EP3414140A1 - Method and system for detecting obstacles in a hazardous area in front of a rail vehicle - Google Patents

Method and system for detecting obstacles in a hazardous area in front of a rail vehicle

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Publication number
EP3414140A1
EP3414140A1 EP17707894.6A EP17707894A EP3414140A1 EP 3414140 A1 EP3414140 A1 EP 3414140A1 EP 17707894 A EP17707894 A EP 17707894A EP 3414140 A1 EP3414140 A1 EP 3414140A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
obstacle detection
value
rail vehicle
soll
obstacle
Prior art date
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Granted
Application number
EP17707894.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3414140B1 (en
Inventor
Jens Braband
Bernhard Evers
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 Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP3414140A1 publication Critical patent/EP3414140A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3414140B1 publication Critical patent/EP3414140B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00—Control, warning, or like safety means along the route or between vehicles or vehicle trains
    • B61L23/04—Control, warning, or like safety means along the route or between vehicles or vehicle trains for monitoring the mechanical state of the route
    • B61L23/041—Obstacle detection

Definitions

  • a driver of a rail vehicle must - at ⁇ play, according to the Directive 408.2341 of Irish Bahn AG - watch the distance to be traveled, signals, level crossings and the catenary.
  • the speed limit with driving a vehicle rails ⁇ , but currently does not depend on the tatsumbleli ⁇ chen powers of observation by the driver.
  • a high-speed train eg an ICE
  • the invention relates to a method in which an obstacle ⁇ detection arrangement is used to detect obstacles in a danger area in front of the rail vehicle.
  • the invention also relates to a system in which an obstacle detection arrangement is designed to detect obstacles in a danger space in front of the rail vehicle.
  • the invention is based on the object to provide a method and a system of the generic type, which improves an enable autonomous driving of the rail vehicle or rail ⁇ vehicles.
  • an actual value of the variable characterizing the performance of the obstacle detection system is determined.
  • a control signal for adjusting a driving behavior of the rail vehicle as a function of the deviation of the actual value ⁇ is then formed from the target value.
  • the system is designed to determine an actual value of the variable characterizing the performance of the obstacle detection arrangement.
  • the system is then preferably designed to provide a control signal for adapting solution to form a driving behavior of the rail vehicle in Depending ⁇ ness of the deviation of the actual value from the target value.
  • the actual value provided is a value corresponding to the currently available technical visibility of the obstacle detection arrangement and a value corresponding to the currently required technical visibility for obstacle detection is provided as setpoint value.
  • the actual value may be provided as a value corresponding to the currently present technical resolution of the obstacle detection arrangement, and as the setpoint value corresponding to the currently required technical resolution for obstacle detection.
  • the system is designed to provide a value corresponding to the presently available technical visibility of the obstacle detection arrangement as the actual value and to provide a desired value corresponding to the currently required technical visibility for obstacle detection as setpoint value.
  • the system may be suitably designed to provide, as the actual value, one of the values corresponding to the currently available technical resolution of the obstacle detection arrangement and a desired value corresponding to the currently required technical resolution for obstacle detection.
  • an obstacle recognition arrangement on the vehicle is used as obstacle recognition arrangement.
  • the obstacle recognition arrangement of the system according to the invention is therefore preferably a vehicle-side obstacle recognition arrangement.
  • it will proceed according to the ⁇ see advantageous in, when the target value in response to an information about the actual braking distance of the rail vehicle and as a function of information on the current location of the Rail vehicle given environmental visibility and / or information about the given at the current location of the rail vehicle topological visibility is determined.
  • the system is designed to be suitable, the target value depending on an information about the actual braking distance of the rail vehicle and in Depending ⁇ ness of information on the given the current location of the rail vehicle environmental sight and / or an information about to determine the topological visibility given at the current location of the rail vehicle.
  • the actual value depending on a ⁇ In formation about the type of the obstacle detecting means is sawn true -
  • the system is therefore preferably suitable latestbil ⁇ det to determine the actual value in dependence of information about the nature of the obstacle detecting means.
  • FIG. 1 shows a rail vehicle on a route and a system according to the invention for detecting an obstacle in a danger area of the route in front of the rail vehicle
  • FIG. 2 shows the rail vehicle according to FIG. 1.
  • FIG. 1 shows a section 1 with a rail vehicle 2, which in particular is an automatic one
  • the track 1 is equipped with signals 3, 4, 5, 6, 7 - here in the form of light signals - the signals limiting sections 8, 9, 10, 11, 12, 13 of the track.
  • FIG. 1 shows a preferred embodiment 14 of the obstacle detection system according to the invention. sen 15, 16 in a danger area 17 of the track in front of the rail vehicle.
  • the system 14 includes trackside equipment 18 (track equipment) and on-board equipment 19 (vehicle equipment).
  • the route equipment 18 comprises a track-side obstacle recognition arrangement 20 and a track-side transmission arrangement 21.
  • the vehicle equipment 19 comprises a vehicle-side obstacle recognition arrangement 22 and a vehicle control arrangement 23.
  • the track-side obstacle recognition arrangement 20 is an arrangement for obstacle detection which continuously records the route 1 and has a track-side sensor device 24 and a track-side evaluation device 25.
  • the trackside transmission assembly 21 comprises communication units 26, 27, 28, 29, 30 and may not ge here ⁇ showed repeater.
  • the communication units 26, 27, 28, 29, 30 are attached to the signals 3, 4, 5, 6, 7.
  • communication units known from car-2 technology which operate in the 5.9 GHz range.
  • the communication units 26, 27, 28, 29, 30 can transmit and receive in both directions 31, 32 of the route. Sending and receiving can take place without reaction.
  • the transmission and reception for example, by feeding the Sig- nalstroms the signals 3, 4, 5, 6, 7, or a current generated by Solarmodu ⁇ len, carried energy self-sufficient.
  • repeaters are set up or other media are used, so that the communication units 26, 27, 28, 29, 30 are used to form the Transmission arrangement 21 are connected by signal technology.
  • a so-called "Fiber-Optic Distributed Sensor Technique” in particular a “Distributed Acoustic Sensor Technique” is exemplified as trackside Hinderniser ⁇ identifier arrangement 20 for use.
  • trackside Hinderniser ⁇ identifier arrangement 20 for use.
  • other track-side obstacle recognition arrangements or hybrid arrangements from different track-side obstacle recognition arrangements can also be used.
  • the sensor device 24 comprises a threaded along the track 1 in the danger area 17 glass fiber strand 33 with connected transmitting and receiving unit 34. From the transmitting and receiving unit 34 signals received as halnsei- term obstacle signals SHS averages to the evaluation unit 25 via ⁇ .
  • the trackside evaluation device 25 is provided with an off ⁇ evaluation unit 35, a communication unit 36, and a route map unit 37, wherein the route maps ⁇ unit 37 has a rough map of the route.
  • the trackside obstacle signals sHS are evaluated by means of filter algorithms.
  • an obstacle an event
  • the evaluation unit 35 of the track-side obstacle detection device When an obstacle (an event) is detected by the evaluation unit 35 of the track-side obstacle detection device, it is sified this by the evaluation unit 35 classified ⁇ .
  • the type of obstacle is determined by pattern recognition. Depending on the type, different Reakti ⁇ tions are initiated.
  • a jewei- liges of the obstacles (events) is assigned ⁇ sections the lines concerned by reference to information IS with respect to the route sections and the route sections delimiting signals, which reads out the Ausnceein ⁇ standardized 34 from the line card unit 36th
  • the evaluation signal sAS: [sI.O, sI.T] is reported to the communication units 29, 30 of the link-side communication arrangement, which are attached to the signals 6, 7, which limit the route section 12, in which the relevant Obstacle (event) 16 was detected.
  • the trackside obstacle detection device recognizes as such, the evaluation unit 35 is made of no evaluation ⁇ signal, since it classifies the bird as an obstacle of a non rele vant ⁇ type.
  • the evaluation unit outputs the evaluation signal SAS from [sI.O, Si.T], since it classifies that as an obstacle of a relevant type.
  • the communication units 26, 27, 28, 29, 30 attached to the signals coordinate with each other, so that the communication unit of each of the signals knows the events in both directions 31, 32 at a distance of about 3 km.
  • the trackside sensor means 24 thus detects a per ⁇ wholesomes 15 and 16 of the barriers 15, 16 and inputs the respective obstacle 15 and 16 respectively indicative of trackside obstacle signal SHS from to the evaluation device 25th And the evaluation device 25 forms from the trackside obstacle signal SHS the trackside evaluation signal SAS: [sI.O, Si.T] and outputs it through its Kommunikati ⁇ onsillon 36 for transfer to the rail vehicle 2 to the trackside transmission assembly 21 from.
  • a track-side information sI.T is provided via the type of the relevant obstacle 16 and a track-side information sl.0 about the location of the relevant obstacle 16.
  • This is an approaching here designated with 4 signal Schie ⁇ nensecurity 2 receives the relevan ⁇ th for the rail vehicle information of the next three sections 10, 11, 12. If necessary also a section of the Streckenkar- te be transmitted. Just as events may Retired ⁇ taken will have done himself.
