationsverbindungen haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen bei der erfindungsgemäßen Lok zu Lok-Kommunikation, bei der der Abstand zwischen den Zugenden beispielsweise 750 m oder 1500 m beträgt.In an advantageous embodiment, a radio link in the VHF and/or UHF frequency band and/or a LORA-based radio link can be used for the communication link. These examples of wireless communication links have proven to be particularly advantageous in locomotive-to-locomotive communication according to the invention, in which the distance between the ends of the train is, for example, 750 m or 1500 m.

Um die Sicherheit der Lok zu Lok-Kommunikation zu erhöhen, kann die Kommunikationsverbindung von der ersten Lokomotive aufgebaut werden und von der zweiten Lokomotive per Rückmeldeprotokoll bestätigt werden.In order to increase the security of the locomotive-to-locomotive communication, the communication connection can be established by the first locomotive and confirmed by the second locomotive using the feedback protocol.

Um ferner die Datenübermittlung über die Kommunikationsverbindung möglichst stabil und fehlerfrei zu realisieren, können die erste Ortsinformation und/oder die zweite Ortsinformation über die Kommunikationsverbindung per FSK - Frequency Shift Keying übermittelt werden.Furthermore, in order to implement the data transmission via the communication connection as stable and error-free as possible, the first location information and/or the second location information can be transmitted via the communication connection using FSK—Frequency Shift Keying.

Eine eisenbahntechnische Anlage zählt zu den sogenannten sicherheitskritischen Anlagen, die eine besonders hohe Sicherheit gewährleisten muss. Für eine Zulassung von Systemen in einer eisenbahntechnischen Anlage sind daher gewisse Sicherheitsanforderungen nötig, die durch unterschiedliche Sicherheitsanforderungsstufen klassifiziert sind. Man unterscheidet zwischen den Sicherheitsanforderungsstufen (Safety Integrity Level) SIL 0 bis SIL 4. Um beispielsweise eine gewünschte hohe Sicherheitsanforderungsstufe wie z.B. SIL 3 oder SIL 4 zu realisieren, können die erste und/oder die zweite Ortsinformation wenigstens zweikanalig gesendet bzw. übermittelt werden. Durch diese Zweikanaligkeit, die eine Redundanz erzeugt, können Fehler besonders schnell aufgedeckt werden, wenn die beiden Kanäle bzw. deren Datenverkehr miteinander verglichen werden.A railway system is one of the so-called safety-critical systems that must guarantee a particularly high level of safety. Certain safety requirements, which are classified by different safety requirement levels, are therefore necessary for the approval of systems in a railway system. A distinction is made between the safety requirement levels (Safety Integrity Level) SIL 0 to SIL 4. In order to achieve a desired high safety requirement level such as SIL 3 or SIL 4, for example, the first and/or the second location information can be sent or transmitted at least in two channels. Due to this two-channel nature, which creates redundancy, errors can be detected particularly quickly if the two channels or their data traffic are compared with one another.

Um eine hohe Sicherheitsanforderungsstufe der erfindungsgemä-ßen Integritätsprüfung zu realisieren, können die erste und/oder zweite Ortsinformation regelmäßig abgefragt werden, so dass sich eine Ausfalloffenbarungszeit reduziert.In order to implement a high security requirement level of the integrity check according to the invention, the first and/or second location information can be queried regularly, so that a failure disclosure time is reduced.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Integritätsprüfung, kann die erste Lokalisierungseinrichtung in einer ersten Lokomotive angeordnet sein, die am ersten Ende des Zuges positioniert ist, und die zweite Lokalisierungseinrichtung in einer zweiten Lokomotive angeordnet sein, die am zweiten Ende des Zuges positioniert ist. Der Einsatz von Lokomotiven in dieser Ausgestaltung der Erfindung hat den zuvor bereits genannten Vorteil, dass Güterzüge sehr häufig in Doppeltraktion mit Lokomotiven an beiden Enden realisiert sind und dadurch eine einfache Umsetzung der Erfindung möglich ist. Die häufig auf den Lokomotiven vorhandenen ETCS On-Board Units - ETCS Fahrzeuggeräte - können die erfindungsgemäßen Lokalisierungseinrichtungen beispielsweise ausbilden. Bei einer ETCS On-Board Unit wird die aktuelle Position mit Hilfe einer in der Lokomotive verbauten Odometrieeinrichtung in bekannter Weise ermittelt. Die Odometrieeinrichtung nutzt dabei beispielsweise Weginkrementalsensoren, Radarsensoren oder auch GPS-Sensoren verwendet. Weiterhin wird die Ortungsgenauigkeit durch streckenseitige Balisen unterstützt, so dass bei ETCS eine sehr hohe Ortungsgenauigkeit durch das System gewährleistet ist.In an advantageous embodiment of the integrity testing arrangement according to the invention, the first localization device can be arranged in a first locomotive which is positioned at the first end of the train, and the second localization device can be arranged in a second locomotive which is positioned at the second end of the train. The use of locomotives in this embodiment of the invention has the previously mentioned advantage that freight trains are very often implemented in double traction with locomotives at both ends, which means that the invention can be easily implemented. The ETCS on-board units frequently present on the locomotives—ETCS vehicle devices—can, for example, form the localization devices according to the invention. In the case of an ETCS on-board unit, the current position is determined in a known manner using an odometry device installed in the locomotive. The odometry device uses, for example, path incremental sensors, radar sensors or GPS sensors. Furthermore, the positioning accuracy is supported by trackside balises, so that with ETCS a very high positioning accuracy is guaranteed by the system.

