DE102022210107A1 - Verfahren und Einrichtung zum Orten eines Schienenfahrzeugs - Google Patents

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Dominik Zoeke
Emanuel Brämer
Wilfried Matthee
Manfred Schienbein
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf ein Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs (10, 105, 110, 120). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass von dem Schienenfahrzeug (10, 105, 110, 120) eine die Position eines anderen Schienenfahrzeugs (10, 105, 110, 120) angebende Positionsangabe (PA1, PA2, PA3) sowie eine diesbezügliche Ortungskettenangabe (Q1, Q2) empfangen wird, wobei die Ortungskettenangabe (Q1, Q2) angibt, ob die Positionsangabe (PA1, PA2, PA3) auf einer direkten Ortung anhand einer ortsfesten Station (200) basiert oder auf einer Ortung anhand eines wiederum anderen Schienenfahrzeugs (10, 105, 110, 120) basiert und das Schienenfahrzeug (10, 105, 110, 120) zur eigenen Ortung die Positionsangabe (PA1, PA2, PA3) des anderen Schienenfahrzeugs (10, 105, 110, 120) sowie dessen Ortungskettenangabe (Q1, Q2) verarbeitet und eine die eigene Position angebende eigene Positionsangabe (PA1, PA2, PA3) erzeugt.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Einrichtungen zum Orten von Schienenfahrzeugen.
  • Um eine optimale Betriebsabwicklung im Bahnverkehr zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn eine durchgängige Echtzeitlokalisierung aller Schienenfahrzeuge durchgeführt wird. Prinzipiell ist es möglich, dass sich die Schienenfahrzeuge zu diesem Zwecke anhand ortsfester Stationen selbst beispielsweise per Funk orten. In der Praxis kann bei einer solchen Lösung allerdings das Problem auftreten, dass aufgrund von Abschattung die Funkverbindung zu der nächsten für die Ortung geeigneten ortsfesten Station gestört ist und eine stationsbezogene Ortung nicht möglich ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das einem Schienenfahrzeug erweiterte Ortungsmöglichkeiten bietet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.
  • Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass von dem Schienenfahrzeug eine die Position eines anderen Schienenfahrzeugs angebende Positionsangabe sowie eine diesbezügliche Ortungskettenangabe empfangen wird, wobei die Ortungskettenangabe angibt, ob die Positionsangabe auf einer direkten Ortung anhand einer ortsfesten Station basiert oder auf einer Ortung anhand eines wiederum anderen Schienenfahrzeugs basiert, und das Schienenfahrzeug zur eigenen Ortung die Positionsangabe des anderen Schienenfahrzeugs sowie dessen Ortungskettenangabe verarbeitet und eine die eigene Position angebende eigene Positionsangabe erzeugt.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass es eine Ortung anhand von Positionsangaben anderer Schienenfahrzeuge ermöglicht, also eine Ortung auch dann ermöglicht, wenn durch Abschattung keine Funkverbindung zu ortsfesten Stationen (ortsfesten Referenzstationen) möglich ist. Mit anderen Worten ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine mittelbare Ortung auf der Basis einer Ortungskette, die ein oder mehr Zwischenstationen in Form von Schienenfahrzeugen enthält und deren letztes Kettenglied durch eine ortsfeste Referenzstation gebildet wird. Auch in Fällen einer Abschattung und keiner Möglichkeit einer direkten Ortung anhand einer ortsfesten Referenzstation kann also eine Ortung unter Einbezug einer ortsfesten Referenzstation erfolgen.
  • Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass dieses berücksichtigt, dass Positionsangaben anderer Schienenfahrzeuge anders zu bewerten sind als Positionsangaben ortsfester Stationen. Positionsangaben ortsfester Stationen sind in der Regel sehr genau bekannt, wohingegen die Positionsangaben anderer Schienenfahrzeuge auch auf fahrzeugseitigen Messungen basieren, beispielsweise auf Relativpositionsmessungen relativ zur Position ortsfester Stationen oder anderer Schienenfahrzeuge, und demgemäß in der Regel ungenauer als die Positionsangaben ortsfester Stationen sind. Das erfindungsgemäße Verfahren berücksichtigt diesen Umstand, indem es eine Ortungskettenangabe verarbeitet, die zumindest angibt, ob die Positionsangabe eines anderen Schienenfahrzeugs eine stationsbezogene oder eine schienenfahrzeugbezogene Positionsangabe ist. Handelt es sich um eine stationsbezogene Positionsangabe, so umfasst die Ortungskette lediglich zwei Elemente, nämlich ein einziges anderes Schienenfahrzeug und die ortsfeste Referenzstation als letztes Kettenglied der Ortungskette, sodass die Vertrauenswürdigkeit der von dem anderen Schienenfahrzeug erhaltenen Positionsangabe als relativ hoch eingeschätzt werden kann; handelt es sich jedoch um eine schienenfahrzeugbezogene Positionsangabe, also eine, deren Ortungskette zwei oder mehr Schienenfahrzeuge in der Ortungskette umfasst, so kann dieser Umstand beispielsweise berücksichtigt werden, indem der Positionsangabe eine kleinere Vertrauenswürdigkeit zugeordnet wird, beispielsweise ein größerer Toleranzwert zugewiesen wird.
  • Vorteilhaft ist es, wenn das Schienenfahrzeug eine die eigene Position betreffende Toleranzangabe unter Einbezug der Ortungskettenangabe des anderen Schienenfahrzeugs ermittelt. Die Toleranzangabe kann beispielsweise in Form eines Toleranzwertes bzw. Zahlenwerts erzeugt werden und die Messgenauigkeit der Ortung bzw. der Positionsangabe angeben oder alternativ ein Label wie beispielsweise „vertrauenswürdig“, „wenig vertrauenswürdig“ oder dergleichen sein.
  • Bezüglich der Ortung des Schienenfahrzeugs wird es als vorteilhaft angesehen, wenn sich dieses relativ zu dem anderen Schienenfahrzeug ortet und die eigene Position unter Einbezug der Positionsangabe des anderen Schienenfahrzeugs und der Relativposition zu dem anderen Schienenfahrzeug ermittelt.
  • Zum Triggern eines Empfangs der Positions- und Ortungskettenangabe des anderen Schienenfahrzeugs kann das Schienenfahrzeug ein Anfragesignal an das andere Schienenfahrzeug senden. Falls das andere Schienenfahrzeug auch ohne Aufforderung regelmäßig oder unregelmäßig seine Positions- und Ortungskettenangaben aussendet, kann auf das Aussenden von speziellen Anfragesignalen verzichtet werden.
  • Um einem dritten Schienenfahrzeug ebenfalls eine Ortung zu ermöglichen, ist es vorteilhaft, wenn das Schienenfahrzeug die erzeugte eigene Positionsangabe sowie die zugehörige Ortungskettenangabe aussendet. Ein solches Aussenden kann unaufgefordert erfolgen oder als Reaktion auf den Empfang eines Positionsanfragesignals des dritten Schienenfahrzeugs.
  • Die Ortungskettenangabe gibt vorzugsweise die Anzahl der Schienenfahrzeuge an, die bei der Bildung der Positionsangabe mitgewirkt haben, bzw. gibt vorzugsweise an, wie viele andere Schienenfahrzeuge an der Ortungskette, die bei dem durch eine ortsfeste Station gebildeten letzten Kettenglied endet, beteiligt sind.
  • Auch kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Ortungskettenangabe die an der Ortungskette beteiligten Schienenfahrzeuge und die beteiligte ortsfeste Station identifiziert.
  • Die Positionsgaben umfassen vorzugsweise jeweils eine Toleranzangabe, die die Vertrauenswürdigkeit der in der jeweiligen Positionsangabe definierten Position bzw. die Messgenauigkeit der Position beschreiben.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Ortungseinrichtung. Erfindungsgemäß ist bezüglich der Ortungseinrichtung vorgesehen, dass diese derart ausgestaltet ist, dass sie, insbesondere in Zusammenarbeit mit einer Funkeinrichtung, ein Verfahren wie oben beschrieben ausführen kann. Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Ortungseinrichtung und deren vorteilhafter Ausgestaltungen sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.
