EP3473525A1 - Verfahren zur ermittlung einer aktuellen ortsinformation eines fahrzeugs, verfahren zur wiederaufnahme eines überwachten betriebszustands eines durch ein elektronisches steuerungssystem zu überwachenden fahrzeugs, sicherungssystem - Google Patents

Verfahren zur ermittlung einer aktuellen ortsinformation eines fahrzeugs, verfahren zur wiederaufnahme eines überwachten betriebszustands eines durch ein elektronisches steuerungssystem zu überwachenden fahrzeugs, sicherungssystem Download PDF

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Publication number
EP3473525A1
EP3473525A1 EP18199487.2A EP18199487A EP3473525A1 EP 3473525 A1 EP3473525 A1 EP 3473525A1 EP 18199487 A EP18199487 A EP 18199487A EP 3473525 A1 EP3473525 A1 EP 3473525A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
location information
operating state
control system
monitored
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18199487.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Christian Wallner
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.)
Thales Management and Services Deutschland GmbH
Original Assignee
Thales Management and Services Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales Management and Services Deutschland GmbH filed Critical Thales Management and Services Deutschland GmbH
Publication of EP3473525A1 publication Critical patent/EP3473525A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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 trains
    • B61L23/04—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for monitoring the mechanical state of the route
    • B61L23/041—Obstacle detection

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a current location information of a vehicle, which may be in an operating state and in a parking state.
  • the invention also relates to a method for resuming a monitored operating state of a vehicle to be monitored by an electronic control system, in particular of a rail vehicle, wherein the electronic control system is provided with up-to-date location information relating to the vehicle to be monitored.
  • an electronic control system in particular of a rail vehicle, wherein the electronic control system is provided with up-to-date location information relating to the vehicle to be monitored.
  • rail vehicles such as trains or a single traction unit
  • ETCS central electronic control system
  • Similar electronic control systems are also known for other vehicles, eg automatic loading systems in container ports.
  • the vehicle In order to be monitored and controlled by the electronic control system (monitored operating state), the vehicle must be logged in (logged in) in the electronic control system.
  • the vehicles controlled by an electronic control system are generally not in operation all the time, but are used on various occasions, e.g. overnight, parked.
  • the vehicle is switched off (park state - NP (no power)) and thus logged out of the electronic control system (deregistered).
  • the vehicle To return to a monitored operating state, the vehicle must be logged again in the control system.
  • it is particularly necessary to transmit current information regarding the current position of the vehicle (current location information) to the control system.
  • the electronic control system must be extremely secure in coordinating traffic, as errors can lead to collisions of trains that could potentially injure people. Therefore, the information about the rolling stock, which are in operation in the transport network, in particular the current location information, also must be highly secure.
  • the position of the vehicle In order to obtain a reliable location information, therefore, the position of the vehicle must first be determined, for example by means of GPS or by passing a position marker (day, balise, ..). Logging a vehicle into an electronic control system is therefore complex and requires time during which the vehicle is only in a limited-speed mode and limited vehicle monitoring can be operated. This in turn allows only a small vehicle density on the corresponding sections.
  • ETCS Level 2 provides a simplified login procedure if movement since the last logout can be excluded.
  • EP 2 502 800 A1 discloses a method in which a switching device is provided with holding portions and non-holding portions. When the vehicle is moving, a magnetic display element is brought from a portion of a holding portion in which the display element is held due to the magnetic attraction force in a range of non-holding portion and changes its position due to gravity. This in EP 2 502 800 A1 Although described method requires no power, but the device that is required for this is very complex mechanically, especially when a high level of safety (SIL4) is to be achieved.
  • SIL4 high level of safety
  • This object is achieved by a method for determining a current location information according to claim 1, a method for resuming a monitored operating state of a to be monitored by an electronic control system vehicle according to claim 2 and a security system according to claim 8.
  • the vehicle In operation, the vehicle is powered so that it can log in to an electronic control system to be placed in an operating state monitored by the electronic control system.
  • the vehicle When parked, the vehicle is not supplied with power (park state).
  • Reliable location information can be determined before the transition to the park state, for example by GPS positioning and / or by passing over beacons. This information is stored in a storage device.
  • the remaining image is (after resumption of the operating state) with unchanged setting of the imaging device (same position in / on the vehicle, same orientation as when recording the first image before leaving the Operating state), so that - provided that the vehicle has not moved - in both cases, the same environment section is displayed.
  • a portion of the environment is selected as the surrounding portion, which contains at least one immovable part (reference object), so that even in windy weather, for example, no changes with respect to the reference object, which could falsely indicate a movement of the vehicle.
