EP4124540A1 - Verfahren und vorrichtung betreiben einer fahrsperre für ein spurgebundenes fahrzeug - Google Patents

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Publication number
EP4124540A1
EP4124540A1 EP22183342.9A EP22183342A EP4124540A1 EP 4124540 A1 EP4124540 A1 EP 4124540A1 EP 22183342 A EP22183342 A EP 22183342A EP 4124540 A1 EP4124540 A1 EP 4124540A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
route
driving
rsu
track
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.)
Pending
Application number
EP22183342.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Schwarte
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
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 Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP4124540A1 publication Critical patent/EP4124540A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • B61L3/02—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
    • B61L3/08—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
    • B61L3/12—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0072—On-board train data handling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a driving lock on a route for a track-bound vehicle, in which a braking process is triggered in the track-bound vehicle when it passes the activated driving lock on the route.
  • the invention also relates to a driving lock with a trackside device.
  • the invention relates to a vehicle with a transmitting and receiving device.
  • the invention relates to a computer program product and a provision device for this computer program product, the computer program product being equipped with program instructions for carrying out this method.
  • a traffic block is usually a physical device for the safe (safety) monitoring of a point on a route that is not allowed to be passed (at least temporarily) by a lane-bound vehicle.
  • the driving block is usually implemented by a route device in the track (inductive, magnetic or mechanical driving block, coupling coil, Eurobalise or similar) that sends the information of travel release (corresponds to inactive driving block) or stop (corresponds to activated driving block) to a corresponding antenna when passing by crossing the route setup sends.
  • the vehicle device then initiates braking when "stop" is received.
  • the components mentioned require a certain amount of space.
  • low-floor vehicles e.g. trams
  • space problems arise when installing the components mentioned.
  • the components require a certain amount of maintenance to avoid malfunctions.
  • components installed in the track of trams are not only tram, but also by other vehicles using the road. This causes increased mechanical stress on the components, which increases their susceptibility to failure.
  • continuous monitoring is often used to prevent danger points from being overrun, such as ETCS (European Train Control System), PTC (Positive Train Control) and CBTC (Communication-Based Train Control).
  • ETCS European Train Control System
  • PTC Positive Train Control
  • CBTC Common-Based Train Control
  • the document US2021206407A1 describes systems and processes for virtual journey stops in rail networks.
  • the rail network includes one or more trackside control units configured for use on or near tracks in the rail network.
  • Each wayside control unit is coupled or connected to a train signal.
  • the train-based control unit is configured to communicate with each wayside controller.
  • the object of the invention is to provide a method for operating a driving lock on a route for a track-bound vehicle or a driving lock suitable for carrying out the method and a vehicle suitable for carrying out the method, which / with a low cost of components a high Reliability is guaranteed and can also be used in particular for low-floor vehicles.
  • the object of the invention consists in specifying a computer program product and a provision device for this computer program product, with which the aforementioned method can be carried out.
  • the driving lock is provided by a trackside device is realized, which is placed outside of a track forming the route, the location of the driving block on the route being determined and made available virtually by location information and a the activation state of the driving block, ie a driving release (corresponds to inactive driving block) or stop ( corresponds to activated driving lock) indicating status signal is generated and made available.
  • a driving lock in the sense of the invention, a driving lock is understood whose place of use on the route, d. H. in the track, is not determined by the installation location of a hardware component (the trackside device is located outside the track), but virtually by specifying location information of the driving block, i. H. the place where the driving lock is to take effect when activated.
  • a data communication system is used to transmit the information, which is also available for other functions anyway. In this way, the position or location of the traffic block is determined virtually without a hardware component in the track forming the route.
  • This solution eliminates the need for route equipment on the track and the corresponding vehicle antennas. This leads to significant savings and solves problems of mounting the vehicle antenna, especially in low-floor trams. Instead, a data transmission system installed in the vehicle is used to transmit data relating to the use of the driving lock. Because the vehicle's data communication system is used (e.g. via 802.11p, Car2X/Rai12X, WLAN or LTE/5G), the solution is also highly reliable.
  • the location information can be, for example, the geo-coordinates of the virtual driving barrier (two-dimensional or three-dimensional including height information). Since the Driving blockage is based on a linearly extending route, alternatively, one-dimensional location information can also be used, which is based on the course of the route (for example as a value specified on the basis of the route kilometers).
  • Data that can be transmitted between the wayside device and the on-board device of a vehicle approaching the traffic block supports the method to exploit a status signal for the traffic block to decide whether the vehicle is allowed to pass the location defined by the location information or not .
  • a status signal can be transmitted from the trackside device to the on-board device.
  • the location information of the driving lock can be stored in the on-vehicle device. This has the advantage that it is always available. This variant is particularly suitable for local transport, where trains always run on the same routes. Alternatively, it is possible to transmit the location information about the location of the driving lock from the trackside device to the onboard device.
  • a status signal indicating the activation state of the driving lock is generated and made available.
  • the activation state of the driving lock is thus virtually described by the status signal.
  • the status signal can assume two activation states of the driving lock, namely "free” and "locked". In the activation state "free” the driving barrier may be passed. In the "locked” activation state, the vehicle must come to a standstill in front of the driving lock. If it still passes the driving lock, a braking process, in particular an emergency braking process, must be triggered.
  • the digital or virtual driving lock can therefore preferably also be used in low-floor vehicles (e.g. trams).
  • “computer-aided” or “computer-implemented” can be understood to mean an implementation of the method in which at least one computer or processor executes at least one method step of the method.
  • Computers can be, for example, personal computers, servers, handheld computers, mobile phones and other communication devices that process computer-aided data, processors and other electronic devices for data processing, which can preferably also be combined to form a network.
  • a “processor” can be understood to mean, for example, a converter, a sensor for generating measurement signals, or an electronic circuit.
  • a processor can in particular be a main processor (Central Processing Unit, CPU), a microprocessor, a microcontroller, or a digital signal processor, possibly in combination with a memory unit for storing program instructions, etc.
  • CPU Central Processing Unit
  • a processor can also be understood to mean a virtualized processor or a soft CPU.
  • a “memory unit” can be understood to mean, for example, a computer-readable memory in the form of a random-access memory (RAM) or data memory (hard disk or data carrier).
  • RAM random-access memory
  • data memory hard disk or data carrier
  • interfaces can hardware, for example wired or as a radio connection, and/or software, for example as an interaction between individual program modules or program parts of one or more computer programs.
  • Program modules are to be understood as meaning individual functional units which enable a program sequence of method steps according to the invention. These functional units can be implemented in a single computer program or in several computer programs that communicate with one another. The interfaces implemented here can be implemented in terms of software within a single processor or in terms of hardware if multiple processors are used.
  • the trackside device repeatedly receives, with the aid of a computer, current position information of a vehicle approaching the driving block, repeatedly compares the position information with the location information and sends the status signal to the vehicle if the comparison shows that the position of the vehicle in relation to the direction of travel of the vehicle and based on the route is at or behind the location of the driving lock, and the vehicle receives and evaluates the status signal with the aid of a computer, triggers a braking process if the status signal indicates that the driving lock is activated.
  • the trackside device repeatedly sends the status signal to a vehicle approaching the roadblock with computer support, and the vehicle repeatedly receives and evaluates the status signal with computer support, repeatedly receives or determines current position information about its own position, repeats the position information compared with the location information and triggers a braking process if the comparison shows that the position of the vehicle in relation to the direction of travel of the vehicle and in relation to the route is on or behind the location of the traffic block and if the status signal indicates that the traffic block is activated.
