DE19732488A1 - Verfahren zur Ermittlung von Fahrzeugpositionen in einem Streckenatlas - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

Insbesondere für die dezentrale Steuerung des Fahrbetriebs im Bahnwesen gibt es auf den Fahrzeugen vorzugsweise elektroni­ sche Streckennachbildungen in Form sogenannter Streckenatlan­ ten, in denen mindestens für ausgewählte Streckenpunkte Da­ tensätze hinterlegt sind, die die Ortsposition des betreffen­ den Streckenpunktes und ggf. weitere für den Bahnbetrieb re­ levante Daten wie z. B. Gleisneigungen, Kurvenradien und Streckenhöchstgeschwindigkeiten beinhalten. Da diese Daten mindestens mittelbar Einfluß nehmen auf die Fahrzeugsteue­ rung, ist es notwendig, nicht nur dafür zu sorgen, daß die jeweils richtigen und aktuellen Daten im Streckenatlas hin­ terlegt sind, sondern es muß auch sichergestellt sein, daß nur die Daten, die für einen bestimmten Streckenpunkt hinter­ legt wurden, bei der Bearbeitung dieses Streckenpunktes abge­ fragt und bewertet werden. Keinesfalls darf es vorkommen, daß infolge z. B. eines Adressierungsfehlers Daten abgerufen und verarbeitet werden, die dem jeweils behandelten Streckenpunkt tatsächlich nicht zugeordnet sind.

Aus der punktförmigen Zugbeeinflussung ist es bekannt, ent­ lang der Strecke punktförmige Übertragungseinrichtungen anzu­ ordnen, die dazu dienen, einem vorüberlaufenden Fahrzeug die aktuelle Ortsposition und gegebenenfalls weitere für den Fahrbetrieb wichtige Informationen zu übermitteln. Hierzu sieht die DE 21 24 089 C3 vor, daß die einzelnen punktförmi­ gen Übertragungseinrichtungen neben der eigentlichen Ortspo­ sition mindestens auch die Entfernung bis zur folgenden Über­ tragungseinrichtung an die vorüberlaufenden Fahrzeuge Über­ mitteln. Die Fahrzeuge wissen damit, wo etwa sie beim Vorrüc­ ken neue Daten zu erwarten haben. Treffen diese Daten nicht ein, so kann ein Fahrzeug daraus auf einen Defekt oder eine Störung schließen und sein Fahrverhalten unter worst case An­ nahme dieser Situation anpassen. Diese bekannte Einrichtung ist nur dazu geeignet, den Ausfall einer Übertragungseinrich­ tung zu erkennen, nicht jedoch, ob die jeweils übermittelten Daten auch tatsächlich die Daten sind, die dem Fahrzeug über­ mittelt werden sollen.

Aufgabe der Erfindung ist es, das im Oberbegriff des Patent­ anspruches 1 bezeichnete Verfahren so auszugestalten, daß un­ gewollte Veränderungen im Datenbestand eines Streckenpunktes beim Abrufen der betreffenden Daten sicher und zuverlässig erkannt werden können, unabhängig davon, ob diese Daten z. B. wegen eines Defektes im zugehörigen Speicher verändert oder z. B. wegen eines Adressierungsfehlers durch andere Daten er­ setzt wurden.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Die Sicherheit der Daten­ übertragung wird dabei durch den Vergleich der aktuell abge­ rufenen Daten mit bereits bekannten, vorschauend hinterlegten und abgefragten Daten erreicht.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angege­ ben.

So sind z. B. nach der Lehre des Anspruches 2 die den einzel­ nen Streckenpunkten zugeordneten Daten nicht nur in den Da­ tensätzen der jeweils benachbarten Streckenpunkte zu hinter­ legen, sondern auch in denen der weiter entfernten Strecken­ punkte, wobei nach der Lehre des Anspruchs 3 die Daten in den Datensätzen mindestens jeweils dreier benachbarter Strecken­ punkte abzulegen sind. Diese Anordnung macht es gemäß den An­ sprüchen 4 und 5 möglich, eine sichere und zuverlässige Da­ tenabfrage auch für den Fall zu gewährleisten, daß in den Da­ tensätzen einzelner Streckenpunkte Adressen und/oder Daten enthalten sind, die fehlerhaft verschieden sind von denen der übrigen Streckenpunkte. Durch die Vorgabe einer bestimmten Verweistiefe auf Datensätze benachbarter Streckenpunkte ist das erfindungsgemäße Verfahren echtzeitfähig.