  • Die Ortungseinrichtung ist vorzugsweise in einem Fahrzeugsteuergerät eines Schienenfahrzeugs implementiert.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Schienenfahrzeug. Erfindungsgemäß ist bezüglich des Schienenfahrzeugs vorgesehen, dass dieses mit einer Ortungseinrichtung wie oben beschrieben ausgestattet ist.
  • Vorteilhaft ist es, wenn das Schienenfahrzeug eine Recheneinrichtung und einen Speicher umfasst und die Ortungseinrichtung und/oder die Funktionalität, ein Verfahren wie oben beschrieben auszuführen, als Softwaremodul in dem Speicher abgespeichert ist.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Ortungseinrichtung und/oder die Funktionalität, ein Verfahren wie oben beschrieben auszuführen, als Softwaremodul in einem Fahrzeugsteuergerät, insbesondere einem ATO-Fahrzeugsteuergerät, integriert ist.
  • Das Fahrzeugsteuergerät ermöglicht vorzugsweise ein autonomes Fahren des Schienenfahrzeugs und ein automatisches Orten während der fahrerlosen Fahrt.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Computerprogrammprodukt. Erfindungsgemäß ist bezüglich des Computerprogrammprodukts vorgesehen, dass dieses bei Ausführung durch eine Recheneinrichtung die Recheneinrichtung veranlasst, mit einer Funkeinrichtung ein Verfahren wie oben beschrieben auszuführen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, dabei zeigen beispielhaft:
    • 1 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug, anhand dessen beispielhaft Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Ortungsverfahren erläutert werden,
    • 2-3 eine Eisenbahngleisanlage, die von zwei bzw. drei Schienenfahrzeugen, beispielsweise solchen gemäß 1, befahren wird, und
    • 4-5 weitere Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Schienenfahrzeuge.
  • In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • Die 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug 10, das mit einer Ortungseinrichtung 11 und einer mit der Ortungseinrichtung 11 verbundenen Funkeinrichtung 12 ausgestattet ist.
  • Die Ortungseinrichtung 11 ist dazu ausgestaltet, mittels der Funkeinrichtung 12 mit externen Kommunikationspartnern, bei denen es sich um ortsfeste Stationen einer Eisenbahngleisanlage oder um andere auf der Eisenbahngleisanlage befindliche Schienenfahrzeuge handeln kann, zu kommunizieren. Im Rahmen dieser Kommunikation kann die Ortungseinrichtung 11 beispielsweise mittels der Funkeinrichtung 12 Positionsanfragesignale AS an die externen Kommunikationspartner aussenden, mit dem Ziel, deren Position zu erfahren bzw. von denen Positionsangaben PA zu empfangen, die deren Position definieren.
  • Um mit den Positionsangaben PA eines Kommunikationspartners die eigene Position zu bestimmen, kann die Ortungseinrichtung 11 den Abstand zwischen dem eigenen Schienenfahrzeug 10 und dem jeweiligen Kommunikationspartner messen, zum Beispiel im Rahmen eines Zwei-Wege-Verfahrens, das vorzugsweise auf der Basis eines Frequenzspreizverfahrens arbeitet, eines frequenzmodulierten Dauerstrichbetriebsverfahrens und/oder einer Signallaufzeitmessung, die die Signallaufzeit zwischen dem Schienenfahrzeug und dem Kommunikationspartner auswertet. Auch kann sie den Abstand durch Auswerten der Signalamplitude, die mit wachsendem Abstand abfällt, oder der Signaldämpfung, die mit wachsendem Abstand ansteigt, bestimmen.
  • Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Ortungseinrichtung 11 Phasen- bzw. Winkelinformationen auswerten kann. Zu diesem Zwecke umfasst die Funkeinrichtung 12 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1 zwei oder mehr in Fahrzeuglängsrichtung und/oder Fahrzeugquerrichtung beabstandete Empfangseinheiten 12e1 und 12e2. Der Versatz zwischen den Empfangseinheiten 12e1 und 12e2 ermöglicht es der Ortungseinrichtung 11, die Phasendifferenz zwischen den Empfangssignalen E1 und E2 der Empfangseinheiten 12e1 und 12e2 auszuwerten, um eine Richtungsinformation relativ zu dem jeweiligen Kommunikationspartner zu gewinnen.