  • the position information can be determined by the vehicle itself or by an external device.
  • the position information can be sent by the vehicle or the external device to the trackside device, which receives this position information.
  • the position information is represented by position data and the location information by location data.
  • the position information indicates the position of the subject vehicle and the location information indicates the location of the wayside facility.
  • the location data and the position data are exchanged between the individual functional units. In this case, a data format is selected which can be evaluated by the individual functional units, so that the respective position information and location information can be derived from the data.
  • the position information must, so to speak, match the location information (same data format, same reference system for the test). This is due to the need for the position information to be compared with the location information.
  • the decision is derived from the comparison as to whether the position information in relation to the direction of travel of the vehicle and in relation to the route is on or behind the location information.
  • the reference to the direction of travel enables the decision to be made as to what is behind and what is in front of the location information.
  • a reference to the route enables the data to be evaluated, also taking measurement inaccuracies into account. It is assumed that the track-bound vehicle stays on the route. Position information that is next to the route due to measurement inaccuracies can therefore still be taken into account, with such position information being related to the route (e.g. by projecting the point defined by the position information onto the Route).
  • the trackside device processes the current position information of an approaching vehicle.
  • the processing is carried out by comparing it with the available location information of the driving block. If this comparison reveals that the position of the vehicle on the route is at or beyond the location of the traffic block, the status signal indicating the condition of the traffic block is transmitted to the vehicle.
  • the vehicle receives the status signal and evaluates it. If the status signal indicates that the driving lock is activated, the vehicle should not have passed the driving lock. A braking process is therefore triggered immediately. This can be taken over by the vehicle control.
  • the trackside device repeatedly transmits the status signal to vehicles approaching the traffic block.
  • the status signal is repeatedly received and evaluated in the vehicle and the available location information of the driving lock is repeatedly compared with the available own position information.
  • a braking process is immediately triggered by a vehicle controller, for example.
  • the last-mentioned alternative of the invention has the advantage that a status signal must always be received by the vehicle. This means that the absence of the status signal indicates a fault in the driving lock and can therefore be evaluated as a safety-related incident. This case can be evaluated by the vehicle to increase safety (safety) and trigger a safety measure, for example braking if the virtual vehicle is driven over Driving lock There is no information about the status of the driving lock.
  • the position information is generated by a locating device in the vehicle.
  • the position information can be generated, for example, by a navigation system GNSS (Global Navigation Satellite System) such as GPS (Global Positioning System) or by an odometry unit. If the position information is generated in the vehicle, this has the advantage that it is always available when a radio link is established between the vehicle and the trackside device. The vehicle can then make the available position information available via the radio link and update it at any time.
  • GNSS Global Navigation Satellite System
  • GPS Global Positioning System
  • An alternative to this is location by a location device outside the vehicle. This then has to establish a data connection to the trackside device or the vehicle (depending on where the position information is to be processed) in order to obtain the location information regarding the train approaching the block transfer.
  • the trackside device is connected to a safety device for vehicle traffic, with an operating state of the safety device being transmitted to the trackside device and the status signal being set depending on the operating state of the safety device.
  • the connection between the trackside device and a safety device has the advantage that the status signal for the driving lock, ie the activation state "free” or “blocked” can be determined depending on the operating state of the safety device.
  • Safety devices for vehicle traffic are devices that regulate or secure vehicle traffic. As Examples are level crossings, signals, in particular light signals, and the like.
  • the status signal must be set to "blocked". This means that the vehicle is automatically braked when the driving lock is passed. However, if the level crossing is closed or the light signal indicates passage, the status signal is set to "free" so that the vehicle can pass through the blockage.
  • the safety device is designed as a signal.
  • a provision device for storing and/or providing the computer program product.
  • the provision device is, for example, a storage unit that stores and/or provides the computer program product.
  • the provision device is, for example, a network service, a computer system, a server system, in particular a distributed, for example cloud-based computer system and/or virtual computer system, which stores and/or provides the computer program product preferably in the form of a data stream.
  • the provision takes place in the form of a program data block as a file, in particular as a download file, or as a data stream, in particular as a download data stream, of the computer program product.
  • this provision can also be made, for example, as a partial download consisting of several parts.
  • Such a computer program product is read into a system, for example using the provision device, so that the method according to the invention is executed on a computer.
  • the described components of the embodiments each represent individual features of the invention to be considered independently of one another, which also develop the invention independently of one another and are therefore also to be regarded as part of the invention individually or in a combination other than the one shown. Furthermore, the components described can also be combined with the features of the invention described above.
  • a vehicle FZ which is moving in a direction of travel FR on a track GL.
  • the vehicle FZ is in a proximity zone NZ in front of a signal SG.
  • a siding NGL branches off from the track GL.
  • a driving lock FS is provided in addition to the signal SG, which, however, is designed as a virtual driving lock. This means that the driving block FS does not have any hardware elements that are installed in the track GL, but that it is defined by location information OI, which indicates the location of the driving block.
  • the virtual driving lock FS is made available by a trackside device RSU, in which a computer program runs which, among other things, allows the location information OI to be retrieved.
  • the trackside facility RSU is connected to the signal SG via a seventh interface S7, so that the operating status of the signal SG can also be called up in the trackside equipment.
  • the trackside device RSU has an antenna AT, just like the vehicle FZ, so that the trackside device RSU can communicate with the vehicle FZ by radio via a first interface S1.
  • the vehicle FZ can call up navigation signals from a satellite STL via a second interface S2.
  • the vehicle FZ can determine its position and generate position information PI.
  • the vehicle FZ is equipped with an on-board device OBU, which u. is connected via an eighth interface S8 to a first transmitting and receiving device SE1.
  • the generated position information PI changes in the direction of the location information OI, which is assigned to the signal SG and the virtual driving block FS. If the signal SG is set to "stop", the vehicle FZ will usually come to a standstill before the signal SG. Should it nevertheless continue to drive, a corresponding message is generated by the trackside device RSU and a braking process is triggered in the vehicle FZ (more on this below).
  • the trackside device RSU and the onboard device OBU are shown as a block diagram.
  • the on-board device OBU has a first computer CP1, which is connected to a first storage device SP1 via a fifth interface S5. This allows data to be retrieved and stored.
  • a second computer CP2 of the trackside device RSU is connected to a second storage device SP2 via a sixth interface S6.
  • the second computer CP2 is also connected via a ninth interface S9 to a second transmitting and receiving device SE2, which is connected via the first interface S1 to the first transmitting and receiving device SE1 (as in figure 1 already described) is connected.
  • the first Transmitting and receiving device SE1 is in turn connected to the first computer CP1 via the eighth interface S8.
  • the vehicle-side device has a locating device GPS, which figure 1 shown second interface S2 can form.
  • the locating device GPS is connected to the first computer CP1 via a third interface S3. If locating via a GNSS is not possible, an odometry unit ODO, which can also perform a locating function, is connected to the first computer CP1 via a fourth interface S4.
  • the on-board device OBU takes on the task of checking whether the vehicle has driven over the driving block.
  • the test is carried out in the trackside unit RSU.
  • the method steps are analogous and in this respect are denoted by the same reference symbols.
  • the trackside device RSU starts first.