  • the two images are compared by means of the comparison device with each other.
  • a match is given in particular if a previously defined reference pattern / reference topology has identical characteristics (surfaces, edges, objects, surface texture, etc.) on both images.
  • the invention also relates to a method for resuming a monitored operating state of a vehicle to be monitored by an electronic control system.
  • the current location information that is made available to the electronic control system in order to put the vehicle in the monitored operating state (ie for logging into the electronic control system), determined by means of the method described above.
  • the vehicle In the monitored operating state, the vehicle is registered in the central electronic system and is monitored and / or controlled by the latter. If the vehicle is in a non-safety-monitored operating state and is moved (of its own accord or else also dragged or pushed), the method described above makes it possible to detect and detect such movements (cold movements) (in the unmonitored operating state).
  • the vehicle is (after resumption of the operating state) without further localization with the last determined in the monitored state location information in the monitored by the electronic control system state, if the comparison shows that the other Picture matches the first picture. Since a cold movement of the vehicle can be excluded by the image comparison according to the invention, the location information determined last in the monitored operating mode (and stored in the control system) can be used as the current location information for logging into the electronic control system. The logging into the electronic control system can thus be done very quickly, so that within a short time a large vehicle views on the corresponding sections can be realized.
  • the vehicle is operating in a restricted mode of operation if the comparison indicates that the further image does not match the first image.
  • the vehicle can only be moved at limited speed and with limited safety monitoring, as long as there is secure location information with respect to the vehicle, e.g. by crossing a position marker (day, balise, ..). Only then is it possible to log into the automatic control system. This ensures that the vehicle can be braked manually if necessary.
  • the vehicle is a track-bound vehicle, in particular a rail vehicle, for example a train or a locomotive for a train.
  • a rail vehicle for example a train or a locomotive for a train.
  • the method according to the invention can also be used with other autonomously operated vehicles (for example automatic loading systems in container ports).
  • the illustrated surrounding section preferably comprises a part of a track bed. Since the track bed does not change within a deactivation period of a train, it is suitable as a reference object to assess whether a cold movement of the train has taken place.
  • the automatic control system is ETCS.
  • the invention also relates to a security system with a vehicle, in particular a rail vehicle, with a vehicle-mounted imaging Device, a memory device and a comparison device which is adapted to compare images generated by the imaging device with each other and with an electronic control system, in particular ETCS, wherein the comparison device is connected to the electronic control system.
  • a security system with a vehicle, in particular a rail vehicle, with a vehicle-mounted imaging Device, a memory device and a comparison device which is adapted to compare images generated by the imaging device with each other and with an electronic control system, in particular ETCS, wherein the comparison device is connected to the electronic control system.
  • the security system according to the invention is preferably set up to carry out the method described above.
  • the imaging device with each of which an image of the surrounding portion is taken before leaving the operating state and after resuming the operating state, may be mounted inside or outside the vehicle. It is crucial that the imaging device is oriented so that an image of a section of the environment in which the vehicle is located, can be generated.
  • the comparison device is set up to define a reference object and to perform an image comparison based on the reference object.
  • the imaging device comprises a camera. This embodiment is suitable for comparing 2D images with each other.
  • the imaging device may comprise a 3D scanning device, in particular a laser scanner, an ultrasound scanner, an X-ray scanner, or a radar scanner.
  • a 3D scanning device in particular a laser scanner, an ultrasound scanner, an X-ray scanner, or a radar scanner.
  • the topology of the environment can be included.
  • a vehicle 1 controlled by an electronic control system may be in an operating state in which it is supplied with power and in a park state in which it is not supplied with power. If the vehicle is in the operating state, it can be brought into an operating state monitored by the electronic control system 7 by logging into an electronic control system 7 .
  • the electronic control system 7 In order to transfer the vehicle 1 to the monitored operating state, the electronic control system 7 requires current location information relating to the vehicle 1 (indication of where the vehicle 1 is located). Before the first log-on into the electronic control system 7, this current location information (start location information) must first be determined, e.g. by crossing a balise or by GPS). While the vehicle 1 is in the monitored operating state, location information is repeatedly determined in order to enable secure control of the vehicle, with the location information determined last in each case representing the current location information.
  • start location information e.g. by crossing a balise or by GPS
  • the method according to the invention relates to a method for simplified / accelerated resumption of the monitored operating state of the vehicle 1 by the electronic control system 7 after the vehicle 1 has meanwhile logged out of the electronic control system 7 and been in the parking state.