  • Zusammengefasst ist die Ortungseinrichtung 11 also in der Lage, mittels der Funkeinrichtung 12 die absolute Position eines externen Kommunikationspartners in Form der Positionsangabe PA zu erfahren, sich anhand von Abstands- und Winkelmessungen relativ zu dem Kommunikationspartner zu orten und anhand der Relativortung und der absoluten Position gemäß der Positionsangabe PA die eigene Position zu ermitteln und eine entsprechende eigene Positionsangabe PE zu erzeugen.
  • Im Zusammenhang mit der 1 wird beispielhaft davon ausgegangen, dass die externen Kommunikationspartner ihre Positionsangaben PA jeweils als Antwort auf ein Positionsanfragesignal AS aussenden; alternativ kann vorgesehen sein, dass die externen Kommunikationspartner ihre Positionsangaben PA kontinuierlich und ohne Aufforderung aussenden. Im letztgenannten Fall kann die Ortungseinrichtung 11 auf ein Aussenden eines Positionsanfragesignals AS verzichten.
  • Die 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Eisenbahngleisanlage 100, die von einem ersten Schienenfahrzeug 105 auf einem ersten Gleis 101 befahren wird. Das Schienenfahrzeug 105 entspricht vorzugsweise dem Schienenfahrzeug 10 gemäß 1, sodass auf die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit der 1 Bezug genommen wird. Auf einem benachbarten zweiten Gleis 102 der Eisenbahngleisanlage 100 fährt ein anderes, zweites Schienenfahrzeug 110, das vorzugsweise ebenfalls mit dem Schienenfahrzeug 10 gemäß 1 zumindest bezüglich der Ortungseinrichtung 11 und der Funkeinrichtung 12 baugleich ist.
  • Die Arbeitsweise des ersten Schienenfahrzeugs 105 gemäß 2 bzw. die Arbeitsweise der Ortungseinrichtung 11 gemäß 1 soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden; dabei wird beispielhaft davon ausgegangen, dass das erste Schienenfahrzeug 105 auf dem ersten Gleis 101 eine ortsfeste Station 200 der Eisenbahngleisanlage 100 entlang der Fahrtrichtung F passiert. Eine unmittelbare direkte Kommunikation mit der ortsfesten Station 200 ist jedoch nicht möglich, da ein Hindernis 300 eine Übertragung von Funksignalen verhindert oder zumindest so stört oder dämpft, dass eine verlässliche Datenübertragung nicht möglich ist.
  • Will nun die Ortungseinrichtung 11 des ersten Schienenfahrzeugs 105 eine eigene neue Ortung durchführen, die die Position zumindest eines externen Kommunikationspartners einbezieht, beispielsweise weil nach der zuletzt durchgeführten kommunikationspartnerbezogenen Ortung eine vorgegebene Maximalstrecke bereits gefahren worden ist oder eine vorgegebene Maximalzeitspanne bereits abgelaufen ist und eine Aktualisierung der Positionsinformation nötig ist, so wird sie versuchen, mit einem Kommunikationspartner in Kontakt zu treten.
  • Primär bzw. bevorzugt wird die Ortungseinrichtung 11 des Schienenfahrzeugs 105 versuchen, mit einer ortsfesten Station der Eisenbahngleisanlage 100, beispielsweise der ortsfesten Station 200, zu kommunizieren und deren Positionsangabe zu erfragen; denn die Positionen ortsfester Stationen sind besonders genau bekannt, weshalb die ortsfesten Stationen besonders verlässliche bzw. genaue Positionsangaben liefern können, auf deren Basis wiederum eine besonders genaue Eigenortung möglich ist.
  • Da nun bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 das Hindernis 300 eine unmittelbare Kommunikation mit der ortsfesten Station 200 verhindert, wird die Ortungseinrichtung 11 des ersten Schienenfahrzeugs 105 nach einem anderen Kommunikationspartner suchen und - bei der Konstellation gemäß 2 - mit dem auf dem zweiten Gleis 102 fahrenden zweiten Schienenfahrzeug 110 eine Kommunikation aufbauen. Im Rahmen der Kommunikation wird das erste Schienenfahrzeug 105 mit Hilfe eines Positionsanfragesignals AS1 die Position des zweiten Schienenfahrzeugs 110 erfragen.