  • an operating state of a route facility such as e.g. B. according to the signal SG figure 1 read in.
  • a determination step for the status signal ST_STA a decision is made as to whether the travel lock is "locked” or "free".
  • Position information PI is generated in a locating step for the vehicle position LOC_PI. This step is also part of the methods according to figure 3 and 4 analogous.
  • the query step for an active driving lock LCK? shows that this is set to "locked”
  • PI ⁇ OI? checked whether there is still a remaining distance to the driving lock FS. If this is the case, the method is repeated with the locating step for the vehicle LOC_PI. If this is not the case, a braking step BRC takes place immediately, in particular a step for emergency braking of the vehicle. The process is then stopped.
  • the method is repeated with a further locating step for the vehicle LOC_PI. If this is not the case, the method is stopped in the on-board device OBU.
  • the query step PI ⁇ OI is not absolutely necessary for the function of the procedure. In principle, it is sufficient that the on-board device OBU always sends its position and receives the status information STA of the driving lock. where the trackside RSU only sends the status if it is still relevant (ie PI ⁇ OI is true) for the vehicle (this variant is not shown).
  • the trackside device RSU is asked whether the driving lock FS is “locked”. If this is not the case, then in a query step after the end of operation STP? asked whether the end of operation has been reached. If this is not the case, the procedure is repeated with the input step for the operating state BZ_IN. If this is the case, the process is stopped.
  • a next query step PI ⁇ OI? checked whether the vehicle still has a remaining distance to the driving lock. If this is the case, is the already described step of querying after the end of operation STP? carried out. If this is not the case, an emergency signal EM is output (output step EM_OT) via the first interface S1 to the on-board device OBU (input step EM_IN). There, after the emergency signal EM has been input, a braking step BRC, in particular for emergency braking of the vehicle, is carried out and the method is stopped.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrsperre (FS) auf einer Strecke für ein spurgebundenes Fahrzeug (FZ), bei dem ein Bremsvorgang in dem spurgebundenen Fahrzeug (FZ) ausgelöst wird, wenn dieses auf der Strecke die aktivierte Fahrsperre (FS) passiert. Die Fahrsperre (FS) ist durch eine streckenseitige Einrichtung (RSU) realisiert, die außerhalb eines die Strecke bildenden Gleises (GL) platziert ist, wobei der Ort der Fahrsperre (FS) auf der Strecke virtuell durch eine Ortsinformation festgelegt und zur Verfügung gestellt wird. Ein den Aktivierungszustand der Fahrsperre (FS) angebendes Statussignal wird erzeugt und zur Verfügung gestellt. Ferner umfasst die Erfindung eine Fahrsperre (FS), ein Fahrzeug (FZ), ein Computerprogrammprodukt sowie eine Bereitstellungseinrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrsperre auf einer Strecke für ein spurgebundenes Fahrzeug, bei dem ein Bremsvorgang in dem spurgebundenen Fahrzeug ausgelöst wird, wenn dieses auf der Strecke die aktivierte Fahrsperre passiert. Außerdem betrifft die Erfindung eine Fahrsperre mit einer streckenseitigen Einrichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einer Sende- und Empfangseinrichtung. Zuletzt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie eine Bereitstellungsvorrichtung für dieses Computerprogrammprodukt, wobei das Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung dieses Verfahrens ausgestattet ist.
  • Eine Fahrsperre ist üblicherweise eine physische Einrichtung zur sicheren (Safety) Überwachung einer Stelle auf einer Strecke, die durch ein spurgebundenes Fahrzeug (zumindest zeitweise) nicht passiert werden darf. Die Fahrsperre wird üblicherweise durch eine Streckeneinrichtung im Gleis (induktive, magnetische oder mechanische Fahrsperre, Koppelspule, Eurobalise oder ähnliches) realisiert, der die Information Fahrtfreigabe (entspricht inaktiver Fahrsperre) oder Stopp (entspricht aktivierter Fahrsperre) an eine entsprechende Antenne bei einem Passieren durch Überfahrt der Streckeneinrichtung sendet. Die Fahrzeugeinrichtung löst dann eine Bremsung aus, wenn "Stopp" empfangen wird.
  • Die genannten Komponenten erfordern einen gewissen Bauraum. Insbesondere bei sogenannten Niederflurfahrzeugen (beispielsweise Straßenbahnen), bei denen der Raum zwischen Fahrzeugboden und Gleis beschränkt ist, treten bei der Installation der genannten Komponenten Platzprobleme auf. Außerdem erfordern die Komponenten einen gewissen Wartungsaufwand, um Störungen zu vermeiden. Insbesondere im Gleis verbaute Komponenten bei Straßenbahnen werden nicht nur durch die Straßenbahn überfahren, sondern auch von anderen Fahrzeugen, die die Straße benutzen. Dies bewirkt eine erhöhte mechanischen Beanspruchung der Komponenten, die deren Störanfälligkeit erhöht.
  • Bei Metro- und Fernbahnsystemen werden oft kontinuierliche Überwachungen genutzt, um das Überfahren von Gefahrenpunkten zu verhindern, wie z.B. bei ETCS (European Train Control System), PTC (Positive Train Control) und CBTC (Communication-Based Train Control). Eine kontinuierliche Überwachung erübrigt die Einrichtung einer Fahrsperre, wobei das System einer kontinuierlichen Überwachung jedoch wesentlich aufwendiger ist. Daher lohnt sich ein Ersetzen der Fahrsperren nur, wenn eine kontinuierliche Überwachung im Betrieb des spurgebundenen Verkehrs aus anderen Gründen ohnehin vorgesehen ist.
  • Das Dokument US 2021206407 A1 beschreibt Systeme und Verfahren für virtuelle Fahrthalte in Schienennetzen. Das Schienennetz beinhaltet eine oder mehrere streckenseitige Steuereinheiten, die für den Einsatz auf oder in der Nähe von Gleisen im Schienennetz konfiguriert sind. Jede streckenseitige Steuereinheit ist mit einem Zugsignal gekoppelt oder verbunden. Die zugbasierte Steuereinheit ist dazu konfiguriert mit jeder streckenseitigen Steuerung zu kommunizieren.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrsperre auf einer Strecke für ein spurgebundenes Fahrzeug bzw. eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Fahrsperre sowie ein zur Durchführung des Verfahrens geeignete Fahrzeug anzugeben, das/die bei einem geringen Aufwand an Komponenten eine hohe Zuverlässigkeit gewährleistet und insbesondere auch bei Niederflurfahrzeugen zum Einsatz kommen kann. Außerdem besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Computerprogrammprodukt sowie eine Bereitstellungsvorrichtung für dieses Computerprogrammprodukt anzugeben, mit dem das vorgenannte Verfahren durchgeführt werden kann.
  • Diese Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Verfahren) erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Fahrsperre durch eine streckenseitige Einrichtung realisiert ist, die außerhalb eines die Strecke bildenden Gleises platziert ist, wobei der Ort der Fahrsperre auf der Strecke virtuell durch eine Ortsinformation festgelegt und zur Verfügung gestellt wird und ein den Aktivierungszustand der Fahrsperre, d.h. ein eine Fahrtfreigabe (entspricht inaktiver Fahrsperre) oder Stopp (entspricht aktivierter Fahrsperre) angebendes Statussignal erzeugt und zur Verfügung gestellt wird.