Für unterschiedliche die Strecke befahrende Fahrzeuge oder für Fahrzeuge, die die Strecke in unterschiedlichen Abständen befahren sollen, kann es von Vorteil sein, die Auflösung der Streckenpunkte im Streckenatlas verschiedengroß zu wählen. Hierfür sieht der Anspruch 6 den Zugriff auf die Datensätze unterschiedlichweit beabstandeter Streckenpunkte vor. Dies kann nach der Lehre des Anspruches 7 dadurch geschehen, daß an vorgegebener Stelle in der Adresse oder im Datenbestand eines Datensatzes ein oder mehrere Bits gesetzt werden, die angeben, ob die abgerufenen Daten mit denen der direkt be­ nachbarten Streckenpunkte oder mit denen weiter entfernter Streckenpunkte zu vergleichen sind.

In vorteilhafter Weise veranlaßt das die Daten jeweils abru­ fende Fahrzeug nach der Lehre des Anspruches 8 durch Setzen entsprechender Steuerinformationen den Abruf und die Verknüp­ fung der jeweils relevanten Daten.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung verdeutlichten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt schematisch die Nachbildung einer Strecke S in einem fahrzeugseitigen Streckenatlas. Für vorgegebene Streckenpunkte Tl bis Tr, die in unterschiedlichem Abstand zueinander von z. B. einigen dm oder m angeordnet seine kön­ nen, sind Datensätze hinterlegt, von denen in der Zeichnung nur die für die Streckenpunkte Tn bis Tq schematisch angedeu­ tet sind. Diese bestehen aus einem ersten Datenblock D, der die Daten enthält, die den betreffenden Streckenpunkt charak­ terisieren. Es sind dies ortsspezifische Daten, die sich auf die konkrete Lage des Streckenpunktes im Bahnnetz beziehen sowie ggf. Daten, die die in Fahrrichtung jeweils vorauslie­ gende Strecke bis mindestens zum folgenden Streckenpunkt be­ schreiben. Die die einzelnen Streckenpunkte beschreibenden Datensätze sind in der Zeichnung zur Unterscheidung von ande­ ren Datenblöcken mit der in Klammern stehenden Bezeichnung des betreffenden Streckenpunktes versehen. Weitere den ein­ zelnen Streckenpunkten zugeordnete Datensätze D* beinhalten Daten, die sich auf die in beiden Fahrrichtungen R und L an­ grenzenden Streckenpunkte beziehen. Diese Daten beinhalten die Ortspositionen und ggf. die Streckenspezifika der benach­ barten Streckenpunkte sowie die Adressen unter denen diese Daten aus dem Datenbestand der jeweiligen benachbarten Strec­ kenpunkte abzurufen sind. Im dargestellten Ausführungsbei­ spiel sind für jeden Streckenpunkt neben seinen eigenen die Daten D* zweier benachbarter Streckenpunkte zusammen mit den zugehörigen Adressen, aus denen die Daten aus dem Streckenat­ las abgerufen werden können, hinterlegt, wobei diese Daten­ sätze in der Zeichnung wiederum eine Kennung für denjenigen Streckenpunkt aufweisen, auf den sie sich beziehen.

Im nachfolgenden ist angenommen, daß ein die Strecke von links nach rechts befahrendes Fahrzeug so weit vorgerückt ist, daß es die für den Streckenpunkt Tp abgespeicherten Da­ ten aus dem Streckenatlas abruft. Die Adresse, unter der die­ se Daten abzurufen sind, kennt das Fahrzeug z. B. aus ihm zu­ vor beim Abrufen der Daten für die Streckenpunkte Th und To aus dem Streckenatlas übermittelten Datensätzen D*(Tp), die sich jeweils auf die Daten des aufzurufenden Streckenpunktes Tp beziehen. Durch eine UND-Verknüpfung der sich auf den Streckenpunkt Tp beziehenden Adressen stellt das Fahrzeug die Verbindung zu den für den Streckenpunkt Tp gespeicherten Da­ ten her. Es sind dies die originären Daten D(Tp) dieses Streckenpunktes bezüglich seiner Position im Streckennetz und ggf. streckenspezifische Daten für die vorausliegende Strec­ ke. Ferner beinhaltet der auszulesende Datensatz Angaben D*(Tq), D*(Tr); D*(To), D*(Tn) über die Datensätze der benach­ barten Streckenpunkte Tq, Tr, To und Th, wobei diese Angaben nicht unbedingt vollständig sein müssen, sondern nur beson­ ders sicherheitsrelevante Daten wie z. B. Ortspositionen be­ inhalten brauchen.

