EP4155162A1 - Verfahren und vorrichtung mit achszähler zum betreiben eines bahnübergangs - Google Patents

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EP4155162A1
EP4155162A1 EP21198362.2A EP21198362A EP4155162A1 EP 4155162 A1 EP4155162 A1 EP 4155162A1 EP 21198362 A EP21198362 A EP 21198362A EP 4155162 A1 EP4155162 A1 EP 4155162A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
determined
rail vehicle
level crossing
train
closing time
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
EP21198362.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jens Braband
Stephan Griebel
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
Priority to EP21198362.2A priority Critical patent/EP4155162A1/de
Priority to US17/950,278 priority patent/US20230091168A1/en
Publication of EP4155162A1 publication Critical patent/EP4155162A1/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
    • B61L29/00—Safety means for rail/road crossing traffic
    • B61L29/08—Operation of gates; Combined operation of gates and signals
    • B61L29/18—Operation by approaching rail vehicle or train
    • B61L29/22—Operation by approaching rail vehicle or train electrically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L1/00—Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
    • B61L1/16—Devices for counting axles; Devices for counting vehicles
    • 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
    • B61L25/021—Measuring and recording of train speed
    • 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
    • B61L25/04—Indicating or recording train identities
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L29/00—Safety means for rail/road crossing traffic
    • B61L29/24—Means for warning road traffic that a gate is closed or closing, or that rail traffic is approaching, e.g. for visible or audible warning
    • B61L29/28—Means for warning road traffic that a gate is closed or closing, or that rail traffic is approaching, e.g. for visible or audible warning electrically operated
    • B61L29/32—Timing, e.g. advance warning of approaching train
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L2201/00—Control methods

Definitions

  • 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.
  • document EP 2 718 168 B1 relates to a method for operating a railway safety system with at least one route facility, taking into account when the rail vehicle enters the switch-on section
  • railway safety system detected speed measurement variable.
  • the measured speed variable is used to check whether a correction time for the forwarding of a message from the one route facility to an associated railway safety system must be set according to the measured speed variable.
  • a set correction time is then checked to determine whether it should remain effective as a function of at least one other influencing variable of the rail vehicle that determines the travel time.
  • axle counters can be used to recognize patterns of rail vehicles, to the effect that train types can be recognized on the basis of determined wheelbases.
  • a level crossing can also be operated with an optimized closing time if the train types are known, whereby the closing times for freight trains, for example, can be shifted to a later point in time.
  • the object of the invention is to detect characteristics of the train with sufficient certainty, if possible without additional sensors to be installed, so that a level crossing can be operated with an optimized closing time.
  • a method and a device suitable for using the method are to be specified.
  • 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.
  • axle counter is used to determine the speed and acceleration of the rail vehicle, it is advantageously possible for the axle counter, which can also be designed as a double axle counter, to record several types of properties of the rail vehicle for the closing time of the level crossing are relevant can be used.
  • the axle counter alone is preferably used to determine measured values for all properties that are to be used to determine the closing time of the level crossing.
  • Another advantage is that the exact location of the axle counter is known and the measured values can therefore be assigned directly to this location.
  • the use of locating methods, from which parameters such as speed and acceleration can also be calculated, involves additional measurement uncertainties that can be avoided when carrying out the method according to the invention.
  • the rail vehicle can consist of individual vehicles or of a train, the latter occurring significantly more frequently in the approach area of level crossings.
  • Closing times within the meaning of the invention are understood to be the time at which the level crossing is closed.
  • the Closing times could thus also be referred to as the closing time.
  • there is talk of a closing period when it comes to the period in which the level crossing remains closed, starting with the closing time.
  • the opening time At the end of the closing period is the opening time, when the level crossing is opened again.
  • the great advantage of using the method for level crossings is that the closing times of the level crossing can advantageously be set individually depending on the properties of the approaching train. At least if the characteristics of the train can be reliably identified, in many cases the closing time can be postponed to a later point in time without lowering the safety standards in the operation of the level crossing.
  • the crossing traffic which in many cases does not have to wait as long at the level crossing, benefits.
  • “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
  • the "interfaces" can be realized in terms of 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.
  • Cloud is to be understood as an environment for “cloud computing” (German computer cloud or data cloud). What is meant is an IT infrastructure that is made available via interfaces of a network such as the Internet. It usually includes storage space, computing power or software as a service, without these having to be installed on the local computer using the cloud.