  • Die Funktionalität wird konkret statt mit physischen Einrichtungen am oder im Gleis vorteilhaft mit virtuellen Fahrsperren digital realisiert. Als virtuelle Fahrsperre im Sinne der Erfindung wird eine Fahrsperre verstanden, deren Einsatzort auf der Strecke, d. h. im Gleis, nicht durch den Einbauort einer Hardwarekomponente (die streckenseitige Einrichtung befindet sich außerhalb des Gleises) bestimmt wird, sondern virtuell durch Angabe einer Ortsinformationen der Fahrsperre, d. h. des Ortes, an dem die Fahrsperre im aktivierten Zustand wirksam werden soll. Statt der Übertragung zwischen Einrichtung im/am Gleis und der speziellen bodennahen Empfangsantenne am Fahrzeug wird eine Datenkommunikationssystem zur Übertragung der Informationen genutzt, welches ohnehin auch für andere Funktionen zur Verfügung steht. Auf diese Weise wird die Lage oder der Ort der Fahrsperre virtuell ohne eine Hardwarekomponente im die Strecke bildenden Gleis festgelegt.
  • Durch diese Lösung werden sowohl die Streckeneinrichtung im Gleis als auch die korrespondierenden Fahrzeugantennen eingespart. Dies führt zu erheblichen Einsparungen und löst Probleme der Montage der Fahrzeugantenne insbesondere in Niederflurstraßenbahnen. Stattdessen wird ein im Fahrzeug installiertes Datenübertragungssystem genutzt, um Daten zu übertragen, welche die Anwendung der Fahrsperre betreffen. Dadurch, dass ein Datenkommunikationssystem des Fahrzeugs verwendet wird (z.B. über 802.11p, Car2X/Rai12X, WLAN oder LTE/5G), weist die Lösung auch eine hohe Zuverlässigkeit auf.
  • Bei der Ortsinformationen kann es sich beispielsweise um die Geokoordinaten der virtuellen Fahrsperre handeln (zweidimensional oder inklusive Höheninformationen dreidimensional). Da die Fahrsperre auf eine linear sich erstreckende Strecke bezogen ist, kann alternativ auch eine eindimensionale Ortsinformationen genutzt werden, die sich am Streckenverlauf orientiert (zum Beispiel als anhand der Streckenkilometer festgelegter Wert).
  • Daten, die zwischen der streckenseitigen Einrichtung und der fahrzeugseitigen Einrichtung eines sich der Fahrsperre nähernden Fahrzeugs übertragen werden können, unterstützen das Verfahren dahingehend, ein Statussignal für die Fahrsperre auszunutzen, um zu entscheiden, ob das Fahrzeug den durch die Ortsinformation definierten Ort passieren darf oder nicht. Zu diesem Zweck kann ein Statussignal von der streckenseitigen Einrichtung an die fahrzeugseitige Einrichtung übertragen werden.
  • Die Ortsinformation der Fahrsperre kann in der fahrzeugseitigen Einrichtung gespeichert werden. Dies hat den Vorteil, dass diese immer verfügbar ist. Diese Variante eignet sich besonders für den Nahverkehr, wo Zügen immer auf denselben Strecken verkehren. Alternativ ist es möglich, die Ortsinformationen über den Ort der Fahrsperre von der streckenseitigen Einrichtung an die fahrzeugseitige Einrichtung zu übertragen.
  • Weiter wird erfindungsgemäß ein den Aktivierungszustand der Fahrsperre angebendes Statussignal erzeugt und zur Verfügung gestellt. Der Aktivierungszustand der Fahrsperre wird somit virtuell durch das Statussignal beschrieben. Das Statussignal kann zwei Aktivierungszustände der Fahrsperre annehmen, nämlich "frei" und "gesperrt". Im Aktivierungszustand "frei" darf die Fahrsperre passiert werden. Im Aktivierungszustand "gesperrt" muss das Fahrzeug vor der Fahrsperre zum Stehen kommen. Passiert es dennoch die Fahrsperre, so muss ein Bremsvorgang, insbesondere ein Notbremsvorgang ausgelöst werden.
  • Die Erfindung unterscheidet sich von bestehenden Systemen dadurch, dass es
    • keine streckenseitigen Einrichtungen im Gleis notwendig sind,
    • keine fahrzeugseitigen Antennen notwendig sind die Ortspunkte, Daten- und Statusinformationen von Einrichtungen im Gleis direkt empfangen.
  • Es bietet eine einfach zu realisierende digitale platzsparende Fahrsperren-Funktion insbesondere auch für Straßenbahnsysteme ohne aufwendige Antenne und Gleiseinrichtungen. Die digitale oder virtuelle Fahrsperre kann daher bevorzugt auch bei Niederflurfahrzeugen zum Einsatz kommen (beispielsweise Straßenbahn).
  • Unter "rechnergestützt" oder "computerimplementiert" kann im Zusammenhang mit der Erfindung eine Implementierung des Verfahrens verstanden werden, bei dem mindestens ein Computer oder Prozessor mindestens einen Verfahrensschritt des Verfahrens ausführt.
  • Der Ausdruck "Rechner" oder "Computer" deckt alle elektronischen Geräte mit Datenverarbeitungseigenschaften ab. Computer können beispielsweise Personal Computer, Server, Handheld-Computer, Mobilfunkgeräte und andere Kommunikationsgeräte, die rechnergestützt Daten verarbeiten, Prozessoren und andere elektronische Geräte zur Datenverarbeitung sein, die vorzugsweise auch zu einem Netzwerk zusammengeschlossen sein können.
  • Unter einem "Prozessor" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise einen Wandler einen Sensor zur Erzeugung von Messsignalen oder eine elektronische Schaltung, verstanden werden. Bei einem Prozessor kann es sich insbesondere um einen Hauptprozessor (engl. Central Processing Unit, CPU), einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, oder einen digitalen Signalprozessor, möglicherweise in Kombination mit einer Speichereinheit zum Speichern von Programmbefehlen, etc. handeln. Auch kann unter einem Prozessor ein virtualisierter Prozessor oder eine Soft-CPU verstanden werden.
  • Unter einer "Speichereinheit" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise ein computerlesbarer Speicher in Form eines Arbeitsspeichers (engl. Random-Access Memory, RAM) oder Datenspeichers (Festplatte oder Datenträger) verstanden werden.
  • Als "Schnittstellen" können hardwaretechnisch, beispielsweise kabelgebunden oder als Funkverbindung, und/oder softwaretechnisch, beispielweise als Interaktion zwischen einzelnen Programmmodulen oder Programmteilen eines oder mehrerer Computerprogramme, realisiert sein.
  • Als "Programmmodule" sollen einzelne Funktionseinheiten verstanden werden, die einen erfindungsgemäßen Programmablauf von Verfahrensschritten ermöglichen. Diese Funktionseinheiten können in einem einzigen Computerprogramm oder in mehreren miteinander kommunizierenden Computerprogrammen verwirklicht sein. Die hierbei realisierten Schnittstellen können softwaretechnisch innerhalb eines einzigen Prozessors umgesetzt sein oder hardwaretechnisch, wenn mehrere Prozessoren zum Einsatz kommen.
