EP0890496B1 - Verfahren und Anordnung zur Überwachung eines schienengebundenen Verkehrsmittels - Google Patents

Verfahren und Anordnung zur Überwachung eines schienengebundenen Verkehrsmittels Download PDF

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EP0890496B1
EP0890496B1 EP98250201A EP98250201A EP0890496B1 EP 0890496 B1 EP0890496 B1 EP 0890496B1 EP 98250201 A EP98250201 A EP 98250201A EP 98250201 A EP98250201 A EP 98250201A EP 0890496 B1 EP0890496 B1 EP 0890496B1
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EP
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unit
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train
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EP98250201A
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Ralf Dipl.-Ing Rehmet
François Dipl.-Ing. Sodji
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Rehmet Ralf Dipl-Ing
SODJI, FRANCOIS, DIPL.-ING.
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Individual
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Publication date
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    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/40Handling position reports or trackside vehicle data
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
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    • B61L27/50Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
    • B61L27/57Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades for vehicles or trains, e.g. trackside supervision of train conditions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61L3/00Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • B61L3/02Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
    • B61L3/08Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
    • B61L3/12Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves
    • B61L3/125Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves using short-range radio transmission
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    • B61L3/00Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • B61L3/16Continuous control along the route
    • B61L3/22Continuous control along the route using magnetic or electrostatic induction; using electromagnetic radiation
    • B61L3/225Continuous control along the route using magnetic or electrostatic induction; using electromagnetic radiation using separate conductors along the route
    • B61L2003/226German inductive continuous train control, called 'Linienzugbeeinflussung' [LZB]

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring a rail-bound means of transport in the preamble of the claim 1 specified type and an arrangement for implementation of the procedure. Such a method is described in the publication EP 0310 705 A discloses.
  • DE 27 04 143 A1 describes a device for influencing lines Known at which data telegrams from the moving Rail vehicle to the outside by means of a transmitter BS of the train, with a fixed control station OFS connected receiving devices positioned along the route of the train S1 to S9 are transmitted when the train is located in the area of the respective receiving device.
  • the route is in partial areas, each of which has a receiving device S1 to S9 is assigned divided.
  • Each section represents a radio zone with a radio channel exclusively assigned to it, so that transmitting and receiving devices with comparatively short ranges and low complexity can be.
  • the radio zones are designed so that these overlap slightly and thus seamless data transmission ensure if the vehicle is along the route moved from one section TB to the next.
  • DE 195 38 022 C2 describes a device for controlling a Rail vehicle described, in which the signaling systems of the respective route section are checked.
  • the signal state the respective system must be from an image capture device (Camera) can be recognized.
  • image capture device Camera
  • In a memory of the rail vehicle device data before the start of the route about the positions of the signal systems, with their possible signal states, of the route sections saved.
  • the current Location of the rail vehicle via satellite or position sensors (Induction loops) along the route.
  • the data processing device fetches on the basis of this information the data of the associated route section from the Storage.
  • the future positions of the signal systems of the Route section are thus known. Look at this the signal states of the respective signal systems are recognized and on corresponding behavior of the speed causes.
  • Arrangements are used in railway operations that are for visual purposes Serve monitoring.
  • Surveillance is used in the station area the avoidance of personal injury and property damage at level crossings for remote control of the barriers from a control center.
  • the invention has for its object a method for train monitoring of the aforementioned type and specify an arrangement for carrying out the method with which it is possible to visually and can be observed acoustically.
  • Transfer of surveillance of a moving, rail-bound train to a control center is independent at all times feasible from the location of the train.
  • the transfer becomes one by an alarm device in the car or the other by requesting the supervisory staff in the control center triggered so that a transmission takes place only if this is necessary or desired.
  • the recording of the video information is carried out in wagons carried out, each car or group of cars the train to be monitored has its own image recording device, for example a video camera and an image processing unit having.
  • the recording device is in Car interior positioned to the behavior of those located there Capturing people in the picture, possible criminal acts to be able to register immediately and take first countermeasures to be prepared by the control center connected to the receiver.
  • An arrangement of the receiving device on the outer wall of a or several freight wagons when monitoring a freight train enables an advantageous development of the Invention a control of the carload and the surrounding area of the corresponding car, so that, for example, loosening a tarpaulin attached to protect the cargo or a criminal Activity of unauthorized persons on the corresponding car can be recognized in time.
  • a second image recording device with a downstream Image processing unit inside a car like this to position that the lens of a recording device pointing in the direction of travel of the train, whereas the lens the second recording device into the opposite one Direction points.
  • This arrangement enables cheaper Way a monitoring of the respective interior, at which the disturbing influence of a blind spot is essentially excluded can be.
  • the invention includes the finding that only a minor Number of data channels is required or the use of only one transmission frequency or a narrow frequency band is required if video information is only required in the event of an alarm or upon request by the observation staff is transmitted to the control center, and also for the purpose of reduction a compression of the required transmission capacity the video information takes place.
  • the transfer of data for train monitoring in this form is essential without loss Information content is advantageously inexpensive with a slight expansion of an existing infrastructure to realize.
  • the transmitted video information is Can be evaluated without restriction and can be used successfully to combat crime crime or prevention can be used.
  • the video information captured by an image recorder are anologically / digitally converted in an image processing unit, compressed and sent to a memory, if neither an alarm unit in the car or in the Carriage group still triggered the transmission of the video information requested by a control center outside the train becomes.
