EP4126634B1 - Fahrzeugsteuerverfahren und fahrzeugsteuersystem - Google Patents

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Publication number
EP4126634B1
EP4126634B1 EP21718036.3A EP21718036A EP4126634B1 EP 4126634 B1 EP4126634 B1 EP 4126634B1 EP 21718036 A EP21718036 A EP 21718036A EP 4126634 B1 EP4126634 B1 EP 4126634B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
new
vehicle
old
route
lrbg
Prior art date
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Active
Application number
EP21718036.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4126634C0 (de
EP4126634A1 (de
Inventor
Sabine KANITZ-PROTZNER
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 EP4126634A1 publication Critical patent/EP4126634A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4126634B1 publication Critical patent/EP4126634B1/de
Publication of EP4126634C0 publication Critical patent/EP4126634C0/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • 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
    • 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 vehicle control method in which a trackside device initially determines the vehicle position as unreliable during a takeoff run of a vehicle.
  • the invention also relates to a vehicle control system in which a trackside device is configured to initially determine a vehicle position as unreliable during a vehicle takeoff run and to respond to a driving permit request from the vehicle with an authorization to drive under personal responsibility.
  • the European train control system is a component of a uniform European railway traffic control system that was developed under the letter ERTMS, where ERTMS stands for "European Rail Traffic Management System” and ETCS for "European Train Control System”.
  • ERTMS stands for "European Rail Traffic Management System”
  • ETCS for "European Train Control System”.
  • the second technical component of this digital railway technology is the railway mobile radio system developed under the letter ERTMS, where GSM-R stands for "Global System for Mobile Communication-Railway".
  • ETCS is intended to replace the large number of train protection systems used in the countries, to be used in high-speed traffic in the medium term and to be implemented in the entire European rail traffic in the long term.
  • An ETCS vehicle device consists of several components.
  • the main component is a vehicle-side device in the form of an ETCS on-board unit (ETCS OBU) with a vehicle-side computer system in the form of a secure ETCS vehicle computer (European Vital Computer, EVC).
  • ETCS OBU ETCS on-board unit
  • EVC secure ETCS vehicle computer
  • the route information is transmitted via balises (Level 1 LS) directly to the vehicle or via the GSM-R mobile radio system (Level 2 and Level 3) between the vehicle and an ETCS control center (RBC).
  • Level 1 LS balises
  • Level 2 and Level 3 GSM-R mobile radio system
  • RRC ETCS control center
  • Level 1 Level 2 and Level 3
  • data points in the form of beacons or groups of beacons are used in the usual way.
  • ETCS in Level 1 has the full functionality of a train control system with discontinuous transmission and continuous monitoring. Information is transmitted using balises (Eurobalises) and can be supplemented by infill elements (infill balises or infill radio). A track-side (infrastructure-side) track clearance signal is still required.
  • the functionality of the DMI means that fixed signals are no longer necessary.
  • so-called transparent data balises are used in Level 1, by means of which a movement authority is transmitted to the vehicle passing over. They are arranged at least at the virtual locations of the main and distant signals.
  • Level 2 is a train control system with continuous transmission and monitoring. This makes it possible to transmit data from the vehicle to the infrastructure.
  • the vehicle is located using fixed data balises and odometry.
  • the central interface between the respective vehicle and a signal box is a track-side facility in the form of an ETCS track control center (Radio Block Center, RBC for short).
  • the signal box is still responsible for route security and transmits information about it to the respective ETCS track control center, which in turn generates the respective driving authorization.
  • ETCS Level 2 continuous communication between the vehicle and the track takes place using GSM-R. A track-side track clearance signal is required.
  • ETCS Level 3 works in a similar way to Level 2, but trackside track clearance detection is not required. The RBC also takes on the track clearance detection function. The train's completeness must be monitored by the ETCS on-board equipment. ETCS Level 3 also enables a "moving block", which means that in some cases a further increase in capacity can be achieved. The division of the route into fixed block spacing is no longer necessary.
  • balises are arranged in groups of 1-8 balises, thus forming a balise group. At least two balises are required for direction detection; more are used when a large amount of information is to be transmitted or a particularly high level of availability is required, which is achieved through redundant telegrams.
  • the vehicle-side location is determined using fixed data balises, which are measured very precisely and reflect the relocated location. Between these balises, the location of the respective vehicle is determined by extrapolating the distance travelled, which is measured using odometry. Since the extrapolation is carried out with is subject to errors, this must be taken into account when calculating the vehicle position. To do this, a confidence interval is created that increases linearly with increasing distance from the last position balise - i.e. the last relevant balise group (LRBG).
  • LRBG last relevant balise group
  • SRS Baseline Different infrastructure-side ETCS versions (SRS Baseline) influence, among other things, the vehicles that are to be ordered. For this reason, it is always important for railway companies to know which route-specific requirements apply.
  • start run also known as start of mission (SoM)
  • SoM start of mission
  • ETCS on-board unit of a track-guided vehicle reports whether its stored position is "valid” or "invalid”. From the perspective of the ETCS on-board unit, a "valid" reported position is also the actual position of the vehicle. This is due to the definition by ETCS, according to which the vehicle only ever has a linear view of the route traveled. Route branches via switches are not known to a vehicle and are not included in its position determination.
  • the vehicle may have been shunted to another track via switches without passing through and reading new balise groups.
  • the position information provided by the ETCS on-board unit is in reality ambiguous.
  • An RBC (the ETCS control centre) must be able to take this possible ambiguity into account and exclude it before it creates and sends a driving authorisation for the FS mode or, where applicable, for the OS mode for the vehicle in question.
  • an RBC must check the vehicle's position report to determine whether the position may have become invalid due to vehicle movements - for example under level STM, level 0 or in the operating modes SH (Shunting), SL (Sleeping) or NL (Non Leading).
  • the information regarding the position reached by the RBC via the position reports sent by the vehicle may indicate an apparent overrun of a balise group by changing the direction information, even if a balise group itself has not been read.
  • the track control centre can trust that a valid position transmitted by an ETCS component of the rail vehicle is also correct.
  • the track control centre can, for example, issue a driving permit in OS mode or in FS mode for this rail vehicle.
  • the object of the invention is to provide an even more cost-efficient solution.
  • the trackside device after initially determining the vehicle position as unreliable, responds to a driver's license request from the vehicle with an authorization to drive under personal responsibility, or if, in the vehicle control system according to the invention, the trackside device is set up to respond to a driver's license request from the vehicle with an authorization to drive under personal responsibility, after initially determining the vehicle position as unreliable.
  • the trackside device only issues a driving permit to drive in a trackside-controlled mode after it has established the new vehicle position as reliable, or if, in the vehicle control system according to the invention, the trackside device is set up to only issue a driving permit to drive in a trackside-controlled mode after it has established the new vehicle position as reliable.
  • a trackside computer system of the trackside device receives the position reports at a trackside interface to a communication path and uses these position reports to determine the data point identifiers, the direction information and the confidence intervals, or if, in the vehicle control system according to the invention, a trackside computer system of the trackside device is set up to receive the position reports at a trackside interface to a communication path and uses these position reports to determine the data point identifiers, the direction information and the confidence intervals.
  • a vehicle-side computer system of the vehicle generates the position reports based on data provided on the track side by data points and data provided on the vehicle side and makes them available at a vehicle-side interface to the communication path, or if, in the vehicle control system according to the invention, a vehicle-side computer system of the vehicle is set up to generate the position reports based on data provided on the track side by data points and data provided on the vehicle side and make them available at a vehicle-side interface to the communication path.
  • the invention also relates to a trackside computer program with program instructions which, when the computer program is executed by a trackside computer system, cause the computer system to carry out the steps of the method according to one of claims 1 to 6.
  • the invention relates to a trackside provision device for the trackside computer program according to claim 7, wherein the trackside provision device stores and/or provides the computer program.
  • the invention relates to a vehicle-side computer program with program instructions which, when the vehicle-side computer program is executed by a vehicle-side computer system, cause the latter to carry out the steps of generating the position reports and providing the position reports at the vehicle-side interface mentioned in claim 6.
  • the invention relates to a vehicle-side provision device for the vehicle-side computer program according to claim 9, wherein the vehicle-side provision device stores and/or provides the vehicle-side computer program.
  • the vehicle is, for example, a track-guided vehicle, in particular a rail vehicle.
  • the trackside facility is, for example, an ETCS trackside control centre, whereby the trackside computer system is formed by at least one secure RBC computer.