  • Efindungsgemäß ist vorgesehen, dass die streckenseitige Einrichtung rechnergestützt wiederholt eine aktuelle Positionsinformation eines sich der Fahrsperre nähernden Fahrzeugs empfängt, wiederholt die Positionsinformation mit der Ortsinformation vergleicht und das Statussignal an das Fahrzeug sendet, wenn das Vergleichen ergibt, dass die Position des Fahrzeugs bezogen auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs und bezogen auf die Strecke auf oder hinter dem Ort der Fahrsperre liegt, und das Fahrzeug rechnergestützt das Statussignal empfängt und auswertet, einen Bremsvorgang auslöst, wenn das Statussignal anzeigt, dass die Fahrsperre aktiviert ist.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die streckenseitige Einrichtung rechnergestützt wiederholt das Statussignal an ein sich der Fahrsperre näherndes Fahrzeug sendet, und das Fahrzeug rechnergestützt wiederholt das Statussignal empfängt und auswertet, wiederholt eine aktuelle Positionsinformation seiner eigenen Position empfängt oder ermittelt, wiederholt die Positionsinformation mit der Ortsinformation vergleicht und einen Bremsvorgang auslöst, wenn das Vergleichen ergibt, dass die Position des Fahrzeugs bezogen auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs und bezogen auf die Strecke auf oder hinter dem Ort Fahrsperre liegt und wenn das Statussignal anzeigt, dass die Fahrsperre aktiviert ist.
  • Die Positionsinformation kann durch das Fahrzeug selbst oder durch eine externe Einrichtung ermittelt werden. Die Positionsinformation kann durch das Fahrzeug oder die externe Einrichtung an die streckenseitige Einrichtung gesendet werden, die diese Positionsinformation empfängt.
  • Die Positionsinformation wird durch Positionsdaten repräsentiert und die Ortsinformationen durch Ortsdaten. Die Positionsinformation gibt die Position des betreffenden Fahrzeugs an und die Ortsinformationen den Ort der streckenseitigen Einrichtung. Ausgetauscht zwischen den einzelnen Funktionseinheiten werden die Ortsdaten und die Positionsdaten. Hierbei wird ein Datenformat gewählt, welches durch die einzelnen Funktionseinheiten ausgewertet werden kann, so dass die jeweilige Positionsinformation und Ortsinformationen aus den Daten abgeleitet werden kann.
  • Die Positionsinformation muss sozusagen zu der Ortsinformationen passen (gleiches Datenformat, gleiches Bezugssystem für die Prtung). Dies liegt in der Notwendigkeit begründet, dass die Positionsinformation mit der Ortsinformationen verglichen werden muss. Aus dem Vergleich wird die Entscheidung abgeleitet, ob die Positionsinformation bezogen auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs und bezogen auf die Strecke auf oder hinter der Ortsinformationen liegt. Der Bezug zur Fahrtrichtung ermöglicht die Entscheidung darüber was hinter und was vor der Ortsinformationen bedeutet. Vor der Ortsinformationen bedeutet, dass das Fahrzeug die virtuelle Fahrsperre (entspricht der Ortsinformationen) noch nicht passiert hat und hinter der Ortsinformationen bedeutet, dass das Fahrzeug die virtuelle Fahrsperre bereits passiert hat.
  • Ein Bezug auf die Strecke ermöglicht eine Auswertung der Daten auch unter Berücksichtigung von Messungenauigkeiten. Dabei wird davon ausgegangen, dass das spurgebundene Fahrzeug auf der Strecke bleibt. Eine Positionsinformation, die aufgrund von Messungenauigkeiten neben der Strecke liegt, kann somit dennoch berücksichtigt werden, wobei eine solche Positionsinformation auf die Strecke bezogen wird (beispielsweise durch Projektion des durch die Positionsinformation definierten Punktes auf die Strecke).
  • Gemäß der einen erfindungsgemäßen Alternative ist vorgesehen, dass die streckenseitige Einrichtung die aktuellen Positionsinformationen eines sich nähernden Fahrzeugs verarbeitet. Die Verarbeitung erfolgt durch einen Vergleich mit der verfügbaren Ortsinformationen der Fahrsperre. Wenn dieser Vergleich ergibt, dass die Position des Fahrzeuges auf der Strecke auf oder hinter dem Ort der Fahrsperre liegt, wird das den Zustand der Fahrsperre angebende Statussignal an das Fahrzeug übertragen.
  • Das Fahrzeug empfängt das Statussignal und wertet dieses aus. Sofern das Statussignal anzeigt, dass die Fahrsperre aktiviert ist, hätte das Fahrzeug die Fahrsperre nicht passieren dürfen. Daher wird sofort ein Bremsvorgang ausgelöst. Dies kann durch die Fahrzeugsteuerung übernommen werden.
  • Gemäß der anderen erfindungsgemäßen Alternative ist vorgesehen, dass die streckenseitige Einrichtung wiederholt das Statussignal an sich der Fahrsperre nähernde Fahrzeuge überträgt. In diesem Fall wird das Statussignal im Fahrzeug wiederholt empfangen und ausgewertet und die zur Verfügung stehende Ortsinformationen der Fahrsperre mit der vorliegenden eigenen Positionsinformationen wiederholt verglichen.
  • Sobald dieser Vergleich ergibt, dass die Position des Fahrzeugs auf der Strecke auf oder hinter dem Ort der Fahrsperre liegt und eine Auswertung des Statussignals eine Aktivierung der Fahrsperre ergibt, wird beispielsweise durch eine Fahrzeugsteuerung sofort ein Bremsvorgang ausgelöst.
  • Die letztgenannte Alternative der Erfindung hat den Vorteil, dass immer ein Statussignal durch das Fahrzeug empfangen werden muss. Dies bedeutet, dass ein Ausbleiben des Statussignals auf eine Störung der Fahrsperre hinweist und somit als sicherheitsrelevanter Vorfall gewertet werden kann. Dieser Fall kann zur Erhöhung der Sicherheit (Safety) durch das Fahrzeug ausgewertet werden und eine Sicherheitsmaßnahme, beispielsweise einen Bremsvorgang auslösen, wenn bei Überfahren der virtuellen Fahrsperre eine Information über den Status der Fahrsperre nicht vorliegt.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Positionsinformation durch eine Ortungseinrichtung im Fahrzeug generiert wird.
  • Die Generierung der Positionsinformation kann beispielsweise durch ein Navigationssystem GNSS (Global Navigation Satellit System) wie GPS (Global Positioning System) oder durch eine Odometrieeinheit erfolgen. Wird die Positionsinformation in dem Fahrzeug generiert, hat dies den Vorteil, dass diese immer schon zur Verfügung steht, wenn eine Funkverbindung zwischen dem Fahrzeug und der streckenseitigen Einrichtung hergestellt wird. Das Fahrzeug kann die verfügbare Positionsinformation dann über die Funkverbindung zur Verfügung stellen und jederzeit aktualisieren.
  • Eine Alternative hierzu stellt eine Ortung seitens einer Ortungseinrichtung außerhalb des Fahrzeugs dar. Diese muss dann eine Datenverbindung zu der streckenseitigen Einrichtung oder dem Fahrzeug (je nachdem, wo die Positionsinformation verarbeitet werden soll) herstellen, um die Ortsinformationen bezüglich des sich der Fahrsperre nähernden Zuges zu übertragen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die streckenseitige Einrichtung mit einer Sicherungseirichtung für der Fahrzeugverkehr verbunden ist, wobei ein Betriebszustand der Sicherungseinrichtung an die streckenseitige Einrichtung übertragen wird und das Statussignal in Abhängigkeit des Betriebszustandes der Sicherungseinrichtung gesetzt wird.