Vor Anerkennung der dem Streckenpunkt Tp direkt zugeordneten Daten D(Tp) vergleicht das Fahrzeug diese Daten mit den ihm beim Abrufen der für die zuvor passierten Streckenpunkte Tn und To im Streckenatlas für den Streckenpunkt Tp hinterlegten und ihm mitgeteilten Daten D*(Tp) auf Übereinstimmung. Stim­ men diese Daten in vorgegebener Weise inhaltlich überein, wo­ bei möglicherweise nur bestimmte Daten miteinander verglichen werden, so akzeptiert das Fahrzeug die für den Streckenpunkt Tp aus dem Streckenatlas ausgelesenen Daten und führt sie der Auswertung zu. Weichen die miteinander zu vergleichenden Da­ ten D(Tp) und D*(Tp) in nicht mehr zu tolerierender Weise voneinander ab, so werden die aus dem Streckenatlas übermit­ telten Daten nicht akzeptiert und verworfen. Das Fahrzeug wird dann entweder bis zum Stillstand verzögert oder aber es darf die Strecke bis zu einem definierten Streckenpunkt nur mit verminderter Geschwindigkeit unter Beachtung besonderer Sicherheitsmaßnahmen befahren. Bei sehr dichtem Abstand der Streckenpunkte ist es auch denkbar, daß das Fahrzeug den Aus­ fall einer oder einiger Datenpunkte toleriert und das Einlei­ ten eines Bremsvorganges davon abhängig macht, daß eine be­ stimmte Anzahl Datenpunkte nicht mehr mit dem Datenbestand früherer Streckenpunkte harmoniert.

Durch den Vergleich der Daten eines aktuell aufgerufenen Streckenpunktes mit den entsprechenden Daten in Fahrrichtung zurückliegender Streckenpunkte wird nicht nur das sichere Speichern und Auslesen dieser Daten aus dem Streckenatlas ge­ währleistet, sondern auch die Zuverlässigkeit eines solchen Mehrfach-Verarbeitungssystem wird erhöht, indem z. B. zuge­ lassen wird, daß die Daten eines der Streckenpunkte, deren Daten mit den Daten des aufgerufenen Streckenpunktes vergli­ chen werden, von den Daten der übrigen am Vergleichsvorgang beteiligten Streckenpunkte abweichen dürfen. Dies ist insbe­ sondere von Vorteil bei einer Vielzahl von an dem Vergleichs­ vorgang beteiligten Streckenpunkten.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden z. B. bezüg­ lich des Streckenpunktes Tp die für diesen gespeicherten Da­ ten D(Tp) mit den entsprechenden Daten D*(Tp) in den Daten­ sätzen der in Fahrrichtung zurückliegenden Streckenpunkte Tn und To verglichen; entsprechendes gilt bei einer gegenläufi­ gen Fahrrichtung durch Vergleich der abgerufenen Daten mit denen, die von den dann in Fahrrichtung zurückliegenden Streckenpunkten für den betrachteten Streckenpunkt hinterlegt wurden. So werden z. B. bezüglich des Streckenpunktes Tp die für diesen abgerufenen Daten D(Tp) mit den dann zuvor beim Passieren der Streckenpunkte Tr und Tq erfragten Daten (D*(Tp) verglichen, wobei die abgerufenen Daten (D(Tp) nur bei inhaltlich ausreichender Übereinstimmung mit den Ver­ gleichsdaten (D*(Tp) akzeptiert werden.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, daß die für einen Streckenpunkt hinterlegten Daten jeweils mit den Daten der beiden im Fahrweg jeweils folgenden Strecken­ punkte verglichen werden. Das Zusammenwirken der in den Ver­ gleichsvorgang mit den aktuell abgerufenen Daten jeweils ein­ zubeziehenden Streckenpunkte ist in der Zeichnung durch strichpunktierte, gestrichelte und durchgezogene Linien ver­ deutlicht.

Wenn Fahrzeuge in sehr dichtem Abstand aufeinander folgen sollen oder wenn Fahrzeuge die Strecke mit sehr hoher Ge­ schwindigkeit befahren sollen, kann es sinnvoll und vorteil­ haft sein, die Streckenauflösung zu verändern und in dem ei­ nen Fall Daten direkt benachbarter Streckenpunkte miteinander zu vergleichen und im anderen Fall nur auf die Daten jedes zweiten oder dritten Streckenpunktes zurückzugreifen. Eine derartige Anpassung der Auflösung der Strecke an die jeweili­ gen Erfordernisse ist in einfacher Weise möglich, indem die Fahrzeuge nur die Daten der dann jeweils in Frage kommenden Streckenpunkte miteinander vergleichen. So ist z. B. jeder zweite Streckenpunkt bei der Datenabfrage zu überspringen. Dies kann geschehen durch ein entsprechendes Kennzeichen, welches das Fahrzeug generiert und mit dem es dafür sorgt, daß in den Vergleichsvorgang nicht unbedingt die Datensätze aller benachbarter Streckenpunkte, sondern nur die jedes zweiten oder dritten Streckenpunktes einbezogen werden. Auf diese Art und Weise ist eine Anpassung eines hochauflösenden Streckenatlas an die jeweiligen Gegebenheiten des Augenblic­ kes ohne weiteres möglich.