  • the vehicle-side device is, for example, an ETCS vehicle device, whereby the vehicle-side computer system is formed by at least one secure vehicle computer.
  • the communication path is formed, for example, by at least one GSM-R digital radio channel.
  • the solution to the problem according to the invention therefore lies in the evaluation of the position reports sent by the vehicle with regard to the crossing of a balise group.
  • the reported confidence interval can remain the same if only short distances are covered, but does not exceed a total value of approximately 30m.
  • the value of 30m is an empirically determined value.
  • the RBC assumes every reported position as “not trustworthy” (RBC definition is “not credible"), regardless of the reported Q_STATUS (valid, invalid, unknown) of the SoM PR.
  • the vehicle sends an MA request, which is always answered by the RBC with an SR (Staff responsible) authorization.
  • Switching to SR mode allows the driver to start driving.
  • RBC retains the "unreliable" position information.
  • the position for a vehicle traveling in the SR only becomes a "credible" position in the configuration mode CM with one of the events (i) and (ii) described below.
  • the position of the vehicle only becomes a "credible” position with one of the events (i), (ii) and (iii).
  • the index "new” identifies the values of the new position report.
  • the index "old” identifies the values of the last position report that was received before the new position report.
  • a vehicle drives over a balise group and "reads" the information from this balise group, it sends a position report (PR) with exactly this balise group it has just driven over as the location reference (LRBG - last relevant balise group). So if a different LRBG was reported in a previous PR or the position was sent as "unknown”, then the reporting of a "new" LRBG is an indication that the vehicle is currently driving over this LRBG. has passed over. The RBC can then trust this reported position and the position becomes "trustworthy"("credible”).
  • PR position report
  • a vehicle starts up again after turning (e.g. the vehicle has entered a terminal station such as Leipzig or Stuttgart and now has to leave in the opposite direction), it sends a SoM PR in which the position of the vehicle is sent in relation to an LRBG that is in front of the front of the "turned" vehicle. If the vehicle now sets off, it will again drive over the last LRBG it passed over, but now in the opposite direction to before entering the station. This means that the LRBG always remains the same in the PR sent, but the direction information in relation to this LRBG changes. In addition, when the balise group crossing is detected again, the path measurement error is reset on the vehicle side, which results in a collapsed confidence interval. The combination of the simultaneous change in the direction information and the collapsed confidence interval is considered a reliable indication that the vehicle has actually passed over and read the LRBG.
  • the additional configuration mode CM* is a function that can be configured using design data and can be activated or deactivated.
  • a vehicle can send/send changed direction information even if, after turning, it reaches the position of the last read balise group according to its path measurement, but has not read the balise group itself.
  • the ⁇ 12m is the initial or default value of the UNISIG specification for a confidence interval when reading a balise group.
  • the ⁇ 15m are derived from empirical experience.
  • the limit value GW for the confidence interval can therefore be projected; preferably a limit value GW of less than 30m is projected.
  • the functional part (iii) can be switched on or off by configuration.
  • the MA window can be used to output an MA on each subsequent signal.

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsteuerverfahren, bei dem eine streckenseitige Einrichtung bei einem Startlauf eines Fahrzeugs dessen Fahrzeugposition zunächst als unzuverlässig statuiert.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein Fahrzeugsteuersystem, bei dem eine streckenseitige Einrichtung eingerichtet ist, bei einem Startlauf eines Fahrzeugs eine Fahrzeugposition zunächst als unzuverlässig zu statuieren und auf eine Fahrerlaubnisanforderung des Fahrzeugs mit einer Autorisierung zur Fahrt in Personalverantwortung zu antworten.
  • Ein gattungsgemäßes Fahrzeugsteuerverfahren und ein gattungsgemäßes Fahrzeugsteuersystem sind aus dem Artikel "The ERTMS/ETCS signalling system", www.railwaysignalling.eu© 2013-2014 bekannt.
  • Das unter dem Buchstabenkürzel ETCS bekannte europäische Zugbeeinflussungssystem ist eine Komponente eines einheitlichen europäischen Eisenbahnverkehrsleitsystems, das unter dem Buchstabenkürzel ERTMS entwickelt wurde, wobei das Buchstabenkürzel ERTMS für "European Rail Traffic Management System" und wobei das Buchstabenkürzel ETCS für "European Train Control System" steht. Die zweite technische Komponente dieser digitalen Bahntechnologie ist das unter dem Buchstabenkürzel GSM-R entwickelte Bahn-Mobilfunksystem, wobei das Buchstabenkürzel GSM-R für "Global System for Mobile Communication-Railway" steht. ETCS soll die Vielzahl der in den Ländern eingesetzten Zugsicherungssysteme ablösen, mittelfristig im Hochgeschwindigkeitsverkehr Verwendung finden und langfristig im gesamten europäischen Schienenverkehr umgesetzt werden.
  • Konzepte und Ideen des Bahn-Mobilfunksystems und seine Interaktion mit einer ETCS-Streckenzentrale sind aus dem Artikel "EuroRadio and the RBC", JOHN HARMER ET AL, IRSE (INSTITUTE OF RAILWAY SIGNAL ENGINEERS) PROCEEDINGS 2002/2003 bekannt.
  • Eine ETCS-Fahrzeugeinrichtung besteht aus mehreren Komponenten. Die wesentliche Komponente ist eine fahrzeugseitige Einrichtung in Form eines ETCS-Bordgerätes bzw. ETCS-Fahrzeuggerätes (englisch: ETCS Onboard Unit, kurz ETCS OBU) mit einem fahrzeugseitigen Computersystem in Form eines sicheren ETCS-Fahrzeugrechners (englisch: European Vital Computer, kurz EVC).
  • In einem ETCS-ausgerüsteten Fahrzeug können sich, als Teil der ETCS-Fahrzeugeinrichtung je nach geplantem Einsatzzweck, folgende weitere Komponenten befinden:
    • eine Schnittstelle zu Antriebs- und Bremskomponenten des Fahrzeugs (englisch: Train Interface Unit, kurz TIU),
    • eine Kommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit Eurobalisen (englisch: Balise Transmission Module, kurz BTM),
    • eine Kommunikationseinrichtung zur Kommunikation mit Euroloops (englisch: Loop Transmission Module, kurz LTM),
    • eine GSM-R-Übertragungseinrichtung (einschließlich Euroradio),
    • eine Schnittstelle zum Fahrzeugführer (einschließlich Führerstandsanzeige) (englisch: Driver Machine Interface, kurz DMI)
    • eine Odometrie; also eine Einrichtung zur Geschwindigkeits- und Wegmessung. Primär handelt es sich hierbei um Radumdrehungszähler, wobei in der Praxis häufig zur Erhöhung der Ortungsgenauigkeit ein Radar eingesetzt wird.
  • Außerhalb der ETCS-Spezifikation stehen Schnittstellen nationaler Zugbeeinflussungssysteme zum EVC in Form spezieller Übertragungsmodule (englisch: Specific Transmission Module, kurz STM). Beim Einsatz eines jeweiligen speziellen Übertragungsmoduls ist keine separate informationsverarbeitenden Einheit für das jeweilige nationale Zugbeeinflussungssystem nötig.
  • Für das europäische Zugbeeinflussungssystem ETCS gibt es verschiedene Ausrüstungsstufen (Level). ETCS ist in mehreren Leveln realisierbar:
    • Level 0, bei dem das Fahrzeug mit ETCS ausgerüstet ist, die Strecke jedoch nicht;
    • Level STM, welcher ab der Spezifikationsversion SRS Baseline 3 nicht mehr als Level STM, sondern als Level NTC (National Train Control) bezeichnet ist;
    • Level 1 FS (Full Supervision = Vollüberwachung);
    • Level 1 LS (Limited Supervision = signalgeführt);
    • Level 2 (mit und ohne Signale);
    • Level 3.
  • Abhängig von dem jeweiligen ETCS-Level werden die Streckeninformationen durch Balisen (Level 1 LS) direkt auf das Fahrzeug oder über das GSM-R-Mobilfunksystem (Level 2 und Level 3) zwischen dem Fahrzeug und einer ETCS-Zentrale (RBC) übertragen.
  • Insbesondere bei dem Level 1, dem Level 2 und dem Level 3 kommen in bekannter Weise Datenpunkte in Form von Balisen bzw. Balisengruppen zum Einsatz.