  • the video information is requested by the control center without storage to a data transmission and attached in the car Forwarded receiving unit, which a radio connection to one of the positioned along the route as a data transmission unit produces receiving devices.
  • the video information is then sent to the data transmission unit in packets transmitted, and via a parallel to Route cable routed to a distant one Control center forwarded.
  • the video information is in the control center received by a central computer and via a data bus to one or more observation workplaces, each with electronic means for video data decompression equipped, distributed and observable made.
  • video information is generated continuously, however only transferred if there is an occasion for this for example, there is a passenger in need, so that the monitoring personnel in the control center are not redundant Information is charged.
  • the video information are packaged in a circular storage unit Storage is stored, during each storage process the oldest packet is overwritten by the latest packet becomes.
  • This information can be accessed advantageously in the event that, for example the events of the reconstruction preceding an alarm are conducive to a criminal fact.
  • the data sending and receiving unit has electronic means for establishing a full-duplex radio connection, being a high frequency unit which is a Omnidirectional antenna and a device for the separation of transmit and Received signals is attached to the outside of the car.
  • the radio frequency unit consists of an antenna, the one Has directional characteristic and is aligned so that a the largest possible part of the route is covered and one Device for separating transmit and receive signals.
  • Each data transmission unit sends in predefinable time Spaced an identifier frame that their specific address as well as the information to be used for the data exchange Radio channel contains.
  • the data sending and receiving unit in the car evaluates the identification frame and sends in return on the a command frame with the unique car address, the subaddress of the image recording device and the command to establish a data connection to the control center.
  • the addressed data transmission unit provides preferably over the Route cables designed as fiber optic cables provide a connection with the central computer in the control center.
  • the central computer determines which of the over a data bus with observation workstations connected to the central computer can receive and send the alarm triggered by the car connect. On the monitor of the observation work station an alarm message appears, which is sent by the observer must be acknowledged.
  • a receipt frame is generated that is addressed to the control unit in the car that triggers the alarm and traverses the connection path in the opposite direction.
  • Point-to-point connection which is for the continuous Transport of the video data packets is used.
  • a command is issued after the alarm situation has ended the control center sent to the control unit in the car, the control unit causes the data from the circular memory read out and send to the control center. Finally sends the control unit has a frame that is a command to dismantle the connection contains.
  • Receiving unit of a car sends this identification frame in turn an identification frame with the unique car address.
  • the data transmission unit sends this information to the central computer in the control center, which comes from the All of the location information is an up-to-date list the wagon locations calculated.
  • the central computer sends to just that over the line cable Data transmission unit in the radio zone of which the car is located of the image recording device to be called, one Command frame, the command to establish a full duplex data connection, the carriage address and the subaddress of the selected one Includes image recording unit.
  • the data transmission unit establishes a radio connection to the addressed Carriage in which several image recording units are arranged could be.
  • the data sending and receiving unit in the car evaluates the subaddress of the image recording device and builds a connection to the control unit via the data bus, which is assigned to the addressed image recording device, on.
  • the control unit receives the command to send the video information prepare by storing the video information stopped and a data path to bypass the memory is switched.
  • the control unit then carries out the Transmission of video information packets on the built Point-to-point connection to the requesting observation work station by.
  • the transmission is stopped and the connection dismantled as soon as a corresponding one from the observation workplace Command frame is sent to the control unit.
  • the arrangement for performing the train monitoring procedure has at least one of a carriage or data acquisition assigned to a wagon group of the train to be monitored and processing device, which is an image recording device, for example a video camera, a Image processing unit, an alarm unit and one Control unit includes on.
  • the data acquisition and processing facilities are implemented via a serial data bus Data path with one assigned to the wagon or wagon group Data transmission and reception device, the means for Has radiation and for receiving radio signals, connected.
  • the arrangement for performing the train monitoring procedure also has several, stationary along the route the data transmission units arranged for the train to be monitored, the means for radiating and receiving Radio signals and means for receiving and feeding a Data stream from and into a fiber optic cable Have line cables on.
  • the route cable is with a Control center, the one central computer and several subordinate to this Observation workplaces included, connected.
  • the observation work station has electronic means for image data decompression and to represent the procedure generated and transmitted image information.
  • the in the image processing unit provided image compression unit electronic means with which recorded video information a still picture suppression, a reduction of color information and a reduction in image resolution is made.
  • the data compression takes place in one Scope that one hand for the purpose of train monitoring Fighting and preventing crime sufficiently evaluable Amount of information can be made available and on the other hand requires only a minimum of transmission capacity must be taken.
  • FIG. 1 shows an arrangement 1 for train monitoring with a wagon (or a wagon group) (10) in which one or more data collection and Processing devices (20, 20 ') via a data bus (30) with a central data transmission and reception device (40) are connected.
  • the carriage (10) is during data transfer over a full duplex radio link (50) with one along the Route positioned data transmission unit (60) (from which are only shown for reasons of clarity is connected.
  • Each data transmission unit (60) is with the help a fiber optic coupling node (71) with a fiber optic cable executed route cable (70) coupled.
  • the line cable (70) leads to a control center (80), the means for presentation of the transmitted video information.
  • the data acquisition and processing unit (20) comprises the Image recording device (21) designed as a video camera, which is arranged downstream of an image processing device (22).
  • the image signals recorded by the video camera (21) digitized in an analog / digital converter (22.1) and in the the image compression unit downstream of the converter (22.1) (22.2) condensed.
  • the first is in an advantageous development of the invention Video camera (21) inside the car or group of cars positioned so that your lens is facing the train shows, whereas the lens of the second video camera in the points in the opposite direction.