  • Fig. 1 shows the essential steps of the method according to the invention.
  • a first recording time t1 of a mounted on the vehicle 1 imaging device 2 a first image of the environment in which the vehicle 1 is located and stored in a memory device 3 .
  • the valid for the first recording time t1 location information I1 is stored.
  • the imaging device 2 After resumption of the (initially unmonitored) operating state (Start of Mission) is taken by the imaging device 2 at a second recording time t2 another image with the same orientation of the imaging device 2 relative to the vehicle 1.
  • Both images are provided to a comparison device 4 , which compares the two images with one another and transmits the comparison result to a control device 5 , for example to an ETCS vehicle computer (European Vital Computer) of the electronic control system 7, in which also preferably the one for the first recording time t1 valid location information I1 is stored.
  • the controller 5 may include the memory device 3 (not shown). If the result of the comparison indicates that the vehicle 1 has not moved in the time between the recordings of the two pictures, the control device 5 logs the vehicle at a central device 6 of the electronic control system 7, eg a line center, by transmitting the data at the first recording time t1 current location information I1, and thus brings the vehicle 1 in the monitored operating condition. The valid for the first recording time t1 current location information I1 is therefore transmitted to the control system as current location information.
  • the vehicle is initially operated in a restricted (unmonitored) operating state and the vehicle's position is redetermined as soon as possible (current location information).
  • Fig. 2 shows an embodiment of a security system according to the invention, in which the storage device 3 and comparison device 4 are in the vehicle 1. This has the advantage that the evaluation of the image data can be carried out directly on site.
  • the comparison device is in the examples shown ( Fig.2, Fig. 3 ) is shown outside the electronic control system 7, but may also be part of the electronic control system 7.
  • Fig. 3 shows an embodiment in which the memory device 3 is integrated in the comparator 4.
  • Memory device 3 and comparator 4 thus here forms a functional building block.
  • storage device 3 and comparison device 4 are arranged outside the vehicle and can therefore be used as a central storage / comparison device which processes the data from a plurality of vehicles.
  • the camera is at the in Fig. 3 shown embodiment disposed within the vehicle. In this case, however, it must be ensured that the camera is aligned (if necessary by means of optical elements) in such a way that it can image an environmental section.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zur Ermittlung einer aktuellen Ortsinformation eines Fahrzeugs (1), welches sich in einem Betriebszustand, und in einem Parkzustand befinden kann, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst: €¢ vor Verlassen des Betriebszustands: Aufnahme eines ersten Bildes eines Umgebungsabschnitts, insbesondere des Untergrundes, mittels einer am oder im Fahrzeug (1) angeordneten bildgebenden Einrichtung (2) zu einem ersten Aufnahmezeitpunkt t1 und Ermittlung einer zum ersten Aufnahmezeitpunkt t1 gültigen Ortsinformation I1; €¢ nach Wiederaufnahme des Betriebszustands: Aufnahme eines weiteren Bildes bei unveränderter Einstellung der bildgebenden Einrichtung (2); €¢ Vergleich des ersten Bildes mit dem weiteren Bild mittels einer Vergleichseinrichtung (4); und €¢ falls das erste mit dem weiteren Bild übereinstimmt: Übernahme zum ersten Aufnahmezeitpunkt t1 gültigen Ortsinformation I1 als aktuelle Ortsinformation. Hierdurch kann auf einfache Weise detektiert werden kann, ob ein Fahrzeug im Parkzustand bewegt worden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer aktuellen Ortsinformation eines Fahrzeugs, welches sich in einem Betriebszustand und in einem Parkzustand befinden kann. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Wiederaufnahme eines überwachten Betriebszustands eines durch ein elektronisches Steuerungssystem zu überwachenden Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, wobei dem elektronischen Steuerungssystem eine aktuelle Ortsinformation bezüglich des zu überwachenden Fahrzeugs zur Verfügung gestellt wird. Ein solches Verfahren ist bekannt aus EP 2 502 800 A1 .
  • In einem Schienenverkehrsnetz sind die Schienenfahrzeuge (wie z.B. Züge oder ein einzelnes Triebfahrzeug), die in dem Verkehrsnetz in Betrieb sind, oftmals in ein zentrales elektronisches Steuerungssystem, bspw. ETCS, zur Verkehrskoordination eingebunden, welches den Schienenfahrzeugen die Genehmigung erteilt (oder verweigert), bestimmte Gleisabschnitte zu benutzen. Ähnliche elektronische Steuerungssysteme sind auch für andere Fahrzeuge bekannt, z.B. automatische Beladesystem in Containerhäfen.