  • So besitzt ETCS im Level 1 die volle Funktionalität einer Zugbeeinflussung mit diskontinuierlicher Übertragung und kontinuierlicher Überwachung Informationen werden mit Balisen (Eurobalisen) übertragen und können durch Infill-Elemente (Infill-Balisen, oder Infill-Radio) ergänzt werden. Eine gleisseitige (infrastrukturseitige) Gleisfreimeldung ist weiterhin erforderlich. Durch die Funktionalität des DMI kann auf ortsfeste Signale verzichtet werden. Neben sogenannten Festdatenbalisen kommen im Level 1 sogenannte Transparentdatenbalisen zum Einsatz, mittels derer eine jeweilige Fahrerlaubnis (englisch: Movement Authority) an das überfahrende Fahrzeug übertragen werden. Sie sind mindestens an den ggf. virtuellen Standorten von Haupt- und Vorsignal angeordnet.
  • Beim Level 2 handelt es sich um eine Zugbeeinflussung mit kontinuierlicher Übertragung und Überwachung. Somit ist es möglich, Daten auch vom Fahrzeug zur Infrastruktur zu übertragen. Die Ortung des Fahrzeugs erfolgt mittels Festdatenbalisen und Odometrie. Die zentrale Schnittstelle zwischen dem jeweiligen Fahrzeug und einem Stellwerk ist eine streckenseitige Einrichtung in Form einer ETCS-Streckenzentrale (englisch: Radio Block Centre, kurz RBC). Das Stellwerk ist dabei weiterhin für die Fahrwegsicherung zuständig und überträgt Informationen darüber an die jeweilige ETCS-Streckenzentrale, welche ihrerseits die jeweilige Fahrerlaubnis generiert. Bei ETCS-Level 2 findet die kontinuierliche Kommunikation zwischen Fahrzeug und Strecke mittels GSM-R statt. Eine streckenseitige Gleisfreimeldung ist erforderlich.
  • ETCS-Level 3 funktioniert analog zu Level 2, jedoch kann hier auf die streckenseitige Gleisfreimeldung verzichtet werden. Das RBC übernimmt hierbei zusätzlich die Funktion der Gleisfreimeldung. Die Zugvollständigkeit muss durch die ETCS-Fahrzeugeinrichtung überwacht werden. Durch ETCS-Level 3 ist auch ein "Moving Block" möglich, sodass sich in manchen Fällen eine weitere Kapazitätserhöhung erreichen lässt. Die Einteilung der Strecke in feste Blockabstände entfällt.
  • Als Datenpunkte kommen Balisen bzw. Balisengruppen zum Einsatz. Balisen werden in der Praxis in Gruppen von 1-8 Balisen angeordnet und bilden damit eine Balisengruppe. Zur Richtungserkennung sind mindestens zwei Balisen notwendig; mehr werden genutzt, wenn eine größere Informationsmenge zu übertragen oder eine besonders hohe Verfügbarkeit gefordert ist, die durch redundante Telegramme erreicht wird.
  • Die fahrzeugseitige Ortung erfolgt mittels Festdatenbalisen, die sehr genau eingemessen werden und den verlegten Ort wiedergeben. Zwischen diesen Balisen erfolgt die Ortung des jeweiligen Fahrzeugs durch Hochrechnung der gefahrenen Strecke, die mit der Odometrie gemessen wird. Da die Hochrechnung mit Fehlern behaftet ist, muss dies bei der Berechnung der Fahrzeugposition berücksichtigt werden. Hierzu wird ein Vertrauensintervall gebildet, das mit steigender Entfernung von der letzten Positionsbalise - also der letzten relevanten Balisengruppe (englisch: Last Relevant Balise Group, kurz LRBG) - linear größer wird.
  • Unterschiedliche infrastrukturseitige ETCS-Versionen (SRS Baseline) haben u. a. Einfluss auf zu bestellende Fahrzeuge. Aus diesem Grund ist es für die Eisenbahnverkehrsunternehmen stets relevant zu wissen, welche streckenspezifischen Anforderungen gelten.
  • Für einen Schienenweg mit einem Signalisierungssystem, welches die ERMTS/ETCS-Level 2 oder 3 -Standards erfüllt, ist aus der Druckschrift EP 3 235 706 A1 ein Verfahren zum Initialisieren des Vollüberwachungsmodus für die Bewegung eines Zuges auf dem Schienenweg bekannt.
  • Neben den ETCS-Levels sind auch ETCS-Modi definiert. Die Modi beschreiben die Zustände, in denen sich der EVC befinden kann. Unter anderem gibt es die folgenden Modi:
    • FS (Full Supervision) Modus: Das Schienenfahrzeug wird voll vom ETCS überwacht. Voraussetzung für diesen Modus ist, dass eine MA von der Strecke gegeben wurde.
    • LS (Limited Supervision) Modus: Wie der Name schon aussagt, ist hierbei nur eine eingeschränkte Überwachungsfunktion aktiv. Der Fahrzeugführer erhält seine Fahrerlaubnis durch ortsfeste Signale, die Führerraumsignalisierung zeigt keine Führungsgrößen an. Es wird nur eine Zwangsbremskurve überwacht.
    • OS (On Sight) Modus: Das Schienenfahrzeug wird vom ETCS überwacht, aber der Triebfahrzeugführer fährt auf Sicht.
    • SH (Shunting) Modus: Modus zum Rangieren; der erlaubte Bereich kann vom ETCS vorgegeben werden; in vielen Ländern ist nur eine Höchstgeschwindigkeit von 30km/h erlaubt.
    • SR (Staff Responsible) Modus: Der Triebfahrzeugführer ist selbst für die Sicherung des Fahrzeuges verantwortlich, allerdings ist in vielen Ländern nur eine maximale Geschwindigkeit von 30km/h oder 40km/h erlaubt, die noch vom ETCS überwacht wird. Dieser Modus wird eingenommen, wenn keine MA vorliegt.
    • SN (National System) Modus, bei dem die Überwachung durch ein nationales System unter Nutzung von ETCS-Fahrzeugkomponenten, wie beispielsweise Odometrie oder DMI erfolgt.
    • RV (Reversing Modus: Dieser Modus dient dem Rückwärtsfahren zur Evakuierung vor allem aus Tunneln.
    • TR (Trip) Modus: Bei einer durch ETCS ausgelösten Zwangsbremsung wird automatisch in diesen Modus gewechselt. Der Modus bleibt bis zu Stillstand des Fahrzeugs erhalten.
    • PT (Post Trip) Modus: Nach Halt im Modus Trip und Bestätigung durch den Triebfahrzeugführer kommt nur ein Wechsel in diesen Modus in Frage
    • SL (Sleeping) Modus. Dieser Modus wird von ETCS automatisch angenommen, wenn kein Führerstand besetzt ist und die Fahrzeugsteuerung das Fahrzeug als von einem anderen Fahrzeug geführt erkennt. Typische Anwendungen sind Wendezugbetrieb und Mehrfachtraktion.
    • NL (Non Leading) Modus. Der Modus Non Leading muss vom Fahrzeugführer manuell gewählt werden, wenn er ein Triebfahrzeug des Fahrzeugs zwar bedienen muss (also im Gegensatz zu SL ein Führerstand besetzt ist), dieses Triebfahrzeug sich aber nicht an der Spitze des Fahrzeuges befindet.
  • Beim Startlauf - auch bezeichnet als Aufstart oder Neustart (englisch: Start of Mission, kurz SoM) - meldet ein ETCS-Fahrzeuggerät eines spurgeführten Fahrzeuges, ob seine gespeicherte Position "gültig" (englisch: "valid") oder "nicht gültig" (englisch: "invalid") ist. Eine "gültig" gemeldete Position ist aus Sicht des ETCS-Fahrzeuggerätes auch die tatsächliche Position des Fahrzeugs. Dies ist der Definition durch ETCS geschuldet, wonach das Fahrzeug immer nur eine lineare Sicht auf die gefahrene Strecke besitzt. Fahrwegverzweigungen über Weichen sind einem Fahrzeug nicht bekannt und gehen nicht in dessen Positionsermittlung ein.
  • In der Praxis kann aber das Fahrzeug über Weichen in ein anderes Gleis rangiert worden sein, ohne neue Balisengruppen zu befahren und zu lesen. Dann ist die Positionsangabe des ETCS-Fahrzeuggerätes in Wirklichkeit mehrdeutig.