  • the vehicle-side obstacle recognition arrangement 22 comprises a vehicle-side sensor device 38 and a vehicle-side evaluation device 39.
  • the vehicle control arrangement 23 has a communication unit 40, which is designed to receive the track-side evaluation signal sAS: [sI.O, sI.T] from the track-side transmission arrangement 21.
  • the vehicle control arrangement 23 has a nominal value determination device 41, an actual value determination device 42 and a control device 43.
  • the vehicle control arrangement 23 has a travel control device 44 in the form of a drive and brake control device, a warning device 45 - here in the form of a horn - and an alarm device 46 - here in the form of a means for alerting maintenance crews.
  • the vehicle control assembly 23 comprises means 47 for outputting information I.Bw on the current braking distance of the rail vehicle, means 48 for outputting information I.uSw about the environmental visibility given at the current location of the rail vehicle and means 49 for outputting one Information I.tSw on the given topologi ⁇ cal visibility at the current location of the rail vehicle.
  • the environmental visibility may be limited, for example, by fog or darkness.
  • the topological visibility can be limited, for example, by curves or slopes.
  • the device 48 is for example connected to a brightness sensor ⁇ 50th
  • the device 49 has access to a route Atlas 51 which comprises a component describing the topology of the route.
  • One of the reactions derived is that the controller 43 a control signal StS for adapting a driving behavior of the rail vehicle 2 determines and outputs this control signal to the drive control device 44, which then adjusts the driving behavior of the rail vehicle the Steuersig ⁇ nal StS accordingly.
  • controller 43 determines a message signal MS and outputs it to the Warneinrich ⁇ tung 45 and to the alarming device 46th
  • the controller 43 constitutes the control signal StS in dependence on ⁇ a series of values and information.
  • the control device 43 determines the deviation
  • A. Sw Sw. Actual Sw. Target and / or the deviation
  • A. Ausl Ausl. actual Ausl.Soll of the respective actual value of the associated target ⁇ value, so that the reactions - that the control signal StS and the message signal MS - in dependence of the trackside evaluation signal SAS: [sI.O, Si.T] and in dependence on the determined deviation A.Sw and / or the determined deviation A.Ausl are derived.
  • control device 43 also determines the control signal StS as a function of the track-side information sI.T via the type of the obstacle 16 and in dependence on the track-side information sl.0 about the location of the obstacle 16.
  • the controller 43 forms the Steuersig- nal StS also a function of a vehicle-side signal evaluation ⁇ Fas: [fI.O, fl.T].
  • ⁇ Fas [fI.O, fl.T]
  • the evaluation device 39 in turn forms from the vehicle-side obstacle signal ⁇ fHS the vehicle-side evaluation signal fAS: [fI.O, fl.T and outputs this to the control device 43.
  • the vehicle-side evaluation device 39 also outputs an information IA about the type of obstacle recognition arrangement 22.
  • the obstacle detection device 22 determines the appropriate value Sw.Ist and will accordingly as a target value of the currently required technical upon the setpoint ⁇ determining means 41 Visible for obstacle detection (ie one of the currently required sensory range for obstacle detection) corresponding value Sw.Soll provided.
  • the setpoint ⁇ determining means 41 Visible for obstacle detection (ie one of the currently required sensory range for obstacle detection) corresponding value Sw.Soll provided.
  • Actual value determination device as the actual value is a value corresponding to the currently existing technical resolution of the obstacle recognition device 22.
  • the value is determined and correspondingly determined by the setpoint determination device 41 as
  • the value of the currently available Sw.Ist technical ⁇ 's sight is of the Istwertbeticians founded in dependence of the information IA on the nature of the obstacle detecting means 22, the track-side information Si.T about the type of the obstacle 16, the information about the at I.uSw determined current environmental location of the rail vehicle 2 and the information I.tSw on the given at the current location of the rail vehicle topological visibility and output to the control device 43.
  • Visibility is from the setpoint determination device preferably in dependence of the information I.BW on the current braking distance of the rail vehicle, the information I.uSw about given at the current location of the rail vehicle um ⁇ world-related visibility and the information I.tSw on the current location of the rail vehicle determined topological visibility and removedge ⁇ ben to the controller 43.
  • the value Sw.Soll forms the current location-specific mini ⁇ mum the required technical visibility for obstacle detection and is as a guide for the current technical visibility of the vehicle obstacle detection arrangement and its sensor device (sensor, for example in the form of a radar system, a camera system, etc .) used for the route observation. If the value of the currently available technical visibility of the obstacle recognition arrangement 22 is greater than or equal to the currently required value of the technical visibility for obstacle detection (A.Sw> 0), the rail vehicle 2 can be operated at the maximum permissible speed.
  • the rail vehicle 2 must travel more slowly.
  • the control signal StS is preferably carried out by a dynamic braking curve adjustment limiting the speed of the rail vehicle 2 such that a stop in front of the obstacle 16 would be possible.
  • Sw.Soll serves as a definition of a design criterion for the sensors for automatic driving.
  • inventive method and the system according to the invention offer the advantage that operational and umweltbe ⁇ -related boundary conditions may be defined and their implementation can be realized by the determination of the target value as a specification for the performance of the obstacle detection device 22 in the distance observation, wherein the default dynamic adapts to the given line behaves ⁇ current knowledge and it is at least as good as the Leis ⁇ processing capability of a driver under the same conditions.
  • the obstacle detection device 22 of the railway vehicle 2 has one of its kind, the current environmental conditions, the current topological conditions and the type of each obstacle corresponding specific Powerful ⁇ ness in terms of their sight and a specific performance in terms of its resolution.
  • the rail vehicle 2 fits over the location of the obstacle (and thus depending on its distance from the obstacle), in accordance with the information s.sub.T on the type of obstacle and depending on the deviation the actual value of the setpoint (and thus depending on the currently vorlie ⁇ ing performance of the vehicle-side obstacle detection arrangement 22 and the currently required performance ability for obstacle detection) dynamically on his driving behavior, detects and classifies the obstacle 16 from nearby and directs the corresponding reactions , z. B. horns or maintenance troop, a. In most cases, the obstacle, such as a large animal or a human being, will disappear or be dispelled.
  • the rail vehicle 2 reports by a corresponding return signal RS the cleared state back to the communication ⁇ unit of the next signal that it happens.
  • the system 14 enables autonomous driving of the rail vehicle 2 at optimum speed.

Abstract

Method and system for detecting obstacles in a hazardous area in front of a rail vehicle. The invention relates to a method in which an obstacle-detection arrangement (20, 22) is used to detect obstacles (15, 16) in a hazardous area (17) in front of the rail vehicle (2). In order to permit improved autonomous driving of the rail vehicle there is provision that a target value (Sw.Soll, Res.Soll) is determined for a value which characterizes the performance of the obstacle-detection arrangement (22). The invention also relates to a system for detecting obstacles.

Description

Beschreibung description
Verfahren und System zum Erkennen von Hindernissen in einem Gefahrraum vor einem Schienenfahrzeug Method and system for detecting obstacles in a danger area in front of a rail vehicle
Ein Triebfahrzeugführer eines Schienenfahrzeugs muss - bei¬ spielsweise nach der Richtlinie 408.2341 der Deutschen Bahn AG - die zu befahrende Strecke, Signale, Bahnübergänge und die Oberleitung beobachten. A driver of a rail vehicle must - at ¬ play, according to the Directive 408.2341 of Deutsche Bahn AG - watch the distance to be traveled, signals, level crossings and the catenary.
Die zulässige Höchstgeschwindigkeit, mit der ein Schienen¬ fahrzeug fährt, hängt jedoch derzeit nicht von der tatsächli¬ chen Beobachtungsfähigkeit durch den Triebfahrzeugführer ab. Beispielsweise darf ein Hochgeschwindigkeitszug (z.B. ein ICE) auch bei schlechter Sicht mit einer Geschwindigkeit fahren, die ein Auffahren auf ein Hindernis im Gefahrraum der Strecke bei Auslösung einer Bremsung nach Sichtung des Hindernisses, nicht verhindern würde. The speed limit, with driving a vehicle rails ¬, but currently does not depend on the tatsächli ¬ chen powers of observation by the driver. For example, a high-speed train (eg an ICE) may drive at a speed even in bad visibility, which would not prevent an approach to an obstacle in the danger area of the track when braking after sighting the obstacle.
Beim automatischen Fahren ohne Triebfahrzeugführer (oder beim Fahren ohne Streckenbeobachtung durch einen Triebfahrzeugführer) muss die Streckenbeobachtung durch eine technische Ausrüstung ermöglicht werden. In the case of automatic driving without a driver (or when driving without track observation by a driver), the route observation must be made possible by technical equipment.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, bei dem eine Hindernis¬ erkennungsanordnung verwendet wird, um Hindernisse in einem Gefahrraum vor dem Schienenfahrzeug zu erkennen. The invention relates to a method in which an obstacle ¬ detection arrangement is used to detect obstacles in a danger area in front of the rail vehicle.