  • the services offered as part of cloud computing cover the entire spectrum of information technology and include, among other things, infrastructure, platforms and software.
  • Program modules should be understood to mean individual functional units that enable the program flow 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 terms “create”, “determine”, “compute”, “generate”, “configure”, “modify” and the like preferably refer to processes that create and/or data change and/or convert the data into other data.
  • the data are available in particular as physical quantities, for example as electrical impulses or also as measured values.
  • the necessary instructions program commands are combined in a computer program as software.
  • the terms “send”, “receive”, “read in”, “read out”, “transmit” and the like relate to the interaction of individual hardware components and/or software components via interfaces.
  • a standard closing time is shifted at least once, in particular to a later closing time.
  • the advantage of using the standard closing time is that, on the one hand, safe operation of the level crossing can be ensured without exception and, on the other hand, the closing times can be flexibly adjusted if the characteristics of the approaching train can be determined with sufficient reliability.
  • the determined property of the speed is taken into account in this way that, taking into account the distance between the axle counter and the level crossing, it is determined whether the rail vehicle has reached the level crossing.
  • the arrival time of the rail vehicle at the level crossing can be calculated directly.
  • the closing time can be calculated directly. If a specific distance between the rail vehicle and the level crossing is required as a trigger criterion, the closing time can also be calculated from this. However, this calculation does not take into account any acceleration values determined by the axle counter (more on this below).
  • the determined property of the acceleration is taken into account in such a way that, taking into account the distance of the axle counter from the level crossing and the property of the acceleration, it is determined whether the rail vehicle has reached the level crossing.
  • the acceleration provides information on how the probable point in time when the rail vehicle passes the level crossing is influenced by the acceleration state of the train. A closing time that results from the sole consideration of the speed of the rail vehicle must therefore be corrected accordingly.
  • the most unfavorable case is that the rail vehicle is (further) accelerated until it reaches the level crossing. If the vehicle is accelerated negatively when leaving the axle counter (i.e. braked), this can also be taken into account, since this shifts the time of reaching the level crossing (compared to a constant speed) to a later point in time.
  • the most unfavorable case can be taken into account, that the operating state can change from braking to accelerating after exiting the axle counter.
  • passenger trains such as ICE or regional trains consist of fixed units that usually stay together, from which no cars are decoupled. Therefore, there are patterns that can be measured several times in a row by coupling these units and that are similar to each other. Passenger trains have a fixed "fingerprint", so to speak, which is only changed by measurement errors, etc.
  • Patterns are considered to be identical if all test criteria in the pattern comparison lead to the result that the test criteria match. Since the test criteria are based on measured values, a tolerance interval can be defined for the measurement, within which the test criterion can lie in order to be understood as identical.
  • Patterns are understood to be similar if an evaluation of the test criteria shows that they at least largely correspond to each other. It should be noted here that similarity also exists if the samples are identical.
  • the method according to the invention works in the technical sense. In operation, however, it must be determined where there is an optimum in terms of the strictness of the criteria in relation to safe operation.
  • a predominant part of the wheelbase sequence is present when the repeating pattern can be identified for more than 50% of the wheelbases. It can also preferably be defined that the limit at which a predominant part is assumed is to be more than 60%, particularly preferably more than 70%, 80% or 90%.
  • the advantage of using pattern recognition in train operation is that parameters of train operation, such as the closing time of the level crossing, can be flexibly adapted to the properties of the vehicles. In this way, for example, a greater route utilization can be achieved.
  • the maximum acceleration capability of the detected train type can be taken into account (see above for the consideration of speed and acceleration measurements). This means, for example, that a passenger train can accelerate faster than a freight train. If a freight train is detected, its lower acceleration capacity can be taken into account so that the level crossing can be closed later. This saves the crossing traffic unnecessary waiting times that would arise if closing times were calculated for the freight train in question, which take into account the high acceleration capacity of passenger trains.
  • a number of center distances at the beginning of the series and/or a number of center distances at the end of the series remain unconsidered.
  • the amount of the wheelbase is determined, with the rail vehicle being assigned the property of a passenger train as the first additional property, as long as the amount of the largest wheelbase occurring in the sample exceeds a specified limit value .
