EP2849985B1 - Positionsbestimmung von schienenfahrzeugen - Google Patents

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EP2849985B1
EP2849985B1 EP13729672.9A EP13729672A EP2849985B1 EP 2849985 B1 EP2849985 B1 EP 2849985B1 EP 13729672 A EP13729672 A EP 13729672A EP 2849985 B1 EP2849985 B1 EP 2849985B1
Authority
EP
European Patent Office
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time
rail vehicle
sbz
track
occupied signal
Prior art date
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Not-in-force
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EP13729672.9A
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English (en)
French (fr)
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EP2849985A1 (de
Inventor
Jens Braband
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2849985A1 publication Critical patent/EP2849985A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2849985B1 publication Critical patent/EP2849985B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
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    • B61L1/18—Railway track circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates
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    • B61L1/16—Devices for counting axles; Devices for counting vehicles
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    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation
    • B61L2027/202—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation using European Train Control System [ETCS]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
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    • B61L2205/04—Satellite based navigation systems, e.g. global positioning system [GPS]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation

Definitions

  • the invention relates to a method for generating a location indicating the position of a rail vehicle on a railway track.
  • railway track systems can be equipped with so-called balises, for example so-called euro balises or ETCS balises, which operate as fixed location markers and generate radio signals that can be received by rail vehicles and evaluated for locating purposes.
  • balises for example so-called euro balises or ETCS balises, which operate as fixed location markers and generate radio signals that can be received by rail vehicles and evaluated for locating purposes.
  • ETCS balises which operate as fixed location markers and generate radio signals that can be received by rail vehicles and evaluated for locating purposes.
  • the use of such balises is not always desirable for cost reasons.
  • the invention has for its object to provide a location of rail vehicles on a railway track easily and inexpensively.
  • the invention provides that a busy signal is generated with a Gleisokomelde worn indicating the occupancy of the track section by the rail vehicle, as soon as the rail vehicle occupied by the track free reporting device track section, the busy signal with a time stamp to form a time-related occupancy Signal is provided, indicating the time of occupancy of the track section, the time-related busy signal is transmitted to a the track free reporting device monitoring device, the time-related busy signal is forwarded from the guide to the rail vehicle and on the rail vehicle based on the time-related busy signal, the current position of the rail vehicle is determined and the location is formed.
  • An essential advantage of the method according to the invention is that it is possible to dispense with the use of balises for the transmission of locating signals.
  • the track free reporting device according to the invention thus used twice, namely to determine the occupancy state of the track section and in addition to the generation of signals to the rail vehicle, with which the rail vehicle can determine its current position itself.
  • the Gleisokomelde worn is thus used as a kind of virtual balise, which transmits a signal to the rail vehicle via a guide, whereby a rail vehicle-side location is possible.
  • Particularly simple and therefore advantageous rail vehicle side can determine the current position and form the location when a computing device of the rail vehicle based on a stored route map and based on the time-related busy signal determines the position of the rail vehicle at the time indicated by the time-related busy signal.
  • the computing device based on the speed of the rail vehicle in the time interval between that of the time-related Busy signal indicated time and the time of determining the current position, the distance that the rail vehicle has traveled in this time interval and the current position of the rail vehicle calculated by adding the distance to the position at the time indicated by the time-related busy signal.
  • a correction is made which takes into account the distance traveled by the rail vehicle in the time between the entrance to the track section and the calculation of the current position.
  • the track-free reporting device uses a time information sent by a global navigation satellite system to determine the time of occupancy of the track section and forms the time stamp with the time information.
  • the rail vehicle comprises a positioning device based on a global navigation satellite system
  • a second location is formed with the satellite-based location device, and the second location information is with the is compared based on the time-related busy signal detected current position of the rail vehicle.
  • two locations are thus formed, which are compared with each other in order to avoid a fault location.
  • the locating device of the rail vehicle uses the same global navigation satellite system as the track-free reporting device for forming the timestamp.
  • an error signal is generated when the deviation between the based on the time-related busy signal determined current position of the rail vehicle and the second location information reaches or exceeds a predetermined threshold.
  • the guide transmits the time-related busy signal together with a train identifier identifying the retracted train in the track section.
  • the transmission of a train ID allows the rail vehicles receiving the time-related busy signal to check whether this signal is actually to be evaluated or not. If the rail vehicle detects in the context of the evaluation of the train identifier that the busy signal is not intended for the own rail vehicle, it can avoid the further evaluation of the busy signal.
  • the invention further relates to a railway track system with a guide and associated with the guide track free reporting device, which is designed such that it generates a busy signal indicating the occupancy of a monitored by the track free reporting device track section by a rail vehicle, as soon as the rail vehicle occupies the track section.
  • the trackless signaling device to include a time-determining device that provides the busy signal with a time stamp to form a time-related busy signal indicating the time at which the track section is occupied, and in such a way that the guide device is configured in that it forwards the time-related busy signal to the rail vehicle after it has been received by the track-free signaling device.
  • the invention also relates to a rail vehicle with a locating device.
  • the locating device has a receiving device for receiving a time-stamped busy signal of a train free-reporting device of a railway track system according to the invention and a computing device that is programmed in such a way that it uses a stored route map and the time-related busy signal determines the position of the rail vehicle at the time indicated by the time-related busy signal.