Die Erfindung betrifft auch ein System, bei dem eine Hinderniserkennungsanordnung geeignet ausgebildet ist, Hindernisse in einem Gefahrraum vor dem Schienenfahrzeug zu erkennen. The invention also relates to a system in which an obstacle detection arrangement is designed to detect obstacles in a danger space in front of the rail vehicle.
Ein derartiges Verfahren und ein derartiges System sind aus der deutschen Patentanmeldung 102015212019.8 bekannt. Such a method and system are known from German Patent Application 102015212019.8.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und ein System gattungsgemäßer Art anzugeben, die ein verbesser- tes autonomes Fahren des Schienenfahrzeugs bzw. von Schienen¬ fahrzeugen ermöglichen. The invention is based on the object to provide a method and a system of the generic type, which improves an enable autonomous driving of the rail vehicle or rail ¬ vehicles.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkma- len des Patentanspruches 1, bei dem ein Sollwert für eine die Leistungsfähigkeit der Hinderniserkennungsanordnung charakterisierende Größe bestimmt wird. This object is achieved by a method having the features of claim 1, in which a desired value is determined for a variable characterizing the performance of the obstacle detection arrangement.
Gelöst wird diese Aufgabe in entsprechender Weise auch durch ein System mit den Merkmalen des Patentanspruches 9, welches geeignet ausgebildet ist, einen Sollwert für eine die Leis¬ tungsfähigkeit der Hinderniserkennungsanordnung charakterisierende Größe zu bestimmen. Das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße Sys¬ tem bieten insbesondere den Vorteil, dass betriebliche und umweltbedingte Randbedingungen definiert sowie deren Umset¬ zung durch die Ermittlung des Sollwertes als Vorgabe für die Leistungsfähigkeit der Hinderniserkennungsanordnung bei der Streckenbeobachtung realisiert werden kann, wobei sich dieThis object is achieved in a corresponding manner by a system having the features of claim 9, which is suitable configured to determine a target value for a ¬ Leis the processing capability of the obstacle detection arrangement characterizes. The inventive method and system ¬ system according to the invention provide in particular the advantage that operational and environmental constraints defined and their imple ¬-cutting can be realized by the determination of the target value as a specification for the performance of the obstacle detection arrangement in the distance observation, with which
Vorgabe dynamisch den gegebenen Streckenverhältnissen anpasst und dabei mindestens so gut ist, wie die Leistungsfähigkeit eines Triebfahrzeugführers unter den gleichen Randbedingungen . Specification dynamically adapts to the given track conditions and is at least as good as the performance of a driver under the same boundary conditions.
Verfahrensgemäß wird es als vorteilhaft angesehen, wenn ein Istwert der die Leistungsfähigkeit der Hinderniserkennungsan¬ ordnung charakterisierenden Größe bestimmt wird. Vorzugsweise wird dann ein Steuersignal zur Anpassung eines Fahrverhaltens des Schienenfahrzeugs in Abhängigkeit der Abweichung des Ist¬ wertes von dem Sollwert gebildet. In accordance with the method, it is considered advantageous if an actual value of the variable characterizing the performance of the obstacle detection system is determined. Preferably, a control signal for adjusting a driving behavior of the rail vehicle as a function of the deviation of the actual value ¬ is then formed from the target value.
Entsprechend wird es systemgemäß als vorteilhaft angesehen, wenn das System geeignet ausgebildet ist, einen Istwert der die Leistungsfähigkeit der Hinderniserkennungsanordnung charakterisierenden Größe zu bestimmen. Vorzugsweise ist das System dann geeignet ausgebildet, ein Steuersignal zur Anpas- sung eines Fahrverhaltens des Schienenfahrzeugs in Abhängig¬ keit der Abweichung des Istwertes von dem Sollwert zu bilden. Accordingly, it is considered advantageous according to the system if the system is designed to determine an actual value of the variable characterizing the performance of the obstacle detection arrangement. The system is then preferably designed to provide a control signal for adapting solution to form a driving behavior of the rail vehicle in Depending ¬ ness of the deviation of the actual value from the target value.
Verfahrensgemäß wird es außerdem als vorteilhaft angesehen, wenn als Istwert ein der aktuell vorliegenden technischen Sichtweite der Hinderniserkennungsanordnung entsprechender Wert und als Sollwert ein der aktuell erforderlichen technischen Sichtweitet zur Hinderniserkennung entsprechender Wert bereitgestellt wird. Alternativ oder zusätzlich kann als Ist- wert ein der aktuell vorliegenden technische Auflösung der Hinderniserkennungsanordnung entsprechender Wert und als Sollwert ein der aktuell erforderlichen technischen Auflösung zur Hinderniserkennung entsprechender Wert bereitgestellt werden . In accordance with the method, it is also considered advantageous if the actual value provided is a value corresponding to the currently available technical visibility of the obstacle detection arrangement and a value corresponding to the currently required technical visibility for obstacle detection is provided as setpoint value. Alternatively or additionally, the actual value may be provided as a value corresponding to the currently present technical resolution of the obstacle detection arrangement, and as the setpoint value corresponding to the currently required technical resolution for obstacle detection.
Entsprechend wird es systemgemäß als vorteilhaft angesehen, wenn das System geeignet ausgebildet ist, als Istwert einen der aktuell vorliegenden technischen Sichtweite der Hinderniserkennungsanordnung entsprechenden Wert und als Sollwert einen der aktuell erforderlichen technischen Sichtweitet zur Hinderniserkennung entsprechenden Wert bereitzustellen. Und alternativ oder zusätzlich kann das System geeignet ausgebildet sein, als Istwert einen der der aktuell vorliegenden technische Auflösung der Hinderniserkennungsanordnung ent- sprechenden Wert und als Sollwert einen der aktuell erforderlichen technischen Auflösung zur Hinderniserkennung entsprechenden Wert bereitzustellen. Accordingly, it is considered advantageous according to the system if the system is designed to provide a value corresponding to the presently available technical visibility of the obstacle detection arrangement as the actual value and to provide a desired value corresponding to the currently required technical visibility for obstacle detection as setpoint value. And alternatively or additionally, the system may be suitably designed to provide, as the actual value, one of the values corresponding to the currently available technical resolution of the obstacle detection arrangement and a desired value corresponding to the currently required technical resolution for obstacle detection.
Vorzugsweise wird verfahrensgemäß als Hinderniserkennungsan- Ordnung eine fahrzeugseitige Hinderniserkennungsanordnung verwendet wird. Die Hinderniserkennungsanordnung des erfindungsgemäßen Systems ist also vorzugsweise eine fahrzeugsei- tige Hinderniserkennungsanordnung . Darüber hinaus wird es verfahrensgemäß als vorteilhaft ange¬ sehen, wenn der Sollwert in Abhängigkeit einer Information über den aktuellen Bremsweg des Schienenfahrzeugs sowie in Abhängigkeit einer Information über die am aktuellen Ort des Schienenfahrzeugs gegebene umweltbedingte Sichtweite und/oder einer Information über die am aktuellen Ort des Schienenfahrzeugs gegebene topologische Sichtweite bestimmt wird. Es ist also von Vorteil, wenn das System geeignet ausgebildet ist, den Sollwert in Abhängigkeit einer Information über den aktuellen Bremsweg des Schienenfahrzeugs sowie in Abhängig¬ keit einer Information über die am aktuellen Ort des Schienenfahrzeugs gegebene umweltbedingte Sichtweite und/oder ei- ner Information über die am aktuellen Ort des Schienenfahrzeugs gegebene topologische Sichtweite zu bestimmen. Preferably, according to the method, an obstacle recognition arrangement on the vehicle is used as obstacle recognition arrangement. The obstacle recognition arrangement of the system according to the invention is therefore preferably a vehicle-side obstacle recognition arrangement. Moreover, it will proceed according to the ¬ see advantageous in, when the target value in response to an information about the actual braking distance of the rail vehicle and as a function of information on the current location of the Rail vehicle given environmental visibility and / or information about the given at the current location of the rail vehicle topological visibility is determined. It is therefore advantageous if the system is designed to be suitable, the target value depending on an information about the actual braking distance of the rail vehicle and in Depending ¬ ness of information on the given the current location of the rail vehicle environmental sight and / or an information about to determine the topological visibility given at the current location of the rail vehicle.
Vorzugsweise wird der der Istwert in Abhängigkeit einer In¬ formation über die Art der Hinderniserkennungseinrichtung be- stimmt - Das System ist also vorzugsweise geeignet ausgebil¬ det, den Istwert in Abhängigkeit einer Information über die Art der Hinderniserkennungseinrichtung zu bestimmen. Preferably, the actual value depending on a ¬ In formation about the type of the obstacle detecting means is sawn true - The system is therefore preferably suitable ausgebil ¬ det to determine the actual value in dependence of information about the nature of the obstacle detecting means.