  • Das zweite Schienenfahrzeug 110 wird nach Empfang des Anfragesignals AS1 seine ihm bekannte eigene Position in Form einer Positionsangabe PA2 per Funk an das Schienenfahrzeug 105 übermitteln. Zusätzlich zu der Positionsangabe PA2 wird das zweite Schienenfahrzeug 110 darüber hinaus eine Ortungskettenangabe Q2 übermitteln, die angibt, auf welche Art die Positionsangabe PA2 ermittelt worden ist.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 befindet sich das zweite Schienenfahrzeug 110 in unmittelbarer Nähe zur ortsfesten Station 200 und kann ohne Störung durch ein Hindernis eine Funkverbindung zu dieser ortsfesten Station 200 aufbauen. Aus diesem Grund ist das zweite Schienenfahrzeug 110 in der Lage, sich direkt anhand der Position der ortsfesten Station 200 selbst zu orten, indem es seinerseits ein Anfragesignal AS2 an die ortsfeste Station 200 sendet und nachfolgend - nach Empfang eines Antwortsignals - unter Heranziehung einer stationsbezogenen Positionsangabe PAS der ortsfesten Station 200 seine eigene Position ermittelt.
  • Als Antwort auf das Anfragesignal AS1 des ersten Schienenfahrzeugs 105 kann das zweite Schienenfahrzeug 110 eine schienenfahrzeugbezogene Positionsangabe PA2 erster Ordnung zurücksenden, da für die Bildung der Positionsangabe PA2 nur eine einzige Zwischenortung (nämlich die Relativortung zur ortsfesten Station 200) stattgefunden hat; die Information, dass es sich um eine schienenfahrzeugbezogene Positionsangabe erster Ordnung handelt, wird mit bzw. als Ortungskettenangabe Q2 an das erste Schienenfahrzeug 105 übermittelt.
  • Sobald die Positionsangabe PA2 des zweiten Schienenfahrzeugs 110 bei dem Schienenfahrzeug 105 eintrifft, kann dessen Ortungseinrichtung 11 eine die eigene Position angebende eigene Positionsangabe erzeugen.
  • Dem ersten Schienenfahrzeug 105 liegt anhand der Ortungskettenangabe Q2 die Information vor, dass die Positionsangabe PA2 auf einer Zwischenortung basiert, die das zweite Schienenfahrzeug 110 durchgeführt hat. Aufgrund der Zwischenortung kann die Positionsangabe PA2 nicht so genau und verlässlich sein wie beispielsweise die Positionsangabe PAS, die die ortsfeste Station 200 aussendet, aber dem ersten Schienenfahrzeug 105 nicht zur Verfügung steht. Die Ortungskettenangabe Q2 ermöglicht es dem ersten Schienenfahrzeug 105 somit, die Genauigkeit bzw. Verlässlichkeit der Positionsangabe PA2 qualitativ zu bewerten und bei der Ermittlung der eigenen Position bzw. der Einschätzung der Genauigkeit der selbst ermittelten Position zu berücksichtigen. Beispielsweise kann das Schienenfahrzeug 105 für jede erfolgte Zwischenortung eine die eigene Position betreffende Toleranzangabe um 5% erhöhen. Da zur Ermittlung der Position des ersten Schienenfahrzeugs 105 zwei Zwischenortungen erforderlich sind, nämlich die Relativortung des zweiten Schienenfahrzeugs 110 relativ zur ortsfesten Station 200 und die Relativortung des ersten Schienenfahrzeugs 105 relativ zum zweiten Schienenfahrzeug 110, kann das erste Schienenfahrzeug 105 also die eigene Toleranzangabe beispielsweise um 10% erhöhen oder auf 10% festsetzen. Die Toleranzangabe kann einen Bestandteil der Positionsangabe PA1 des ersten Schienenfahrzeugs 105 bilden und mit dieser mitgesendet werden.