  • the time-related busy signal SBZ reaches the guidance device 30, which transmits it to the rail vehicle 40 as a radio signal SBZF by means of a radio device.
  • the radio signal SBZF may also contain a train identifier which designates the train which would have to have entered the track section 15 in accordance with a predetermined timetable. The transmission of such a train identifier is advantageous, but not mandatory.
  • the rail vehicle 40 After receiving the radio signal SBZF and the time-related busy signal SBZ contained therein, the rail vehicle 40 determines its position on the basis of a stored route map and on the basis of the time-related busy signal SBZ. Such a position determination is readily possible if the stored route map has the track section 15 of the railway track system 10.
  • the rail vehicle 40 may also consider its own speed and based on the speed in the time interval between the time specified by the time-related busy signal SBZ time and the current time of determining the current position Determine the distance traveled by the rail vehicle 40 in this time interval.
  • the current position of the Rail vehicle 40 may then be calculated by adding the distance to the position indicated by the time-related busy signal SBZ.
  • the FIG. 2 shows an embodiment of a track free reporting device 20, as in the railway track 10 according to FIG. 1 can be used.
  • the track clearance reporting device 20 according to FIG. 2 has an occupancy detection device 100, which with the sensors 21 and 22 according to FIG. 1 is in communication and evaluates their sensor signals S1 and S2.
  • the occupancy recognition device 100 may be a conventional device with which the occupancy state of a track section can be detected.
  • the occupancy detection device 100 may, for example, evaluate the signals from axle counters, DC circuits or the like. When detecting the occupancy state of the track section 15, the occupancy detection device 100 can thus fall back on conventional methods for occupancy detection.
  • the occupancy detection device 100 generates on the output side a busy signal SB, which is transmitted to a control device 110 of the track-free-reporting device 20.
  • the control device 110 is connected to a time determination device 120, which transmits a time information SZ to the control device 110. Based on the time information SZ of the time determination device 120, the control device 110 is able to provide the busy signal SB with a time stamp indicating the time of occupancy of the track section 15 as soon as a rail vehicle 40 enters the track section 15 and occupies it.
  • the busy signal SB provided with the time stamp or the time information SZ is output as the time-related busy signal SBZ at the output A20 of the track-free signaling device 20 (cf. FIG. 1 ).
  • the time-determining device 120 is a satellite-based time determination device
  • the navigation signals one in the FIG. 2 only schematically illustrated global navigation satellite system 200 evaluates and forms the respective time or the time information SZ by using the time base of the global navigation satellite system 200.
  • the navigation signals are in the FIG. 2 exemplified by the reference GPS.
  • the FIG. 3 shows a second embodiment of a track free reporting device 20, as in the railway track 10 according to FIG. 1 can be used.
  • the time-determining device is not a satellite-based time-determining device but a synchronized radio-controlled clock 130 which is synchronized by a time signal ZS radiated by radio.
  • the time signal ZS may, for example, be the time signal emitted by the long-wave transmitter DZF77 stationed in Frankfurt am Main.
  • the longwave transmitter is in the FIG. 3 designated by the reference numeral 300.
  • the time information (time) SZ formed by the synchronized radio clock 130 is evaluated by the control device 110 in order to provide the busy signal SB of the occupancy detection device 100 with a time stamp and to generate the time-related busy signal SBZ at the output A20 of the track-free reporting device 20.
  • FIG. 4 shows an embodiment of a rail vehicle 40, which is suitable for evaluating a time-related busy signal SBZ a track-free reporting device and to determine based on its own current position.
  • the rail vehicle 40 comprises a computing device 410 which is connected to a receiving device 420 and a memory 430.
  • a route map SP is stored, the data D via the railway track 10 according to FIG. 1 and over the track section 15 monitored by the track clearance reporting device 20 FIG. 1 includes.
  • the computing device 410 is programmed by means of a software module SM1 such that it determines the current position of the rail vehicle 40 on the basis of the time-related busy signal SBZ and the data D of the route map SP.
  • the computing device 410 can take into account the time interval that has elapsed between the time specified in the time stamp and the respective current time, by determining the distance traveled by the rail vehicle 40 in the meantime based on the speed of the rail vehicle 40 in this time interval. Subsequently, the computing device 410 can calculate the current position of the rail vehicle 40 by adding this distance to the position resulting from the time-related busy signal SBZ and the route map SP.
  • FIG. 5 shows a second embodiment of a rail vehicle 40, which on the railway track 10 according to FIG. 1 can be operated and is capable of the radio signal SBZF of the guide 30 according to FIG. 1 to evaluate the current position.
  • the rail vehicle 40 according to FIG. 5
  • the receiving device 420 and the memory 430 which has already been described in connection with FIG FIG. 4
  • a satellite-based locator 440 capable of receiving navigation signals GPS from a global navigation satellite system 200 has been described.
  • the satellite-based locating device 440 forms with the navigation signals GPS a second location information OA2, which arrives at the computing device 410.
  • the computing device 410 is in the embodiment according to FIG. 5 programmed with two software modules SM1 and SM2.
  • the first software module SM1 serves to evaluate the time-related busy signal SBZ of the receiving device 420 as well as the data D of the route map SP and to form a first location information OA1.