  • Ein RBC (die ETCS-Zentrale) muss diese mögliche Mehrdeutigkeit berücksichtigen und ausschließen können, bevor es eine Fahrerlaubnis für die Betriebsart FS oder gegebenenfalls für die Betriebsart OS für das betreffende Fahrzeug erstellt und versendet.
  • Ein RBC muss deshalb beim Beginn einer Fahrt die Positionsmeldung des Fahrzeuges daraufhin überprüfen, ob die Position durch Fahrzeugbewegungen - beispielsweise unter Level STM, Level 0 oder in den Betriebsarten SH (Shunting), SL (Sleeping) oder NL (Non Leading) ungültig geworden sein kann.
  • Dabei muss insbesondere berücksichtigt werden, dass die Angaben bezüglich der Position, an welche das RBC über die durch das Fahrzeug versendeten Positionsmeldungen gelangt, ein scheinbares Überfahren einer Balisengruppe durch Wechsel der Richtungsinformationen anzeigen können, auch wenn eine Balisengruppe selbst nicht gelesen wurde.
  • Bisher wurde dieses Problem über die Definition sogenannter gesicherten Abschnitte (englisch: Trusted Areas) mit entsprechend notwendiger Balisenausstattung gelöst.
  • Das Konzept der gesicherten Abschnitte bzw. gesicherten Bereiche wurde durch die Deutsche Bahn definiert.
  • Es bestimmt gesicherte Abschnitte als Abschnitte einer Strecke, wo die Streckenzentrale darauf vertrauen kann, dass eine gültige von einer ETCS-Komponente des Schienenfahrzeugs übermittelte Position auch korrekt ist. Infolgedessen kann die Streckenzentrale z.B. eine Fahrerlaubnis im OS Modus oder im FS Modus für dieses Schienenfahrzeug ausstellen.
  • Es ist bekannt für die gesicherten Abschnitte die folgenden Typen von Balisen vorzusehen:
    • Balisen am Rand des gesicherten Abschnitts (auch bezeichnet als TAB-Balisen; TAB: Trusted Area Border);
    • Balisen außerhalb des gesicherten Abschnitts (auch bezeichnet als TAO-Balisen; TAO: Trusted Area Outside);
    • Balisen innerhalb des gesicherten Abschnitts (auch bezeichnet als TAI-Balisen; TAI: Trusted Area Inside).
  • Die Druckschrift DE 10 2013 226 728 A1 zeigt in Figur 5 eine beispielshafte Anordnung einer Bahnstrecke mit einem gesicherten Abschnitt.
  • Für die Lösung mit gesicherten Abschnitten (Trusted Areas) ist also eine hohe Anzahl an Balisengruppen notwendig. Dies ist ein hoher Kostenfaktor für jedes Kundenprojekt.
  • Die erwähnte Druckschrift DE 10 2013 226 728 A1 gibt eine Lösung an, mit der ein Teil der Balisen eingespart werden kann, wobei trotzdem das Konzept der gesicherten Abschnitte unter Einhaltung der erforderlichen Sicherheitsmaßnahmen umgesetzt wird.
  • Auch für diese Lösung ist noch eine hohe Anzahl Balisengruppen notwendig.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine noch kosteneffizientere Lösung anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
  • Zur Lösung der Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen Fahrzeugsteuerverfahren, bei dem eine streckenseitige Einrichtung bei einem Startlauf eines Fahrzeugs dessen Fahrzeugposition zunächst als unzuverlässig statuiert, erfindungsgemäß vorgesehen, dass die streckenseitige Einrichtung in einem Konfigurationsmodus unter jeder der beiden folgenden Bedingungen (i, ii) und nur wenn eine dieser beiden Bedingungen (i, ii) erfüllt ist, eine anhand eines neuen Positionsberichtes des Fahrzeugs ermittelte neue Fahrzeugposition als zuverlässig statuiert:
    1. (i) wenn sich eine anhand des neuen Positionsberichtes ermittelte neue Datenpunktkennung von einer anhand eines bisherigen Positionsberichtes ermittelten bisherigen Datenpunktkennung unterscheidet;
    2. (ii) wenn sich die neue Datenpunktkennung nicht von der bisherigen Datenpunktkennung unterscheidet, wenn sich zudem eine anhand des neuen Positionsberichtes ermittelte neue Richtungsinformation von einer anhand des bisherigen Positionsberichtes ermittelten bisherigen Richtungsinformation unterscheidet und wenn außerdem ein anhand des neuen Positionsberichtes ermitteltes neues Positions-Vertrauensintervall kleiner ist als ein anhand des bisherigen Positionsberichtes ermitteltes bisheriges Positions-Vertrauensintervall.
  • In analoger Weise ist zur Lösung der Aufgabe ist bei einem gattungsgemäßen Fahrzeugsteuersystem, bei dem eine streckenseitige Einrichtung eingerichtet ist, bei einem Startlauf eines Fahrzeugs eine Fahrzeugposition zunächst als unzuverlässig zu statuieren, erfindungsgemäß vorgesehen, dass die streckenseitige Einrichtung in einem Konfigurationsmodus unter jeder der beiden folgenden Bedingungen (i, ii) und nur wenn eine dieser beiden Bedingungen (i, ii) erfüllt ist, eine anhand eines neuen Positionsberichtes des Fahrzeugs ermittelte neue Fahrzeugposition als zuverlässig statuiert:
    1. (i) wenn sich eine anhand des neuen Positionsberichtes ermittelte neue Datenpunktkennung von einer anhand eines bisherigen Positionsberichtes ermittelten bisherigen Datenpunktkennung unterscheidet;
    2. (ii) wenn sich die neue Datenpunktkennung nicht von der bisherigen Datenpunktkennung unterscheidet, wenn sich zudem eine anhand des neuen Positionsberichtes ermittelte neue Richtungsinformation von einer anhand des bisherigen Positionsberichtes ermittelten bisherigen Richtungsinformation unterscheidet und wenn außerdem ein anhand des neuen Positionsberichtes ermitteltes neues Positions-Vertrauensintervall kleiner ist als ein anhand des bisherigen Positionsberichtes ermitteltes bisheriges Positions-Vertrauensintervall.
  • Hinsichtlich des erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuerverfahrens wird es als vorteilhaft angesehen, wenn bei dem die streckenseitige Einrichtung in einem weiteren Konfigurationsmodus unter jeder der drei folgenden Bedingungen (i, ii, iii) und nur wenn eine dieser drei Bedingungen (i, ii, iii) erfüllt ist, die anhand des neuen Positionsberichtes des Fahrzeugs ermittelte neue Fahrzeugposition als zuverlässig statuiert:
    1. (i) wenn sich die neue Datenpunktkennung von der bisherigen Datenpunktkennung unterscheidet;
    2. (ii) wenn sich die neue Datenpunktkennung nicht von der bisherigen Datenpunktkennung unterscheidet, wenn sich zudem die neue Richtungsinformation von der bisherigen Richtungsinformation unterscheidet und wenn außerdem das neue Positions-Vertrauensintervall kleiner ist als das bisheriges Positions-Vertrauensintervall;
    3. (iii) wenn sich die neue Datenpunktkennung nicht von der bisherigen Datenpunktkennung unterscheidet, wenn sich zudem die neue Richtungsinformation von der bisherigen Richtungsinformation unterscheidet und wenn außerdem das neue Vertrauensintervall zwar nicht von dem bisheriges Vertrauensintervall unterscheidet, jedoch kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist.
  • In analoger Weise wird es hinsichtlich des erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystems als vorteilhaft angesehen, wenn die streckenseitige Einrichtung eingerichtet ist, in einem weiteren Konfigurationsmodus unter jeder der drei folgenden Bedingungen (i, ii, iii) und nur wenn eine dieser drei Bedingungen (i, ii, iii) erfüllt ist, die anhand des neuen Positionsberichtes des Fahrzeugs ermittelte neue Fahrzeugposition als zuverlässig zu statuieren:
    1. (i) wenn sich die neue Datenpunktkennung von der bisherigen Datenpunktkennung unterscheidet;
    2. (ii) wenn sich die neue Datenpunktkennung nicht von der bisherigen Datenpunktkennung unterscheidet, wenn sich zudem die neue Richtungsinformation von der bisherigen Richtungsinformation unterscheidet und wenn außerdem das neue Positions-Vertrauensintervall kleiner ist als das bisheriges Positions-Vertrauensintervall;
    3. (iii) wenn sich die neue Datenpunktkennung nicht von der bisherigen Datenpunktkennung unterscheidet, wenn sich zudem die neue Richtungsinformation von der bisherigen Richtungsinformation unterscheidet und wenn außerdem das neue Vertrauensintervall zwar nicht von dem bisheriges Vertrauensintervall unterscheidet, jedoch kleiner als ein vorgegebener Grenzwert ist.