Die Erfindung ist im Weiteren anhand von Figuren näher erläu- tert. Dabei zeigen die The invention is explained in more detail below with reference to figures. The show
Figur 1 ein Schienenfahrzeug auf einer Strecke und ein er¬ findungsgemäßen Systems zur Erkennung von Hindernisses in einem Gefahrraum der Strecke vor dem Schienenfahrzeug, und 1 shows a rail vehicle on a route and a system according to the invention for detecting an obstacle in a danger area of the route in front of the rail vehicle, and FIG
Figur 2 das Schienenfahrzeug gemäß Figur 1. FIG. 2 shows the rail vehicle according to FIG. 1.
Die Figur 1 zeigt eine Strecke 1 mit einem Schienenfahrzeug 2, bei dem es sich insbesondere um ein automatisch ohne FIG. 1 shows a section 1 with a rail vehicle 2, which in particular is an automatic one
Triebfahrzeugführer fahrendes Schienenfahrzeug handelt. Train driver driving rail vehicle acts.
Die Strecke 1 ist mit Signalen 3, 4, 5, 6, 7 - hier in Form von Lichtsignalen - ausgerüstet, wobei die Signale Strecken- abschnitte 8, 9, 10, 11, 12, 13 der Strecke begrenzen. The track 1 is equipped with signals 3, 4, 5, 6, 7 - here in the form of light signals - the signals limiting sections 8, 9, 10, 11, 12, 13 of the track.
Weiterhin zeigt die Figur 1 eine bevorzugte Ausführungsform 14 des erfindungsgemäßen Systems zum Erkennen von Hindernis- sen 15, 16 in einem Gefahrraum 17 der Strecke vor dem Schienenfahrzeug . Furthermore, FIG. 1 shows a preferred embodiment 14 of the obstacle detection system according to the invention. sen 15, 16 in a danger area 17 of the track in front of the rail vehicle.
Das System 14 umfasst eine streckenseitige Ausrüstung 18 (Streckenausrüstung) und eine fahrzeugseitige Ausrüstung 19 (Fahrzeugausrüstung) . Die Streckenausrüstung 18 umfasst eine streckenseitige Hinderniserkennungsanordnung 20 und eine streckenseitige Übertragungsanordnung 21. Die Fahrzeugausrüs¬ tung 19 umfasst eine fahrzeugseitige Hinderniserkennungsan- Ordnung 22 und eine Fahrzeugsteueranordnung 23. The system 14 includes trackside equipment 18 (track equipment) and on-board equipment 19 (vehicle equipment). The route equipment 18 comprises a track-side obstacle recognition arrangement 20 and a track-side transmission arrangement 21. The vehicle equipment 19 comprises a vehicle-side obstacle recognition arrangement 22 and a vehicle control arrangement 23.
Die streckenseitige Hinderniserkennungsanordnung 20 ist eine die Strecke 1 kontinuierlich erfassende Anordnung zur Hinderniserkennung - sie weist eine streckenseitige Sensoreinrich- tung 24 und eine streckenseitige Auswerteeinrichtung 25 auf. The track-side obstacle recognition arrangement 20 is an arrangement for obstacle detection which continuously records the route 1 and has a track-side sensor device 24 and a track-side evaluation device 25.
Die streckenseitige Übertragungsanordnung 21 umfasst Kommunikationseinheiten 26, 27, 28, 29, 30 und ggf. hier nicht ge¬ zeigte Repeater. The trackside transmission assembly 21 comprises communication units 26, 27, 28, 29, 30 and may not ge here ¬ showed repeater.
Die Kommunikationseinheiten 26, 27, 28, 29, 30 sind an den Signalen 3, 4, 5, 6, 7 angebracht. Bei der gezeigten bevorzugten Ausführungsform 14 des erfindungsgemäßen Systems kommen aus der Car2XTechnologie bekannte Kommunikationseinheiten zum Einsatz, die im 5, 9Ghz Bereich arbeiten. Die Kommunikationseinheiten 26, 27, 28, 29, 30 können in beide Richtungen 31, 32 der Strecke senden und empfangen. Das Senden und Empfangen kann rückwirkungsfrei erfolgen. Außerdem kann das Senden und Empfangen, beispielsweise durch Einspeisung des Sig- nalstroms der Signale 3, 4, 5, 6, 7 oder eines von Solarmodu¬ len erzeugten Stromes, energieautark erfolgen. The communication units 26, 27, 28, 29, 30 are attached to the signals 3, 4, 5, 6, 7. In the preferred embodiment 14 of the system according to the invention, communication units known from car-2 technology are used which operate in the 5.9 GHz range. The communication units 26, 27, 28, 29, 30 can transmit and receive in both directions 31, 32 of the route. Sending and receiving can take place without reaction. In addition, the transmission and reception, for example, by feeding the Sig- nalstroms the signals 3, 4, 5, 6, 7, or a current generated by Solarmodu ¬ len, carried energy self-sufficient.
Dort, wo die direkte Verbindung zwischen den an den Signalen angebrachten Kommunikationseinheiten 26, 27, 28, 29, 30 nicht gegeben ist, werden Repeater aufgestellt oder andere Medien benutzt, so dass die Kommunikationseinheiten 26, 27, 28, 29, 30 zur Ausbildung der Übertragungsanordnung 21 signaltechnisch verbunden sind. Bei der gezeigten Ausführungsform 14 des erfindungsgemäßen Systems kommt beispielhaft als streckenseitige Hinderniser¬ kennungsanordnung 20 eine sogenannte „Fiber Optic Distributed Sensor Technique", insbesondere eine „Distributed Acoustic Sensor Technique" zum Einsatz. Alternativ oder zusätzlich sind aber auch andere streckenseitige Hinderniserkennungsanordnungen oder hybride Anordnungen aus verschiedenen stre- ckenseitigen Hinderniserkennungsanordnungen einsetzbar. Where the direct connection between the communication units 26, 27, 28, 29, 30 attached to the signals is not given, repeaters are set up or other media are used, so that the communication units 26, 27, 28, 29, 30 are used to form the Transmission arrangement 21 are connected by signal technology. In the illustrated embodiment of the inventive system 14 a so-called "Fiber-Optic Distributed Sensor Technique", in particular a "Distributed Acoustic Sensor Technique" is exemplified as trackside Hinderniser ¬ identifier arrangement 20 for use. Alternatively or additionally, however, other track-side obstacle recognition arrangements or hybrid arrangements from different track-side obstacle recognition arrangements can also be used.
Die Sensoreinrichtung 24 umfasst einen entlang der Strecke 1 in dem Gefahrraum 17 verlegten Glasfaserstrang 33 mit angeschlossener Sende- und Empfangseinheit 34. Von der Sende- und Empfangseinheit 34 empfangene Signale werden als streckensei- tige Hindernissignale sHS an die Auswerteeinrichtung 25 über¬ mittelt . The sensor device 24 comprises a threaded along the track 1 in the danger area 17 glass fiber strand 33 with connected transmitting and receiving unit 34. From the transmitting and receiving unit 34 signals received as streckensei- term obstacle signals SHS averages to the evaluation unit 25 via ¬.
Die streckenseitige Auswerteeinrichtung 25 ist mit einer Aus¬ werteeinheit 35, einer Kommunikationseinheit 36 sowie einer Streckenkarteneinheit 37 versehen, wobei die Streckenkarten¬ einheit 37 eine grobe Karte der Strecke besitzt. The trackside evaluation device 25 is provided with an off ¬ evaluation unit 35, a communication unit 36, and a route map unit 37, wherein the route maps ¬ unit 37 has a rough map of the route.
In der Auswerteeinheit 35 werden die streckenseitigen Hindernissignale sHS mittels Filteralgorithmen ausgewertet. In the evaluation unit 35, the trackside obstacle signals sHS are evaluated by means of filter algorithms.
Wenn durch die Auswerteeinheit 35 der streckenseitigen Hinderniserkennungsanordnung ein Hindernis (ein Ereignis) erkannt wird, so wird dieses durch die Auswerteeinheit 35 klas¬ sifiziert. Dabei wird per Mustererkennung der Typ des Hinder- nisses ermittelt. Je nach Typ werden unterschiedliche Reakti¬ onen veranlasst. Außerdem wird unter Heranziehung von Informationen I.S hinsichtlich der Streckenabschnitte und der die Streckenabschnitte begrenzenden Signale, die die Auswerteein¬ heit 34 aus der Streckenkarteneinheit 36 ausliest, ein jewei- liges der Hindernisse (Ereignisse) dem betroffenen Strecken¬ abschnitt zugeordnet. Bei Relevanz des jeweiligen Hindernis¬ ses (des Ereignisses) sendet die Auswerteeinheit 35 über die Kommunikationseinheit 36 ein streckenseitiges Auswertesignal sAS:[sI.O, sI.T] aus. Das Auswertesignal sAS:[sI.O, sI.T] wird an die Kommunikationseinheiten 29, 30 der streckenseiti- gen Kommunikationsanordnung gemeldet wird, welche an den Signalen 6, 7 angebracht sind, die den Streckenabschnitt 12 be- grenzen, in dem das relevante Hindernis (Ereignis) 16 erkannt wurde . When an obstacle (an event) is detected by the evaluation unit 35 of the track-side obstacle detection device, it is sified this by the evaluation unit 35 classified ¬. The type of obstacle is determined by pattern recognition. Depending on the type, different Reakti ¬ tions are initiated. In addition, a jewei- liges of the obstacles (events) is assigned ¬ sections the lines concerned by reference to information IS with respect to the route sections and the route sections delimiting signals, which reads out the Auswerteein ¬ standardized 34 from the line card unit 36th In relevance of the respective obstacle ¬ ses (the event) sends the evaluation unit 35, a trackside evaluation signal via the communication unit 36 sAS: [sI.O, sI.T] off. The evaluation signal sAS: [sI.O, sI.T] is reported to the communication units 29, 30 of the link-side communication arrangement, which are attached to the signals 6, 7, which limit the route section 12, in which the relevant Obstacle (event) 16 was detected.