  • the second software module SM2 is used to compare the first location information OA1 of the first software module SM1 with the second location information OA2 of the satellite-based location device 440. If the two location details OA1 and OA2 substantially coincide, the arithmetic unit 410 with the two locations OA1 and OA2, for example by averaging, will form an averaged location information OA which is output at the output A410 of the arithmetic unit 410.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erzeugen einer Ortsangabe, die die Position eines Schienenfahrzeugs auf einer Eisenbahngleisanlage angibt.
  • Bekanntermaßen können Eisenbahngleisanlagen mit sogenannten Balisen, beispielsweise sogenannten Euro-Balisen oder ETCS-Balisen ausgestattet werden, die als feste Ortungsmarken arbeiten und Funksignale erzeugen, die von Schienenfahrzeugen empfangen und zur Ortungsbestimmung ausgewertet werden können. Der Einsatz solcher Balisen ist jedoch aus Kostengründen nicht immer wünschenswert.
  • Darüber hinaus ist bekannt, Eisenbahngleisanlagen mit Gleisfreimeldeeinrichtungen auszustatten, die auf sogenannten Gleisstromkreisen oder Achszählern basieren können, um den Belegt-Zustand von Gleisabschnitten zu erfassen.
  • Aus der Patentschrift US 5,129,605 A ist ein Verfahren zum Erzeugen einer Ortsangabe, die eine Position eines Schienenfahrzeugs auf einer Eisenbahngleisanlage angibt, bekannt, bei dem mit Gleisfreimeldeeinrichtungen in Form von Gleisstromkreisen Belegt-Signale erzeugt werden. Das Belegt-Signal einer derartigen Gleisfreimeldeeinrichtung gibt die Belegung des mit der Gleisfreimeldeeinrichtung überwachten Gleisabschnitts durch das Schienenfahrzeug an, sobald das Schienenfahrzeug den Gleisabschnitt belegt. Dabei dienen die Belegtsignale der Gleisfreimeldeeinrichtungen in Verbindung mit einem Geschwindigkeitssignal eines Radtachometers eines Schienenfahrzeugs dazu, insbesondere bei fehlendem GPS, einen Entfernungswert zu korrigieren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ortung von Schienenfahrzeugen auf einer Eisenbahngleisanlage einfach und kostengünstig zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.
  • Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mit einer Gleisfreimeldeeinrichtung ein Belegt-Signal erzeugt wird, das die Belegung des Gleisabschnitts durch das Schienenfahrzeug angibt, sobald das Schienenfahrzeug den von der Gleisfreimeldeeinrichtung überwachten Gleisabschnitt belegt, das Belegt-Signal mit einem Zeitstempel unter Bildung eines zeitbezogenen Belegt-Signal versehen wird, das den Zeitpunkt der Belegung des Gleisabschnitts angibt, das zeitbezogene Belegt-Signal an eine die Gleisfreimeldeeinrichtung überwachende Leiteinrichtung übermittelt wird, das zeitbezogene Belegt-Signal von der Leiteinrichtung an das Schienenfahrzeug weitergeleitet wird und auf dem Schienenfahrzeug anhand des zeitbezogenen Belegt-Signals die aktuelle Position des Schienenfahrzeugs ermittelt wird und die Ortsangabe gebildet wird.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass auf den Einsatz von Balisen zur Übermittlung von Ortungssignalen verzichtet werden kann. Erfindungsgemäß ist nämlich vorgesehen, zur Ortung sowieso vorhandene Gleisfreimeldeeinrichtungen heranzuziehen, deren eigentliche Aufgabe darin besteht, den Belegt-Zustand eines Gleisabschnitts der Eisenbahngleisanlage zu überwachen. Die Gleisfreimeldeeinrichtung wird erfindungsgemäß also doppelt genutzt, nämlich zur Feststellung des Belegungszustandes des Gleisabschnitts sowie zusätzlich zur Erzeugung von Signalen an das Schienenfahrzeug, mit dem das Schienenfahrzeug seine aktuelle Position selbst bestimmen kann. Die Gleisfreimeldeeinrichtung wird somit als eine Art virtuelle Balise verwendet, die über eine Leiteinrichtung ein Signal zum Schienenfahrzeug übersendet, wodurch eine schienenfahrzeugseitige Ortung ermöglicht wird.
  • Besonders einfach und damit vorteilhaft lässt sich schienenfahrzeugseitig die aktuelle Position bestimmen und die Ortsangabe bilden, wenn eine Recheneinrichtung des Schienenfahrzeugs anhand einer abgespeicherten Streckenkarte und anhand des zeitbezogenen Belegt-Signals die Position des Schienenfahrzeugs zu dem von dem zeitbezogenen Belegt-Signal angegebenen Zeitpunkt ermittelt.