  • Außerdem wird es als vorteilhaft angesehen, wenn bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuerverfahren die streckenseitige Einrichtung, nachdem sie die Fahrzeugposition zunächst als unzuverlässig statuiert hat, auf eine Fahrerlaubnisanforderung des Fahrzeugs mit einer Autorisierung zur Fahrt in Personalverantwortung antworte, beziehungsweise wenn bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystem die streckenseitige Einrichtung eingerichtet ist, nachdem sie die Fahrzeugposition zunächst als unzuverlässig statuiert hat, auf eine Fahrerlaubnisanforderung des Fahrzeugs mit einer Autorisierung zur Fahrt in Personalverantwortung zu antworten.
  • Darüber hinaus wird es als vorteilhaft angesehen, wenn bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuerverfahren die streckenseitige Einrichtung, erst dann eine Fahrerlaubnis zur Fahrt in einem streckenseitig geführten Modus ausgibt, nachdem sie die neue Fahrzeugposition als zuverlässig statuiert hat, beziehungsweise wenn bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystem die streckenseitige Einrichtung eingerichtet ist, erst dann eine Fahrerlaubnis zur Fahrt in einem streckenseitig geführten Modus auszugeben, nachdem sie die neue Fahrzeugposition als zuverlässig statuiert hat.
  • Ferner wird es als vorteilhaft angesehen, wenn bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuerverfahren ein streckenseitiges Computersystem der streckenseitigen Einrichtung die Positionsberichte an einer streckenseitigen Schnittstelle zu einem Kommunikationspfad empfängt und anhand dieser Positionsberichte die Datenpunktkennungen, die Richtungsinformationen und die Vertrauensintervalle ermittelt, beziehungsweise wenn bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystem ein streckenseitiges Computersystem der streckenseitigen Einrichtung eingerichtet ist, die Positionsberichte an einer streckenseitigen Schnittstelle zu einem Kommunikationspfad zu empfangen und anhand dieser Positionsberichte die Datenpunktkennungen, die Richtungsinformationen und die Vertrauensintervalle zu ermitteln.
  • Auch wird es als vorteilhaft angesehen, wenn bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuerverfahren ein fahrzeugseitiges Computersystem des Fahrzeugs die Positionsberichte anhand von streckenseitig durch Datenpunkte bereitgestellten Daten und fahrzeugseitig bereitgestellten Daten generiert und an einer fahrzeugseitigen Schnittstelle zu dem Kommunikationspfad bereitstellt, beziehungsweise wenn bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugsteuersystem ein fahrzeugseitiges Computersystem des Fahrzeugs eingerichtet ist, die Positionsberichte anhand von streckenseitig durch Datenpunkte bereitgestellten Daten und fahrzeugseitig bereitgestellten Daten zu generieren und an einer fahrzeugseitigen Schnittstelle zu dem Kommunikationspfad bereitzustellen.
  • Die Erfindung betrifft auch ein streckenseitiges Computerprogramm mit Programmbefehlen, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch ein streckenseitiges Computersystem dieses veranlassen, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.
  • Daneben betrifft die Erfindung ein streckenseitige Bereitstellungseinrichtung für das streckenseitige Computerprogramm nach Anspruch 7, wobei die streckenseitige Bereitstellungsvorrichtung das Computerprogramm speichert und/oder bereitstellt.
  • Außerdem betrifft die Erfindung ein fahrzeugseitiges Computerprogramm mit Programmbefehlen, die bei der Ausführung des fahrzeugseitigen Computerprogramms durch ein fahrzeugseitiges Computersystem dieses veranlassen, die in Anspruch 6 genannten Schritte der Generierung der Positionsberichte und der Bereitstellung der Positionsberichte an der fahrzeugseitigen Schnittstelle auszuführen.
  • Daneben betrifft die Erfindung ein fahrzeugseitige Bereitstellungseinrichtung für das fahrzeugseitiges Computerprogramm nach Anspruch 9, wobei die fahrzeugseitige Bereitstellungsvorrichtung das fahrzeugseitige Computerprogramm speichert und/oder bereitstellt.
  • Das Fahrzeug ist beispielsweise ein spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug.
  • Die streckenseitige Einrichtung ist beispielsweise eine ETCS-Streckenzentrale, wobei das streckenseitige Computersystem von zumindest einem sicheren RBC-Rechner gebildet ist.
  • Die fahrzeugseitige Einrichtung ist beispielsweise ein ETCS-Fahrzeuggerät, wobei das fahrzeugseitige Computersystem von zumindest einem sicheren Fahrzeugrechner gebildet ist.
  • Der Kommunikationspfad ist beispielsweise von zumindest einem GSM-R Digitalfunkkanal gebildet.
  • Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe liegt also in der Auswertung der vom Fahrzeug gesendeten Positionsmeldungen (Position Reports) in Bezug auf das Überfahren einer Balisengruppe.
  • Dabei ist berücksichtigt, dass ein UNISIG konformes Fahrzeug bei Überfahren einer Balisengruppe das in der Positionsmeldung enthaltene Vertrauensintervall (Bewertung von Wegmessfehlern) auf wenigstens einen definierten Defaultwert zurücksetzt. Ein zuvor aufgrund zurückgelegter Strecke größeres Vertrauensintervall wird kleiner.
  • Weiterhin ist berücksichtigt, dass durch nur kurze zurückgelegte Strecken das gemeldete Vertrauensintervall gleichbleiben kann, jedoch einen Gesamtwert von ca. 30m nicht überschreitet. Dabei ist der Wert von 30m ein empirisch ermittelter Erfahrungswert.
  • Innerhalb jedes SoM-Verfahrens nimmt die RBC jede gemeldete Position als "nicht vertrauenswürdig" (RBC-Definition ist "nicht glaubwürdig") an, unabhängig vom gemeldeten Q_STATUS (gültig, ungültig, unbekannt) der SoM-PR. Drückt der Fahrer den Start-Button, sendet das Fahrzeug einen MA-Request, der immer vom RBC mit einer SR-Autorisierung (Staff Responsible) beantwortet wird.
  • Der Wechsel in den SR-Modus ermöglicht es dem Fahrer, die Fahrt zu beginnen.
  • Die RBC behält die "nicht glaubwürdigen" Positionsinformationen.
  • Die Position für ein Fahrzeug, das in der SR fährt, wird in dem einem Konfigurationsmodus CM erst mit einem der im Folgenden beschriebenen Ereignisse (i) und (ii) zu einer "glaubwürdigen" Position.
  • In dem weiteren Konfigurationsmodus CM* wird die Position des Fahrzeuges erst mit einem der Ereignisse (i), (ii) und (iii) zu einer "glaubwürdigen" Position.
  • Mit anderen Worten erkennt ein RBC gemäß der erfindungsgemäßen Lösung das Überfahren einer Balisengruppe durch Auswertung der Positionsmeldungen in dem einen Konfigurationsmodus CM durch folgende Ereignisse:
    1. (i) Das Fahrzeug meldet eine gegenüber der letzten Positionsmeldung geänderte Balisengruppe; Das Fahrzeug meldet also seine Position mit einer neuen LRBG, dies bedeutet mit einer anderen BG als beim SoM-PR oder ändert seine Position von unbekannt in eine bekannte Position, was nur beim Lesen eines neuen BG passieren kann.
      ODER
    2. (ii) Das Fahrzeug sendet eine Positionsmeldung in Bezug auf die gleiche Balisengruppe mit geänderter Richtungsinformation Q_DLRBG und gleichzeitig verkleinertem Vertrauensintervall (L_DOUBTOVERnew + L_DOUBTUNDERnew) < (L_DOUBTOVERold + L_DOUBTUNDERold). Das Fahrzeug meldet also die aktuelle LRBG mit Richtungswechsel und kollabiertem Konfidenzintervall innerhalb eines einzigen Positionsberichts. Die RBC stützt sich auf die Tatsache, dass ein zyklisch gesendeter Positionsbericht kein kollabiertes Vertrauensintervall haben kann, basierend auf dem SRS (Subset026, 3.6.4).