  • Die Verbindung zwischen der streckenseitigen Einrichtung und einer Sicherungseinrichtung hat den Vorteil, dass das Statussignal für die Fahrsperre, also der Aktivierungszustand "frei" oder "gesperrt" in Abhängigkeit des Betriebszustandes der Sicherungseinrichtung bestimmt werden kann. Als Sicherungseinrichtung für den Fahrzeugverkehr sind Einrichtungen zu verstehen, die den Fahrzeugverkehr regeln oder absichern. Als Beispiele sind Bahnübergänge, Signale, insbesondere Lichtsignale, und dergleichen zu nennen.
  • Hat sich beispielsweise ein Bahnübergang noch nicht geschlossen oder ist ein Lichtsignal auf Halt gestellt, so muss das Statussignal auf "gesperrt" gestellt werden. Dies bedeutet, dass das Fahrzeug bei Überfahren der Fahrsperre automatisch abgebremst wird. Ist der Bahnübergang jedoch geschlossen oder das Lichtsignal steht auf Durchfahrt, wird das Statussignal auf "frei" gestellt, sodass die Fahrsperre durch das Fahrzeug passiert werden kann.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Sicherungseinrichtung als Signal ausgeführt ist.
  • Die genannte Aufgabe wird alternativ mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Fahrsperre) erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, dass die streckenseitige Einrichtung außerhalb eines die Strecke bildenden Gleises platzierbar ist, wobei die streckenseitige Einrichtung eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche auszuführen.
  • Die genannte Aufgabe wird alternativ mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Fahrzeug) erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, dass das Fahrzeug eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.
  • Mit der Vorrichtung (also der Fahrsperre oder dem Fahrzeug) lassen sich die Vorteile erreichen, die im Zusammenhang mit dem obenstehend näher beschriebenen Verfahren bereits erläutert wurden. Das zum erfindungsgemäßen Verfahren Aufgeführte gilt entsprechend auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
  • Des Weiteren wird ein Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung des genannten erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder dessen Ausführungsbeispielen beansprucht, wobei mittels des Computerprogrammprodukts jeweils das erfindungsgemäße Verfahren und/oder dessen Ausführungsbeispiele durchführbar sind.
  • Darüber hinaus wird eine Bereitstellungsvorrichtung zum Speichern und/oder Bereitstellen des Computerprogrammprodukts beansprucht. Die Bereitstellungsvorrichtung ist beispielsweise ein Speichereinheit, die das Computerprogrammprodukt speichert und/oder bereitstellt. Alternativ und/oder zusätzlich ist die Bereitstellungsvorrichtung beispielsweise ein Netzwerkdienst, ein Computersystem, ein Serversystem, insbesondere ein verteiltes, beispielsweise cloudbasiertes Computersystem und/oder virtuelles Rechnersystem, welches das Computerprogrammprodukt vorzugsweise in Form eines Datenstroms speichert und/oder bereitstellt.
  • Die Bereitstellung erfolgt in Form eines Programmdatenblocks als Datei, insbesondere als Downloaddatei, oder als Datenstrom, insbesondere als Downloaddatenstrom, des Computerprogrammprodukts. Diese Bereitstellung kann beispielsweise aber auch als partieller Download erfolgen, der aus mehreren Teilen besteht. Ein solches Computerprogrammprodukt wird beispielsweise unter Verwendung der Bereitstellungsvorrichtung in ein System eingelesen, sodass das erfindungsgemäße Verfahren auf einem Computer zur Ausführung gebracht wird.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben.
  • Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Komponenten auch durch mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen der Erfindung kombinierbar.
  • Es zeigen:
    • Figur 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsbemäßen Vorrichtung mit ihren Wirkzusammenhängen schematisch,
    • Figur 2 ein Ausführungsbeispiel einer Computer-Infrastruktur der Vorrichtung gemäß Figur 1 als Blockschaltbild, wobei die einzelnen Funktionseinheiten Programmmodule enthalten, die jeweils in einem oder mehreren Prozessoren ablaufen können und die Schnittstellen demgemäß softwaretechnisch oder hardwaretechnisch ausgeführt sein können,
    • Figur 3 und 4 alternative Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens als Flussdiagramme, wobei die einzelnen Verfahrensschritte einzeln oder in Gruppen durch Programmmodule verwirklicht sein können und wobei die Funktionseinheiten und Schnittstellen gemäß Figur 2 beispielhaft angedeutet sind.
  • In Figur 1 ist ein Fahrzeug FZ dargestellt, welches sich in einer Fahrtrichtung FR auf einem Gleis GL bewegt. Das Fahrzeug FZ befindet sich in einer Näherungszone NZ vor einem Signal SG. Hinter dem Signal SG zweigt ein Nebengleis NGL von dem Gleis GL ab. Hierbei handelt es sich um eine Sicherungszone SZ, die sich hinter dem Signal SG befindet und durch das Signal SG vor einer Einfahrt des Fahrzeuges FZ geschützt werden soll, wenn dieses "Halt" anzeigt. Da das Signal SG durch das Fahrzeug FZ überfahren werden kann (beispielsweise, wenn der Zugführer unachtsam ist), ist zusätzlich zu dem Signal SG eine Fahrsperre FS vorgesehen, die allerdings als virtuelle Fahrsperre ausgeführt ist. D. h., dass die Fahrsperre FS keine Hardwareelemente aufweist, die im Gleis GL verbaut sind, sondern, dass diese durch eine Ortsinformation OI definiert ist, welche die Stelle der Fahrsperre angibt.
  • Die virtuelle Fahrsperre FS wird durch eine streckenseitige Einrichtung RSU zur Verfügung gestellt, in der ein Computerprogramm abläuft, welches unter anderem den Abruf der Ortsinformation OI erlaubt. Die streckenseitige Einrichtung RSU ist über eine siebte Schnittstelle S7 mit dem Signal SG verbunden, sodass in der streckenseitigen Einrichtung auch der Betriebszustand des Signals SG abgerufen werden kann. Außerdem besitzt die streckenseitige Einrichtung RSU eine Antenne AT, genauso wie das Fahrzeug FZ, sodass die streckenseitige Einrichtung RSU mit dem Fahrzeug FZ per Funk über eine erste Schnittstelle S1 kommunizieren kann. Außerdem kann das Fahrzeug FZ über eine zweite Schnittstelle S2 von einem Satelliten STL Navigationssignale abrufen.
  • Das Fahrzeug FZ kann auf diese Weise seine Position bestimmen und eine Positionsinformation PI generieren. Zu diesem Zweck ist das Fahrzeug FZ mit einer fahrzeugseitigen Einrichtung OBU ausgestattet, welche u. a. über eine achte Schnittstelle S8 mit einer ersten Sende- und Empfangseinrichtung SE1 verbunden ist.
  • Während sich das Fahrzeug FZ in der Fahrtrichtung FR dem Signal SG annähert, verändert sich die generierte Positionsinformation PI in Richtung der Ortsinformation OI, welche dem Signal SG sowie der virtuellen Fahrsperre FS zugeordnet ist. Ist das Signal SG auf "Halt" eingestellt, so wird das Fahrzeug FZ gewöhnlich vor dem Signal SG zum Stehen kommen. Sollte es dennoch weiterfahren, so wird durch die streckenseitige Einrichtung RSU eine entsprechende Meldung generiert und in dem Fahrzeug FZ ein Bremsvorgang ausgelöst (hierzu im Folgenden noch mehr).