Bezüglich des gezeigten Vogels 15 über dem Streckenabschnitt 12, den die streckenseitige Hinderniserkennungsanordnung als solchen erkennt, gibt die Auswerteeinheit 35 kein Auswerte¬ signal aus, da es den Vogel als Hindernis eines nicht rele¬ vanten Typs klassifiziert. Hinsichtlich des mit 16 bezeichne¬ ten Hindernisses gibt die Auswerteeinheit das Auswertesignal sAS : [sI.O, sI.T] aus, da es dieses als Hindernis eines rele- vanten Typs klassifiziert. With respect to the bird shown 15 through the track section 12, the trackside obstacle detection device recognizes as such, the evaluation unit 35 is made of no evaluation ¬ signal, since it classifies the bird as an obstacle of a non rele vant ¬ type. With respect to the 16-th obstacle ¬ denote the evaluation unit outputs the evaluation signal SAS from [sI.O, Si.T], since it classifies that as an obstacle of a relevant type.
Die an den Signalen angebrachten Kommunikationseinheiten 26, 27, 28, 29, 30 koordinieren sich untereinander, so dass die Kommunikationseinheit jedes der Signale die Ereignisse in beide Richtungen 31, 32 in ca. 3 km Entfernung kennt. The communication units 26, 27, 28, 29, 30 attached to the signals coordinate with each other, so that the communication unit of each of the signals knows the events in both directions 31, 32 at a distance of about 3 km.
Die streckenseitige Sensoreinrichtung 24 erkennt also ein je¬ weiliges 15 bzw. 16 der Hindernisse 15, 16 und gibt ein das jeweilige Hindernis 15 bzw. 16 anzeigendes streckenseitiges Hindernissignal sHS an die Auswerteeinrichtung 25 aus. Und die Auswerteeinrichtung 25 bildet aus dem streckenseitigen Hindernissignal sHS das streckenseitiges Auswertesignal sAS:[sI.O, sI.T] und gibt dieses mittels seiner Kommunikati¬ onseinheit 36 zur Übertragung an das Schienenfahrzeug 2 an die streckenseitige Übertragungsanordnung 21 aus. The trackside sensor means 24 thus detects a per ¬ weiliges 15 and 16 of the barriers 15, 16 and inputs the respective obstacle 15 and 16 respectively indicative of trackside obstacle signal SHS from to the evaluation device 25th And the evaluation device 25 forms from the trackside obstacle signal SHS the trackside evaluation signal SAS: [sI.O, Si.T] and outputs it through its Kommunikati ¬ onseinheit 36 for transfer to the rail vehicle 2 to the trackside transmission assembly 21 from.
Dabei wird anhand des streckenseitigen Auswertesignals sAS:[sI.O, sI.T] eine streckenseitige Information sI.T über den Typ des relevanten Hindernisses 16 und eine streckensei- tige Information sl.0 über den Ort des relevanten Hindernisses 16 bereitstellt. Das sich einem hier mit 4 bezeichneten Signal nähernde Schie¬ nenfahrzeug 2 empfängt die für das Schienenfahrzeug relevan¬ ten Informationen der nächsten drei Abschnitte 10, 11, 12. Bei Bedarf kann auch noch ein Ausschnitt aus der Streckenkar- te mit übertragen werden. Genauso können Ereignisse zurückge¬ nommen werden, die sich erledigt haben. In this case, on the track-side evaluation signal sAS: [sI.O, sI.T], a track-side information sI.T is provided via the type of the relevant obstacle 16 and a track-side information sl.0 about the location of the relevant obstacle 16. This is an approaching here designated with 4 signal Schie ¬ nenfahrzeug 2 receives the relevan ¬ th for the rail vehicle information of the next three sections 10, 11, 12. If necessary also a section of the Streckenkar- te be transmitted. Just as events may Retired ¬ taken will have done himself.
Die fahrzeugseitige Hinderniserkennungsanordnung 22 umfasst eine fahrzeugseitige Sensoreinrichtung 38 und eine fahrzeug- seitige Auswerteeinrichtung 39. The vehicle-side obstacle recognition arrangement 22 comprises a vehicle-side sensor device 38 and a vehicle-side evaluation device 39.
Die Fahrzeugsteueranordnung 23 weist eine Kommunikationseinheit 40 auf, die geeignet ausgebildet ist, das streckenseiti- ge Auswertesignal sAS:[sI.O, sI.T] von der streckenseitigen Übertragungsanordnung 21 zu empfangen. The vehicle control arrangement 23 has a communication unit 40, which is designed to receive the track-side evaluation signal sAS: [sI.O, sI.T] from the track-side transmission arrangement 21.
Weiterhin weist die Fahrzeugsteueranordnung 23 eine Sollwertbestimmungseinrichtung 41, eine Istwertbestimmungseinrichtung 42 und eine Steuereinrichtung 43 auf. Furthermore, the vehicle control arrangement 23 has a nominal value determination device 41, an actual value determination device 42 and a control device 43.
Außerdem weist die Fahrzeugsteueranordnung 23 eine Fahrsteuereinrichtung 44 in Form einer Antriebs- und Bremssteuereinrichtung, eine Warneinrichtung 45 - hier in Form einer Hupe - und eine Alarmierungseinrichtung 46 - hier in Form eines Mit- tels zum Alarmieren von Wartungstrupps auf. In addition, the vehicle control arrangement 23 has a travel control device 44 in the form of a drive and brake control device, a warning device 45 - here in the form of a horn - and an alarm device 46 - here in the form of a means for alerting maintenance crews.
Darüber hinaus umfasst die Fahrzeugsteueranordnung 23 eine Einrichtung 47 zur Ausgabe einer Information I.Bw über den aktuellen Bremsweg des Schienenfahrzeugs, eine Einrichtung 48 zur Ausgabe einer Information I.uSw über die am aktuellen Ort des Schienenfahrzeugs gegebene umweltbedingte Sichtweite und eine Einrichtung 49 zur Ausgabe einer Information I.tSw über die am aktuellen Ort des Schienenfahrzeugs gegebene topologi¬ sche Sichtweite. Die umweltbedingte Sichtweite kann bei- spielsweise durch Nebel oder Dunkelheit begrenzt sein. Die topologische Sichtweite kann beispielsweise durch Kurven oder Gefälle begrenzt sein. Die Einrichtung 48 ist beispielsweise mit einem Helligkeits¬ sensor 50 verbunden. Die Einrichtung 49 hat Zugriff auf einen Streckenatlas 51, der eine die Topologie der Strecke be¬ schreibende Komponente umfasst. In addition, the vehicle control assembly 23 comprises means 47 for outputting information I.Bw on the current braking distance of the rail vehicle, means 48 for outputting information I.uSw about the environmental visibility given at the current location of the rail vehicle and means 49 for outputting one Information I.tSw on the given topologi ¬ cal visibility at the current location of the rail vehicle. The environmental visibility may be limited, for example, by fog or darkness. The topological visibility can be limited, for example, by curves or slopes. The device 48 is for example connected to a brightness sensor ¬ 50th The device 49 has access to a route Atlas 51 which comprises a component describing the topology of the route.
Bei Annäherung an das Hindernis 16 werden Reaktionen des Schienenfahrzeugs 2 in Abhängigkeit des Auswertesignals sAS:[sI.O, sI.T] der streckenseitigen Hinderniserkennungsanordnung 20 und in Anhängigkeit zumindest eines der hier mit Sw.Ist und Aufl. Ist bezeichneten Istwerte, jeweils einer die Leistungsfähigkeit der fahrzeugseitigen Hinderniserkennungs¬ anordnung 22 charakterisierenden Größe abgeleitet. When approaching the obstacle 16, reactions of the rail vehicle 2 as a function of the evaluation signal sAS: [sI.O, sI.T] of the track-side obstacle recognition arrangement 20 and, depending on at least one of the actual values indicated here with Sw.Ist and Aufl deriving the performance of the vehicle-side obstacle detection ¬ arrangement 22 characterizing size.