  • Um vom elektronischen Steuerungssystem überwacht und gesteuert zu werden (überwachter Betriebszustand), muss das Fahrzeug im elektronischen Steuerungssystem eingeloggt (angemeldet) sein.
  • Die über ein elektronisches Steuerungssystem gesteuerten Fahrzeuge sind jedoch im Allgemeinen nicht die ganze Zeit über in Betrieb, sondern werden zu verschiedenen Gelegenheiten, z.B. über Nacht, geparkt. Dazu wird das Fahrzeug aus sicherheits- und energietechnischen Gründen stromlos geschaltet (Parkzustand - NP (no power)) und sind somit aus dem elektronischen Steuerungssystem ausgeloggt (abgemeldet). Um wieder in einen überwachten Betriebszustand zu gelangen, muss das Fahrzeug erneut in das Steuerungssystem eingeloggt werden. Dazu ist es insbesondere notwendig, aktuelle Angaben bzgl. der aktuellen Position des Fahrzeugs (aktuelle Ortsinformation) an das Steuerungssystem zu übermitteln.
  • Das elektronische Steuerungssystem muss bei der Koordination des Verkehrs höchst sicher sein, da Fehler zu Kollisionen von Zügen führen können, bei denen Personen möglicherweise verletzt werden können. Daher müssen auch die Angaben über die Schienenfahrzeuge, die in dem Verkehrsnetz in Betrieb sind, insbesondere die aktuelle Ortsinformation, ebenfalls höchst sicher sein.
  • Um eine zuverlässige Ortsinformation zu erhalten, muss daher zunächst die Position des Fahrzeugs bestimmt werden, bspw. mittels GPS oder durch Passieren einer Positionsmarke (Tag, Balise, ..). Das Einloggen eines Fahrzeuges in ein elektronisches Steuerungssystem ist daher ein komplex und erfordert Zeit, während dem das Fahrzeug nur in einem Modus mit limitierten Geschwindigkeiten und limitierter Fahrzeugüberwachung betrieben werden kann. Das wiederum erlaubt nur eine geringe Fahrzeugdichte auf den entsprechenden Streckenabschnitten.
  • Wenn ein Schienenfahrzeug sich seit seiner letzten Abmeldung nicht bewegt hat, kann das Anmeldeverfahren vereinfacht werden, da die Angaben über das Schienenfahrzeug, die in dem zentralen Elektroniksystem bereits vorhanden sind, erneut verwendet werden können. ETCS Level 2 stellt beispielsweise ein vereinfachtes Anmeldeverfahren bereit, wenn eine Bewegung seit der letzten Abmeldung ausgeschlossen werden kann.
  • Um dieses vereinfachte Anmeldeverfahren zu verwenden, muss jedoch eine höchst zuverlässige Bewegungserkennung bereitgestellt werden.
  • EP 2 502 800 A1 offenbart ein Verfahren bei dem ein Schaltgerät vorgesehen ist mit Halteabschnitten und Nicht-Halteabschnitten. Wenn sich das Fahrzeug bewegt, wird ein magnetisches Anzeigeelement von einem Bereich eines Halteabschnitts, in dem das Anzeigeelement aufgrund der magnetischen Anziehungskraft gehalten wird, in einen Bereich eines Nichthalteabschnitte gebracht und verändert aufgrund der Gravitation seine Position. Das in EP 2 502 800 A1 beschriebene Verfahren benötigt zwar keinen Strom, die Vorrichtung, die dazu benötigt wird, ist jedoch mechanisch sehr aufwändig, insbesondere wenn ein hohes Sicherheitsniveau (SIL4) erreicht werden soll.