Die Festlegung der Fahrrichtung und damit die Reihenfolge, in der die Datensätze benachbarter Streckenpunkte miteinander zu verknüpfen sind, kann auf dem Fahrzeug vor Fahrtantritt von Hand oder automatisch vorgegeben werden. Es ist auch möglich, beim Befahren der Strecke aus den dann nacheinander erfragten Datensätzen die jeweilige Fahrrichtung abzuleiten und damit die Richtung vorzugeben, in der die Datensätze zu verknüpfen sind. Ferner ist es möglich, solche Fahrrichtungskennzeichen z. B. über einen Kompaß zu ermitteln oder die Berechnung der Fahrrichtung aus Ortungsmeldungen eines Satellitennavigati­ onssystems herzuleiten.

Für das Befahren von Gleisverzweigungen muß entweder eine Auswahl über den tatsächlichen Fahrweg getroffen werden, z. B. anhand von beim Passieren einer Weiche ausgelösten Richtungskennzeichen auf dem Fahrzeug bzw. entsprechenden Weichenlagenkennzeichen einer Steuerstelle, oder aber es sind für den Vergleich die Datensätze der Streckenpunkte auf den sich verzweigenden Gleisen zu hinterlegen, wobei das Fahrzeug dann durch Vergleich der Daten feststellt, welche Daten über­ einstimmen. Daraus kann das Fahrzeug auch erkennen, welches Gleis es tatsächlich befährt und fortan dann nur die für die­ ses Gleis bestimmten Daten in den Datenvergleich einbeziehen.

Claims (8)

1. Verfahren zur Ermittlung von Fahrzeugpositionen in einem Streckenatlas, in dem die vom Fahrzeug befahrene Strecke in Form von ortsspezifischen Datensätzen hinterlegt ist, wobei jeder Datensatz einen bestimmten Streckenpunkt und ggf. wei­ tere Orts- und/oder Streckenspezifika beschreibt, dadurch gekennzeichnet,
daß für jeden Streckenpunkt (Tn) zusätzlich zu seinen eigenen Daten (D(Tn)) mindestens auch die Daten (D*(To)) des im von ihm befahrenen Fahrweg folgenden Streckenpunktes (To) und die Adressen hinterlegt sind, unter denen die Daten (D(To)) des mindestens einen folgenden Streckenpunktes (To) im Strec­ kenatlas abgelegt sind
und daß eine durch Zugriff auf diese Daten (D(To)) ermittelte Positionsangabe nur anerkannt wird, wenn die dabei gefundenen Daten (D(To)) inhaltlich übereinstimmen mit den im aufrufen­ den Streckenpunkt (Tn) für den aufgerufenen Streckenpunkt (To) hinterlegten Daten (D*(To)).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Streckenpunkt (Tp) die Adressen der folgenden Streckenpunkte (Tp, Tq; To, Tn) und deren Daten (D*(Tp), D*(Tq); D*(Th), D*(Tm)) in vorgegebener Verweistiefe hinter­ legt werden und daß die Anerkennung einer Positionsangabe von der Übereinstimmung der relevanten Positionsangaben aller im Fahrweg liegenden Streckenpunkte (Th, To) abhängig gemacht ist, von denen aus auf den aufgerufenen Streckenpunkt (Tp) verwiesen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Streckenpunkt mindestens drei Verweise auf Nachbar­ streckenpunkte in jeder Fahrwegrichtung aufweist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufruf eines Streckenpunktes (Tp) unter Mitwirkung einer UND-Verknüpfung der Adressen aller im Fahrweg liegenden Streckenpunkte (To, Th) erfolgt, von denen aus auf den aufge­ rufenen Streckenpunkt verwiesen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß hinsichtlich der Adressierung eines Streckenpunktes und/oder hinsichtlich des Datenvergleichs eine zahlenmäßig vorgegebene Abweichung der von einzelnen Streckenpunkten stammenden Adressen und/oder Daten zugelassen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Variation der Auflösung der Strecke im Streckenatlas von dem aufrufenden Streckenpunkt (Tp) auf den jeweils direkt benachbarten (Tq) oder den übernächsten (Tr) oder den dritt­ nächsten usw. Streckenpunkt verwiesen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die aktuelle Auflösung der Strecke durch Setzen eines oder einiger bits in der Adresse oder im Datenbestand des oder der jeweils aufrufenden oder des aufgerufenen Strecken­ punktes vorgegeben wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die die Strecke befahrenden Züge die jeweilige Auflösung der Strecke im Streckenatlas durch entsprechende Steuerinfor­ mationen an das oder die jeweils aufrufenden Streckenpunkte oder den aufgerufenen Streckenpunkt mindestens mittelbar vor­ geben.