Eine der abgeleiteten Reaktionen besteht darin, dass die Steuereinrichtung 43 ein Steuersignal StS zur Anpassung eines Fahrverhaltens des Schienenfahrzeugs 2 bestimmt und dieses Steuersignal an die Fahrsteuereinrichtung 44 ausgibt, die dann das Fahrverhaltens des Schienenfahrzeugs dem Steuersig¬ nal StS entsprechend anpasst. One of the reactions derived is that the controller 43 a control signal StS for adapting a driving behavior of the rail vehicle 2 determines and outputs this control signal to the drive control device 44, which then adjusts the driving behavior of the rail vehicle the Steuersig ¬ nal StS accordingly.
Eine weitere Reaktion besteht darin, dass die Steuereinrichtung 43 ein Meldesignal MS bestimmt und an die Warneinrich¬ tung 45 sowie an die Alarmierungseinrichtung 46 ausgibt. Die Steuereinrichtung 43 bildet das Steuersignal StS in An¬ hängigkeit einer Reihe von Werten und Informationen. Another response is that the controller 43 determines a message signal MS and outputs it to the Warneinrich ¬ tung 45 and to the alarming device 46th The controller 43 constitutes the control signal StS in dependence on ¬ a series of values and information.
So wird zum automatischen Fahren ohne Triebfahrzeugführer an die Steuereinrichtung 43 neben dem zumindest einen Istwert Sw.Ist oder Aufl. Ist auch ein zugeordneter Sollwert Sw.Soll bzw. Aufl. Soll der zumindest einen die Leistungsfähigkeit der fahrzeugseitigen Hinderniserkennungsanordnung charakterisierenden Größe ausgegeben. Alternativ hierzu können auch beide Istwerte und beide Sollwerte an die Steuereinrichtung 43 aus- gegeben werden. Thus, for automatic driving without a driver to the control device 43 in addition to the at least one actual value Sw.Ist or Aufl. Is also an assigned setpoint Sw.Soll or Aufl. Target of at least one characterizing the performance of the vehicle-side obstacle detection arrangement size. Alternatively, both actual values and both setpoint values can also be output to the control device 43.
Die Steuereinrichtung 43 bestimmt dann die Abweichung The control device 43 then determines the deviation
A. Sw=Sw . Ist-Sw . Soll und/oder die Abweichung A. Ausl=Ausl . Ist- Ausl.Soll des jeweiligen Istwertes von dem zugeordneten Soll¬ wert, so dass die Reaktionen - also das Steuersignal StS und das Meldesignal MS - in Abhängigkeit des streckenseitigen Auswertesignals sAS:[sI.O, sI.T] und in Anhängigkeit von der ermittelten Abweichung A.Sw und/oder der ermittelten Abweichung A.Ausl abgeleitet werden. A. Sw = Sw. Actual Sw. Target and / or the deviation A. Ausl = Ausl. actual Ausl.Soll of the respective actual value of the associated target ¬ value, so that the reactions - that the control signal StS and the message signal MS - in dependence of the trackside evaluation signal SAS: [sI.O, Si.T] and in dependence on the determined deviation A.Sw and / or the determined deviation A.Ausl are derived.
Außerdem bestimmt die Steuereinrichtung 43 das Steuersignal StS auch in Abhängigkeit der streckenseitigen Information sI.T über den Typ des Hindernisses 16 und in Abhängigkeit der streckenseitigen Information sl.0 über den Ort des Hindernisses 16. In addition, the control device 43 also determines the control signal StS as a function of the track-side information sI.T via the type of the obstacle 16 and in dependence on the track-side information sl.0 about the location of the obstacle 16.
Darüber hinaus bildet die Steuereinrichtung 43 das Steuersig- nal StS auch in Abhängigkeit eines fahrzeugseitigen Auswerte¬ signals fAS:[fI.O, fl.T]. Hierzu bildet die Sensoreinrichtung 38 der fahrzeugseitigen Hinderniserkennungsanordnung 22 - sobald sie das Hindernis 16 erkennt - ein das Hindernis 16 an¬ zeigendes fahrzeugseitiges Hindernissignal fHS und gibt die- ses an die Auswerteeinrichtung 39 aus. Die Auswerteeinrichtung 39 bildet ihrerseits aus dem fahrzeugseitigen Hindernis¬ signal fHS das fahrzeugseitiges Auswertesignal fAS:[fI.O, fl.T und gibt dieses an die Steuereinrichtung 43 aus. Die fahrzeugseitige Auswerteeinrichtung 39 gibt auch eine Infor- mation I.A über die Art der Hinderniserkennungsanordnung 22 aus . In addition, the controller 43 forms the Steuersig- nal StS also a function of a vehicle-side signal evaluation ¬ Fas: [fI.O, fl.T]. To this is the sensor device 38 of the vehicle-mounted obstacle detection arrangement 22 - when it detects the obstacle 16 - one the obstacle 16 at ¬ pointing-vehicle obstacle signal FHS and gives DIE ses made to the evaluation. 39 The evaluation device 39 in turn forms from the vehicle-side obstacle signal ¬ fHS the vehicle-side evaluation signal fAS: [fI.O, fl.T and outputs this to the control device 43. The vehicle-side evaluation device 39 also outputs an information IA about the type of obstacle recognition arrangement 22.
Als Istwert wird von der Istwertbestimmungseinrichtung 42 insbesondere ein der aktuell vorliegenden technischen Sicht- weite (also ein der aktuell vorliegenden sensorischen Reichweite) der Hinderniserkennungsanordnung 22 entsprechender Wert Sw.Ist bestimmt und entsprechend wird von der Sollwert¬ bestimmungseinrichtung 41 als Sollwert ein der aktuell erforderlichen technischen Sichtweitet zur Hinderniserkennung (al- so ein der aktuell erforderlichen sensorischen Reichweite zur Hinderniserkennung) entsprechender Wert Sw.Soll bereitgestellt . Alternativ oder zusätzlich wird von der As the actual value, in particular a the currently available technical sight is of the Istwertbestimmungseinrichtung 42 wide (ie one of the currently available sensory range), the obstacle detection device 22 determines the appropriate value Sw.Ist and will accordingly as a target value of the currently required technical upon the setpoint ¬ determining means 41 Visible for obstacle detection (ie one of the currently required sensory range for obstacle detection) corresponding value Sw.Soll provided. Alternatively or additionally, by the
Istwertbestimmungseinrichtung als Istwert ein der der aktuell vorliegenden technische Auflösung der Hinderniserkennungsanordnung 22 entsprechenden Wert Aufl. Ist bestimmt und entspre- chend wird von der Sollwertbestimmungseinrichtung 41 als Actual value determination device as the actual value is a value corresponding to the currently existing technical resolution of the obstacle recognition device 22. The value is determined and correspondingly determined by the setpoint determination device 41 as
Sollwert ein der aktuell erforderlichen technischen Auflösung zur Hinderniserkennung entsprechenden Wert Aufl. Soll bereitgestellt. Insbesondere der Wert Sw.Ist der aktuell vorliegenden techni¬ schen Sichtweite wird von der Istwertbestimmungseinrichtung in Abhängigkeit der Information I.A über die Art der Hinderniserkennungseinrichtung 22, der streckenseitigen Information sI.T über den Typ des Hindernisses 16, der Information I.uSw über die am aktuellen Ort des Schienenfahrzeugs 2 gegebene umweltbedingte Sichtweite und der Information I.tSw über die am aktuellen Ort des Schienenfahrzeugs gegebenen topologi- schen Sichtweite bestimmt und an die Steuereinrichtung 43 ausgegeben . Setpoint A value corresponding to the currently required technical resolution for obstacle detection. Specifically, the value of the currently available Sw.Ist technical ¬'s sight is of the Istwertbestimmungseinrichtung in dependence of the information IA on the nature of the obstacle detecting means 22, the track-side information Si.T about the type of the obstacle 16, the information about the at I.uSw determined current environmental location of the rail vehicle 2 and the information I.tSw on the given at the current location of the rail vehicle topological visibility and output to the control device 43.
Der Wert Sw.Soll der aktuell erforderlichen technischen The value Sw.Soll of the currently required technical
Sichtweite wird von der Sollwertbestimmungseinrichtung vorzugsweise in Abhängigkeit der Information I.Bw über den aktuellen Bremsweg des Schienenfahrzeugs, der Information I.uSw über die am aktuellen Ort des Schienenfahrzeugs gegebene um¬ weltbedingte Sichtweite und der Information I.tSw über die am aktuellen Ort des Schienenfahrzeugs gegebene topologische Sichtweite bestimmt und an die Steuereinrichtung 43 ausgege¬ ben . Visibility is from the setpoint determination device preferably in dependence of the information I.BW on the current braking distance of the rail vehicle, the information I.uSw about given at the current location of the rail vehicle um ¬ world-related visibility and the information I.tSw on the current location of the rail vehicle determined topological visibility and ausgege ¬ ben to the controller 43.