Ferner kann die Anordnung wenigstens eine mit der ersten Lokalisierungseinrichtung verbundene erste Kommunikationseinrichtung und wenigstens eine mit der zweiten Lokalisierungseinrichtung verbundene zweite Kommunikationseinrichtung aufweisen, wobei die erste und/oder die zweite Kommunikationseinrichtung zum Senden der ersten und/oder zweiten Ortsinformation ausgebildet sind. Die Kommunikationseinrichtungen können jeweils mit der auf der jeweiligen Lokomotive vorhandenen ETCS On-Board Unit gekoppelt sein. Für den Fall, dass die Zugintegrität aus den Ortsinformationen lediglich streckenseitig bestimmt wird, ist möglicherweise der Einsatz der vorhandenen ETCS On-Board Units in modifizierter Weise ausreichend, die mit der Streckenzentrale (RBC) in Kommunikation stehen.Furthermore, the arrangement can have at least one first communication device connected to the first localization device and at least one second communication device connected to the second localization device, the first and/or the second communication device being designed to transmit the first and/or second location information. The communication devices can each be linked to the ETCS on-board unit present on the respective locomotive. In the event that the train integrity is only determined from the location information on the trackside, it may be sufficient to use the existing ETCS on-board units in a modified manner, which are in communication with the route control center (RBC).

Weiterhin kann die erste und die zweite Kommunikationseinrichtung zum Aufbau wenigstens einer funkbasierten Kommunikationsverbindung untereinander ausgebildet sein, mittels der die erste und/oder zweite Ortsinformation gesendet werden. Der Aufbau der funkbasierten Kommunikationsverbindung untereinander hat den Vorteil, dass die Integritätsprüfung zugseitig durchgeführt werden kann und dadurch eine kurze Reaktionszeit bei ermittelter Zugtrennung möglich ist und gegebenenfalls auch eine direkte Information für den Triebfahrzeugführer gegeben werden kann.Furthermore, the first and the second communication device can be designed to set up at least one radio-based communication link with one another, by means of which the first and/or second location information is sent. Setting up the radio-based communication link has the advantage that the integrity check can be carried out on the train side, which means that a short reaction time is possible when a train separation is determined and, if necessary, direct information can also be given to the train driver.

Um die erfindungsgemäße Lösung möglichst einfach auszugestalten, weist die Anordnung wenigstens ein erstes am ersten Ende des Zuges angeordnetes ETCS-Zuggerät und wenigstens ein zweites am zweiten Ende des Zuges angeordnetes ETCS-Zuggerät auf und die erste und die zweite Lokalisierungseinrichtungen können von den ersten und zweiten ETCS-Zuggeräten ausgebildet werden.In order to design the solution according to the invention as simply as possible, the arrangement has at least a first ETCS train device arranged at the first end of the train and at least a second ETCS train device arranged at the second end of the train, and the first and the second localization devices can be controlled by the first and second ETCS train devices are trained.

Die Erfindung betrifft schließlich auch einen Zug, insbesondere einen Güterzug, der wenigstens eine Anordnung zur Integrationsprüfung nach einer der zuvor genannten Ausführungsformen aufweist.Finally, the invention also relates to a train, in particular a freight train, which has at least one arrangement for integration testing according to one of the aforementioned embodiments.