  • Da die Übersendung des zeitbezogenen Belegt-Signals von der Gleisfreimeldeeinrichtung über die Leiteinrichtung zum Schienenfahrzeug mitunter einen nicht unerheblichen Zeitversatz aufweisen kann, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Recheneinrichtung anhand der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs im Zeitintervall zwischen dem von dem zeitbezogenen Belegt-Signal angegebenen Zeitpunkt und dem Zeitpunkt der Bestimmung der aktuellen Position die Wegstrecke ermittelt, die das Schienenfahrzeug in diesem Zeitintervall zurückgelegt hat und die aktuelle Position des Schienenfahrzeugs durch Addition der Wegstrecke zu der Position zu dem von dem zeitbezogenen Belegt-Signal angegebenen Zeitpunkt berechnet. Bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens wird also eine Korrektur vorgenommen, die die Wegstrecke berücksichtigt, die das Schienenfahrzeug in der Zeit zwischen der Einfahrt in den Gleisabschnitt und der Berechnung der aktuellen Position zurückgelegt hat.
  • Zur Bildung des Zeitstempels wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Gleisfreimeldeeinrichtung ein von einem globalen Navigationssatellitensystem ausgesandte Zeitinformation zur Ermittlung des Zeitpunkts der Belegung des Gleisabschnitts heranzieht und mit der Zeitinformation den Zeitstempel bildet.
  • Um die mittels des zeitbezogenen Belegt-Signals gebildete Ortsangabe zu plausibilisieren bzw. zu überprüfen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das Schienenfahrzeug eine auf ein globales Navigationssatellitensystem gestützte Ortungseinrichtung umfasst, eine zweite Ortsangabe mit der satellitengestützten Ortungseinrichtung gebildet wird und die zweite Ortsangabe mit der anhand des zeitbezogenen Belegt-Signals ermittelten aktuellen Position des Schienenfahrzeugs verglichen wird. Bei dieser Ausgestaltung werden also zwei Ortsangaben gebildet, die miteinander verglichen werden, um eine Fehlortung zu vermeiden.
  • Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Ortungseinrichtung des Schienenfahrzeugs dasselbe globale Navigationssatellitensystem nutzt wie die Gleisfreimeldeeinrichtung zur Bildung des Zeitstempels.
  • Vorzugsweise wird ein Fehlersignal erzeugt, wenn die Abweichung zwischen der anhand des zeitbezogenen Belegt-Signals ermittelten aktuellen Position des Schienenfahrzeugs und der zweiten Ortsangabe eine vorgegebene Schwelle erreicht oder überschreitet.
  • Darüber hinaus wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Leiteinrichtung das zeitbezogene Belegt-Signal zusammen mit einer Zugkennung übersendet, die den in den Gleisabschnitt eingefahrenen Zug kennzeichnet. Die Übersendung einer Zugkennung ermöglicht es den Schienenfahrzeugen, die das zeitbezogene Belegt-Signal empfangen, zu überprüfen, ob dieses Signal tatsächlich auszuwerten ist oder nicht. Stellt das Schienenfahrzeug im Rahmen der Auswertung der Zugkennung fest, dass das Belegt-Signal nicht für das eigene Schienenfahrzeug gedacht ist, kann es die weitere Auswertung des Belegt-Signals vermeiden.
  • Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine Eisenbahngleisanlage mit einer Leiteinrichtung und einer mit der Leiteinrichtung in Verbindung stehenden Gleisfreimeldeeinrichtung, die derart ausgestaltet ist, dass sie ein Belegt-Signal erzeugt, das die Belegung eines von der Gleisfreimeldeeinrichtung überwachten Gleisabschnitts durch ein Schienenfahrzeug angibt, sobald das Schienenfahrzeug den Gleisabschnitt belegt.
  • Erfindungsgemäß ist diesbezüglich vorgesehen, dass die Gleisfreimeldeeinrichtung eine Zeitbestimmungseinrichtung umfasst, die derart ausgestaltet ist, dass sie das Belegt-Signal mit einem Zeitstempel unter Bildung eines zeitbezogenen Belegt-Signals versieht, das den Zeitpunkt der Belegung des Gleisabschnitts angibt, und dass die Leiteinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie das zeitbezogene Belegt-Signal nach Empfang von der Gleisfreimeldeeinrichtung an das Schienenfahrzeug weiterleitet. Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Eisenbahngleisanlage sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen, da die Vorteile der erfindungsgemäßen Eisenbahngleisanlage denen des erfindungsgemäßen Verfahrens im Wesentlichen entsprechen.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Schienenfahrzeug mit einer Ortungseinrichtung. Erfindungsgemäß ist bezüglich des Schienenfahrzeugs vorgesehen, dass die Ortungseinrichtung eine Empfangseinrichtung zum Empfang eines mit einem Zeitstempel versehenen Belegt-Signals einer Gleisfreimeldeeinrichtung einer erfindungsgemäßen Eisenbahngleisanlage und eine Recheneinrichtung aufweist, die derart programmiert ist, dass sie anhand einer abgespeicherten Streckenkarte und anhand des zeitbezogenen Belegt-Signals die Position des Schienenfahrzeugs zu dem von dem zeitbezogenen Belegt-Signal angegebenen Zeitpunkt ermittelt. Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen, da die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens denen des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs im Wesentlichen entsprechen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
    • Figur 1
    ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Eisenbahngleisanlage, die mit einer Leiteinrichtung und einer Gleisfreimeldeeinrichtung ausgestattet ist,
    Figur 2
    ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Leiteinrichtung, wie sie bei der Eisenbahngleisanlage gemäß Figur 1 einsetzbar ist,
    Figur 3
    ein zweites Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Leiteinrichtung für die Eisenbahngleisanlage gemäß Figur 1,
    Figur 4
    ein erstes Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug, das zeitbezogene Belegt-Signale der Gleisfreimeldeeinrichtung der Eisenbahngleisanlage gemäß Figur 1 auswerten kann, und
    Figur 5
    ein zweites Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug, das zeitbezogene Belegt-Signale einer Gleisfreimeldeeinrichtung auswerten kann.