    • Aufgabe der Erfindung
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Ermittlung einer aktuellen Ortsinformation eines Fahrzeugs, ein Verfahren zur Wiederaufnahme eines überwachten Betriebszustands eines durch ein elektronisches Steuerungssystem zu überwachenden Fahrzeugs sowie ein Sicherungssystem vorzuschlagen, mit dem auf einfache Weise detektiert werden kann, ob ein Fahrzeug im Parkzustand bewegt worden ist.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Ermittlung einer aktuellen Ortsinformation gemäß Anspruch 1, einem Verfahren zur Wiederaufnahme eines überwachten Betriebszustand eines durch ein elektronisches Steuerungssystem zu überwachenden Fahrzeugs gemäß Anspruch 2 und einem Sicherungssystem gemäß Anspruch 8 gelöst.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung einer aktuellen Ortsinformation umfasst folgende Verfahrensschritte:
    • vor Verlassen des Betriebszustands: Aufnahme eines ersten Bildes eines Umgebungsabschnitts, insbesondere des Untergrundes, mittels einer am oder im Fahrzeug angeordneten bildgebenden Einrichtung zu einem ersten Aufnahmezeitpunkt t1 und Ermittlung einer zum ersten Aufnahmezeitpunkt t1 gültigen Ortsinformation I1;;
    • nach Wiederaufnahme des Betriebszustands: Aufnahme eines weiteren Bildes bei unveränderter Einstellung der bildgebenden Einrichtung;
    • Vergleich des ersten mit dem weiteren Bild mittels einer Vergleichseinrichtung; und
    • falls das erste mit dem weiteren Bild übereinstimmt: Übernahme zum ersten Aufnahmezeitpunkt t1 gültigen Ortsinformation I1 als aktuelle Ortsinformation
  • Im Betriebszustand wird das Fahrzeug mit Strom versorgt, so dass es sich bei einem elektronischen Steuerungssystem anmelden kann, um in einen vom elektronischen Steuerungssystem überwachten Betriebszustand versetzt zu werden. Im Parkzustand wird das Fahrzeug nicht mit Strom versorgt (Parkzustand). Vor den Übergang in den Parkzustand können zuverlässige Ortsinformation ermittelt werden, bspw. durch GPS-Ortung und/oder durch Überfahren von Balisen. Diese Informationen werden in einer Speichereinrichtung hinterlegt.
  • Das weitere Bild wird (nach Wiederaufnahme des Betriebszustands) bei unveränderter Einstellung der bildgebenden Einrichtung (gleiche Position im/am Fahrzeug, gleiche Ausrichtung wie bei Aufnahme des ersten Bildes vor Verlassen des Betriebszustands) aufgenommen, so dass - vorausgesetzt das Fahrzeug hat sich nicht bewegt - in beiden Fällen derselbe Umgebungsabschnitt abgebildet wird. Vorzugsweise wird als Umgebungsabschnitt ein Teil der Umgebung ausgewählt, der zumindest ein unbewegliches Teil (Referenzobjekt) enthält, so dass sich auch z.B. bei windiger Witterung keine Änderungen bzgl. des Referenzobjekt ergeben, die fälschlicherweise auf eine Bewegung des Fahrzeugs hinweisen könnten.
  • Zur Bestimmung, ob eine Kaltbewegung des Fahrzeugs stattgefunden hat oder nicht, werden die beiden Bilder mittels der Vergleichseinrichtung miteinander verglichen. Eine Übereinstimmung ist insbesondere dann gegeben, wenn ein zuvor festgelegtes Referenzmuster / eine zuvor festgelegte Referenztopologie auf beiden Bildern identische Charakteristika (Flächen, Kanten, Objekte, Oberflächenbeschaffenheit, ...) aufweisen.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Wiederaufnahme eines überwachten Betriebszustands eines durch ein elektronisches Steuerungssystem zu überwachenden Fahrzeugs. Dabei wird erfindungsgemäß die aktuelle Ortsinformation, die dem elektronischen Steuerungssystem zur Verfügung gestellt wird, um das Fahrzeug in den überwachten Betriebszustand zu versetzen (also zum Einloggen in das elektronische Steuerungssystem), mittels des zuvor beschriebenen Verfahrens ermittelt.
  • Im überwachten Betriebszustand ist das Fahrzeug im zentralen Elektroniksystem angemeldet und wird von diesem überwacht und/oder gesteuert. Befindet sich das Fahrzeug in einem nicht sicherungstechnisch überwachten Betriebszustand und wird bewegt (aus eigenem Antrieb oder aber auch geschleppt oder geschoben) ermöglicht das oben beschriebenen Verfahren, solche (im nicht überwachten Betriebszustand) erfolgten Bewegungen (Kaltbewegungen) zu detektieren und zu erkennen.
  • Bei einer bevorzugten Variante wird das Fahrzeug (nach Wiederaufnahme des Betriebszustands) ohne weitere Ortsbestimmung mit der zuletzt im überwachten Zustand ermittelten Ortsinformation in den vom elektronischen Steuerungssystem überwachten Zustand versetzt, wenn der Vergleich ergibt, dass das weitere Bild mit dem ersten Bild übereinstimmt. Da durch den erfindungsgemäßen Bildvergleich eine Kaltbewegung des Fahrzeugs ausgeschlossen werden kann, kann die zuletzt im überwachten Betriebsmodus ermittelte (und im Steuerungssystem hinterlegte) Ortsinformation als aktuelle Ortsinformation zum Einloggen in das elektronische Steuerungssystem verwendet werden. Das Einloggen in das elektronische Steuerungssystem kann somit sehr schnell erfolgen, so dass innerhalb einer kurzen Zeit eine große Fahrzeugsichte auf den entsprechenden Streckenabschnitten realisiert werden kann.