  • Video camera (21) inside the car or group of cars positioned so that your lens is facing the train shows, whereas the lens of the second video camera in the points in the opposite direction.
  • the image compression unit provided in the image processing unit (22) (22.2) has electronic means with a suppression of those with the recorded video information of still images, a reduction in color information and a reduction in image resolution is made.
  • the data compression takes place to the extent that on the one hand one for train monitoring to fight crime and prevention sufficient amount of information to evaluate Can be made available and on the other hand only a minimum transmission capacity must be used.
  • the image processing unit (22) has a circular memory executed data storage (22.3), in which the compressed Image information is stored in packets in such a way that the latest package overwrites the oldest.
  • the circular memory (22.3) thus contains one by the memory size Predefinable volume of current video information based on Request be transferred to the remote control center (80).
  • the one that is preferably coupled to the emergency brake of the car (10) Alarm unit (23) is with a control unit (25), which evaluates the signal from the alarm unit.
  • the control unit (25) uses the circular memory control line (24) the stop of storage and the switching of a data path bypassing the circular memory as soon as and as long as the compressed video information in the control center (80) is transferred without intermediate storage.
  • a data bus (30) designed as a serial data bus transports by the control unit (25) via a data bus coupling node (31) fed video data for central data transmission and receiving unit (40) further.
  • the data sending and receiving unit comprises a data bus interface designed as a communication processor (41), a baseband processor Data processing device (42) for the transmission direction a modulator (43) and a transmission amplifier (44), for the receiving direction a receiving amplifier (46) and one Demodulator (47) and a radio frequency unit (45).
  • the radio frequency unit (45) is preferably outside on the roof of the Wagon arranged and contains means for separating broadcast and Receive signals and an omnidirectional antenna.
  • the baseband processor (42) has means for data encryption and decryption and to correct transmission errors.
  • the data transmission unit has accordingly (60) a radio frequency unit (61) for which Receive path a receiving amplifier (62) and a demodulator (63), for the transmission path a transmission amplifier (66) and one Modulator (67), a baseband processor (64) and a communication processor (65).
  • the radio frequency unit (61) has unlike the equipment of the wagons, a directional antenna, which is aligned so that as large a part as possible of the route is covered.
  • the neighboring data transmission units are positioned so that each other easily result in overlapping radio zones and at every location on the route a radio connection to one of the data transmission units can be built.
  • the communication processor (65) is via a fiber optic coupling node (71) with the fiber optic cable connected and ensures bidirectional data transport to the control center (80) and / or to a car (10). He cares among other things for the registration of the wagons that are currently up to date stay in the radio zone of the data transmission unit and for the forwarding of this information to the control center (80).
  • the control center (80) is connected via a fiber optic coupling node connected to the fiber optic cable and has a central computer (81) and several via a data bus (83) to the central computer connected observation workstations (82.82 ', 82' ').
  • the Central computer (81) has the main task, all from different Car or train incoming video data streams evenly to be distributed to the observation workstations (82.82 ', 82' ').
  • the Observation workstations have a communication processor (82.1) for data transmission, a computing unit (82.2) for the Sequence of application and operating programs, one as a monitor executed viewing device (82.3) and an image decompression unit (82.4) for the recovery of the compressed video information.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines schienengebundenen Verkehrsmittels der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. Ein derartiges Verfahren wird in der Druckschrift EP 0310 705 A offenbart.
Aus der DE 27 04 143 A1 ist eine Einrichtung zur Linienzugbeeinflussung bekannt, bei welchem Datentelegramme vom fahrenden Schienenfahrzeug mittels einer Sendeeinrichtung BS zu außerhalb des Zuges befindlichen, mit einer ortsfesten Steuerstelle OFS verbundenen längs der Fahrstrecke des Zuges positionierten Empfangseinrichtungen S1 bis S9 übertragen werden, wenn der Zug sich im Bereich der jeweiligen Empfangseinrichtung befindet. Gemäß weiteren Ausführungen dieser Schrift ist die Fahrstrecke in Teilbereiche, denen jeweils eine Empfangseinrichtung S1 bis S9 zugeordnet ist, unterteilt. Jeder Teilbereich repräsentiert eine Funkzone mit einem ausschließlich ihr zugeordneten Funkanal, so daß Sende- und Empfangseinrichtungen mit vergleichsweise geringen Reichweiten sowie geringer Komplexität eingesetzt werden können. Die Funkzonen werden so ausgestaltet, daß diese sich leicht überlappen und somit eine lückenlose Datenübertragung gewährleisten, wenn das Fahrzeug sich entlang der Fahrstrecke von einen Teilbereich TB zum nächsten bewegt.
In DE 195 38 022 C2 wird eine Vorrichtung zur Steuerung eines Schienenfahrzeuges beschrieben, bei der die Signalanlagen eines jeweiligen Streckenabschnittes überprüft werden. Der Signalzustand der jeweiligen Anlage muß von einer Bilderfassungseinrichtung (Kamera) erkannt werden. In einem Speicher der Schienenfahrzeugvorrichtung werden vor Antritt der Strecke Daten über die Positionen der Signalanlagen, mit deren möglichen Signalzuständen, der Streckenabschnitte gespeichert.
Anhand einer Positionserfassungseinrichtung kann der aktuelle Ort des Schienenfahrzeuges über Satellit oder Positionsgebern (Induktionsschleifen) ,entlang der Strecke, erkannt werden.