  • In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • Die Figur 1 zeigt eine Eisenbahngleisanlage 10, deren Gleisabschnitt 15 von einer Gleisfreimeldeeinrichtung 20 überwacht wird. Die Gleisfreimeldeeinrichtung 20 umfasst bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 zwei oder mehr Sensoren 21 und 22, die Sensorsignale S1 und S2 erzeugen, auf deren Basis die Gleisfreimeldeeinrichtung 20 den Belegzustand des Gleisabschnitts 15 ermitteln kann. Die Sensoren können durch Achszähleinrichtungen oder durch Kreuzungspunkte von Gleisstromkreisen gebildet werden. Insbesondere im Fall, wenn die Sensoren der Gleisfreimeldeeinrichtung 20 durch Kreuzungspunkte eines oder mehrerer Gleisstromkreise gebildet werden, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn sich der oder die Gleisstromkreise über den gesamten Gleisabschnitt 15 erstrecken und eine Mehrzahl an Kreuzungspunkten vorhanden ist.
    Die Gleisfreimeldeeinrichtung 20 steht mit einer Leiteinrichtung 30 in Verbindung, die mit einer Funkeinrichtung ausgestattet ist.
  • Die Eisenbahngleisanlage 10 lässt sich beispielsweise wie folgt betreiben:
    • Fährt ein Schienfahrzeug 40 in den Gleisabschnitt 15 der Eisenbahngleisanlage 10 entlang der Pfeilrichtung P ein, so wird dies von dem Sensor 21 der Gleisfreimeldeeinrichtung 20 erfasst und mittels des Sensorsignals S1 gemeldet. Die Gleisfreimeldeeinrichtung 20 wird anhand des Sensorsignals S1 den Belegzustand des Gleisabschnitts 15 erkennen und ein entsprechendes Belegt-Signal erzeugen. Dieses Belegt-Signal wird die Gleisfreimeldeeinrichtung 20 mit einem Zeitstempel unter Bildung eines zeitbezogenen Belegt-Signals SBZ versehen. Der Zeitstempel gibt den Zeitpunkt an, zu dem der Gleisabschnitt 15 von dem Schienenfahrzeug 40 belegt worden ist.
  • Das zeitbezogene Belegt-Signal SBZ gelangt zu der Leiteinrichtung 30, die dieses mittels einer Funkeinrichtung als Funksignal SBZF an das Schienenfahrzeug 40 übersendet. Das Funksignal SBZF kann neben dem zeitbezogenen Belegt-Signal SBZ auch eine Zugkennung enthalten, die den Zug bezeichnet, der gemäß vorgegebenen Fahrplan in den Gleisabschnitt 15 eingefahren sein müsste. Die Übermittlung einer solchen Zugkennung ist vorteilhaft, aber nicht zwingend erforderlich.
  • Das Schienenfahrzeug 40 wird nach Empfang des Funksignals SBZF und des darin enthaltenen zeitbezogenen Belegt-Signals SBZ anhand einer abgespeicherten Streckenkarte und anhand des zeitbezogenen Belegt-Signals SBZ seine Position ermitteln. Eine solche Positionsermittlung ist ohne Weiteres möglich, wenn die abgespeicherte Streckenkarte den Gleisabschnitt 15 der Eisenbahngleisanlage 10 aufweist.
  • Bei der Berechnung der aktuellen Position und bei der Bildung der Ortsangabe kann das Schienenfahrzeug 40 darüber hinaus auch seine eigene Geschwindigkeit berücksichtigen und anhand der Geschwindigkeit im Zeitintervall zwischen dem von dem zeitbezogenen Belegt-Signal SBZ angegebenen Zeitpunkt und dem jeweiligen Zeitpunkt der Bestimmung der aktuellen Position die Wegstrecke ermitteln, die das Schienenfahrzeug 40 in diesem Zeitintervall zurückgelegt hat. Die aktuelle Position des Schienenfahrzeugs 40 kann anschließend durch Addition der Wegstrecke zu der Position, die von dem zeitbezogenen Belegt-Signal SBZ angegeben wird, berechnet werden.
  • Zusammengefasst ermöglicht es das von der Gleisfreimeldeeinrichtung 20 gebildete zeitbezogene Belegt-Signal SBZ, das von der Leiteinrichtung 30 an das Schienenfahrzeug 40 weitergeleitet wird, dem Schienenfahrzeug 40, seine aktuelle Position zu bestimmen und eine entsprechende Ortsangabe zu bilden.