  • Vorzugsweise wird das Fahrzeug in einem eingeschränkten Betriebsmodus betrieben, wenn der Vergleich ergibt, dass das weitere Bild nicht mit dem ersten Bild übereinstimmt. Im eingeschränkten Betriebsmodus kann das Fahrzeug nur mit limitierter Geschwindigkeit und mit limitierter sicherungstechnischer Überwachung bewegt werden, solange bis sichere Ortsinformationen bzgl. des Fahrzeugs vorliegen, z.B. durch Überfahren einer Positionsmarke (Tag, Balise, ..). Erst dann ist ein Einloggen in das automatische Steuerungssystem möglich. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Fahrzeug, falls notwendig, manuell abgebremst werden kann.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei dem Fahrzeug um ein spurgebundenes Fahrzeug, insbesondere um ein Schienenfahrzeug, bspw. einen Zug oder ein Triebfahrzeug für einen Zug. Das erfindungsgemäße Verfahren kann aber auch bei anderen autonom betriebenen Fahrzeugen (z.B. automatische Beladesysteme in Containerhäfen) eingesetzt werden.
  • Der abgebildete Umgebungsabschnitt umfasst vorzugsweise einen Teil eines Gleisbettes. Da sich das Gleisbett nicht verändert innerhalb eines Deaktivierungszeitraums eines Zugs, eignet es sich als Referenzobjekt, anhand dessen beurteilt werden soll, ob eine Kaltbewegung des Zuges stattgefunden hat.
  • Bei einer besonders bevorzugten Variante handelt es sich bei dem automatischen Steuerungssystem um ETCS.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Sicherungssystem mit einem Fahrzeug, insbesondere einem Schienenfahrzeug, mit einer am Fahrzeug montierten bildgebenden Einrichtung, einer Speichereinrichtung und einer Vergleichseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, von der bildgebenden Einrichtung erzeugte Bilder miteinander zu vergleichen und mit einem elektronischen Steuerungssystem, insbesondere ETCS, wobei die Vergleichseinrichtung mit dem elektronischen Steuerungssystem, verbunden ist.
  • Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Sicherungssystem dazu eingerichtet, das zuvor beschriebene Verfahren durchzuführen. Die bildgebende Einrichtung, mit der vor Verlassen des Betriebszustands und nach Wiederaufnahme des Betriebszustands jeweils ein Bild des Umgebungsabschnittes aufgenommen wird, kann innerhalb oder außerhalb am Fahrzeug montiert sein. Entscheidend ist, dass die bildgebende Einrichtung so ausgerichtet ist, dass ein Bild eines Ausschnittes von der Umgebung, in der sich das Fahrzeug befindet, erzeugt werden kann.
  • Die Vergleichseinrichtung ist dazu eingerichtet, ein Referenzobjekt festzulegen und anhand des Referenzobjekts einen Bildvergleich durchzuführen.
  • Bei einer speziellen Ausführungsform umfasst die bildgebende Einrichtung eine Kamera. Diese Ausführungsform eignet sich, um 2D-Bilder miteinander zu vergleichen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die bildgebende Einrichtung einen 3D-Scanvorrichtung umfassen, insbesondere einen Laserscanner, einen Ultraschallscanner, einen Röntgenscanner, oder einen Radarscanner. Auf diese Weise kann auch die Topologie der Umgebung mit einbezogen werden.
  • Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäß jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
    • Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung
    • Fig. 1
    zeigt den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens.
    Fig. 2
    zeigt einen schematischen Aufbau einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungssystems, bei dem Speicher- und Vergleichseinrichtung innerhalb des Fahrzeugs angeordnet sind
    Fig. 3
    zeigt einen schematischen Aufbau einer alternativen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sicherungssystems, bei dem die Vergleichseinrichtung außerhalb des Fahrzeugs angeordnet ist.