Aufgrund dieser Information holt die Datenverarbeitungseinrichtung die Daten des dazugehörige Streckenabschnittes aus dem Speicher. Die Zukünftigen Positionen der Signalanlagen des Streckenabschnittes sind somit bekannt. Anhand dieser werden die Signalzustände der jeweiligen Signalanlagen erkannt und ein entsprechendes Verhalten der Geschwindigkeit veranlaßt.
Im Bahnbetrieb sind Anordnungen im Einsatz, die zur visuellen Überwachung dienen. Im Bahnhofsbereich dient die Überwachung der Vermeidung von Personen- und Sachschäden, an Bahnübergängen zur Fernbedienung der Schranken von einer Leitstelle aus.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Zugüberwachung der eingangs genannten Gattung und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben, mit welchen es möglich ist, die Innenräume der Wagen visuell und akustisch zu beobachten. Die Übertragung der zur Überwachung eines fahrenden, schienengebundenen Zuges aufgenommenen Information zu einer Leitzentrale ist dabei jederzeit und unabhängig vom Standort des Zuges durchführbar. Die Übertragung wird zum einem durch eine Alarmierungsvorrichtung im Wagen oder zum anderen durch Anforderung des Aufsichtspersonals in der Leitzentrale ausgelöst, so daß eine Übertragung nur dann erfolgt, wenn diese notwendig oder gewünscht ist. Weiterhin wird stets eine gewisse Informationsmenge im Wagen zwischengespeichert, so daß bei Bedarf die vor der Übertragung stattgefundenen Ereignisse abgerufen werden können.
Die Lösung der Aufgabe schließt eine bedeutende Lücke im sicherheitstechnischen System der Bahnbetriebe zur Vermeidung und Bekämpfung von Personen- und Sachschäden.
Diese Aufgabe wird durch die Meskmale des Anspruchs 1 bzw. 9 gelöst.
Die Aufzeichnung der Video-Information wird erfindungsgemäß wagenweise durchgeführt, wobei jeder Wagen bzw. jede Wagengruppe des zu überwachenden Zuges seine eigene Bildaufzeichnungseinrichtuhg, beispielsweise eine Video-Kamera, und eine Bildverarbeitungseinheit aufweist. Die Aufzeichnungseinrichtung wird im Wageninnenraum positioniert, um das Verhalten der dort befindlichen Personen im Bild festzuhalten, mögliche strafbare Handlungen sofort registrieren zu können und erste Gegenmaßnahmen durch die empfängerseitig angeschlossene Leitstelle vorzubereiten.
Eine Anordnung der Aufnahmeeinrichtung an der Außenwandung eines oder mehrerer Güterwagen bei der Zugüberwachung eines Güterzuges ermöglicht nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine Kontrolle der Wagenladung und der näheren Umgebung des entsprechenden Wagens, so daß beispielsweise ein Lösen einer zum Schutz der Ladung angebrachte Plane oder eine kriminelle Aktivität unbefugter Personen an dem entsprechenden Wagen rechtzeitig erkannt werden kann.
Entsprechend einer anderen Weiterbildung der Erfindung ist es von Vorteil, eine zweite Bildaufzeichnungseinrichtung mit nachgeordneter Bildverarbeitungseinheit innerhalb eines Wagens derart zu positionieren, daß das Objektiv der einen Aufzeichnungseinrichtung in Fahrtrichtung des Zuges zeigt, wogegen das Objektiv der zweiten Aufzeichnungseinrichtung in die entgegengesetzte Richtung weist. Diese Anordnung ermöglicht in günstiger Weise eine Überwachung des jeweiligen Innenraums, bei welcher der störende Einfluß eines toten Winkels im wesentlichen ausgeschlossen werden kann.
Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, daß nur eine geringe Anzahl von Datenkanälen benötigt wird bzw. die Benutzung von nur einer Übertragungsfrequenz oder eines schmalen Frequenzbandes erforderlich ist, wenn eine Video-Information nur im Alarmierungsfall oder auf Anforderung durch das Beobachtungspersonal in die Leitzentrale übertragen wird, wobei zudem zwecks Reduzierung der erforderlichen Übertragungskapazität eine Komprimierung der Video-Information erfolgt. Die Übertragung von Daten zur Zugüberwachung in dieser Form ist ohne Verlust wesentlicher Informationsinhalte in vorteilhafter Weise kostengünstig unter geringfügiger Erweiterung einer bereits vorhanden Infrastruktur zu realisieren. Die übertragene Video-Information ist ohne Einschränkung auswertbar und kann erfolgreich zur Kriminaiitätsbekämpfung bzw. -prävention genutzt werden.
Die von einer Bildaufzeichnungseinrichtung erfaßten Video-Informationen werden in einer Bildverarbeitungseinheit anolog/digitalgewandelt, komprimiert und in einen Speicher geleitet, wenn weder eine Alarmierungseinheit im Wagen oder in der Wagengruppe ausgelöst wurde noch die Übertragung der Video-Information durch eine Leitzentrale außerhalb der Zuges angefordert wird. Bei Auslösung der Alarmierungseinheit oder bei Anforderung durch die Leitzentrale wird die Video-Information ohne Speicherung an eine im Wagen angebrachte Datensende-und Empfangseinheit weitergeleitet, welche eine Funkverbindung zu einer der entlang der Fahrstrecke positionierten als Datenübertragungseinheit ausgeführte Empfangseinrichtungen herstellt. Die Video-Information wird im Anschluß paketweise an die Datenübertragungseinheit übermittelt, und über ein parallel zur Fahrtrasse verlegtes Streckenkabel an eine entfernt gelegene Leitzentrale weitergeleitet. In der Leitzentrale wird die Video-Information von einem Zentralrechner entgegengenommen und über einen Datenbus an einen oder mehrere Beobachtungsarbeitsplätze, welche jeweils mit elektronischen Mitteln zur Videodatendekomprimierung ausgerüstet sind, verteilt und beobachtbar gemacht.