  • Die Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Gleisfreimeldeeinrichtung 20, wie sie bei der Eisenbahngleisanlage 10 gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann. Die Gleisfreimeldeeinrichtung 20 gemäß Figur 2 weist eine Belegungserkennungseinrichtung 100 auf, die mit den Sensoren 21 und 22 gemäß Figur 1 in Verbindung steht und deren Sensorsignale S1 und S2 auswertet. Bei der Belegungserkennungseinrichtung 100 kann es sich um eine übliche Einrichtung handeln, mit der der Belegungszustand eines Gleisabschnitts erfasst werden kann. Die Belegungserkennungseinrichtung 100 kann beispielsweise die Signale von Achszählern, Gleichstromkreisen oder dergleichen auswerten. Bei der Erfassung des Belegungszustandes des Gleisabschnitts 15 kann die Belegungserkennungseinrichtung 100 also auf übliche Verfahren zur Belegungserkennung zurückgreifen.
  • Die Belegungserkennungseinrichtung 100 erzeugt ausgangsseitig ein Belegt-Signals SB, das zu einer Steuereinrichtung 110 der Gleisfreimeldeeinrichtung 20 übermittelt wird. Die Steuereinrichtung 110 steht mit einer Zeitbestimmungseinrichtung 120 in Verbindung, die eine Zeitinformation SZ an die Steuereinrichtung 110 übermittelt. Anhand der Zeitinformation SZ der Zeitbestimmungseinrichtung 120 ist die Steuereinrichtung 110 in der Lage, das Belegt-Signal SB mit einem Zeitstempel zu versehen, das den Zeitpunkt der Belegung des Gleisabschnitts 15 angibt, sobald ein Schienenfahrzeug 40 in den Gleisabschnitt 15 einfährt und diesen belegt. Das mit dem Zeitstempel bzw. der Zeitinformation SZ versehene Belegt-Signal SB wird als zeitbezogenes Belegt-Signal SBZ am Ausgang A20 der Gleisfreimeldeeinrichtung 20 ausgegeben (vgl. Figur 1).
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 handelt es sich bei der Zeitbestimmungseinrichtung 120 um eine satellitengestützte Zeitbestimmungseinrichtung, die Navigationssignale eines in der Figur 2 nur schematisch gezeigten globalen Navigationssatellitensystems 200 auswertet und die jeweilige Zeit bzw. die Zeitinformation SZ unter Heranziehung der Zeitbasis des globalen Navigationssatellitensystems 200 bildet. Die Navigationssignale sind in der Figur 2 beispielhaft mit dem Bezugszeichen GPS gekennzeichnet.
  • Mit dieser aus den Navigationssignalen GPS abgeleiteten Zeitinformation SZ wird nachfolgend von der Steuereinrichtung 110 das zeitbezogene Belegt-Signal SBZ gebildet, wie dies oben bereits erläutert wurde.
  • Die Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Gleisfreimeldeeinrichtung 20, wie sie bei der Eisenbahngleisanlage 10 gemäß Figur 1 eingesetzt werden kann. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 handelt es sich bei der Zeitbestimmungseinrichtung nicht um eine satellitengestützte Zeitbestimmungseinrichtung, sondern um eine synchronisierte Funkuhr 130, die durch ein per Funk ausgestrahltes Zeitsignal ZS synchronisiert wird. Bei dem Zeitsignal ZS kann es sich beispielsweise um das Zeitsignal handeln, das von dem in Frankfurt am Main stationierten Langwellensender DZF77 ausgesandt wird. Der Langwellensender ist in der Figur 3 mit dem Bezugszeichen 300 gekennzeichnet.
  • Die von der synchronisierten Funkuhr 130 gebildete Zeitinformation (Uhrzeit) SZ wird von der Steuereinrichtung 110 ausgewertet, um das Belegt-Signal SB der Belegungserkennungseinrichtung 100 mit einem Zeitstempel zu versehen und das zeitbezogene Belegt-Signal SBZ am Ausgang A20 der Gleisfreimeldeeinrichtung 20 zu erzeugen.
  • Die Figur 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 40, das geeignet ist, ein zeitbezogenes Belegt-Signal SBZ einer Gleisfreimeldeeinrichtung auszuwerten und anhand dessen seine eigene aktuelle Position zu bestimmen.
  • Das Schienenfahrzeug 40 umfasst eine Recheneinrichtung 410, die mit einer Empfangseinrichtung 420 sowie einem Speicher 430 in Verbindung steht. In dem Speicher 430 ist eine Streckenkarte SP gespeichert, die Daten D über die Eisenbahngleisanlage 10 gemäß Figur 1 sowie über den von der Gleisfreimeldeeinrichtung 20 überwachten Gleisabschnitt 15 gemäß Figur 1 umfasst.
  • Die Empfangseinrichtung 420 ist in der Lage, das per Funk von der Leiteinrichtung 30 gemäß Figur 1 übersandte Funksignal SBZF zu empfangen und das darin enthaltene zeitbezogene Belegt-Signal SBZ zu extrahieren. Das extrahierte zeitbezogene Belegt-Signal SBZ wird an die Recheneinrichtung 410 übertragen.