Vorteilhafterweise umfasst der Zug wenigstens eine erste Lokomotive, die am ersten Ende des Zuges positioniert ist, und wenigstens eine zweite Lokomotive, die am zweiten Ende des Zuges positioniert ist.Advantageously, the train includes at least a first locomotive positioned at the first end of the train and at least a second locomotive positioned at the second end of the train.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.In the following, the invention will be explained with reference to the accompanying drawings.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Zuges mit einer Anordnung zur Integritätsprüfung in einer ersten beispielhaften Ausführungsform;
2 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zuges mit einer Anordnung zur Integritätsprüfung;
3 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zuges in einer schematischen Darstellung.

Show it:

1 a schematic representation of a train according to the invention with an arrangement for integrity testing in a first exemplary embodiment;
2 a schematic representation of an alternative embodiment of a train according to the invention with an arrangement for integrity testing;
3 a schematic representation of a further embodiment of a train according to the invention in a schematic representation.

Zunächst wird die Erfindung mit Bezug auf die beispielhafte Ausführungsform in 1 beschrieben.The invention will first be described with reference to the exemplary embodiment in FIG 1 described.

Ein Zug 1 umfasst eine erste Lokomotive 2, eine zweite Lokomotive 3 und eine Vielzahl von Waggons 4, die zwischen der ersten und der zweiten Lokomotive 3 angeordnet sind. Der Einfachheit halber ist in 1 lediglich ein Waggon 4 dargestellt, obwohl eine Vielzahl von Waggons 4 zwischen den Lokomotiven 2, 3 angeordnet sein sollen. Der Zug 1 ist als ein Güterzug ausgebildet, der sich auf einer Fahrstrecke 5 in einer Fahrtrichtung 6 bewegt. Die erste Lokomotive 2 ist an der Spitze 1 des Zuges angeordnet und mit einem Triebfahrzeugführer (nicht dargestellt) besetzt. Die zweite Lokomotive 3 ist am Ende des Zuges 1 angeordnet und bei der beispielhaften Ausführungsform in 1 unbesetzt, das heißt es befindet sich kein Triebfahrzeugführer in der zweiten Lokomotive 3. Die erste Lokomotive 2, die Waggons 4 und die zweite Lokomotive 3 sind alle aneinander gekuppelt, weisen aber keine kabelbasierte Kommunikationsverbindung zwischen den Lokomotiven 2, 3 und den Waggons 4 auf, wie dies beispielsweise bei festen Zugverbänden im Personenverkehr üblich ist. Die erste Lokomotive 2 ist somit an der Spitze des Zuges 1 und die zweite Lokomotive 3 am Schluss angeordnet, anders ausgedrückt ist die erste Lokomotive 2 an einem ersten Ende 7 und die zweite Lokomotive 3 an einem zweiten Ende 8 des Zuges 1 angeordnet.A train 1 comprises a first locomotive 2, a second locomotive 3 and a plurality of cars 4 arranged between the first and second locomotives 3. For the sake of simplicity, in 1 only one wagon 4 is shown, although a plurality of wagons 4 are intended to be arranged between the locomotives 2,3. The train 1 is designed as a freight train that moves on a route 5 in a direction 6 of travel. The first locomotive 2 is placed at the head 1 of the train and is manned by a driver (not shown). The second locomotive 3 is located at the end of the train 1 and in the exemplary embodiment in FIG 1 unoccupied, i.e. there is no driver in the second locomotive 3. The first locomotive 2, the wagons 4 and the second locomotive 3 are all coupled to one another, but have no cable-based communication link between the locomotives 2, 3 and the wagons 4, as is usual, for example, with fixed trains in passenger transport. The first locomotive 2 is thus arranged at the front of the train 1 and the second locomotive 3 at the rear, in other words the first locomotive 2 is arranged at a first end 7 and the second locomotive 3 at a second end 8 of the train 1.

Die erste Lokomotive 2 umfasst eine erste Lokalisierungseinrichtung 9, eine erste Recheneinrichtung 10 und eine erste Kommunikationseinrichtung 11. Die zweite Lokomotive 3 umfasst eine zweite Lokalisierungseinrichtung 12, eine zweite Recheneinrichtung 13 und eine zweite Kommunikationseinrichtung 14. Zur einfacheren Darstellung sind die Lokalisierungseinrichtungen 9, 12, die Recheneinrichtungen 10, 13 und die Kommunikationseinrichtungen 11, 14 oberhalb der Lokomotiven 2, 3 dargestellt, obwohl diese in den Lokomotiven 2, 3 verbaut sind.The first locomotive 2 comprises a first locating device 9, a first computing device 10 and a first communication device 11. The second locomotive 3 comprises a second locating device 12, a second computing device 13 and a second communication device 14. For the sake of simplicity, the locating devices 9, 12, the computing devices 10, 13 and the communication devices 11, 14 are shown above the locomotives 2, 3, although they are installed in the locomotives 2, 3.

