EP4126634B1 - Procédé et système de commande de véhicule - Google Patents
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- 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
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Classifications
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-
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- B61—RAILWAYS
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- 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)
Claims (18)
- Procédé de commande de véhicule, dans lequel un dispositif (RBC) sur la voie donne, lors d'une course (SoM) de démarrage d'un véhicule (T), d'abord le statut de non fiable à sa position (ePold),
caractérisé en ce que
le dispositif (RBC) sur la voie donne, dans un mode (CM) de configuration sous chacune des deux conditions (i, ii) suivantes et seulement si l'une de ces deux conditions (i, ii) est satisfaite, le statut de fiable à une position (ePnew) nouvelle du véhicule déterminée à l'aide d'un rapport (PRnew) de position nouveau du véhicule (T) :(i) si une nouvelle identification (NID_LRBGnew) de point de date déterminée à l'aide du rapport (PRnew) de position nouveau se distingue d'une identification (NID_LRBGold) de point de date en vigueur jusqu'ici déterminée à l'aide d'un rapport (PRold) de position en vigueur jusqu'ici ;(ii) si la nouvelle identification (NID_LRBGnew) de point de date ne se distingue pas de l'identification (NID_LRBGold) de point de date en vigueur jusqu'ici, si en outre, une information (Q_DLRBGnew) de direction nouvelle déterminée à l'aide du rapport (PRnew) de position nouveau se distingue d'une information (Q_DLRBGold) de direction en vigueur jusqu'ici déterminée à l'aide du rapport (PRold) de position en vigueur jusqu'ici, et si en outre un intervalle (P-CInew) de confiance de position nouveau déterminé à l'aide du rapport (PRnew) de position nouveau est plus petit qu'un intervalle (P-CIold) de confiance de position en vigueur jusqu'ici déterminé à l'aide du rapport de position en vigueur jusqu'ici. - Procédé de commande de véhicule suivant la revendication 1,
caractérisé en ce que
le dispositif (RBC) sur la voie donne (fixe), dans un autre mode (CM*) de configuration sous chacune des trois conditions (i, ii, iii) suivantes et seulement si l'une de ces trois conditions (i, ii, iii) est satisfaite, le statut de fiable à la nouvelle position (ePnew) du véhicule déterminée à l'aide du rapport (PRnew) de position nouveau du véhicule (T) :(i) si la nouvelle identification (NID_LRBGnew) de point de date se distingue de l'identification (NID_LRBGold) de point de date en vigueur jusqu'ici ;(ii) si la nouvelle identification (NID_LRBGnew) de point de date ne se distingue pas de l'identification (NID_LRBGold) de point de date en vigueur jusqu'ici, si en outre, l'information (Q_DLRBGnew) de direction nouvelle se distingue de l'information (Q_DLRBGold) de direction en vigueur jusqu'ici, et si en outre, l'intervalle (P-CInew) de confiance de position nouveau est plus petit que l'intervalle (P-CIold) de confiance de position en vigueur jusqu'ici ;(iii) si la nouvelle identification (NID_LRBGnew) de point de date ne se distingue pas de l'identification (NID_LRBGold) de point de date en vigueur jusqu'ici, si en outre, l'information (Q_DLRBGnew) de direction nouvelle se distingue de l'information (Q_DLRBGold) de direction en vigueur jusqu'ici, et si en outre, le nouvel intervalle (P-CInew) de confiance ne se distingue certes pas de l'intervalle (P-CIold) de confiance en vigueur jusqu'ici, mais est plus petit qu'une valeur (cV) limite donnée à l'avance. - Procédé de commande de véhicule suivant l'une des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce que
le dispositif (RBC) sur la voie, après qu'il a donné d'abord le statut de non fiable à la position (ePold) du véhicule, répondrait à une demande (MA-R) d'autorisation du conducteur du véhicule (F) par une autorisation de circulation en responsabilité (SR-A) personnelle. - Procédé de commande de véhicule suivant l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
le dispositif (RBC) sur la voie émet une autorisation (MA) de conducteur pour la circulation dans un mode guidé sur la voie, seulement après qu'il a donné le statut de fiable à la nouvelle position (ePnew) du véhicule. - Procédé de commande de véhicule suivant l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce qu'
un système (RBC-C) informatique sur la voie du dispositif (RBC) sur la voie reçoit des rapports (PRold, (PRnew) de position sur une interface (IRBC) sur la voie par un chemin (CCGSM-R) de communication et détermine, à l'aide de ces rapports de position, les identifications (NID_LRBGold, NID_LRBGnew) de point de date, les informations (Q_DLRBGold, Q_DLRBGnew) de direction et les intervalles (P-CIold, P-CInew) de confiance. - Procédé de commande de véhicule suivant l'une des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce qu'
un système (EVC) informatique embarqué sur le véhicule crée les rapports (PRold, (PRnew) de position à l'aide de dates mises à disposition par des points de date sur la voie et de dates mises à disposition sur le véhicule et les met, sur une interface (IEVC) sur le véhicule, à disposition du chemin (CCGSM-R) de communication. - Programme (CPRBC) d'ordinateur sur la voie ayant des instructions de programme, qui, lors de la réalisation du programme (CPRBC) d'ordinateur par un système (RBC-C) d'ordinateur sur la voie, font que celui-ci exécute les stades du procédé suivant l'une des revendications 1 à 6.