Erfindungsgemäß werden Video-Informationen zwar ständig erzeugt, jedoch nur dann übertragen, wenn hierzu ein Anlaß wie zum Beispiel ein sich in Not befindlicher Fahrgast besteht, so daß das Beobachtungspersonal in der Leitzentrale nicht mit redundanten Informationen belastet wird. Die Video-Informationen werden paketweise in einem als Zirkularspeichereinheit ausgebildeten Speicher abgelegt, wobei während jedes Speichervorgangs das älteste Datenpaket durch das neueste Paket überschrieben wird. Somit werden kontinuierlich die Ereignisse der jüngsten Vergangenheit festgehalten. Diese Informationen können vorteilhaft für den Fall abgerufen werden, daß beispielsweise die einer Alarmierung vorangegangenen Ereignisse der Rekonstruktion eines kriminellen Tatbestandes dienlich sind.
Bei Betätigung einer im Wagen angebrachten Alarmierungseinheit gelangt ein Alarmsignal an eine Steuereinheit, die den Befehl zum Aufbau einer Datenverbindung mit der Leitzentrale über den wageninternen seriellen Datenbus an eine Datensende- und empfangseinheit gibt. Die Datensende- und empfangseinheit besitzt elektronische Mittel zum Aufbau einer Vollduplex-Funkverbindung, wobei eine Hochfrequenzeinheit, welche eine Rundstrahlantenne und eine Einrichtung zur Trennung von Sende-und Empfangssignalen besitzt, außen am Wagen angebracht ist.
Entlang der Strecke werden Datenübertragungseinheiten, die analog der Datensende- und empfangseinheit im Wagen aufgebaut und über ein Streckenkabel mit der Leitzentrale verbunden sind, so positioniert, daß sich einander überlappende Funkzonen ergeben. Die Hochfrequenzeinheit besteht aus einer Antenne, die eine Richtcharakteristik aufweist und so ausgerichtet wird, daß ein möglichst großer Teil der Fahrstrecke abgedeckt wird und einer Einrichtung zur Trennung von Sende- und Empfangssignalen.
Jede Datenübertragungseinheit sendet in vorgebbaren zeitlichen Abständen einen Kennungsrahmen, das ihre spezifische Adresse sowie die Angabe des für den Datenaustausch zu verwendenden Funkkanals enthält. Die Datensende-und empfangseinheit im Wagen wertet den Kennungsrahmen aus und sendet im Gegenzug auf dem ein Kommandorahmen mit Angabe der einzigartigen Wagenadresse, der Subadresse der Bildaufzeichnungseinrichtung und das Kommando zum Aufbau einer Datenverbindung zur Leitzentrale. Die adressierte Datenübertragungseinheit stellt über das vorzugsweise als Glasfaserkabel ausgeführte Streckenkabel eine Verbindung mit dem Zenralrechner in der Leitzentrale her. Der Zentralrechner stellt fest, welcher der über einen Datenbus mit dem Zentralrechner verbundenen Beobachtungsarbeitsplätze die vom Wagen ausgelöste Alarmierung entgegennehmen kann und stellt eine Verbindung her. Auf dem Monitor des Beobachtungsarbeitsplatz erscheint eine Alarmmeldung, welche durch den Beobachter quittiert werden muß. Es wird ein Quittungsrahmen erzeugt, der an die alarmauslösende Steuereinheit im Wagen adressiert ist und den Verbindungsweg in entgegengesetzter Richtung durchläuft. Zwischen der Bildaufzeichnungseinheit im Wagen und dem Beobachtungsplatz in der Leitzentrale besteht als Ergebnis eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung, welche für den kontinuierlichen Transport der Video-Datenpakete genutzt wird. Vor Beginn der Übertragung wird die Speicherung der Video-Informationen gestoppt und ein Datenweg zur Umgehung des Speichers geschaltet wird. Nach Beendigung der Alarmsituation wird ein Kommando aus der Leitzentrale an die Steuereinheit im Wagen gesendet, das die Steuereinheit veranlaßt, die Daten aus dem Zirkularspeicher auszulesen und in die Leitzentrale zu senden. Abschließend sendet die Steuereinheit einen Rahmen, der ein Kommando zum Abbau der Verbindung enthält.
Auf Anforderung des Beoachtungsarbeitsplatzes in der Leitzentrale wird eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung zu einer genau bestimmten Bildaufzeichnungseinrichtung eines Wagens oder einer Wagengruppe hergestellt. Um den Aufenthaltsort jedes Wagens zu jedem Zeitpunkt zu kennen, senden die entlang der Fahrstrecke angeordneten Datenübertragungseinheiten in vorgebbaren zeitlichen Abständen Kennungsrahmen aus. Empfängt die Datensende- und
Empfangseinheit eines Wagens diesen Kennungsrahmen, sendet diese ihrerseits einen Kennungsrahmen mit der einzigartigen Wagenadresse. Die Datenübertragungseinheit sendet diese Information an den Zentralrechner in der Leitzentrale, welcher aus der Gesamtheit der Standortinformationen eine stets aktuelle Liste der Wagenstandorte errechnet.