Die erste Lokalisierungseinrichtung 9 ist zum Bestimmen von einer ersten Ortsinformation für das erste Ende 7 des Zuges 1 ausgebildet. Die erste Lokalisierungseinrichtung 9 bestimmt also, an welcher Position sich das erste Ende 7 des Zuges 1 zu einem bestimmten Zeitpunkt befindet. Beispielsweise kann die erste Lokalisierungseinrichtung 9 von einer auf der ersten Lokomotive 2 vorhandenen ETCS On-Board Unit (nicht dargestellt) ausgebildet werden, die die erste Ortsinformation mittels einer auf der Lokomotive 2 vorhandenen Odomotrieeinrichtung (nicht dargestellt) bestimmt. Dies kann in bekannter Weise beispielsweise mittels Radarsensoren, Weginkrementalsensoren und/oder Satellitennavigationssensoren geschehen. Die erste Lokalisierungseinrichtung 9 bestimmt also in regelmäßigen Abständen erste Ortsinformationen für das erste Ende 7 des Zuges 1 zu bestimmten Zeitpunkten.The first localization device 9 is designed to determine first location information for the first end 7 of the train 1 . The first localization device 9 thus determines the position at which the first end 7 of the train 1 is located at a specific point in time. For example, the first localization device 9 by an ETCS on-board unit (not shown) present on the first locomotive 2, which determines the first location information by means of an odometry device (not shown) present on the locomotive 2. This can be done in a known manner, for example by means of radar sensors, path incremental sensors and/or satellite navigation sensors. The first localization device 9 thus determines first location information for the first end 7 of the train 1 at specific times at regular intervals.

Die zweite Lokalisierungseinrichtung 12 ist in ähnlicher Weise zum Bestimmen von einer zweiten Ortsinformation für das zweite Ende 8 des Zuges 1 ausgebildet. Somit bestimmt die zweite Lokalisierungseinrichtung 12 während der Fahrt des Zuges 1 in regelmäßigen Abständen zweite Ortsinformationen für das zweite Ende 8 und zwar in synchronisierter Weise mit der ersten Lokalisierungseinrichtung 9, das heißt, dass die ersten Ortsinformationen und die zweiten Ortsinformationen zu den gleichen Zeitpunkten bestimmt werden und vorliegen. Ortsinformationen können beispielsweise geographische Koordinaten sein oder Punkte im Streckenverlauf, durch die sich die Position der Enden eindeutig bestimmen lässt.The second localization device 12 is designed in a similar way to determine second location information for the second end 8 of the train 1 . Thus, while the train 1 is running, the second localization device 12 determines second location information for the second end 8 at regular intervals, in a synchronized manner with the first localization device 9, which means that the first location information and the second location information are determined at the same times and present. Location information can be geographic coordinates, for example, or points along the route that can be used to clearly determine the position of the ends.