  • Ein durch ein elektronisches Steuerungssystem gesteuertes Fahrzeug 1 kann sich in einem Betriebszustand, in dem es mit Strom versorgt wird und in einem Parkzustand, in dem es nicht mit Strom versorgt wird, befinden. Befindet sich das Fahrzeug im Betriebszustand, kann es durch Einloggen in ein elektronisches Steuerungssystem 7 in einen (vom elektronischen Steuerungssystem 7) überwachten Betriebszustand gebracht werden.
  • Zum Überführen des Fahrzeugs 1 in den überwachten Betriebszustand benötigt das elektronische Steuerungssystem 7 eine aktuelle Ortsinformation bezüglich des Fahrzeugs 1 (Angabe, wo sich das Fahrzeug 1 befindet). Vor dem ersten Einloggen in das elektronische Steuerungssystem 7 muss diese aktuelle Ortsinformation (Start-Ortsinformationen) zunächst ermittelt werden, z.B. durch Überfahren einer Balise oder mittels GPS). Während sich das Fahrzeug 1 im überwachten Betriebszustand befindet, werden immer wieder Ortsinformationen ermittelt, um eine sichere Steuerung des Fahrzeugs zu ermöglichen, wobei die zuletzt ermittelte Ortsinformation jeweils die aktuelle Ortsinformation darstellt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren betrifft ein Verfahren zur vereinfachten/beschleunigten Wiederaufnahme des überwachten Betriebszustand des Fahrzeugs 1 durch das elektronische Steuerungssystem 7, nachdem das Fahrzeug 1 zwischenzeitlich aus dem elektronischen Steuerungssystem 7 ausgeloggt und sich im Parkzustand befunden hat.
  • Fig. 1 zeigt die wesentlichen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens. Bevor das Fahrzeug 1 stromlos geschaltet wird (Parkzustand) wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einem ersten Aufnahmezeitpunkt t1 von einer am Fahrzeug 1 montierten bildgebenden Einrichtung 2 ein erstes Bild von der Umgebung, in der sich das Fahrzeug 1 befindet, aufgenommen und in einer Speichereinrichtung 3 abgespeichert. Darüber hinaus wird die für den ersten Aufnahmezeitpunkt t1 gültige Ortsinformation I1 abgespeichert. Nach Wiederaufnahme des (zunächst nicht überwachten) Betriebszustands (Start of Mission) wird von der bildgebenden Einrichtung 2 zu einem zweiten Aufnahmezeitpunkt t2 ein weiteres Bild mit der gleichen Ausrichtung der bildgebenden Einrichtung 2 relativ zum Fahrzeug 1 aufgenommen. Beide Bilder werden einer Vergleichseinrichtung 4 zur Verfügung gestellt, welche die beiden Bilder miteinander vergleicht und das Vergleichsergebnis an ein Steuerungsgerät 5, z.B. an einen ETCS-Fahrzeugrechner (European Vital Computer) des elektronischen Steuerungssystems 7 übermittelt, in dem vorzugsweise auch die für den ersten Aufnahmezeitpunkt t1 gültige Ortsinformation I1 abgespeichert ist. Darüber hinaus kann das Steuerungsgerät 5 die Speichereinrichtung 3 umfassen (nicht dargestellt). Ergibt das Vergleichsergebnis, dass sich das Fahrzeug 1 in der Zeit zwischen den Aufnahmen der beiden Bilder nicht bewegt hat, loggt das Steuerungsgerät 5 das Fahrzeug bei einer zentralen Einrichtung 6 des elektronischen Steuerungssystems 7, z.B. einer Streckenzentrale, durch Übermittlung der zum ersten Aufnahmezeitpunkt t1 gültigen aktuellen Ortsinformation I1, ein und bringt damit das Fahrzeug 1 in den überwachten Betriebszustand. Die zum ersten Aufnahmezeitpunkt t1 gültige aktuelle Ortsinformation I1 wird also dem Steuerungssystem als aktuelle Ortsinformation übermittelt.
  • Ergibt der Vergleich, dass das Fahrzeug, während es sich im Parkzustand befunden hat, bewegt wurde, wird das Fahrzeug zunächst in einem eingeschränkten (nicht überwachten) Betriebszustand weiter betrieben und so bald wie möglich die Position des Fahrzeugs neu bestimmt (aktuelle Ortsinformation).
  • Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sicherungssystems, bei der sich die Speichereinrichtung 3 und Vergleichseinrichtung 4 im Fahrzeug 1 befinden. Dies hat den Vorteil, dass die Auswertung der Bilddaten direkt vor Ort durchgeführt werden kann. Die Vergleichseinrichtung ist in den gezeigten Beispielen (Fig.2, Fig. 3) außerhalb des elektronischen Steuerungssystems 7 dargestellt, kann aber auch Teil des elektronischen Steuerungssystems 7 sein.
  • Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Speichereinrichtung 3 in der Vergleichseinrichtung 4 integriert ist. Speichereinrichtung 3 und Vergleichseinrichtung 4 hier also einen funktionalen Building Block bildet. In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform sind Speichereinrichtung 3 und Vergleichseinrichtung 4 außerhalb des Fahrzeugs angeordnet und können daher als zentrale Speicher/Vergleichseinrichtung verwendet werden, die die Daten von mehreren Fahrzeugen verarbeitet. Die Kamera ist bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform innerhalb des Fahrzeugs angeordnet. Hierbei muss allerdings sichergestellt werden, dass die Kamera (gegebenenfalls mittels optischer Elemente) so ausgerichtet ist, dass sie einen Umgebungsabschnitt abbilden kann.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug
    2
    bildgebende Einrichtung
    3
    Speichereinrichtung
    4
    Vergleichseinrichtung
    5
    Steuerungsgerät
    6
    zentrale Einrichtung des elektronischen Steuerungssystems
    7
    elektronisches Steuerungssystem

Claims (11)

  1. Verfahren zur Ermittlung einer aktuellen Ortsinformation eines Fahrzeugs (1), welches sich in einem Betriebszustand, und in einem Parkzustand befinden kann,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:
    • vor Verlassen des Betriebszustands: Aufnahme eines ersten Bildes eines Umgebungsabschnitts, insbesondere des Untergrundes, mittels einer am oder im Fahrzeug (1) angeordneten bildgebenden Einrichtung (2) zu einem ersten Aufnahmezeitpunkt t1 und Ermittlung einer zum ersten Aufnahmezeitpunkt t1 gültigen Ortsinformation I1;
    • nach Wiederaufnahme des Betriebszustands: Aufnahme eines weiteren Bildes bei unveränderter Einstellung der bildgebenden Einrichtung (2);
    • Vergleich des ersten Bildes mit dem weiteren Bild mittels einer Vergleichseinrichtung (4); und
    • falls das erste mit dem weiteren Bild übereinstimmt: Übernahme zum ersten Aufnahmezeitpunkt t1 gültigen Ortsinformation I1 als aktuelle Ortsinformation.
  2. Verfahren zur Wiederaufnahme eines überwachten Betriebszustands eines durch ein elektronisches Steuerungssystem (7) zu überwachenden Fahrzeugs (1), insbesondere eines Schienenfahrzeuges,
    wobei dem elektronischen Steuerungssystem (7) eine aktuelle Ortsinformation bezüglich des zu überwachenden Fahrzeugs (1) zur Verfügung gestellt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die aktuelle Ortsinformation mittels eines Verfahrens gemäß Anspruch 1 ermittelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) ohne weitere Ortsbestimmung mit der zuletzt im überwachten Betriebszustand ermittelten Ortsinformation in den vom elektronischen Steuerungssystem (7) überwachten Betriebszustand versetzt wird, wenn der Vergleich ergibt, dass das erste mit dem weiteren Bild übereinstimmen.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (1) in einem eingeschränkten Betriebsmodus betrieben wird, wenn der Vergleich ergibt, dass das erste nicht mit dem weiteren Bild übereinstimmen.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Fahrzeug (1) um ein spurgebundenes Fahrzeug (1), insbesondere einen Zug oder ein Triebfahrzeug für einen Zug handelt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der abgebildete Umgebungsabschnitt ein Teil eines Gleisbettes umfasst.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem automatischen Steuerungssystem um ETCS handelt.
  8. Sicherungssystem mit einem Fahrzeug (1), insbesondere einem spurgebundenen Fahrzeugs (1), mit einer am Fahrzeug (1) montierten bildgebenden Einrichtung (2), einer Speichereinrichtung (3) und einer Vergleichseinrichtung (4), die dazu eingerichtet ist, von der bildgebenden Einrichtung (2) erzeugte Bilder miteinander zu vergleichen, wobei die Vergleichseinrichtung (4) mit dem elektronischen Steuerungssystem (7) verbunden ist.
  9. Sicherungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es dazu eingerichtet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
  10. Sicherungssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die bildgebende Einrichtung (2) eine Kamera umfasst.
  11. Sicherungssystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die bildgebende Einrichtung (2) einen 3D-Scannvorrichtung umfasst, insbesondere einen Laserscanner, einen Ultraschallscanner, einen Röntgenscanner, oder einen Radarscanner.
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