Der Zentralrechner sendet über das Streckenkabel an genau die Datenübertragungseinheit, in deren Funkzone sich der Wagen mit der anzurufenden Bildaufzeichnungseinrichtung befindet, einen Kommandorahmen, der den Befehl zum Aufbau einer Vollduplex-Datenverbindung, die Wagenadresse und die Subadresse der gewählten Bildaufzeichnungseinheit enthält. Die Datenübertragungseinheit errichtet eine Funkverbindung zu dem adressierten Wagen, in dem mehrere Bildaufzeichnungseinheiten angeordnet sein können. Die Datensende- und Empfangseinheit im Wagen wertet die Subadresse der Bildaufzeichungseinrichtung aus und baut über den Datenbus eine Verbindung zu der Steuereinheit, welcher der adressierten Bildaufzeichnungseinrichtung zugeordnet ist, auf. Die Steuereinheit erhält den Befehl, das Senden der Video-Information vorzubereiten, indem die Speicherung der Video-Informationen gestoppt und ein Datenweg zur Umgehung des Speichers geschaltet wird. Die Steuereinheit führt anschließend die Aussendung von Video-Informationspaketen über die aufgebaute Punkt-zu-Punkt-Verbindung an den anfordernden Beobachtungsarbeitsplatz durch. Die Übertragung wird gestoppt und die Verbindung abgebaut, sobald vom Beobachtungsarbeitsplatz ein entsprechender Kommandorahmen an die Steuereinheit gesendet wird.
Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Zugüberwachung weist erfindungsgemäß mindestens eine einem Wagen oder einer Wagengruppe des zu überwachenden Zuges zugeordnete, Datenerfassungs- und verarbeitungseinrichtung, die eine Bildaufzeichnungseinrichtung, beispielsweise eine Videokamera, eine Bildverarbeitungseinheit, eine Alarmierungseinheit und eine Steuereinheit umfaßt, auf. Die Datenerfassungs- und verarbeitungseinrichtungen sind über einen als seriellen Datenbus ausgeführten Datenweg mit einer dem Wagen oder der Wagengruppe zugeordneten Datensende-und Empfangseinrichtung, die Mittel zur Abstrahlung und zum Empfang von Funksignalen aufweist, verbunden.
Die Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Zugüberwachung weist desweiteren mehrere, stationär längs der Fahrstrekke des zu überwachenden Zuges angeordnete, Datenübertragungseinheiten, die Mittel zur Abstrahlung und zum Empfang von Funksignalen und Mittel zur Aufnahme und zur Einspeisung eines Datenstromes aus und in ein als Glasfaserkabel ausgeführtes Streckenkabel besitzen, auf. Das Streckenkabel ist mit einer Leitzentrale, die einen Zentralrechner und mehrere diesem nachgeordneten Beobachtungsarbeitplätze umfaßt, verbunden. Jeder Beobachtungsarbeitsplatz besitzt elektronische Mittel zur Bilddatendekomprimierung und zur Darstellung der verfahrensgemäß erzeugten und übertragenen Bild-Informationen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist die in der Bildverarbeitungseinheit vorgesehene Bildkomprimierungseinheit elektronische Mittel auf, mit denen bei der aufgezeichneten Video-Information eine Supprimierung von Standbildern, eine Reduzierung der Farbinformation und eine Verringerung der Bildauflösung vorgenommen wird. Die Datenkomprimierung erfolgt in einem Umfang, daß einerseits eine für die Zugüberwachung zwecks Verbrechensbekämpfung und -prävention ausreichend auswertbare Informationsmenge zur Verfügung gestellt werden kann und andererseits nur ein Minimum an Übertragungskapazität in Anspruch genommen werden muß.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehende zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figur 1 näher dargestellt.
Das in Figur 1 dargestellte Blockschaltbild zeigt eine Anordnung 1 zur Zugüberwachung mit einem Wagen (oder einer Wagengruppe) (10), in dem eine oder mehrere Datenerfassungs- und Verarbeitungseinrichtungen (20, 20') über einen Datenbus (30) mit einer zentralen Datensende- und Empfangseinrichtung (40) verbunden sind. Der Wagen (10) ist während der Datenübertragung über eine Vollduplex-Funkverbindung (50) mit einer entlang der Fahrstrecke positionierten Datenübertragungseinheit (60) (von denen nur eine aus Gründen der Übersichtlichkeit dargestellt ist) verbunden. Jede Datenübertragungseinheit (60) ist mit Hilfe eines Glasfaserkoppelknotens (71) mit einem als Glasfaserkabel ausgeführten Streckenkabel (70) gekoppelt. Das Streckenkabel (70) führt in eine Leitzentrale (80), die Mittel zur Darstellung der übertragenen Video-Informationen aufweist.
Die Datenerfassungs- und Verarbeitungseinheit (20) umfaßt die als Videokamera ausgeführte Bildaufzeichnungseinrichtung (21), der einer Bildverarbeitungseinrichtung (22) nachgeordnet ist. Die von der Videokamera (21) aufgezeichneten Bildsignale werden in einem Analog/Digital-Wandler (22.1) digitalisiert und in der dem Wandler (22.1) nachgeordneten Bildkomprimierungseinheit (22.2) verdichtet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die erste Videokamera (21) innerhalb des Wagens oder der Wagengruppe derart positioniert, daß ihr Objektiv in Fahrtrichtung des Zuges zeigt, wogegen das Objektiv der zweiten Videokamera in die entgegengesetzte Richtung weist. Diese Anordnung ermöglicht eine Überwachung des jeweiligen Wageninnenraums, bei welcher der störende Einfluß eines toten Winkels im wesentlichen ausgeschlossen werden kann.