Die erste Kommunikationseinrichtung 11 und die zweite Kommunikationseinrichtung 14 sind zum Aufbau einer funkbasierten Kommunikationsverbindung 15 untereinander und zum Senden der ersten bzw. zweiten Ortsinformationen ausgebildet. Die Kommunikationsverbindung 15 wird durch die erste Kommunikationseinrichtung 11 und die zweite Kommunikationseinrichtung 14 aufgebaut, so dass Informationen und Daten zwischen der ersten Lokomotive 2 und der zweiten Lokomotive 3 über die Kommunikationsverbindung 15 ausgetauscht werden können. Dies geschieht während der Fahrt des Zuges 1, aber natürlich auch im Stand. Dabei sind die erste Kommunikationseinrichtung 11 und die zweite Kommunikationseinrichtung 14 bei der beispielhaften Ausführungsform in 1 so ausgebildet, dass die Kommunikationsverbindung 15 per Funk im Frequenzband VHF und/oder UHF aufgebaut wird. Zusätzlich sind die erste und zweite Kommunikationseinrichtung 11, 14 auch für eine Kommunikationsverbindung 15 per LORA (Long Range Right Area Network) ausgebildet. Kommunikationsverbindungen per UHF, VHF oder LORA haben sich als besonders zuverlässig für eine Lok-zu-Lok-Kommunikation gezeigt, so dass diese besonders geeignet sind. Über die realisierte Kommunikationsverbindung 15 können die erste Ortsinformation bzw. die zweite Ortsinformation zum ersten Ende 7 bzw. zweiten Ende 8 zwischen der ersten Lokomotive 2 und der zweiten Lokomotive 3 ausgetauscht werden. Zur Erhöhung der Sicherheit wird die Kommunikationsverbindung 15 bei der Ausführung in 1 zweikanalig aufgebaut, so dass die erste und/oder zweite Ortsinformation entsprechend zweikanalig übermittelt werden. Die Datenübertragung beider Kanäle wird überprüft. Wenn über die unterschiedlichen Kanäle nicht die gleichen Ergebnisse übermittelt werden, kann ein Fehler sehr schnell erkannt werden und entsprechende Maßnahmen ergriffen werden. Weiterhin werden die Daten wie beispielsweise die erste Ortsinformation und/oder die zweite Ortsinformation über die Kommunikationsverbindung 15 per FSK - Frequency Shift Keying übermittelt. FSK ist eine Modulationstechnik, die der Übertragung von Digitalsignalen dient und ist besonders unempfindlich gegen Störungen, so dass die Kommunikationsverbindung 15 dadurch sicherer ist.The first communication device 11 and the second communication device 14 are designed to set up a radio-based communication connection 15 with one another and to send the first or second location information. The communication connection 15 is set up by the first communication device 11 and the second communication device 14 so that information and data can be exchanged between the first locomotive 2 and the second locomotive 3 via the communication connection 15 . This happens while the train 1 is moving, but of course also when it is stationary. The first communication device 11 and the second communication device 14 are in the exemplary embodiment in 1 designed so that the communication link 15 is set up by radio in the VHF and/or UHF frequency band. In addition, the first and second communication device 11, 14 are also designed for a communication link 15 via LORA (Long Range Right Area Network). Communication links via UHF, VHF or LORA have proven to be particularly reliable for locomotive-to-loco communication, so these are particularly suitable. The first location information or the second location information for the first end 7 or second end 8 can be exchanged between the first locomotive 2 and the second locomotive 3 via the communication connection 15 that has been implemented. To increase security, communication link 15 is used when running in 1 structured in two channels, so that the first and/or second location information is transmitted in accordance with two channels. The data transmission of both channels is checked. If the same results are not transmitted via the different channels, an error can be detected very quickly and appropriate measures can be taken. Furthermore, the data such as the first location information and/or the second location information is/are transmitted via the communication link 15 using FSK—frequency shift keying. FSK is a modulation technique that is used for the transmission of digital signals and is particularly immune to interference, so that the communication link 15 is more secure as a result.

Die erste Recheneinrichtung 10 ist beispielsweise als ein Computer oder Teil eines Computers ausgebildet und dient erfindungsgemäß dem Bestimmen eines Abstandes A zwischen dem ersten Ende 7 und dem zweiten Ende 8 des Zuges 1. Der Abstand A wird durch die erste Recheneinrichtung 10 mit Hilfe der ersten Ortsinformation für das erste Ende 7 und der zweiten Ortsinformation für das zweite Ende 8 des Zuges 1 berechnet.The first computing device 10 is designed, for example, as a computer or part of a computer and is used according to the invention to determine a distance A between the first end 7 and the second end 8 of the train 1. The distance A is determined by the first computing device 10 using the first location information calculated for the first end 7 and the second location information for the second end 8 of the train 1.