Der Wert Sw.Soll bildet dabei das aktuelle ortsbezogene Mini¬ mum der erforderlichen technischen Sichtweite zur Hinderniserkennung und wird als Vorgabe für die aktuell vorliegende technische Sichtweite der fahrzeugseitigen Hinderniserken- nungsanordnung und deren Sensoreinrichtung (Sensorik, beispielsweise in Form eines Radarsystems, eines Kamerasystems, etc.) für die Streckenbeobachtung herangezogen. Ist der Wert der aktuell vorliegenden technischen Sichtweite der Hinderniserkennungsanordnung 22 größer oder gleich dem aktuell erforderlichen Wert der technischen Sichtweite zur Hinderniserkennung (A.Sw>0), so kann das Schienenfahrzeug 2 mit der maximal zulässigen Geschwindigkeit betrieben werden. The value Sw.Soll forms the current location-specific mini ¬ mum the required technical visibility for obstacle detection and is as a guide for the current technical visibility of the vehicle obstacle detection arrangement and its sensor device (sensor, for example in the form of a radar system, a camera system, etc .) used for the route observation. If the value of the currently available technical visibility of the obstacle recognition arrangement 22 is greater than or equal to the currently required value of the technical visibility for obstacle detection (A.Sw> 0), the rail vehicle 2 can be operated at the maximum permissible speed.
Ist der Wert der aktuell vorliegenden technischen Sichtweite der Hinderniserkennungsanordnung 22 kleiner als der aktuell erforderliche Wert der technischen Sichtweite zur Hindernis- erkennung (A.Sw<0), so muss das Schienenfahrzeug 2 langsamer fahren. Mittels des Steuersignals StS erfolgt vorzugsweise durch eine dynamische Bremskurvenanpassung eine Begrenzung der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 2 derart, dass ein Halten vor dem Hindernis 16 möglich wäre. If the value of the currently available technical visibility of the obstacle recognition arrangement 22 is smaller than the currently required value of the technical visibility for obstacle detection (A.Sw <0), the rail vehicle 2 must travel more slowly. By means of the control signal StS is preferably carried out by a dynamic braking curve adjustment limiting the speed of the rail vehicle 2 such that a stop in front of the obstacle 16 would be possible.
Insbesondere aus der Ermittlung des Wertes Sw.Soll der aktu¬ ell erforderlichen technischen Sichtweite zur Hinderniserkennung basierend auf den oben genannten Informationen I.Bw, I.uSw, I.tSw als vorgegebenes Minimum für die technische Sichtweite (als vorgegebenes Minimum für die sensorische Reichweite) ergeben sich eine Reihe von Vorteilen. In particular, from the determination of the value Sw.Soll aktu ¬ ell required technical visibility for obstacle detection based on the above information I.Bw, I.uSw, I.tSw as a predetermined minimum for the technical visibility (as a predetermined minimum for the sensory range ) results in a number of advantages.
So stellt der Wert Sw.Soll einen Maßstab für die erforderli¬ che Sicherheit des Systems 14 und insbesondere seiner fahr- zeugseitigen Hinderniserkennungsanordnung 22 und damit für deren Zulassungsfähigkeit für das automatische Fahren dar. Thus, the value Sw.Soll a benchmark for necesser ¬ che security of the system 14 and in particular its vehicle-side obstacle detection assembly 22 and thus for the approval capability for automatic driving.
Die Systemverfügbarkeit beim automatischen Fahren ist erhöht, da eine dynamische Bremskurvenanpassung, basierend auf einer definierten Sicherheitsanforderung, auch bei schlechten Umgebungsbedingungen und bei die Sicht verschlechternden topolo- gischen Bedingungen ein Fahren des Schienenfahrzeugs 2 ermöglicht - das Schienenfahrzeug muss nicht zwangsläufig angehal¬ ten werden. System availability during automatic driving is increased because a dynamic braking curve fitting based on a defined safety requirement, even in poor environmental conditions and visibility deteriorating topological conditions allows driving the rail vehicle 2 - the rail vehicle does not necessarily have angehal ¬ th.
Es besteht Rückwirkungsfreiheit zu bestehenden Zugbeeinflus¬ sungssystemen . Der Wert Sw.Soll dient als Festlegung eines Designkriteriums für die Sensorik für das automatische Fahren. There is absence of reaction to existing Zugbeeinflus ¬ sungssystemen. The value Sw.Soll serves as a definition of a design criterion for the sensors for automatic driving.
Und das erfindungsgemäße Verfahren und das erfindungsgemäße System bieten den Vorteil, dass betriebliche und umweltbe¬ dingte Randbedingungen definiert werden können sowie deren Umsetzung durch die Ermittlung des Sollwertes als Vorgabe für die Leistungsfähigkeit der Hinderniserkennungsanordnung 22 bei der Streckenbeobachtung realisiert werden kann, wobei sich die Vorgabe dynamisch an die gegebenen Streckenverhält¬ nissen anpasst und dabei mindestens so gut ist, wie die Leis¬ tungsfähigkeit eines Triebfahrzeugführers unter den gleichen Randbedingungen . Die Hinderniserkennungsanordnung 22 des Schienenfahrzeugs 2 besitzt eine ihrer Art, den aktuellen Umweltbedingungen, den aktuellen topologischen Bedingungen und dem Typ eines jeweiligen Hindernisses entsprechende spezifische Leistungsfähig¬ keit hinsichtlich ihrer Sichtweite und auch eine spezifische Leistungsfähigkeit hinsichtlich ihrer Auflösung. And the inventive method and the system according to the invention offer the advantage that operational and umweltbe ¬-related boundary conditions may be defined and their implementation can be realized by the determination of the target value as a specification for the performance of the obstacle detection device 22 in the distance observation, wherein the default dynamic adapts to the given line behaves ¬ current knowledge and it is at least as good as the Leis ¬ processing capability of a driver under the same conditions. The obstacle detection device 22 of the railway vehicle 2 has one of its kind, the current environmental conditions, the current topological conditions and the type of each obstacle corresponding specific Powerful ¬ ness in terms of their sight and a specific performance in terms of its resolution.
In jedem Fall passt das Schienenfahrzeug 2 in Abhängigkeit der Information sl.0 über den Ort des Hindernisses (und damit in Abhängigkeit von seiner Entfernung vom Hindernis) , in An- hängigkeit der Information sI.T über den Typ des Hindernisses und in Abhängigkeit der Abweichung des Istwertes von dem Sollwert (und damit in Abhängigkeit von der aktuell vorlie¬ genden Leistungsfähigkeit der fahrzeugseitigen Hinderniserkennungsanordnung 22 und der aktuell erforderlichen Leis- tungsfähigkeit zur Hinderniserkennung) sein Fahrverhalten dynamisch an, erkennt und klassifiziert das Hindernis 16 aus der Nähe und leitet die entsprechenden Reaktionen, z. B. Hupen oder Wartungstrupp alarmieren, ein. In den meisten Fällen wird das Hindernis z.B. ein großes Tier oder ein Mensch ver- schwunden sein oder lässt sich vertreiben. In diesem Fall meldet das Schienenfahrzeug 2 durch ein entsprechendes Rück- signal RS den geräumten Zustand zurück an die Kommunikations¬ einheit des nächsten Signals, das es passiert. Während bei herkömmlichem Betrieb die Strecke nach Erkennen eines des Hindernisses gesperrt und geräumt werden müsste, ermöglicht das erfindungsgemäße System 14 ein autonomes Fah- ren des Schienenfahrzeugs 2 mit optimaler Geschwindigkeit. In any case, depending on the information sl.sub.0, the rail vehicle 2 fits over the location of the obstacle (and thus depending on its distance from the obstacle), in accordance with the information s.sub.T on the type of obstacle and depending on the deviation the actual value of the setpoint (and thus depending on the currently vorlie ¬ ing performance of the vehicle-side obstacle detection arrangement 22 and the currently required performance ability for obstacle detection) dynamically on his driving behavior, detects and classifies the obstacle 16 from nearby and directs the corresponding reactions , z. B. horns or maintenance troop, a. In most cases, the obstacle, such as a large animal or a human being, will disappear or be dispelled. In this case, the rail vehicle 2 reports by a corresponding return signal RS the cleared state back to the communication ¬ unit of the next signal that it happens. While in conventional operation the distance would have to be locked and cleared after detection of one of the obstacles, the system 14 according to the invention enables autonomous driving of the rail vehicle 2 at optimum speed.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren bei dem eine Hinderniserkennungsanordnung (20, 22) verwendet wird, um Hindernisse (15, 16) in einem Ge¬ fahrraum (17) vor dem Schienenfahrzeug (2) zu erkennen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ein Sollwert (Sw.Soll, Aufl. Soll) für eine die Leistungs¬ fähigkeit der Hinderniserkennungsanordnung (22) charakterisierende Größe bestimmt wird. 1. A method in which an obstacle detection arrangement (20, 22) is used to detect obstacles (15, 16) in a Ge ¬ driving space (17) in front of the rail vehicle (2), characterized in that a desired value (Sw.Soll, Aufl . Soll) is determined for a performance ¬ ability of the obstacle detection arrangement (22) characterizing size.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ein Istwert (Sw.Ist, Aufl. Ist) der die Leistungsfähigkeit der Hinderniserkennungsanordnung charakterisierenden Größe bestimmt wird.  d a d u r c h e k e n c i n e, that is an actual value (Sw.Ist, Aufl. Ist) of the size characterizing the performance of the obstacle detection arrangement is determined.