  • Die Recheneinrichtung 410 ist mittels eines Softwaremoduls SM1 derart programmiert, dass sie anhand des zeitbezogenen Belegt-Signals SBZ und der Daten D der Streckenkarte SP die aktuelle Position des Schienenfahrzeugs 40 ermittelt. Dabei kann die Recheneinrichtung 410 das Zeitintervall, das zwischen der im Zeitstempel angegebenen Zeit und der jeweils aktuellen Zeit vergangen ist, berücksichtigen, indem sie anhand der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 40 in diesem Zeitintervall die Wegstrecke ermittelt, die das Schienenfahrzeug 40 zwischenzeitlich zurückgelegt hat. Anschließend kann die Recheneinrichtung 410 die aktuelle Position des Schienenfahrzeugs 40 durch Addition dieser Wegstrecke zu der Position, die sich aus dem zeitbezogenen Belegt-Signal SBZ und der Streckenkarte SP ergibt, berechnen.
  • Nach Ermittlung der aktuellen Position des Schienenfahrzeugs 40 erzeugt die Recheneinrichtung 410 ausgangsseitig eine Ortsangabe OA, die die aktuelle Position des Schienenfahrzeugs 40 angibt.
  • Die Figur 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 40, das auf der Eisenbahngleisanlage 10 gemäß Figur 1 betrieben werden kann und in der Lage ist, das Funksignal SBZF der Leiteinrichtung 30 gemäß Figur 1 zwecks Ermittlung der aktuellen Position auszuwerten.
  • Das Schienenfahrzeug 40 gemäß Figur 5 umfasst zusätzlich zu der Recheneinrichtung 410, der Empfangseinrichtung 420 und dem Speicher 430, die bereits im Zusammenhang mit der Figur 4 erläutert worden sind, zusätzlich eine satellitengestützte Ortungseinrichtung 440, die Navigationssignale GPS eines globalen Navigationssatellitensystems 200 empfangen kann. Die satellitengestützte Ortungseinrichtung 440 bildet mit den Navigationssignalen GPS eine zweite Ortsangabe OA2, die zu der Recheneinrichtung 410 gelangt.
  • Die Recheneinrichtung 410 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 mit zwei Softwaremodulen SM1 und SM2 programmiert. Das erste Softwaremodul SM1 dient dazu, das zeitbezogene Belegt-Signal SBZ der Empfangseinrichtung 420 sowie die Daten D der Streckenkarte SP auszuwerten und eine erste Ortsangabe OA1 zu bilden.
  • Das zweite Softwaremodul SM2 dient dazu, die erste Ortsangabe OA1 des ersten Softwaremoduls SM1 mit der zweiten Ortsangabe OA2 der satellitengestützten Ortungseinrichtung 440 zu vergleichen. Stimmen die beiden Ortsangaben OA1 und OA2 im Wesentlichen überein, so wird die Recheneinrichtung 410 mit den beiden Ortsangaben OA1 und OA2, beispielsweise durch Mittlung, eine gemittelte Ortsangabe OA bilden, die am Ausgang A410 der Recheneinrichtung 410 ausgegeben wird.
  • Weichen die beiden Ortsangaben OA1 und OA2 jedoch zu sehr voneinander ab, so wird die Recheneinrichtung 410 an ihrem Ausgang A410 ein Fehlersignal F erzeugen, mit dem die Recheneinrichtung 410 anzeigt, dass eine zweifelsfreie Ortsbestimmung nicht möglich ist, da die von der satellitengestützten Ortungseinrichtung 440 gelieferte zweite Ortsangabe OA2 zu sehr von der mit dem zeitbezogenen Belegt-Signal SBZ gebildeten ersten Ortsangabe OA1 abweicht.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 10
    Eisenbahngleisanlage
    15
    Gleisabschnitt
    20
    Gleisfreimeldeeinrichtung
    21
    Sensor
    22
    Sensor
    30
    Leiteinrichtung
    40
    Schienfahrzeug
    100
    Belegungserkennungseinrichtung
    110
    Steuereinrichtung
    120
    Zeitbestimmungseinrichtung
    130
    Funkuhr
    200
    Navigationssatellitensystem
    300
    Langwellensender
    410
    Recheneinrichtung
    420
    Empfangseinrichtung
    430
    Speicher
    440
    Ortungseinrichtung
    A20
    Ausgang
    A410
    Ausgang
    D
    Daten
    F
    Fehlersignal
    GPS
    Navigationssignal
    OA
    Ortsangabe
    OA1
    Ortsangabe
    OA2
    Ortsangabe
    P
    Pfeilrichtung
    SB
    Belegt-Signal
    SBZ
    Belegt-Signal
    SBZF
    Funksignal
    SM1
    Softwaremodul
    SP
    Streckenkarte
    SZ
    Zeitinformation
    S1, S2
    Sensorsignal
    ZS
    Zeitsignal

Claims (10)

  1. Verfahren zum Erzeugen einer Ortsangabe (OA), die eine Position eines Schienenfahrzeugs (40) auf einer Eisenbahngleisanlage (10) angibt,
    - bei dem mit einer Gleisfreimeldeeinrichtung (20) ein Belegt-Signal (SB) erzeugt wird, das die Belegung eines von der Gleisfreimeldeeinrichtung (20) überwachten Gleisabschnitts (15) durch das Schienenfahrzeug (40) angibt, sobald das Schienenfahrzeug (40) den Gleisabschnitt (15) belegt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Belegt-Signal (SB) mittels einer Zeitbestimmungseinrichtung (120) der Gleisfreimeldeeinrichtung (20) mit einem Zeitstempel unter Bildung eines zeitbezogenen Belegt-Signals (SBZ) versehen wird, das den Zeitpunkt der Belegung des Gleisabschnitts (15) angibt,