Mit Hilfe des Abstands A kann die Integrität des Zuges 1 überprüft werden. Beispielsweise kann ein Sollabstand nach seiner Zusammenstellung und vor Abfahrt des Zuges 1 bestimmt und festgehalten werden. Der regelmäßig während der Fahrt ermittelte aktuelle Abstand A wird dann mit dem Sollabstand verglichen. Über entsprechende Toleranzen wird berücksichtigt, dass sich der Abstand A während der Fahrt des Zuges 1 auch in zulässiger Weise verändern kann. Beispielsweise staucht sich der Zug 1 konstruktionsbedingt zusammen, wenn er abbremst oder zieht sich auseinander, wenn er beschleunigt. Weiterhin verändert sich der lineare Abstand A beispielsweise auch bei einer Kurvenfahrt. Diese zulässigen Änderungen können in einer Toleranz und/oder einem Korrekturwert berücksichtigt sein. Wenn der gemessene Abstand A allerdings außerhalb der zulässigen Werte liegt, spricht dies für eine ungewollte Trennung des Zuges, bei der die Integrität nicht mehr gegeben ist. In diesem Fall können entsprechende Maßnahmen ergriffen werden und beispielsweise ein Alarm ausgelöst werden. Die mangelnde Integrität des Zuges 1 wird in diesem Fall natürlich auch unverzüglich an die streckenseitigen Einrichtungen übermittelt, was im Folgenden erläutert ist.With the help of the distance A, the integrity of the train 1 can be checked. For example, a target distance can be determined and recorded after it has been put together and before the train 1 departs. The current distance A, which is regularly determined while driving, is then compared with the target distance. Appropriate tolerances allow for the fact that the distance A can also change in a permissible manner while the train 1 is running. For example, due to its design, the train 1 compresses when it decelerates or expands when it accelerates. Furthermore, the linear distance A also changes, for example, when cornering. These permissible changes can be taken into account in a tolerance and/or a correction value. However, if the measured distance A is outside the permissible values, this indicates an unintentional separation of the train, where integrity is no longer given. In this case, appropriate measures can be taken and an alarm can be triggered, for example. In this case, the lack of integrity of the train 1 is of course also immediately communicated to the trackside facilities, which is explained below.

Die zweite Recheneinrichtung kann in gleicher Weise wie die erste Recheneinrichtung 10 ausgebildet sein und beispielsweise eine redundante Berechnung des Abstandes A und der Integritätsprüfung durchführen, um die Sicherheit der Zugvollständigkeitsüberprüfung zu erhöhen.The second arithmetic unit can be designed in the same way as the first arithmetic unit 10 and, for example, carry out a redundant calculation of the distance A and the integrity check in order to increase the security of the train integrity check.

Das Ergebnis der erfindungsgemäßen Integritätsprüfung wird mindestens von der ersten Lokomotive 2 an eine Streckenzentrale 16 übermittelt, die unter ETCS als RBC bezeichnet ist. Diese Übermittlung kann gegebenenfalls von der ersten Kommunikationseinrichtung 11 mit übernommen werden.The result of the integrity check according to the invention is transmitted at least by the first locomotive 2 to a route control center 16, which is referred to as RBC under ETCS. If necessary, this transmission can also be taken over by the first communication device 11 .

Die Kommunikationsverbindung 15 ist bei der beispielhaften Ausführungsform 1 in 1 in beide Richtungen zwischen der ersten Lokomotive 2 und der zweiten Lokomotive 3 aufgebaut, so dass Daten in beide Richtungen übermittelt werden können. So wird beispielsweise die Kommunikationsverbindung 15 von der ersten Lokomotive 2 aufgebaut und von der zweiten Lokomotive 3 per Rückmeldeprotokoll bestätigt. So ist sichergestellt, dass die Kommunikationsverbindung 15 sicher und stabil funktioniert.Communication link 15 is in exemplary embodiment 1 in 1 set up in both directions between the first locomotive 2 and the second locomotive 3, so that data can be transmitted in both directions. For example, the communication link 15 is set up by the first locomotive 2 and confirmed by the second locomotive 3 using the feedback protocol. This ensures that the communication link 15 functions securely and stably.

Bei der beispielhaften Ausführungsform in 1 ist der Einfachheit halber nur eine Streckenzentrale 16 dargestellt, mit der der Zug 1 kommuniziert. Tatsächlich sind in Realität aber eine Vielzahl von Streckenzentralen 16 entlang der Fahrstrecke 5 ausgebildet, wie beim Europäischen Zugsicherungssystem ETCS üblich. Der Zug 1 ist jeweils mit wenigstens einer Streckenzentrale 16 in Verbindung.In the exemplary embodiment in FIG 1 only one routing center 16 is shown for the sake of simplicity, with which the train 1 communicates. In reality, however, a large number of route control centers 16 are formed along the route 5, as is usual in the European train control system ETCS. The train 1 is connected to at least one route center 16 in each case.

Wird der Streckenzentrale 16 vom Zug 1 gemeldet, dass die Integrität des Zuges 1 nicht gegeben ist, können streckenseitige Maßnahmen ergriffen werden. Beispielsweise werden Fahrtfreigaben - Movement Authorities - für nachfolgende Züge zurückgenommen, um Unfälle zu vermeiden.If the route control center 16 is reported by the train 1 that the integrity of the train 1 is not given, trackside measures can be taken. For example, travel authorizations - Movement Authorities - are withdrawn for subsequent trains in order to avoid accidents.