  • Ob das Konfidenzintervall kollabierte ist, wird mit folgender Prüfung festgestellt: (L_DOUBTOVERnew + L_DOUBTUNDERnew) < (L_DOUBTOVERold + L_DOUBTUNDERold)
    Figure imgb0001
  • Mit dem Indize "new" sind die Werte der neuen Positionsmeldung (dem neuen Positionsbericht) gekennzeichnet. Mit dem Indize "old" sind die Werte der letzten Positionsmeldung, welche vor der neuen Positionsmeldung eingegangen ist, gekennzeichnet.
  • Wenn ein Fahrzeug also eine Balisengruppe überfährt und dabei die Informationen dieser Balisengruppe "liest", dann sendet es eine Positionsmeldung (englisch: Position Report, kurz PR) mit genau dieser gerade überfahrenen Balisengruppe als Ortsreferenz (LRBG - last relevant balise group). Wenn also in vorherigen PR eine andere LRBG gemeldet oder die Position als "unknown" gesendet wurde, dann ist das Melden einer "neuen" LRBG ein Indiz dafür, dass das Fahrzeug gerade diese LRBG überfahren hat. Damit kann das RBC dieser gemeldeten Position vertrauen, die Position wird "vertrauenswürdig" ("glaubwürdig") .
  • Wenn ein Fahrzeug andererseits nach dem Wenden (Fahrzeug ist z.B. in einen Kopfbahnhof wie Leipzig oder Stuttgart eingefahren und muss nun in umgekehrter Richtung wieder ausfahren) wieder aufstartet, sendet es einen SoM-PR, in welchem die Position des Fahrzeuges in Bezug auf eine LRBG gesendet wird, die vor der Fahrzeugspitze des "umgedrehten" Fahrzeuges liegt. Wenn jetzt das Fahrzeug losfährt, dann wird es die zuletzt überfahrene LRBG wieder überfahren, jetzt jedoch in umgekehrter Richtung, als vor dem Einfahren in den Bahnhof. Damit bleibt in den gesendeten PR die LRBG immer gleich, es ändern sich jedoch die Richtungsinformationen in Bezug auf diese LRBG. Zusätzlich wird bei dem erneuten Erkennen der Balisengruppenüberfahrt fahrzeugseitig der Wegmessfehler zurückgesetzt, was als Ergebnis ein zusammengefallenes Vertrauensintervall ausweist. Die Kombination aus gleichzeitiger Änderung der Richtungsinformationen und zusammengefallenem Vertrauensintervall wird als sicheres Indiz gewertet, dass das Fahrzeug auch wirklich die LRBG überfahren und gelesen hat.
  • In dem weiteren Konfigurationsmodus CM* erkennt ein RBC gemäß der erfindungsgemäßen Lösung das Überfahren einer Balisengruppe durch Auswertung der Positionsmeldungen durch folgende Ereignisse:
    1. (i) Das Fahrzeug meldet eine gegenüber der letzten Positionsmeldung geänderte Balisengruppe
      ODER
    2. (ii) Das Fahrzeug sendet eine Positionsmeldung in Bezug auf die gleiche Balisengruppe mit geänderter Richtungsinformation Q_DLRBG und gleichzeitig verkleinertem Vertrauensintervall (L_DOUBTOVERnew + L_DOUBTUNDERnew) < (L_DOUBTOVERold + L_DOUBTUNDERold)
      ODER
    3. (iii) Das Fahrzeug sendet eine Positionsmeldung in Bezug auf die gleiche Balisengruppe mit geänderter Richtungsinformation Q_DLRBG und unverändertem Vertrauensintervall, wobei die Gesamtgröße des Vertrauensintervalls eine definierte Größe nicht überschreitet.
      • (L_DOUBTOVERnew + L_DOUBTUNDERnew) = (L_DOUBTOVERold + L_DOUBTUNDERold)
      • (L_DOUBTOVERnew + L_DOUBTUNDERnew) ≤ konfigurierter Wert für ein unverändertes Vertrauensintervall.
  • Ob das Konfidenzintervall unverändert ist, wird mit folgender Prüfung festgestellt:
    Der weitere Konfigurationsmodus CM* ist eine durch Designdaten konfigurierbare Funktion, die aktivierbar bzw. auch deaktivierbar ist.
  • Man muss dazu wissen, dass durch die Definition der UNISIG-Spezifikation ein Fahrzeug auch dann geänderte Richtungsinformationen sendet/senden darf, wenn es nach dem Wenden die Position der zuletzt gelesenen Balisengruppe entsprechend seiner Wegmessung wieder erreicht, die Balisengruppe selbst jedoch nicht gelesen hat.
  • An sich reicht die Änderung der Richtungsinformation allein also nicht aus, um sicherzustellen, dass eine Balisengruppe auch wirklich gerade gelesen wurde. Aber: Wenn das Fahrzeug seit dem letzten Lesen einer Balisengruppe nur eine sehr kurze Strecke gefahren ist (siehe wieder Beispiel Wenden im Kopfbahnhof, die LRBG liegt nur wenige Meter vor der Fahrzeugspitze), dann gibt es aufgrund der kurzen Fahrstrecke auch keine Änderung im Wegmessfehler, da auch noch kein Wegmessfehler entstanden ist. Würde man diese Situation nicht zulassen, dann wäre dieses Verfahren zur Positionsbewertung sehr betriebsbehindernd (siehe wieder Beispiel wendendes Fahrzeug im Kopfbahnhof, dieses Fahrzeug könnte keine Fahrterlaubnis vom RBC erhalten und müsste sehr lange sehr langsam fahren). Aus diesem Grund sollen auch Positionsberichte mit Richtungsänderung der LRBG und einem Vertrauensintervall zwischen ± 12m bis ± 15m verwendet werden können. Die ±12m sind der Initial- bzw. Defaultwert der UNISIG-Spezifikation für ein Vertrauensintervall bei Lesen einer Balisengruppe. Die ±15m sind aus empirischen Erfahrungen abgeleitet. Der Grenzwert GW für das Vertrauensintervall ist daher projektierbar; vorzugsweise wird ein Grenzwert GW non 30m projektiert.
  • Wie bereits erwähnt ist der Funktionsteil (iii) durch Projektierung an bzw. abschaltbar.
  • Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist zur Positionsbestimmung der Fahrzeuge eine geringere Balisenausstattung notwendig, Dies hat einen geringeren Projektierungsaufwand im jeweiligen Anwendungsprojekt zur Folge, was letztlich zu geringeren Projektkosten führt.
  • Es werden die ohnehin gesendeten Positionsmeldungen der Fahrzeuge genutzt. Es werden nur wenige Balisengruppen benötigt, welche meist ohnehin für andere Funktionen benötigt werden.
  • Im Weiteren erteilt das RBC jedoch einen MA nur, wenn die Fahrzeugposition mindestens "glaubwürdig" ist. Darüber hinaus gibt es jedoch weitere Rahmenbedingungen für die Erteilung eines MA:
    • Die gemeldete neue minimale sichere Fahrzeugspitze (new min safe front end) des Fahrzeuges muss sich einem in Fahrtrichtung liegenden Signal nähern
      UND
    • bei Empfang des "glaubwürdigen" PRnew muss das Signal einen Freie-Fahrt-Begriff anzeigen.
  • Darauf aufbauend ist es möglich, dass eine Fahrerlaubnis MA mit dem "Passing-by-Verfahren" ausgestellt werden kann. Für diesen Fall ist keine spezielle Definition eines kürzeren MA-Fensters erforderlich.
  • Nach Erreichen einer "glaubwürdigen" Position kann das MA-Fenster zur Ausgabe einer MA bei jedem folgenden Signal verwendet werden.