Die in der Bildverarbeitungseinheit (22) vorgesehene Bildkomprimierungseinheit (22.2) weist elektronische Mittel auf, mit denen bei der aufgezeichneten Video-Information eine Supprimierung von Standbildern, eine Reduzierung der Farbinformation und eine Verringerung der Bildauflösung vorgenommen wird. Die Datenkomprimierung erfolgt jeweils in einem Umfang, daß einerseits eine für die Zugüberwachung zwecks Verbrechensbekämpfung und -prävention ausreichend auswertbare Informationsmenge zur Verfügung gestellt werden kann und andererseits nur ein Minimum an Übertragungskapazität in Anspruch genommen werden muß.
Die Bildverarbeitungseinheit (22) besitzt einen als Zirkularspeicher ausgeführten Datenspeicher (22.3), in dem die komprimierten Bild-Informationen paketweise derart abgelegt werden, daß das neueste Paket das älteste überschreibt. Der Zirkularspeicher (22.3) enthält somit einen durch die Speichergröße vorgebbares Volumen an aktuellen Video-Informationen, die auf Anforderung in die entfernte Leitzentrale (80) übertragen werden. Die vorzugsweise mit der Notbremse des Wagens (10) gekoppelte Alarmierungseinheit (23) ist mit einer Steuereinheit (25), die das Signal der Alarmierungseinheit auswertet, verbunden. Die Steuereinheit (25) bewirkt mit Hilfe der Zirkularspeichersteuerleitung (24) den Stop der Speicherung und die Schaltung eines den Zirkularspeicher umgehenden Datenweges, sobald und solange die komprimierte Video-Information in die Leitzentrale (80) ohne Zwischenspeicherung übertragen wird.
Ein als serieller Datenbus ausgeführter Datenbus (30) transportiert die von der Steuereinheit (25) über einen Datenbuskoppelknoten (31) eingespeisten Video-Daten zur zentralen Datensende-und empfangseinheit (40) weiter. Die Datensende- und Empfangseinheit umfaßt eine als Kommunikationsprozessor ausgeführte Datenbusschnittstelle (41), eine als Basisbandprozessor ausgeführte Datenverarbeitungseinrichtung (42), für die Senderichtung einen Modulator (43) und einen Sendeverstärker (44), für die Empfangsrichtung einen Empfangsverstärker (46) und einen Demodulator (47) und eine Hochfrequenzeinheit (45). Die Hochfrequenzeinheit (45) wird vorzugsweise außen auf dem Dach des Wagens angeordnet und enthält Mittel zur Trennung von Sende-und Empfangssignalen sowie eine Rundstrahlantenne. Der Basisbandprozessor (42) besitzt Mittel zur Datenver- und Entschlüsselung sowie zur Korrektur von Übertragungsfehlern.
Die entlang der Strecke angeordneten und über ein Streckenkabel (70) mit der Leitzentrale (80) verbundenen Datenübertragungseinheiten (60), die als Gegenstück der Datensende- und empfangseinheit (40) fungieren. Entsprechend besitzt die Datenübertragungseinheit (60) eine Hochfrequenzeinheit (61), für den Empfangsweg einen Empfangsvertstärker (62) und einen Demodulator (63), für den Sendeweg einen Sendeverstärker (66) und einen Modulator (67), einen Basisbandprozessor (64) und einen Kommunikationsprozessor (65). Die Hochfrequenzeinheit (61) besitzt abweichend von der Ausrüstung der Wagen eine Richtstrahlantenne, die derart ausgerichtet wird, daß ein möglichst großer Teil des Fahrweges abgedeckt wird. Die benachbarten Datenübertragungseinheiten werden so positioniert, daß sich einander leicht überlappende Funkzonen ergeben und an jedem Ort des Fahrweges eine Funkverbindung zu einer der Datenübertragungseinheiten aufbauen läßt.
Der Kommunikationsprozessor (65) ist über ein Glasfaserkoppelknoten (71) mit dem als Glasfaserkabel ausgeführten Streckenkabel verbunden und sorgt für den bidirektionalen Datentransport zur Leitzentrale (80) und/oder zu einem Wagen (10). Er sorgt unter anderem für die Registrierung der Wagen, die sich aktuell in der Funkzone der Datenübertragungseinheit aufhalten und für die Weitergabe dieser Information an die Leitzentrale (80).