  • Die 3 zeigt beispielhaft eine mögliche Ortung eines dritten Schienenfahrzeugs 120, das mit dem Schienenfahrzeug 10 gemäß 1 bezüglich der Ortungseinrichtung 11 und der Funkeinrichtung 12 baugleich sein kann und auf einem dritten Gleis 103 der Eisenbahngleisanlage 100 fährt. Auch das dritte Schienenfahrzeug 120 kann keine direkte Funkkommunikation mit der ortsfesten Station 200 aufbauen, da eine solche durch das Hindernis 300 versperrt ist. Darüber hinaus ist aufgrund des großen Abstands zwischen dem dritten Schienenfahrzeug 120 und dem zweiten Schienenfahrzeug 110 auch keine unmittelbare Kommunikation mit dem zweiten Schienenfahrzeug 110 möglich.
  • Will nun also das dritte Schienenfahrzeug 120 bzw. dessen Ortungseinrichtung eine neue Ortung anhand eines Kommunikationspartners durchführen, so ist dies nur anhand einer Positionsangabe PA1 des ersten Schienenfahrzeugs 105 möglich. Auf ein entsprechendes Anfragesignal AS3 des dritten Schienenfahrzeugs 120 wird das erste Schienenfahrzeug 105 seine eigene Positionsangabe PA1 mit einer dazu passenden Ortungskettenangabe Q1 übermitteln.
  • Da sich das erste Schienenfahrzeug 105 - wie im Zusammenhang mit der 2 erläutert - selbst nicht anhand einer ortsfesten Station, beispielsweise der ortsfesten Station 200, hat orten können, sondern nur mittelbar unter Einbezug der Position eines anderen Schienenfahrzeugs, nämlich des zweiten Schienenfahrzeugs 110, wird die Ortungskettenangabe Q1 des ersten Schienenfahrzeugs 105 angeben, dass die Positionsangabe PA1 eine schienenfahrzeugbezogene Positionsangabe zweiter Ordnung ist; denn sie basiert auf der Relativortung zweier Schienenfahrzeuge.
  • Die Positionsangabe, die das dritte Schienenfahrzeug 120 mittels der Positionsangabe PA1 des ersten Schienenfahrzeugs 105 bilden kann, ist somit eine Positionsangabe dritter Ordnung, da sie auf drei Relativortungen basiert, nämlich der Relativortung des zweiten Schienenfahrzeugs 110 relativ zur ortsfesten Station 200, der Relativortung des ersten Schienenfahrzeugs 105 relativ zum zweiten Schienenfahrzeug 110 und der Relativortung des dritten Schienenfahrzeugs 120 relativ zum ersten Schienenfahrzeug 105.
  • Die Ortungskettenangabe Q1, die die Zwischenortung zweier Schienenfahrzeuge anzeigt, ermöglicht es dem dritten Schienenfahrzeug 120, die Genauigkeit bzw. Verlässlichkeit der Positionsangabe PA1 qualitativ zu bewerten und bei der Ermittlung der eigenen Position bzw. der Einschätzung der Genauigkeit der selbst ermittelten Position zu berücksichtigen. Beispielsweise kann das Schienenfahrzeug 120 für jede erfolgte Zwischenortung eine Toleranzangabe für die selbst ermittelte Position um 5% erhöhen; im Falle der in der 3 gezeigten drei Zwischenortungen kann das Schienenfahrzeug 120 die Toleranzangabe also beispielsweise um 15% erhöhen oder auf 15% festsetzen.
  • In entsprechender Weise können sich weitere, in den Figuren nicht gezeigte Schienenfahrzeuge orten: Würde sich beispielsweise ein viertes Schienenfahrzeug anhand der Position des dritten Schienenfahrzeugs 120 orten, so würde die Ortungskettenangabe des dritten Schienenfahrzeugs 120 anzeigen, dass die von ihm geschickte Positionsangabe wegen der drei Relativortungen eine Positionsangabe dritter Ordnung ist, sodass die Positionsangabe, die das vierte Schienenfahrzeug bilden würde, eine Positionsangabe vierter Ordnung wäre.
  • Im Zusammenhang mit den 2 und 3 wird beispielhaft davon ausgegangen, dass das erste und zweite Schienenfahrzeug ihre Positionsangabe PA1 bzw. PA2 und die diesbezüglichen Ortungskettenangaben Q1 bzw. Q2 als Antwort auf ein entsprechendes Positionsanfragesignal AS3 bzw. AS1 aussenden; alternativ kann vorgesehen sein, dass die Schienenfahrzeuge unaufgefordert, sei es regelmäßig oder unregelmäßig, ihre Positionsangaben und die diesbezüglichen Ortungskettenangaben aussenden, sodass auf die Erzeugung der Positionsanfragesignale AS1 und AS3 verzichtet werden kann.