  • In Figur 2 ist die streckenseitige Einrichtung RSU sowie die fahrzeugseitige Einrichtung OBU als Blockdiagramm dargestellt. Die fahrzeugseitige Einrichtung OBU weist einen ersten Computer CP1 auf, der über eine fünfte Schnittstelle S5 mit einer ersten Speichereinrichtung SP1 verbunden ist. Auf diese Weise können Daten abgerufen und gespeichert werden. Genauso ist zum Abruf und Speichern von Daten ein zweiter Computer CP2 der streckenseitigen Einrichtung RSU mit einer zweiten Speichereinrichtung SP2 über eine sechste Schnittstelle S6 verbunden. Der zweite Computer CP2 ist außerdem über eine neunte Schnittstelle S9 mit einer zweiten Sende- und Empfangseinrichtung SE2 verbunden, wobei diese über die erste Schnittstelle S1 mit der ersten Sende- und Empfangseinrichtung SE1 (wie zu Figur 1 bereits beschrieben) in Verbindung steht. Die erste Sende- und Empfangseinrichtung SE1 ist ihrerseits über die achte Schnittstelle S8 mit dem ersten Computer CP1 verbunden.
  • Außerdem weist die fahrzeugseitige Einrichtung eine Ortungseinrichtung GPS auf, welche die in Figur 1 gezeigte zweite Schnittstelle S2 ausbilden kann. Die Ortungseinrichtung GPS ist über eine dritte Schnittstelle S3 mit dem ersten Computer CP1 verbunden. Falls eine Ortung über ein GNSS nicht möglich ist, ist über eine vierte Schnittstelle S4 an den ersten Computer CP1 eine Odometrieeinheit ODO angeschlossen, welche ebenfalls eine Ortungsfunktion übernehmen kann.
  • Für den Ablauf des Verfahrens gibt es zwei vorteilhafte Ausprägungen, die in den Figuren 3 und 4 beschrieben sind.
  • In Figur 3 übernimmt die fahrzeugseitige Einrichtung OBU die Überprüfung, ob das Fahrzeug über die Fahrsperre hinweg gefahren ist. Bei dem Verfahren gemäß Figur 4 wird die Prüfung in der streckenseitigen Einrichtung RSU durchgeführt. Die Verfahrensschritte sind allerdings analog und insofern mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Bei dem Verfahren gemäß Figur 3 startet zunächst die streckenseitige Einrichtung RSU. Zunächst wird in einem Eingabeschritt für den Betriebszustand BZ_IN ein Betriebszustand einer Streckeneinrichtung wie z. B. dem Signal SG gemäß Figur 1 eingelesen. Abhängig von diesem Betriebszustand wird in einem Bestimmungsschritt für das Statussignal ST_STA entschieden, ob die Fahrsperre "Gesperrt" oder "Frei" gestellt wird. Diese Schritte werden analog auch bei dem Verfahren gemäß Figur 4 durchgeführt.
  • Fährt nun ein Fahrzeug in die Näherungszone NZ gemäß Figur 1 ein, wird in der fahrzeugseitigen Einrichtung OBU das Verfahren gestartet. In einem Ortungsschritt für die Fahrzeugposition LOC_PI wird eine Positionsinformation PI generiert. Auch dieser Schritt ist bei den Verfahren gemäß Figur 3 und 4 analog.
  • Gemäß Figur 3 wird anschließend das Statussignal STA für die Fahrsperre über die Schnittstelle S1 von der streckenseitigen Einrichtung RSU zur fahrzeugseitigen Einrichtung OBU übergeben (Ausgabeschritt STA_OT und Eingabeschritt STA_IN). Gleiches erfolgt mit der in der streckenseitigen Einrichtung RSU bekannten Ortsinformation betreffend den Ort der Fahrsperre (Ausgabeschritt OI_OT und Eingabeschritt OI_IN). In der fahrzeugseitigen Einrichtung OBU erfolgt ein Abfrageschritt LCK?, ob das Statussignal STA angibt, dass die Fahrsperre auf "Gesperrt" eingestellt ist. Ist dies nicht der Fall, so erfolgt ein Abfrageschritt PI<OI? für die Annäherung des Fahrzeugs FZ an die Fahrsperre FS. Ist noch eine Distanz zurückzulegen, wird das Verfahren in der fahrzeugseitigen Einrichtung mit einem neuen Ortungsschritt für das Fahrzeug LOC_PI wiederholt. Ist keine Restdistanz zur Fahrsperre FS vorhanden, wird das Verfahren gestoppt.
  • Für den Fall, dass der Abfrageschritt für eine aktive Fahrsperre LCK? ergibt, dass diese auf "Gesperrt" steht, wird ebenfalls in einem nachfolgenden Abfrageschritt für die Annäherung PI<OI? geprüft, ob noch eine Restdistanz zur Fahrsperre FS besteht. Ist dies der Fall, wird das Verfahren mit dem Ortungsschritt für das Fahrzeug LOC_PI wiederholt. Ist dies nicht der Fall, erfolgt sofort ein Bremsschritt BRC, insbesondere ein Schritt zur Notbremsung des Fahrzeugs. Anschließend wird das Verfahren gestoppt.
  • Nach der Ausgabe der Ortsinformation durch die streckenseitige Einrichtung RSU erfolgt ein Abfrageschritt STP? nach dem Betriebsende. Ist dieses erreicht, wird das Verfahren gestoppt. Ist dieses noch nicht erreicht, so wird der Eingabeschritt für den Betriebszustand BZ_IN wiederholt.
  • Damit bei dem Verfahren gemäß Figur 4 die Prüfung mit dem Abfrageschritt LCK?, ob die Fahrsperre auf "Gesperrt" steht, und den nachfolgenden Untersuchungen, dass das Fahrzeug die Fahrsperre bereits erreicht hat, in der streckenseitigen Einrichtung RSU durchgeführt werden kann, wird gemäß Figur 4 die in der fahrzeugseitigen Einrichtung OBU generierte Positionsinformation PI über die Schnittstelle S1 an die streckenseitige Einrichtung RSU übergeben (Ausgabeschritt PI_OT und Eingabeschritt PI_IN). Umgekehrt erfolgt, wie in Figur 3 beschrieben, eine Übergabe der Ortsinformation OI über die erste Schnittstelle S1 von der streckenseitigen Einrichtung RSU an die fahrzeugseitige Einrichtung OBU (Ausgabeschritt OI_OT, Eingabeschritt OI_IN). Diese wird in der fahrzeugseitigen Einrichtung herangezogen, um einen Abfrageschritt PI<OI? durchzuführen, ob das Fahrzeug FZ die Fahrsperre FS noch nicht erreicht hat. Ist dies der Fall, wird das Verfahren mit einem weiteren Ortungsschritt für das Fahrzeug LOC_PI wiederholt. Ist dies nicht der Fall, so wird das Verfahren in der fahrzeugseitigen Einrichtung OBU gestoppt. Der Abfraggeschritt PI<OI ist für die Funktion des Verfahrens nicht unbedingt notwendig. Im Prinzip reicht es aus, dass die fahzeugseitige einrichtung OBU immer ihre Position sendet und die Statusinformation STA der Fahrsperre empfängt. wobei die streckenseitige RSU den Status nur sendet, wenn er noch relevant (d.h. PI<OI ist wahr) für das Fahrzeug ist (diese Varriante ist nicht dargestellt).