Die Leitzentrale (80) ist über einen Glasfaserkoppelknoten mit dem Glasfaserkabel verbunden und weist einen Zentralrechner (81) und mehrere über einen Datenbus (83) an den Zentralrechner angeschlossene Beobachtungsarbeitsplätze (82,82',82'') auf. Der Zentralrechner (81) hat die Hauptaufgabe, alle aus verschiedenen Wagen oder Zügen ankommende Video-Datenströme gleichmäßig an die Beoachtungsarbeitsplätze (82,82',82'') zu verteilen. Die Beobachtungsarbeitsplätze weisen einen Kommunikationsprozessor (82.1) zur Datenübertragung, eine Recheneinheit (82.2) für den Ablauf von Anwendungs- und Betriebsprogrammen, ein als Monitor ausgeführtes Sichtgerät (82.3) und eine Bilddekomprimierungseinheit (82.4) zur Rückgewinnung der komprimierten Video-Informationen.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Überwachung eines schienengebundenen Verkehrsmittels, bei welchem Daten von einem fahrenden Zug mittels einer an einem Wagen oder einer Wagengruppe angeordneten Datensende und Emptangseinheit (40) auf jeweils eine auβerhalb von längs der Fahrstrecke des Zuges positionierten als Datenübertragungseinheit ausgebildeten Empfangseinrichtung (60)und einem als Glasfaserkabel ausgebildeten Streckenkabel (70) an eine Leitzentrale (80) übertragen werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Daten Zugüberwachungsdaten enthalten, die als Video-Informationen vom Innern des Fahrgast- oder Frachtraums durch eine Mehrzahl von Bildaufzeichnungseinrichtungen (21, 21') jeweils in dem Wagen oder der Wagengruppe aufgenommen und in einer Bildverarbeitungseinheit (22) verarbeitet werden,
    daß die Zugüberwachungsdaten ohne Speicherung direktübertragen werden, wenn die Übertragung entweder durch eine Alarmierungseinheit (23) ausgelöst oder durch Beobachtungspersonal in der Leitzentrale (80) angefordert wird,
    daß die mittels der Aufnahmeeinrichtungen (21) erfaßten Video-Informationen in einem Speicher (22.3) zwischengespeichert werden, wenn weder die Alarmierungseinrichtung (23) betätigt noch eine Übertragung der Zugüberwachungsdaten durch das Beobachtungspersonal der Leitzentrale (80) angefordert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung der erforderlichen Übertragungskapazität des Datenweges mittels der Bildverarbeitungseinheit (22) eine Analog/Digitalwandlung und Komprimierung der Video-Information durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Komprimierung der Video-Information durch eine Unterdrückung von Standbildern und/oder durch eine Verringerung der Bildauflösung und/oder eine Reduzierung der Farbinformation durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Datensende-und Emptangseinheit (40) an dem Wagen oder der Wagengruppe (10) und der Leitzentrale (80) für die Dauer der Übertragung eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung aufgebaut wird und über diese die, Zugüberwachungsdaten ohne Zwischenspeicherung in die Leitzentrale (80) paketweise direktübertragen werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinheit (25) entweder bei Auslösen der Alarmierungseinrichtung (23) oder nach Anforderung durch das Beobachtungspersonal in der Leitzentrale (80) mit Hilfe einer Zirkularspeichersteuerleitung (24) den Speichervorgang anhält und einen Datenweg zur Umgehung des Speichers (22.3) schaltet, sobald und solange die Übertragung der zugüberwachungsdaten eingeleitet und durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß in dem als Zirkularspeichereinheit ausgeführten Speicher (22.3) die Zugüberwachungsdaten paketweise abgelegt werden und das älteste zugüberwachungsdatenpaket durch das neueste überschrieben wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Zirkularspeicher (22.3) zwischengespeicherten Zugüberwachungsdaten auf Anforderung durch das Beobachtungspersonal in der Leitzentrale (80) ausgelesen und über eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung paketweise übertragen wird.
  8. Verfahren zur Zugüberwachung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufzeichnung der Video-Information in einem Innenraum des Wagens oder der Wagengruppe durchgeführt wird, wobei mindestens jeweils eine Bildaufzeichnungs-einrichtung (21) die VideoInformation in Fahrtrichtung gesehen und eine zweite Bildaufzeichnungs-einrichtung die Video-Information entgegengesetzt der Fahrtrichtung gesehen aufzeichnet.
  9. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Zugüberwachung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch
    mindestens eine einem Wagen oder einer Wagengruppe (10) des zu überwachenden Zuges zugeordnete Datenerfassungs- und verarbeitungsenheit (20, 20'), welche eine Bildaufzeichnungseinrichtung (21) aufweist, der eine Bildverarbeitungseinheit (22) nachgeordnet ist, und welche über einen Datenbus (30) mit einer Datensende- und empfangseinheit (40) verbunden ist
    eine Mehrzahl stationär längs der Fahrstrecke des zu überwachenden Zuges angeordnete Datenübertragungsseinheiten (60), welche einen Empfangsteil zur Aufnahme der von der Datensendeeinheit (40) gesendeten Video-Information und einen Kommunikationsprozessor (65) zur Weitergabe der Video-Information aufweisen
    eine mit den Datenübertragungseinheiten (60) über ein Strekkenkabel (70) verbundene Leitzentrale (80) zur Auswertung der übertragenen Video-Information.
  10. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildverarbeitungseinheit (22) einen Analog/Digitalwandler (22.1), eine Bildkomprimierungseinheit (22.2) und einen als Zirkularspeicher ausgebildeten Speicher (22.3) aufweist.
  11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildkomprimierungseinheit (22.2) elektronische Mittel zur Supprimierung von Standbildern, zur Reduzierung der Farbinformation und zur Verringerung der Bildauflösung aufweist.
  12. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenerfassungs- und Verarbeitungseinheit (20) eine Steuereinheit (25) aufweist, welche mit der Bildverarbeitungseinheit (22), einer Alarmierungseinheit (23) und über einen Datenbuskoppelknoten (31) mit dem Datenbus(30) verbunden ist.
  13. Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitzentrale (80) einen Zentralrechner aufweist, der mit mehreren Beobachtungsarbeitsplätzen (82,82',82''), die jeweils eine Bilddekomprimierungseinheit (82.4) aufweisen, über einen Datenbus (83) gekoppelt ist.
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