  • Die 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 10, das zur Durchführung des im Zusammenhang mit dem in den 2 und 3 beschriebenen Ortungsverfahrens eingesetzt werden kann. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist die Ortungseinrichtung 11 bzw. die Funktion der Ortungseinrichtung 11 als Softwareprogrammprodukt in Form eines Softwaremoduls SW11 in einer Rechenanlage 400 integriert, die eine Recheneinrichtung 410 und einen Speicher 420 umfasst. Das Softwaremodul SW11 ist in dem Speicher 420 abgespeichert und veranlasst bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 410 diese dazu, die Ortungseinrichtung 11 gemäß 1 zu bilden und in Zusammenarbeit mit bzw. unter Ansteuerung der Funkeinrichtung 12 ein Ortungsverfahren durchzuführen, wie es oben im Zusammenhang mit den 2 und 3 erläutert wurde.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Ortungseinrichtung 11 gemäß 1 einen Bestandteil eines Fahrzeugsteuergeräts 500, insbesondere eines ATO-Fahrzeugsteuergeräts, bildet oder zumindest die Funktionalität der Ortungseinrichtung 11 in dem Fahrzeugsteuergerät 500 implementiert ist. Das Fahrzeugsteuergerät 500 ermöglicht vorzugsweise ein autonomes Fahren des Schienenfahrzeugs 10 und eine automatische Ortung während der fahrerlosen Fahrt. Eine solche Ausgestaltung zeigt beispielhaft die 5.
  • Beispielsweise kann das Fahrzeugsteuergerät 500 einen Steuergerätrechner 510 und einen Fahrzeugspeicher 520 umfassen und es kann in dem Fahrzeugspeicher 520 ein Softwareprogrammprodukt in Form eines Softwaremoduls SW501 abgespeichert sein, das bei Ausführung durch den Steuergerätrechner 510 diesen dazu veranlasst, in Zusammenarbeit mit bzw. unter Ansteuerung der Funkeinrichtung 12 ein Ortungsverfahren durchzuführen, wie es oben im Zusammenhang mit den 2 und 3 erläutert wurde. Ein in dem Fahrzeugspeicher 520 abgespeichertes Softwaremodul SW502 ermöglicht die fahrerlose Fahrt des Schienenfahrzeugs 10.
  • Das Fahrzeugsteuergerät 500 bzw. dessen Softwaremodul SW501 ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass es im Rahmen des autonomen Fahrbetriebs die Ortung wiederholt, beispielsweise regelmäßig wiederholt, wenn eine Wegstrecke vorgegebener Länge ab der letzten Ortung gefahren wurde oder ein Zeitintervall vorgegebener Länge ab der letzten Ortung abgelaufen ist.
  • Abschließend sei erwähnt, dass die Merkmale aller oben beschriebenen Ausführungsbeispiele untereinander in beliebiger Weise kombiniert werden können, um weitere andere Ausführungsbeispiele der Erfindung zu bilden.
  • Auch können alle Merkmale von Unteransprüchen jeweils für sich mit jedem der nebengeordneten Ansprüche kombiniert werden, und zwar jeweils für sich allein oder in beliebiger Kombination mit einem oder mehreren anderen Unteransprüchen, um weitere andere Ausführungsbeispiele zu erhalten.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs (10, 105, 110, 120), dadurch gekennzeichnet, dass - von dem Schienenfahrzeug (10, 105, 110, 120) eine die Position eines anderen Schienenfahrzeugs (10, 105, 110, 120) angebende Positionsangabe (PA1, PA2, PA3) sowie eine diesbezügliche Ortungskettenangabe (Q1, Q2) empfangen wird, wobei die Ortungskettenangabe (Q1, Q2) angibt, ob die Positionsangabe (PA1, PA2, PA3) auf einer direkten Ortung anhand einer ortsfesten Station (200) basiert oder auf einer Ortung anhand eines wiederum anderen Schienenfahrzeugs (10, 105, 110, 120) basiert und - das Schienenfahrzeug (10, 105, 110, 120) zur eigenen Ortung die Positionsangabe (PA1, PA2, PA3) des anderen Schienenfahrzeugs (10, 105, 110, 120) sowie dessen Ortungskettenangabe (Q1, Q2) verarbeitet und eine die eigene Position angebende eigene Positionsangabe (PA1, PA2, PA3) erzeugt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine die eigene Position betreffende Toleranzangabe unter Einbezug der Ortungskettenangabe (Q1, Q2) des anderen Schienenfahrzeugs (10, 105, 110, 120) ermittelt wird.