    - das zeitbezogene Belegt-Signal (SBZ) an eine die Gleisfreimeldeeinrichtung (20) überwachende Leiteinrichtung (30) übermittelt wird,
    - das zeitbezogene Belegt-Signal (SBZ) von der Leiteinrichtung (30) an das Schienenfahrzeug (40) weitergeleitet wird und
    - auf dem Schienenfahrzeug (40) anhand des zeitbezogenen Belegt-Signals (SBZ) die aktuelle Position des Schienenfahrzeugs (40) ermittelt wird und die Ortsangabe (OA) gebildet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine Recheneinrichtung (410) des Schienenfahrzeugs (40) anhand einer abgespeicherten Streckenkarte (SP) und anhand des zeitbezogenen Belegt-Signals (SBZ) die Position des Schienenfahrzeugs (40) zu dem von dem zeitbezogenen Belegt-Signal (SBZ) angegebenen Zeitpunkt ermittelt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Recheneinrichtung (410) anhand der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs (40) im Zeitintervall zwischen dem von dem zeitbezogenen Belegt-Signal (SBZ) angegebenen Zeitpunkt und dem Zeitpunkt der Bestimmung der aktuellen Position die Wegstrecke ermittelt, die das Schienenfahrzeug (40) in diesem Zeitintervall zurückgelegt hat und die aktuelle Position des Schienenfahrzeugs (40) durch Addition der Wegstrecke zu der Position zu dem von dem zeitbezogenen Belegt-Signal (SBZ) angegebenen Zeitpunkt berechnet.
  4. Verfahren nach einem der voranstehenden Anprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Gleisfreimeldeeinrichtung (20) ein von einem globalen Navigationssatellitensystem (200) ausgesandte Zeitinformation zur Ermittlung des Zeitpunkts der Belegung des Gleisabschnitts (15) heranzieht und mit der Zeitinformation den Zeitstempel bildet.
  5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Schienenfahrzeug (40) eine auf ein globales Navigationssatellitensystem (200) gestützte Ortungseinrichtung (440) umfasst,
    - eine zweite Ortsangabe (OA2) mit der satellitengestützten Ortungseinrichtung (440) gebildet wird und
    - die zweite Ortsangabe (OA2) mit der anhand des zeitbezogenen Belegt-Signals (SBZ) ermittelten aktuellen Position des Schienenfahrzeugs (40) verglichen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ortungseinrichtung (440) des Schienenfahrzeugs (40) dasselbe globale Navigationssatellitensystem (200) nutzt wie die Gleisfreimeldeeinrichtung (20) zur Bildung des Zeitstempels.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein Fehlersignal (F) erzeugt wird, wenn die Abweichung zwischen der anhand des zeitbezogenen Belegt-Signals (SBZ) ermittelten aktuellen Position des Schienenfahrzeugs (40) und der zweiten Ortsangabe (OA2) eine vorgegebene Schwelle erreicht oder überschreitet.
  8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Leiteinrichtung (30) das zeitbezogene Belegt-Signal (SBZ) zusammen mit einer Zugkennung übersendet, die den in den Gleisabschnitt (15) eingefahrenen Zug kennzeichnet.
  9. Eisenbahngleisanlage (10) mit einer Leiteinrichtung (30) und einer mit der Leiteinrichtung (30) in Verbindung stehenden Gleisfreimeldeeinrichtung (20), die derart ausgestaltet ist, dass sie ein Belegt-Signal (SBZ) erzeugt, das die Belegung eines von der Gleisfreimeldeeinrichtung (20) überwachten Gleisabschnitts (15) durch ein Schienenfahrzeug (40) angibt, sobald das Schienenfahrzeug (40) den Gleisabschnitt (15) belegt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Gleisfreimeldeeinrichtung (20) eine Zeitbestimmungseinrichtung (120) umfasst, die derart ausgestaltet ist, dass sie das Belegt-Signal (SB) mit einem Zeitstempel unter Bildung eines zeitbezogenen Belegt-Signals (SBZ) versieht, das den Zeitpunkt der Belegung des Gleisabschnitts (15) angibt, und
    dass die Leiteinrichtung (30) derart ausgestaltet ist, dass sie das zeitbezogene Belegt-Signal (SBZ) nach Empfang von der Gleisfreimeldeeinrichtung (20) an das Schienenfahrzeug (40) weiterleitet.
  10. Schienenfahrzeug (40) mit einer Ortungseinrichtung (440),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Ortungseinrichtung (440) eine Empfangseinrichtung (420) zum Empfangen eines mit einem Zeitstempel versehenen Belegt-Signals (SBZ) einer Gleisfreimeldeeinrichtung (20) einer Eisenbahngleisanlage (10) gemäß Anspruch 9 und eine Recheneinrichtung (410) aufweist, die derart programmiert ist, dass sie anhand einer abgespeicherten Streckenkarte (SP) und anhand des zeitbezogenen Belegt-Signals (SBZ) die Position des Schienenfahrzeugs (40) zu dem von dem zeitbezogenen Belegt-Signal (SBZ) angegebenen Zeitpunkt ermittelt.
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