  • Nach Eingabe der Positionsinformationen PI erfolgt in der streckenseitigen Einrichtung RSU die Abfrage, ob die Fahrsperre FS "Gesperrt" steht. Ist dies nicht der Fall, so wird in einem Abfrageschritt nach dem Betriebsende STP? danach gefragt, ob das Betriebsende erreicht ist. Ist dies nicht der Fall, so wird das Verfahren mit dem Eingabeschritt für den Betriebszustand BZ_IN wiederholt. Ist dies der Fall, wird das Verfahren gestoppt.
  • Sollte die Abfrage nach dem Statussignal STA in der Abfrage LCK? ergeben, dass die Fahrsperre FS auf "Gesperrt" steht, wird in einem nächsten Abfrageschritt PI<OI? geprüft, ob das Fahrzeug noch eine Restdistanz zur Fahrsperre aufweist. Ist dies der Fall, wird der bereits beschriebene Schritt der Abfrage nach dem Betriebsende STP? durchgeführt. Ist dies nicht der Fall, wird ein Notsignal EM ausgegeben (Ausgabeschritt EM_OT)über die erste Schnittstelle S1 an die fahrzeugseitige Einrichtung OBU übergeben (Eingabeschritt EM_IN) . Dort wird nach Eingabe des Notsignals EM ein Bremsschritt BRC, insbesondere zur Notbremsung des Fahrzeugs, durchgeführt und das Verfahren gestoppt.
    • Bezugszeichenliste
    • FZ
    Fahrzeug
    FR
    Fahrtrichtung
    GL
    Gleis
    NGL
    Nebengleis
    AT
    Antenne
    SG
    Signal
    FS
    Fahrsperre
    STL
    Satellit
    OBU
    fahrzeugseitige Einrichtung
    RSU
    streckenseitigen Einrichtung
    NZ
    Näherungszone
    SZ
    Sicherungszone
    CP1 ... CP2
    Computer
    SP1 ... SP2
    Speichereinrichtung
    S1 ... S9
    Schnittstelle
    SE1 ... SE2
    Sende- und Empfangseinrichtung
    GPS
    Ortungseinrichtung
    ODO
    Odometrieeinheit
    BZ_IN
    Eingabeschritt für Betriebszustand
    ST_STA
    Bestimmungsschritt für Statussignal
    STA
    Statussignal
    STA _IN
    Eingabeschritt für Statussignal
    STA _OT
    Ausgabeschritt für Statussignal
    LOC_PI
    Ortungsschritt für Fahrzeug
    PI_IN
    Eingabeschritt für Positionsinformation
    PI_OT
    Ausgabeschritt für Positionsinformation
    OI_IN
    Eingabeschritt für Ortsinformation
    OI_OT
    Ausgabeschritt für Ortsinformation
    PI
    Positionsinformation
    OI
    Ortsinformation
    LCK?
    Abfrageschritt für aktive Fahrsperre
    PI<OI?
    Abfrageschritt für Näherung
    EM_IN
    Eingabeschritt für Notfall
    EM_OT
    Ausgabeschritt für Notfall
    EM
    Notfallsignal
    BRC
    Bremsschritt
    STP?
    Abfrageschritt für Betriebsende

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Fahrsperre (FS) auf einer Strecke für ein spurgebundenes Fahrzeug (FZ), bei dem ein Bremsvorgang in dem spurgebundenen Fahrzeug (FZ) ausgelöst wird, wenn dieses auf der Strecke die aktivierte Fahrsperre (FS) passiert,
    wobei die Fahrsperre (FS) durch eine streckenseitige Einrichtung (RSU) realisiert ist, die außerhalb eines die Strecke bildenden Gleises (GL) platziert ist, wobei
    • der Ort der Fahrsperre (FS) auf der Strecke virtuell durch eine Ortsinformation (OI) festgelegt und zur Verfügung gestellt wird und
    • ein den Aktivierungszustand der Fahrsperre (FS) angebendes Statussignal (STA) erzeugt und zur Verfügung gestellt wird.
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die streckenseitige Einrichtung (RSU) rechnergestützt
    • wiederholt eine aktuelle Positionsinformation (PI) eines sich der Fahrsperre (FS) nähernden Fahrzeugs (FZ) empfängt,
    • wiederholt die Positionsinformation (PI) mit der Ortsinformation (OI) vergleicht und
    • das Statussignal (STA) an das Fahrzeug (FZ) sendet, wenn das Vergleichen ergibt, dass die Position des Fahrzeugs (FZ) bezogen auf die Fahrtrichtung (FR) des Fahrzeugs (FZ) und bezogen auf die Strecke auf oder hinter dem Ort der Fahrsperre (FS) liegt, und
    und das Fahrzeug (FZ) rechnergestützt
    • das Statussignal (STA) empfängt und auswertet,
    • einen Bremsvorgang auslöst, wenn das Statussignal (STA) anzeigt, dass die Fahrsperre (FS) aktiviert ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die streckenseitige Einrichtung (RSU) rechnergestützt
    • wiederholt das Statussignal (STA) an ein sich der Fahrsperre (FS) näherndes Fahrzeug (FZ) sendet,
    und das Fahrzeug (FZ) rechnergestützt
    • wiederholt das Statussignal (STA) empfängt und auswertet,
    • wiederholt eine aktuelle Positionsinformation (PI) seiner eigenen Position empfängt oder ermittelt,
    • wiederholt die Positionsinformation (PI) mit der Ortsinformation (OI) vergleicht
    • einen Bremsvorgang auslöst, wenn das Vergleichen ergibt, dass die Position des Fahrzeugs (FZ) bezogen auf die Fahrtrichtung (FR) des Fahrzeugs (FZ) und bezogen auf die Strecke auf oder hinter dem Ort Fahrsperre (FS) liegt und wenn das Statussignal (STA) anzeigt, dass die Fahrsperre (FS) aktiviert ist.
  3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Positionsinformation (PI) durch eine Ortungseinrichtung (GPS) im Fahrzeug (FZ) generiert wird.
  4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die streckenseitige Einrichtung (RSU) mit einer Sicherungseirichtung für der Fahrzeugverkehr verbunden ist, wobei
    • ein Betriebszustand (BZ) der Sicherungseinrichtung an die streckenseitige Einrichtung (RSU) übertragen wird und
    • das Statussignal (STA) in Abhängigkeit des Betriebszustandes (BZ) der Sicherungseinrichtung gesetzt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Sicherungseinrichtung als Signal (SG) ausgeführt ist.
  6. Fahrsperre (FS) mit einer streckenseitigen Einrichtung (RSU), dadurch gekennzeichnet,
    dass die streckenseitige Einrichtung (RSU) außerhalb eines die Strecke bildenden Gleises (GL) platzierbar ist, wobei die streckenseitige Einrichtung (RSU) eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der voranstehenden Ansprüche auszuführen.
  7. Fahrzeug (FZ) mit einer Sende- und Empfangseinrichtung (SE1), dadurch gekennzeichnet,
    dass das Fahrzeug (FZ) eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 auszuführen.
  8. Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 5.
  9. Bereitstellungsvorrichtung für das Computerprogrammprodukt nach dem letzten voranstehenden Anspruch, wobei die Bereitstellungsvorrichtung das Computerprogrammprodukt speichert und/oder bereitstellt.
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