Im Allgemeinen kann die erfindungsgemäße Kommunikationsverbindung 15 zwischen den Lokomotiven 2, 3 zusätzlich neben der Übermittlung der Ortsinformationen auch für weitere Maßnahmen genutzt werden. So kann beispielsweise hierüber eine Synchronisation der zweiten Lokomotive 3 am Ende des Zuges 1 mit der ersten Lokomotive 2 realisiert werden.In general, the communication connection 15 according to the invention between the locomotives 2, 3 can also be used for further measures in addition to the transmission of the location information. For example, a synchronization of the second locomotive 3 at the end of the train 1 with the first locomotive 2 can be implemented here.

Bei den beispielhaften Ausführungsformen in den 1-3 sind die erste Lokomotive 2 und die zweite Lokomotive 3 jeweils mit einer ETCS On-Board Unit (nicht dargestellt) ausgerüstet. Die erste Lokomotive 2 kann in festgelegten Intervallen die zweite Ortsinformation bei der zweiten Lokomotive 3 anfragen und als Reaktion von der zweiten Lokomotive 3 die zweite Ortsinformation erhalten. Aus der ersten und zweiten Ortsinformation kann entsprechend der Abstand A von der ersten Recheneinrichtung 10 auf der ersten Lokomotive 2 berechnet und die Zugvollständigkeit geprüft werden.In the exemplary embodiments in FIGS 1-3 the first locomotive 2 and the second locomotive 3 are each equipped with an ETCS on-board unit (not shown). The first locomotive 2 can request the second location information from the second locomotive 3 at fixed intervals and can receive the second location information from the second locomotive 3 in response. From the first and second location information, the distance A can be calculated accordingly by the first computing device 10 on the first locomotive 2 and the completeness of the train can be checked.

Das Ergebnis der Prüfung wird an die Streckenzentrale 16 übermittelt, gegebenenfalls auch zusammen mit der ersten und der zweiten Ortsinformation, um die Streckenzentrale 16 streckenseitig in Kenntnis der genauen Position des Zuges 1 zu versetzen. Mit Hilfe der genauen Position des Zuges 1 können die Fahrtfreigaben für nachfolgende Züge erteilt werden.The result of the check is transmitted to the route control center 16, possibly also together with the first and the second location information, in order to put the route control center 16 on the track in the knowledge of the exact position of the train 1. With the help of the exact position of train 1, the travel clearance for subsequent trains can be issued.

2 zeigt eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Zuges 1. Der Einfachheit halber wird lediglich auf die Unterschiede zur beispielhaften Ausführungsform in 1 eingegangen. 2 shows an alternative embodiment of a train 1 according to the invention. For the sake of simplicity, only the differences from the exemplary embodiment in FIG 1 received.

Anders als bei der Ausführungsform in 1 wird bei der beispielhaften Ausführungsform in 2 keine Kommunikationsverbindung 15 zwischen den Lokomotiven 2, 3 aufgebaut. Die für das erste Ende 7 des Zuges 1 bestimmte erste Ortsinformation wird von der ersten Lokomotive 2 direkt an die Streckenzentrale 16 übermittelt. Die zweite Ortsinformation für das zweite Ende 8 des Zuges 1 wird entsprechend von der zweiten Lokomotive 3 ebenfalls direkt an die Streckenzentrale 16 übermittelt. Anschließend wird der Abstand A streckenseitig in der Streckenzentrale 16 oder einer alternativen streckenseitigen Einrichtung, die mit der Streckenzentrale 16 verbunden ist, bestimmt und anhand des Abstandes A die Integritätsprüfung für den Zug 1 durchgeführt.Unlike the embodiment in 1 is used in the exemplary embodiment in FIG 2 no communication link 15 between the locomotives 2, 3 established. The first location information intended for the first end 7 of the train 1 is transmitted by the first locomotive 2 directly to the routing center 16 . The second location information for the second end 8 of the train 1 is accordingly also transmitted directly to the routing center 16 by the second locomotive 3 . The distance A is then determined on the track side in the route control center 16 or an alternative trackside device which is connected to the track control center 16, and the integrity check for the train 1 is carried out using the distance A.

Im Folgenden wird die weitere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf 3 beschrieben. Erneut wird der Einfachheit halber lediglich auf die Unterschiede zur Ausführungsform gemäß 1 eingegangen.In the following, the further exemplary embodiment of the invention is referred to with reference to 3 described. Again, for the sake of simplicity, only the differences from the embodiment according to FIG 1 received.