- Dispositif (MRBC) de mise à disposition sur la voie du programme (CPRBC) informatique sur la voie suivant la revendication 7, dans lequel le dispositif de mise à disposition sur la voie met en mémoire et/ou à disposition le programme (MRBC) d'ordinateur.
- Programme (CPEVC) d'ordinateur embarqué sur véhicule comprenant des instructions de programme, qui, lors de la réalisation du programme (CPEVC) d'ordinateur embarqué sur le véhicule par un système (EVC) d'ordinateur embarqué sur le véhicule, font que celui-ci exécute les stades mentionnés à la revendication 6 de création de rapports (PROLD, (PRNEW) de position et de mise à disposition des rapports (PROLD, (PRNEW) de position sur l'interface (IEVC) embarquée sur le véhicule.
- Dispositif (MEVC) de mise à disposition embarqué sur le véhicule du programme (CPEVC) d'ordinateur embarqué sur le véhicule suivant la revendication 9, dans lequel le dispositif (MEVC) de mise à disposition embarqué sur le véhicule met en mémoire et/ou à disposition le programme (CPEVC) d'ordinateur embarqué sur le véhicule.
- Système (S) de commande de véhicule, dans lequel il est agencé un dispositif (RBC) sur la voie pour donner d'abord le statut de non fiable à une position (ePOLD) du véhicule lors d'une circulation (SoM) en démarrage d'un véhicule (T),
caractérisé en ce que
le dispositif (RBC) sur la voie est agencé pour, dans un mode (CM) de configuration sous chacune des deux conditions (i, ii) suivantes et seulement si l'une de ces deux conditions (i, ii) est satisfaite, donner le statut de fiable à une position (ePnew) nouvelle du véhicule déterminée à l'aide d'un rapport (PRnew) de position nouveau du véhicule (T),(i) si une nouvelle identification (NID_LRBGnew) de point de date déterminée à l'aide du rapport (PRnew) de position nouveau se distingue d'une identification (NID_LRBGold) de point de date en vigueur jusqu'ici déterminée à l'aide d'un rapport (PRold) de position en vigueur jusqu'ici ;(ii) si la nouvelle identification (NID_LRBGnew) de point de date ne se distingue pas de l'identification (NID_LRBGold) de point de date en vigueur jusqu'ici, si en outre, une information (Q_DLRBGnew) de direction nouvelle déterminée à l'aide du rapport (PRnew) de position nouveau se distingue d'une information (Q_DLRBGold) de direction en vigueur jusqu'ici déterminée à l'aide du rapport (PRold) de position en vigueur jusqu'ici, et si en outre un intervalle (P-CInew) de confiance de position nouveau déterminé à l'aide du rapport (PRnew) de position nouveau est plus petit qu'un intervalle (P-CIold) de confiance de position en vigueur jusqu'ici déterminé à l'aide du rapport de position en vigueur jusqu'ici. - Système (S) de commande de véhicule suivant la revendication 11,
caractérisé en ce que
le dispositif (RBC) sur la voie est agencé pour, dans un autre mode (CM*) de configuration sous chacune des trois conditions (i, ii, iii) suivantes et seulement si l'une de ces trois conditions (i, ii, iii) est satisfaite, donner le statut (libre) de fiable à la position (ePnew) du véhicule nouvelle déterminée à l'aide du rapport (PRnew) de positions nouveau du véhicule (T) :(i) si la nouvelle identification (NID_LRBGnew) de point de date se distingue de l'identification (NID_LRBGold) de point de date en vigueur jusqu'ici ;(ii) si la nouvelle identification (NID_LRBGnew) de point de date ne se distingue pas de l'identification (NID_LRBGold) de point de date en vigueur jusqu'ici, si