3. Verfahren nach Anspruch 2, 3. The method according to claim 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ein Steuersignal (StS) zur Anpassung eines Fahrverhaltens des Schienenfahrzeugs (2) in Abhängigkeit der Abweichung (A. Sw=Sw. Ist-Sw. Soll, A.Aufl=Aufl . Ist-Auf1. Soll) des Ist¬ wertes (Sw.Ist, Aufl. Ist) von dem Sollwert (Sw.Soll, Aufl. Soll) gebildet wird. characterized in that a control signal (StS) for adapting a driving behavior of the rail vehicle (2) as a function of the deviation (A. Sw = Sw Ist Sw. Soll, A.Aufl Aufl. Ist-Auf1. Soll) of the actual ¬ value (Sw.Ist, Aufl. Ist) is formed by the setpoint (Sw.Soll, Aufl. Soll).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, 4. The method according to any one of claims 2 or 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s als Istwert ein der aktuell vorliegenden technischen  d a d u r c h g e k e n c i n e s, the actual value is one of the currently available technical data
Sichtweite der Hinderniserkennungsanordnung (22) entsprechender Wert (Sw.Ist) und als Sollwert ein der aktuell er¬ forderlichen technischen Sichtweitet zur Hinderniserkennung entsprechender Wert (Sw.Soll) bereitgestellt wird. Visibility of the obstacle detection arrangement (22) corresponding value (Sw.Ist) and as the setpoint one of the currently he ¬ required technical Sichtweitet for obstacle detection corresponding value (Sw.Soll) is provided.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, 5. The method according to any one of claims 2 to 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s als Istwert ein der aktuell vorliegenden technische Auflö¬ sung der Hinderniserkennungsanordnung (22) entsprechender Wert (Aufl. Ist) und als Sollwert ein der aktuell erforder- liehen technischen Auflösung zur Hinderniserkennung entsprechender Wert (Aufl. Soll) bereitgestellt wird. characterized in that as an actual value a the currently available technical resolu ¬ solution, the obstacle detection means (22) of corresponding value (Ed.), and currently required as a target value of a lent technical resolution for obstacle detection corresponding value (Aufl. Soll) is provided.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, Method according to one of claims 1 to 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s als Hinderniserkennungsanordnung eine fahrzeugseitige Hinderniserkennungsanordnung (22) verwendet wird. d a d u r c h e k e n e s e e s e s t e, s t as an obstacle detection arrangement an on-board obstacle detection arrangement (22) is used.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, Method according to one of claims 1 to 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Sollwert (Sw.Soll) in Abhängigkeit einer Information (I.Bw) über den aktuellen Bremsweg des Schienenfahrzeugs (2) sowie in Abhängigkeit einer Information (I.uSw) über die am aktuellen Ort des Schienenfahrzeugs gegebene um¬ weltbedingte Sichtweite und/oder einer Information (I.tSw) über die am aktuellen Ort des Schienenfahrzeugs gegebene topologische Sichtweite bestimmt wird. characterized in that the desired value (Sw.Soll) in dependence on information (I.Bw) on the current braking distance of the rail vehicle (2) and in dependence of information (I.uSw) on the given at the current location of the rail vehicle um ¬ world-related visibility and / or information (I.tSw) about the topological visibility given at the current location of the rail vehicle.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, Method according to one of claims 2 to 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Istwert (Sw.Ist) in Abhängigkeit einer Information (I.A) über die Art der Hinderniserkennungseinrichtung (22) bestimmt wird. d a d u r c h g e k e n e z e i n e s t, s a s s the actual value (Sw.Ist) as a function of information (I.A) on the type of obstacle detection device (22) is determined.
System (14) bei dem eine Hinderniserkennungsanordnung (20, 22) geeignet ausgebildet ist, Hindernisse (15, 16) in ei¬ nem Gefahrraum (17) vor dem Schienenfahrzeug (2) zu erkennen, System (14) in which an obstacle detection device (20, 22) formed suitable to obstacles (15, 16) into a ¬ nem risk space (17) in front of the rail vehicle (2) to recognize
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das System (14) geeignet ausgebildet ist, einen Sollwert (Sw.Soll, Aufl. Soll) für eine die Leistungsfähigkeit der Hinderniserkennungsanordnung (22) charakterisierende Größe zu bestimmen. That is, the system (14) is adapted to determine a desired value (Sw.sub.set, target) for a variable characterizing the performance of the obstacle detection arrangement (22).
System (14) nach Anspruch 9, System (14) according to claim 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s es geeignet ausgebildet ist, einen Istwert (Sw.Ist, d a d u r c h e k e n e z e c h n e t, if it is suitably designed, an actual value (Sw.Ist,
Aufl. Ist) der die Leistungsfähigkeit der Hinderniserken- nungsanordnung (22) charakterisierenden Größe zu bestimmen . Aufl.) Is the performance of the obstacle token Determine the arrangement (22) characterizing size.
11. System (14) nach Anspruch 10, 11. System (14) according to claim 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s es geeignet ausgebildet ist, ein Steuersignal (StS) zur Anpassung eines Fahrverhaltens des Schienenfahrzeugs (2) in Abhängigkeit der Abweichung (A. Sw=Sw. Ist-Sw. Soll,  d a d u r c h e k e n e c i n e s, if it is suitably designed, a control signal (StS) for adapting a driving behavior of the rail vehicle (2) as a function of the deviation (A. Sw = Sw.
A.Aufl=Aufl . Ist-Auf1. Soll) des Istwertes (Sw.Ist,  A.Aufl = Aufl. Actual AuF1. Soll) of the actual value (Sw.Ist,
Aufl. Ist) von dem Sollwert (Sw.Soll, Aufl. Soll) zu bilden.  Upd. Actual) of the setpoint (Sw.Soll, Aufl. Soll).
12. System (14) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, 12. System (14) according to one of claims 10 or 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s es geeignet ausgebildet ist, als Istwert einen der aktuell vorliegenden technischen Sichtweite der Hinderniserkennungsanordnung (22) entsprechenden Wert (Sw.Ist) und als Sollwert einen der aktuell erforderlichen technischen Sichtweitet zur Hinderniserkennung entsprechenden Wert (Sw.Soll) bereitzustellen.  It is suitably designed to provide as the actual value a value (Sw.Ist) corresponding to the currently available technical visibility of the obstacle recognition arrangement (22) and to provide a desired value (Sw.Soll) corresponding to the currently required technical visibility for obstacle detection.
13. System (14) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, 13. System (14) according to one of claims 10 to 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s es geeignet ausgebildet ist, als Istwert einen der der ak¬ tuell vorliegenden technische Auflösung der Hinderniser- kennungsanordnung (22) entsprechenden Wert (Aufl. Ist) und als Sollwert einen der aktuell erforderlichen technischen Auflösung zur Hinderniserkennung entsprechenden Wert characterized in that it is designed to be suitable, as an actual value detection device one of the ak ¬ TULLE present technical resolution of the Hinderniser- (22) corresponding value (Ed.), and as a target value of the currently required technical resolution for obstacle detection value corresponding to
(Aufl. Soll) bereitzustellen. 14. System (14) nach einem der Ansprüche 9 bis 13,  To provide (target). 14. System (14) according to one of claims 9 to 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Hinderniserkennungsanordnung eine fahrzeugseitige Hinderniserkennungsanordnung (22) ist. 15. System (14) nach einem der Ansprüche 9 bis 14,  That is, the obstacle detection arrangement is an on-board obstacle detection arrangement (22). 15. System (14) according to one of claims 9 to 14,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s es geeignet ausgebildet ist, den Sollwert (Sw.Soll) in Ab¬ hängigkeit einer Information (I.Bw) über den aktuellen Bremsweg des Schienenfahrzeugs sowie in Abhängigkeit einer Information (I.uSw) über die am aktuellen Ort des Schienenfahrzeugs gegebene umweltbedingte Sichtweite und/oder einer Information (I.tSw) über die am aktuellen Ort des Schienenfahrzeugs gegebene topologische Sichtweite zu be¬ stimmen . characterized in that it is designed to be suitable, the setpoint (Sw.Soll) in dependence of an information from ¬ (I.Bw) of the current Braking distance of the rail vehicle and in dependence of information (I.uSw) on the given at the current location of the rail vehicle environmental visibility and / or information (I.tSw) on the given at the current location of the rail vehicle topological visibility be ¬ vote.
16. System (14) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, 16. System (14) according to one of claims 10 to 15,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s es geeignet ausgebildet ist, den Istwert (Sw.Ist) in Ab¬ hängigkeit einer Information (I.A) über die Art der Hinderniserkennungseinrichtung (22) zu bestimmen. characterized in that it is designed to be suitable, the actual value (Sw.Ist) in dependence of an information from ¬ (IA) on the type of obstacle detection device (22) to be determined.
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