  • the limit value that allows reliable conclusions to be drawn about passenger trains also depends not least on the specifics of the respective train operation that is to be monitored. This limit value can thus be determined as a function of the route if it is known which passenger trains are running on the relevant route. It is important that the longest occurring wheelbase of the relevant towing vehicle is taken into account. However, in the event that train cars with different longest wheelbases are used, the shortest of the longest distances between the different train cars running on the route must be taken into account as a limit value.
  • this limit value can also differ from typical center distances of freight cars, so that the center distance can be used as a particularly reliable criterion for distinguishing between freight cars.
  • the center distance is used as an additional criterion for the patterns to be recognized (i.e. in addition), compliance with this difference is not obligatory.
  • the determined patterns of the wheelbases are compared with reference patterns of wheelbases and, in the event that the pattern matches a reference pattern, the rail vehicle is given a type of train linked to the reference pattern as a second additional one property is assigned.
  • the reference patterns can be stored in a memory device, for example.
  • a server can make the reference patterns available so that a comparison with the determined patterns is made possible.
  • the reference patterns are stored in a storage device that forms part of the axle counter. This creates the possibility of technically modifying the axle counters with a certain intelligence, in other words as autonomous or partially autonomous units.
  • the advantage of storing reference patterns in a storage device is that they are available at all times and can be called up without a time delay if required.
  • the memory devices can also store the various reference patterns in a route-specific manner, so that only specific reference patterns are made available to specific axle counters on specific route sections.
  • a parameter set suitable for the application is advantageously selected from a parameter set determined in this way. For example, one can omit the wheel diameter if it is more or less the same for all trains on the route.
  • Site-specific, representative data are now being collected or measured and classified for the relevant parameters, e.g. B. Passenger train, freight train. It is a finite number of integer or real values, e.g. For example, this could be the speed and the number of axles, to give a clear two-dimensional example here. i.e. in principle one obtains a classification task, as in the following figure 5 described.
  • the collection of further parameters in addition to the patterns to be compared makes the recognition of vehicle properties more robust against errors.
  • a higher degree of reliability can be achieved in the train detection, so that the train traffic can be controlled more effectively.
  • Which parameters are to be taken into account for a given control task for train traffic then depends on the circumstances of the individual case. They are to be selected in a suitable manner when designing the control process.
  • the criteria for the second test step and/or the further test steps are evaluated using a machine learning method.
  • Machine learning advantageously enables the ongoing processes to be optimized, i. H. the reliable detection of the properties mentioned, in particular train types, during operation. This allows the system to automatically adapt to changing operating conditions. For example, additional patterns can be created when a new type of passenger train is deployed on a particular route segment. For this purpose, e.g. B. neural networks or other devices with artificial intelligence.
  • artificial intelligence also abbreviated to KI below
  • machine learning also abbreviated to ML below
  • It is about the statistical learning of the parameterization of algorithms, preferably for complex applications.
  • ML the system recognizes and learns patterns and regularities in the recorded process data using previously entered learning data.
  • suitable algorithms ML can independently find solutions to emerging problems.
  • ML is broken down into three fields - supervised learning, unsupervised learning and reinforcement learning, with more specific applications such as regression and classification Structure recognition and prediction, data generation (sampling) or autonomous action.
  • supervised learning the system is trained through the relationship between the input and the associated output of known data, and in this way it learns approximately functional relationships. It depends on the availability of suitable and sufficient data, because if the system is trained with unsuitable (e.g. non-representative) data, it learns faulty functional relationships.
  • unsupervised learning the system is also trained with sample data, but only with input data and without any connection to a known output. It learns how data groups are to be formed and expanded, what is typical for the use case and where deviations or anomalies occur. This allows use cases to be described and error states to be discovered.
  • reinforcement learning the system learns through trial and error by proposing solutions to given problems and receiving a positive or negative evaluation of this suggestion via a feedback function. Depending on the reward mechanism, the AI system learns to perform corresponding functions.
  • ANN learns mainly by modifying the weights of the neurons.
  • An adaptation of the threshold value can be taken care of by an on-neuron.
  • ANN are able to learn complicated non-linear functions using a learning algorithm that attempts to determine all parameters of the function from existing input and desired output values by means of an iterative or recursive procedure.
  • ANN are a realization of the connectionist paradigm, since the function consists of many simple, similar parts. The behavior only becomes complex when they are added together.
  • probability densities for the properties are determined from the measurement data of a large number of measurements.
  • the probability densities makes it possible to define classification limits for the assignment of properties.