  3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - sich das Schienenfahrzeug (10, 105, 110, 120) relativ zu dem anderen Schienenfahrzeug (10, 105, 110, 120) ortet und - das Schienenfahrzeug (10, 105, 110, 120) die eigene Position unter Einbezug der Positionsangabe (PA1, PA2, PA3) des anderen Schienenfahrzeugs (10, 105, 110, 120) und der Relativposition zu dem anderen Schienenfahrzeug (10, 105, 110, 120) ermittelt.
  4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schienenfahrzeug (10, 105, 110, 120) zum Empfang der die Position des anderen Schienenfahrzeugs (10, 105, 110, 120) angebenden Positionsangabe (PA1, PA2, PA3) und der diesbezüglichen Ortungskettenangabe (Q1, Q2) ein Anfragesignal (AS1, AS2, AS3) an das andere Schienenfahrzeug (10, 105, 110, 120) sendet.
  5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schienenfahrzeug (10, 105, 110, 120) die erzeugte eigene Positionsangabe (PA1, PA2, PA3) sowie die zugehörige Ortungskettenangabe (Q1, Q2) aussendet.
  6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortungskettenangabe (Q1, Q2) die Anzahl der Schienenfahrzeuge angibt, die bei der Bildung der Positionsangabe (PA1, PA2, PA3) mitgewirkt haben.
  7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortungskettenangabe (Q1, Q2) die an der Ortungskette beteiligten Schienenfahrzeuge und die beteiligte ortsfeste Station identifiziert.
  8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionsgaben jeweils eine Toleranzangabe umfassen, die die Vertrauenswürdigkeit der in der jeweiligen Positionsangabe (PA1, PA2, PA3) definierten Position beschreiben.
  9. Ortungseinrichtung (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Ortungseinrichtung (11) dazu ausgestaltet ist, in Zusammenarbeit mit einer Funkeinrichtung (12) ein Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche auszuführen.
  10. Ortungseinrichtung (11) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ortungseinrichtung (11) in einem Fahrzeugsteuergerät (500) eines Schienenfahrzeugs (10, 105, 110, 120) implementiert ist.
  11. Schienenfahrzeug (10, 105, 110, 120), dadurch gekennzeichnet, dass das Schienenfahrzeug (10, 105, 110, 120) mit einer Ortungseinrichtung (11) nach Anspruch 9 oder 10 ausgestattet ist.
  12. Schienenfahrzeug (10, 105, 110, 120) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass - das Schienenfahrzeug (10, 105, 110, 120) eine Recheneinrichtung (410, 510) und einen Speicher (420, 520) umfasst und - die Ortungseinrichtung (11) nach Anspruch 9 oder 10 und/oder die Funktionalität, ein Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 8 auszuführen, als Softwaremodul (SW11, SW501) in dem Speicher (420, 520) abgespeichert ist.
  13. Schienenfahrzeug (10, 105, 110, 120) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass - die Ortungseinrichtung (11) nach Anspruch 8 oder 9 und/oder die Funktionalität, ein Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 7 auszuführen, in einem Fahrzeugsteuergerät (500), insbesondere einem ATO-Fahrzeugsteuergerät, integriert ist.
  14. Schienenfahrzeug (10, 105, 110, 120) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugsteuergerät (500) ein autonomes Fahren des Schienenfahrzeugs (10, 105, 110, 120) und eine automatische Ortung während der fahrerlosen Fahrt ermöglicht.
  15. Computerprogrammprodukt (SW11, SW501), dadurch gekennzeichnet, dass das Computerprogrammprodukt bei Ausführung durch eine Recheneinrichtung diese veranlasst, ein Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.
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