    • Bezugszeichenliste
    • S Fahrzeugsteuersystem
    • SoM Startlauf, auch Aufstart (englisch: Start of Mission)
    • T Fahrzeug in Form eines spurgeführten Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeug
    • OBU fahrzeugseitige Einrichtung in Form eines ETCS-Bordgerätes bzw. ETCS-Fahrzeuggerätes (englisch: ETCS Onboard Unit)
    • EVC fahrzeugseitiges Computersystem in Form eines sicheren ETCS-Fahrzeugrechners (englisch: European Vital Computer)
    • RBC streckenseitige Einrichtung in Form einer ETCS-Streckenzentrale (englisch: Radio Block Centre)
    • RBC-C streckenseitiges Computersystem in Form eines sicheren RBC-Rechners (englisch: RBC Core)
    • CPRBC-C vom streckenseitigen Computersystem ausgeführtes Computerprogramm
    • CPEVC vom fahrzeugseitigen Computersystem ausgeführtes weiteres Computerprogramm
    • CCGSM-R Kommunikationspfad in Form zumindest eines GSM-R Funckanals (englisch: GSM-R Radio Channel)
    • IRBC-C streckenseitige Schnittstelle zum Kommunikationskanal
    • IEVC fahrzeugseitige Schnittstelle zum Kommunikationskanal
    • MA-R Fahrerlaubnisanforderung (englisch: Movement Authority Request, kurz MA Request)
    • SR-A Autorisierung zur Fahrt in Personalverantwortung (englisch: Staff Responsible Authority; kurz SR Authority)
    • CM Konfigurationsmodus (englisch: Configuration Mode)
    • CM* weiterer Konfigurationsmodus (englisch: further Configuration Mode)
    • cV vorgegebener Grenzwert bzw. konfigurierter Wert (englisch: predefined limit value res. configured value)
    • ePold bisherige ungefähre Fahrzeugposition (englisch: previous estimated position), insbesondere bisherige ungefähre Positionen der Fahrzeugspitze (englisch: previous estimated train front end beziehungsweise previous estimated front end)
    • ePnew neue ungefähre Fahrzeugposition (englisch: new estimated postion)
    • PRold bisheriger Positionsbericht (englisch: previous Position Report beziehungsweise old Position Report)
    • PRnew neuer Positionsbericht (englisch: new Position Report)
    • NID_LRBGold anhand des bisherigen Positionsberichtes ermittelte bisherige Datenpunktkennung in Form einer Identitätsnummer bzw. Identität einer bisherigen letzten relevanten Balisengruppe, kurz LRGBold (englisch: Identity of previous Last Relevant Balise Group)
    • NID_LRBGnew anhand des neuen Positionsberichtes ermittelte neue Datenpunktkennung in Form einer Identitätsnummer bzw. Identität einer neuen letzten relevanten Balisengruppe, kurz LRBGnew (englisch: Identity of new Last Relevant Balise Group)
    • Q_DLRBGold anhand des bisherigen Positionsberichtes ermittelte bisherige Richtungsinformation in Form eines Qualifikators, welcher angibt, auf welcher Seite der bisherigen LRGBold sich die bisherige ungefähre Position der Fahrzeugspitze (Zugspitze) befindet
    • Q_DLRBGnew anhand des neuen Positionsberichtes ermittelte neue Richtungsinformation in Form eines Qualifikators, welcher angibt, auf welcher Seite der neuen LRGBnew sich die neue ungefähre Position der Fahrzeugspitze (Zugspitze) befindet
    • L_DOUBTOVERold anhand des bisherigen Positionsberichtes ermittelter bisheriger Abstand zwischen einer bisherigen minimalen sicheren Fahrzeugspitze (previous min safe front end) und der bisherigen ungefähren Position der Fahrzeugspitze (Zugspitze)
    • L_DOUBTUNDERold anhand des bisherigen Positionsberichtes ermittelter bisheriger Abstand zwischen einer bisherigen maximalen sicheren Fahrzeugspitze (previous maxn safe front end) und der bisherigen ungefähren Position der Fahrzeugspitze (Zugspitze)
    • L_DOUBTOVERnew anhand des neuen Positionsberichtes ermittelter neuer Abstand zwischen einer neuen minimalen sicheren Fahrzeugspitze (new min safe front end) und der neuen ungefähren Position der Fahrzeugspitze (Zugspitze)
    • L_DOUBTUNDERnew anhand des neuen Positionsberichtes ermittelter neuer Abstand zwischen einer neuen maximalen sicheren Fahrzeugspitze (new max safe front end) und der neuen ungefähren Position der Fahrzeugspitze (Zugspitze)
    • P-CIold=L_DOUBTOVERold+L_DOUBTUNDERold bisheriges Positions-Vertrauensintervall bzw. Positions-Konfidenzintervall (englisch: previous Position Confidence Intervall)
    • P-CInew= L_DOUBTOVERnew+L_DOUBTUNDERnew neues Positions-Vertrauensintervall bzw. Positions-Konfidenzintervall (englisch: new Position Confidence Intervall)

Claims (18)

  1. Fahrzeugsteuerverfahren, bei dem eine streckenseitige Einrichtung (RBC) bei einem Startlauf (SoM) eines Fahrzeugs (T) dessen Fahrzeugposition (ePold) zunächst als unzuverlässig statuiert,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die streckenseitige Einrichtung (RBC) in einem Konfigurationsmodus (CM) unter jeder der beiden folgenden Bedingungen (i, ii) und nur wenn eine dieser beiden Bedingungen (i, ii) erfüllt ist, eine anhand eines neuen Positionsberichtes (PRnew) des Fahrzeugs (T) ermittelte neue Fahrzeugposition (ePnew) als zuverlässig statuiert:
    (i) wenn sich eine anhand des neuen Positionsberichtes (PRnew) ermittelte neue Datenpunktkennung (NID_LRBGnew) von einer anhand eines bisherigen Positionsberichtes (PRold) ermittelten bisherigen Datenpunktkennung (NID_LRBGold) unterscheidet;
    (ii) wenn sich die neue Datenpunktkennung (NID_LRBGnew) nicht von der bisherigen Datenpunktkennung (NID_LRBGold) unterscheidet, wenn sich zudem eine anhand des neuen Positionsberichtes (PRnew) ermittelte neue Richtungsinformation (Q_DLRBGnew) von einer anhand des bisherigen Positionsberichtes (PRold) ermittelten bisherigen Richtungsinformation (Q_DLRBGold) unterscheidet und wenn außerdem ein anhand des neuen Positionsberichtes (PRnew) ermitteltes neues Positions-Vertrauensintervall (P-CInew) kleiner ist als ein anhand des bisherigen Positionsberichtes ermitteltes bisheriges Positions-Vertrauensintervall(P-CIold).
  2. Fahrzeugsteuerverfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die streckenseitige Einrichtung (RBC) in einem weiteren Konfigurationsmodus (CM*) unter jeder der drei folgenden Bedingungen (i, ii, iii) und nur wenn eine dieser drei Bedingungen (i, ii, iii) erfüllt ist, die anhand des neuen Positionsberichtes (PRnew) des Fahrzeugs (T) ermittelte neue Fahrzeugposition (ePnew) als zuverlässig statuiert (festlegt):
    (i) wenn sich die neue Datenpunktkennung (NID_LRBGnew) von der bisherigen Datenpunktkennung (NID_LRBGold) unterscheidet;
    (ii) wenn sich die neue Datenpunktkennung (NID_LRBGnew) nicht von der bisherigen Datenpunktkennung (NID_LRBGold) unterscheidet, wenn sich zudem die neue Richtungsinformation (Q_DLRBGnew) von der bisherigen Richtungsinformation (Q_DLRBGold) unterscheidet und wenn außerdem das neue Positions-Vertrauensintervall (P-CInew) kleiner ist als das bisheriges Positions-Vertrauensintervall (P-CIold);
    (iii) wenn sich die neue Datenpunktkennung (NID_LRBGnew) nicht von der bisherigen Datenpunktkennung (NID_LRBGold) unterscheidet, wenn sich zudem die neue Richtungsinformation (Q_DLRBGnew) von der bisherigen Richtungsinformation (Q_DLRBGold) unterscheidet und wenn außerdem das neue Vertrauensintervall (P-CInew) zwar nicht von dem bisheriges Vertrauensintervall (P-CIold) unterscheidet, jedoch kleiner als ein vorgegebener Grenzwert (cV) ist.
  3. Fahrzeugsteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die streckenseitige Einrichtung (RBC), nachdem sie die Fahrzeugposition (ePold) zunächst als unzuverlässig statuiert hat, auf eine Fahrerlaubnisanforderung (MA-R) des Fahrzeugs (F) mit einer Autorisierung zur Fahrt in Personalverantwortung (SR-A) antworte.
  4. Fahrzeugsteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die streckenseitige Einrichtung (RBC), erst dann eine Fahrerlaubnis (MA) zur Fahrt in einem streckenseitig geführten Modus ausgibt, nachdem sie die neue Fahrzeugposition (ePnew) als zuverlässig statuiert hat.
  5. Fahrzeugsteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein streckenseitiges Computersystem (RBC-C) der streckenseitigen Einrichtung (RBC) die Positionsberichte (PRold, (PRnew) an einer streckenseitigen Schnittstelle (IRBC) zu einem Kommunikationspfad (CCGSM-R) empfängt und anhand dieser Positionsberichte die Datenpunktkennungen (NID_LRBGold, NID_LRBGnew), die Richtungsinformationen (Q_DLRBGold, Q_DLRBGnew) und die Vertrauensintervalle (P-CIold, P-CInew) ermittelt.
  6. Fahrzeugsteuerverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein fahrzeugseitiges Computersystem (EVC) des Fahrzeugs die Positionsberichte (PRold, (PRnew) anhand von streckenseitig durch Datenpunkte bereitgestellten Daten und fahrzeugseitig bereitgestellten Daten generiert und an einer fahrzeugseitigen Schnittstelle (IEVC) zu dem Kommunikationspfad (CCGSM-R) bereitstellt.
  7. Streckenseitiges Computerprogramm (CPRBC) mit Programmbefehlen, die bei der Ausführung des Computerprogramms (CPRBC) durch ein streckenseitiges Computersystem (RBC-C) dieses veranlassen, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.
  8. Streckenseitige Bereitstellungseinrichtung (MRBC) für das streckenseitige Computerprogramm (CPRBC) nach Anspruch 7, wobei die streckenseitige Bereitstellungsvorrichtung das Computerprogramm (MRBC) speichert und/oder bereitstellt.
  9. Fahrzeugseitiges Computerprogramm (CPEVC) mit Programmbefehlen, die bei der Ausführung des fahrzeugseitigen Computerprogramms (CPEVC) durch ein fahrzeugseitiges Computersystem (EVC) dieses veranlassen, die in Anspruch 6 genannten Schritte der Generierung der Positionsberichte (PRold, (PRnew) und der Bereitstellung der Postitionsberichte (PRold, (PRnew) an der fahrzeugseitigen Schnittstelle (IEVC) auszuführen.
  10. Fahrzeugseitige Bereitstellungseinrichtung (MEVC) für das fahrzeugseitiges Computerprogramm (CPEVC) nach Anspruch 9, wobei die fahrzeugseitige Bereitstellungsvorrichtung (MEVC) das fahrzeugseitige Computerprogramm (CPEVC) speichert und/oder bereitstellt.
  11. Fahrzeugsteuersystem (S), bei dem eine streckenseitige Einrichtung (RBC) eingerichtet ist, bei einem Startlauf (SoM) eines Fahrzeugs (T) eine Fahrzeugposition (ePold) zunächst als unzuverlässig zu statuieren,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die streckenseitige Einrichtung (RBC) eingerichtet ist, in einem Konfigurationsmodus (CM) unter jeder der beiden folgenden Bedingungen (i, ii) und nur wenn eine dieser beiden Bedingungen (i, ii) erfüllt ist, eine anhand eines neuen Positionsberichtes (PRnew) des Fahrzeugs (T) ermittelte neue Fahrzeugposition (ePnew) als zuverlässig zu statuieren:
    (i) wenn sich eine anhand des neuen Positionsberichtes (PRnew) ermittelte neue Datenpunktkennung (NID_LRBGnew) von einer anhand eines bisherigen Positionsberichtes (PRold) ermittelten bisherigen Datenpunktkennung (NID_LRBGold) unterscheidet;
    (ii) wenn sich die neue Datenpunktkennung (NID_LRBGnew) nicht von der bisherigen Datenpunktkennung (NID_LRBGold) unterscheidet, wenn sich zudem eine anhand des neuen Positionsberichtes (PRnew) ermittelte neue Richtungsinformation (Q_DLRBGnew) von einer anhand des bisherigen Positionsberichtes (PRold) ermittelten bisherigen Richtungsinformation (Q_DLRBGold) unterscheidet und wenn außerdem ein anhand des neuen Positionsberichtes (PRnew) ermitteltes neues Positions-Vertrauensintervall (P-CInew) kleiner ist als ein anhand des bisherigen Positionsberichtes ermitteltes bisheriges Positions-Vertrauensintervall (P-CIold).
  12. Fahrzeugsteuersystem (S) nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die streckenseitige Einrichtung (RBC) eingerichtet ist, in einem weiteren Konfigurationsmodus (CM*) unter jeder der drei folgenden Bedingungen (i, ii, iii) und nur wenn eine dieser drei Bedingungen (i, ii, iii) erfüllt ist, die anhand des neuen Positionsberichtes (PRnew) des Fahrzeugs (T) ermittelte neue Fahrzeugposition (ePnew) als zuverlässig zu statuieren (festlegt) :
    (i) wenn sich die neue Datenpunktkennung (NID_LRBGnew) von der bisherigen Datenpunktkennung (NID_LRBGold) unterscheidet;
    (ii) wenn sich die neue Datenpunktkennung (NID_LRBGnew) nicht von der bisherigen Datenpunktkennung (NID_LRBGold) unterscheidet, wenn sich zudem die neue Richtungsinformation (Q_DLRBGnew) von der bisherigen Richtungsinformation (Q_DLRBGold) unterscheidet und wenn außerdem das neue Positions-Vertrauensintervall (P-CInew) kleiner ist als das bisheriges Positions-Vertrauensintervall (P-CIold);
    (iii) wenn sich die neue Datenpunktkennung (NID_LRBGnew) nicht von der bisherigen Datenpunktkennung (NID_LRBGold) unterscheidet, wenn sich zudem die neue Richtungsinformation (Q_DLRBGnew) von der bisherigen Richtungsinformation (Q_DLRBGold) unterscheidet und wenn außerdem das neue Vertrauensintervall (P-CInew) zwar nicht von dem bisheriges Vertrauensintervall (P-CIold) unterscheidet, jedoch kleiner als ein vorgegebener Grenzwert (cV) ist.
  13. Fahrzeugsteuersystem (S) nach einem der Ansprüche 11 oder 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die streckenseitige Einrichtung (RBC) eingerichtet ist, nachdem sie die Fahrzeugposition (ePold) zunächst als unzuverlässig statuiert hat, auf eine Fahrerlaubnisanforderung (MA-R) des Fahrzeugs (F) mit einer Autorisierung zur Fahrt in Personalverantwortung (SR-A) zu antworten.
  14. Fahrzeugsteuersystem (S) nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die streckenseitige Einrichtung (RBC) eingerichtet ist, erst dann eine Fahrerlaubnis (MA) zur Fahrt in einem streckenseitig geführten Modus auszugeben, nachdem sie die neue Fahrzeugposition (ePnew) als zuverlässig statuiert hat.
  15. ahrzeugsteuersystem (S) nach einem der Ansprüche 11 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein streckenseitiges Computersystem (RBC-C) der streckenseitigen Einrichtung (RBC) eingerichtet ist, die Positionsberichte (PRold, (PRnew) an einer streckenseitigen Schnittstelle zu einem Kommunikationspfad (CCGSM-R) zu empfangen und anhand dieser Positionsberichte (PRold, (PRnew) die Datenpunktkennungen (NID_LRBGold, NID_LRBGnew), die Richtungsinformationen (Q_DLRBGold, Q_DLRBGnew) und die Vertrauensintervalle (P-CIold, P-CInew) zu ermitteln.
  16. Fahrzeugsteuersystem (S) nach einem der Ansprüche 11 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    ein fahrzeugseitiges Computersystem (EVC) des Fahrzeugs (T) eingerichtet ist, die Positionsberichte (PRold, (PRnew) anhand von streckenseitig durch Datenpunkte (LRBGold, LRBGnew) bereitgestellten Daten und fahrzeugseitig bereitgestellten Daten zu generieren und an einer fahrzeugseitigen Schnittstelle zu dem Kommunikationspfad (CCGSM-R) bereitzustellen.
  17. Fahrzeugsteuersystem (S) nach einem der Ansprüche 11 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Fahrzeug (T) ein spurgeführtes Fahrzeug, insbesondere ein Schienenfahrzeug, ist.
  18. Fahrzeugsteuersystem (S) nach einem der Ansprüche 11 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die streckenseitige Einrichtung (RBC) eine ETCS-Streckenzentrale ist, wobei das streckenseitige Computersystem (RBC-C) von zumindest einem sicheren RBC-Rechner gebildet ist,
    dass die fahrzeugseitige Einrichtung (OBU) ein ETCS-Fahrzeuggerät ist, wobei das fahrzeugseitige Computersystem (EVC) von zumindest einem sicheren Fahrzeugrechner gebildet ist, und
    dass der Kommunikationspfad (CCGSM-R) von zumindest einem GSM-R Digitalfunkkanal gebildet ist.
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