Zusätzlich zur Ausführungsform in 1 umfasst die Ausführungsform in 3 eine Fernsteuereinrichtung 17, durch die der Zug 1 von der Strecke aus ferngesteuert werden kann. Dadurch ist auf dem Zug 1 und insbesondere in der Lokomotive 2 kein Triebfahrzeugführer nicht mehr nötig. Die Fernsteuereinrichtung 17 kann beispielsweise in der Streckenzentrale 16 ausgebildet sein, so dass der Zug 1 aus der Streckenzentrale 16 oder einer verbundenen Einrichtung kommandiert werden kann. Praktisch gesehen würde der steuernde Führerstand (nicht dargestellt) aus der Lokomotive 2 in die Streckenzentrale 16 verlegt, aus der ein Triebfahrzeugführer den Zug 1 fernsteuern kann.In addition to the embodiment in 1 includes the embodiment in FIG 3 a remote control device 17 by which the train 1 can be remotely controlled from the line. As a result, no driver is no longer necessary on the train 1 and in particular in the locomotive 2 . The remote control device 17 can be configured, for example, in the route center 16, so that the train 1 can be commanded from the route center 16 or a connected device. In practical terms, the controlling driver's cab (not shown) would be moved from the locomotive 2 to the route control center 16, from which a driver can remotely control the train 1.

Claims

Method for checking the integrity of a train (1), in which at least one piece of first location information is determined for a first end (7) of the train (1), in which at least one second piece of location information is determined for a second end (8) of the train (1). In which at least one distance between the first end (7) and the second end (8) of the train (1) is determined using the first location information and the second location information and the integrity of the train (1) is checked using the distance.

procedure after claim 1 , characterized in that the first location information and the second location information is transmitted to at least one route control center (16) and the determination of the distance and the integrity check is carried out on the track side.

procedure after claim 1 or 2 , characterized in that at least one radio-based communication link (15) between a first locomotive (2) arranged at the first end (7) of the train (1) and a second locomotive (3) arranged at the second end (8) of the train (1) is set up and the first and/or second location information is sent via the communication link (15).

procedure after claim 3 , characterized in that a radio link in the VHF and/or UHF frequency band and/or a LORA-based radio link is used for the communication link (15).

procedure after claim 3 or 4 , characterized in that the communication connection (15) is set up by the first locomotive (2) and confirmed by the second locomotive (3) by means of a feedback protocol.

Procedure according to one of claims 3 until 5 , characterized in that the first location information and / or the second location information on the communication link (15) are transmitted by FSK - Frequency Shift Keying.

Procedure according to one of claims 2 until 6 , characterized in that the first and/or second location information is sent or transmitted via at least two channels.

Method according to one of the above claims, characterized in that the first and/or second location information is queried regularly.

Arrangement for checking the integrity of a train (1) with at least one first localization device (9) which is designed to determine at least one piece of first location information for a first end (7) of the train (1), with at least one second localization device (12) which is designed to determine at least one piece of second location information for a second end (8) of the train (1), with at least one computing device (10, 13) which is used to determine a distance between the first end (7) and the second end (8 ) of the train (1) by means of the first location information and the second location information and for checking the integrity of the train (1) based on the distance.

arrangement according to claim 9 , characterized in that the first locating device (9) is arranged in a first locomotive (2) positioned at the first end (7) of the train (1) and the second locating device (12) in a second locomotive (3) is arranged, which is positioned at the second end (8) of the train (1).

arrangement according to claim 9 or 10 , characterized in that the arrangement has at least one first communication device (11) connected to the first localization device (9) and at least one second communication device (14) connected to the second localization device (12), the first and/or the second communication device ( 11, 14) are designed to transmit the first and/or second location information.

arrangement according to claim 11 , characterized in that the first and the second communication device (11, 14) are designed to set up at least one radio-based communication link (15) with one another, by means of which the first and/or second location information is sent.

Arrangement according to one of claims 9 until 12 , characterized in that the arrangement comprises at least a first ETCS train device arranged at the first end (7) of the train (1) and at least a second ETCS train device arranged at the second end (8) of the train (1) and that the first and the second localization devices (9, 12) are formed by the first and second ETCS train units.

Train (1), in particular freight train, characterized in that the train (1) has at least one arrangement for integration testing according to one of claims 9 until 12 having.

Train (1) to Claim 14 , characterized in that the train (1) has at least a first locomotive (2) positioned at the first end (7) of the train (1) and at least a second locomotive (3) positioned at the second end (8) of the Train (1) is positioned, has.