en outre, l'information (Q_DLRBGnew) de direction nouvelle se distingue de l'information (Q_DLRBGold) de direction en vigueur jusqu'ici, et si en outre, l'intervalle (P-CInew) de confiance de position nouveau est plus petit que l'intervalle (P-CIold) de confiance de position en vigueur jusqu'ici ;(iii) si la nouvelle identification (NID_LRBGnew) de point de date nouvelle ne se distingue pas de l'identification (NID_LRBGold) de point de date en vigueur jusqu'ici, si en outre, l'information (Q_DLRBGnew) de direction nouvelle se distingue de l'information (Q_DLRBGold) de direction en vigueur jusqu'ici, et si en outre, le nouvel intervalle (P-CInew) de confiance ne se distingue certes pas de l'intervalle (P-CIold) de confiance en vigueur jusqu'ici, mais est plus petit qu'une valeur (cV) limite donnée à l'avance. - Système (S) de commande de véhicule suivant l'une des revendications 11 ou 12,
caractérisé en ce que
le dispositif (RBC) sur la voie est agencé pour, après qu'il a donné d'abord le statut de non fiable à la position (ePold) du véhicule, répondre à une demande (MA-R) d'autorisation du conducteur du véhicule (F) par une autorisation de circulation en responsabilité (SR-A) personnelle. - Système (S) de commande de véhicule suivant l'une des revendications 11 à 13,
caractérisé en ce que
le dispositif (RBC) sur la voie est agencé pour émettre une autorisation (MA) de conducteur pour la circulation dans un mode sur la voie, seulement après qu'il a donné le statut de fiable à la position nouvelle (ePnew) du véhicule. - Système (S) de commande de véhicule suivant l'une des revendications 11 à 14,
caractérisé en ce qu'
un système (RBC-C) d'ordinateur sur la voie du dispositif (RBC) sur la voie est agencé pour recevoir les rapports (PROLD, (PRNEW) de position sur une interface sur la voie par un chemin (CCGSM-R) de communication et déterminer, à l'aide de ces rapports (PROLD, (PRNEW) de position, les identifications (NID_LRBGold, NID_LRBGnew) de point de date, les informations (Q_DLRBGold, Q_DLRBGnew) de direction et les intervalles (P-CIold, P-CInew) de confiance. - Système (S) de commande de véhicule suivant l'une des revendications 11 à 15,
caractérisé en ce qu'
un système (EVC) d'ordinateur embarqué sur le véhicule du véhicule (T) est agencé pour créer les rapports (PRold, (PRnew) de position, à l'aide de dates mises à disposition par des points de date (LRBGold, LRBGnew) sur la voie et de dates mises à disposition sur le véhicule et pour les mettre, sur une interface sur le véhicule, à disposition du chemin (CCGSM-R) de communication. - Système (S) de commande de véhicule suivant l'une des revendications 11 à 16,
caractérisé en ce que
le véhicule (T) est un véhicule guidé sur rail, en particulier un véhicule ferroviaire. - Système (S) de commande de véhicule suivant l'une des revendications 11 à 17,
caractérisé en ce quele dispositif (RBC) sur la voie est une centrale de voie ETCS, dans lequel le système (RBC-C) d'ordinateur sur la voie est formé d'au moins un ordinateur sécurisé,en ce que le dispositif (OBU) embarqué sur le véhicule est un appareil de véhicule ETCS, dans lequel le système (EVC) d'ordinateur embarqué sur le véhicule est formé d'au moins un ordinateur de véhicule sécurisé eten ce que le chemin (CCGSM-R) de communication est formé d'au moins un canal radio numérique GSM-R.
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2021
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