  • the method is advantageously very robust with regard to the classification limits, because with the comparatively low-dimensional problems according to the invention, the probability densities for the two classes can be estimated from the data (e.g. with density estimation of the measurement results) and thus also the error probabilities for an incorrect classification determine.
  • a data pool is used to determine the closing time, in which closing times are linked to the properties of the rail vehicles that can be determined, in particular types of train.
  • These closing times present in the data pool can in particular be used as standard closing times depending on the detected Type of train are used and modified according to the inventive method for the final determination of the closing time by this is shifted at least once, in particular to a later closing time.
  • the data pool can be determined deterministically and/or created and/or further developed using the machine learning methods already explained above during operation. As soon as the data is available in the data pool, it can advantageously be used with short access times. During operation, the data in the data pool can be further optimized so that train operations are increasingly streamlined.
  • a standard closing time for the level crossing is selected in the event that the property of the rail vehicle could not be determined.
  • the standard closing time for the level crossing should be understood to be that closing time which can reliably prevent any risk to crossing vehicle and passenger traffic, regardless of the properties of the trains running on the route.
  • Critical here are the slow-moving freight trains, which take the longest from the activation point of the track safety system to the level crossing and therefore require the longest closing time. This can thus be defined as the standard closing time.
  • 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.
  • FIG 1 a track system with a track GL, a control center LZ and a signal box SW is shown.
  • a vehicle FZ in the form of a train is driving towards a level crossing BU on the track GL.
  • a first axle counter AZ1 and a second axle counter AZ2 are installed on the track GL, which are set up in a manner known per se to count the axles of the vehicle FZ.
  • the use of two axle counters creates redundancy in order to increase the security (safety) of the method against failure.
  • the first axle counter AZ1 and the second axle counter AZ2 are so-called double axle counters, each with two axle counting sensors.
  • the axle counting sensors are arranged one after the other in the direction of travel of the trains so that they generate a measurement signal in quick succession.
  • This measurement signal can be used in a manner known per se to determine the direction of travel FR of the train and the speed v of the train.
  • the center distances L can also be determined from the speed v (also specified below with additional capital letters).
  • Shown in figure 1 is the wheelbase L of a bogie of the vehicle FZ shown. If the speed development from axis to axis of the crossing train is considered, an acceleration value a can also be derived from this consideration (more on this below).
  • the axle counter AZ1 is connected via a first interface S1 and the second axle counter AZ2 via a second interface S2 to the signal box SW, strictly speaking to a computer CP present in this signal box.
  • the computer CP has a third interface S3 for the level crossing BU.
  • the computer CP is connected to a storage unit SE via a sixth interface S6.
  • the signal box SW has a first antenna system A1, the control center LZ has a second antenna system A2 and the vehicle FZ has a third antenna system A3.
  • This enables both the signal box SW to communicate with the control center LZ via a fourth interface S4 and the vehicle FZ to communicate with the control center LZ via a fifth interface S5.
  • interface S5 is a radio interface.
  • the first interface S1, the second interface S2 and the third interface S3 can represent both wired and radio interfaces, with the antenna technology that would be required for forming radio interfaces not being shown for the latter case.
  • the axles of the vehicle FZ first pass the second axle counter AZ2 and then the first axle counter AZ1.
  • the measured values recorded can be transmitted to the computer CP via the first interface S1 and the second interface S2, the computer CP being set up to carry out the method according to the invention.
  • the computer CP can also take over the control of the level crossing BU directly. Another possibility is that the computer CP can be connected to another computer (in figure 1 not shown) is connected, which is used via a further interface to control the level crossing BU.
  • FIG 2 is one on the track GL as a vehicle FZ according to figure 1 moving passenger train PZ shown.
  • This passenger train PZ consists of a locomotive LK, several passenger cars PW and a power car TK at the end of the passenger train PZ opposite the locomotive LK.
  • center distances between the individual axles are shown schematically. It can be seen that in the passenger train PZ different wheelbases occur several times, so that the sequence of the wheelbases can be examined for the presence of patterns.
  • the center distances are marked with the capital letters A to G.
  • the sequence of center distances consists of FFEFFGABACABACABACADA.
  • FIG 4 shows how the method according to the invention can take place.
  • this is started in a first step START.
  • the closing time of the level crossing BU is set to the value of a standard closing time SZS.
  • a separate memory area is reserved for this in the memory device, to which a controller (e.g. the computer CP or a Figures 1 to 3 further computer not shown) of the level crossing can access to call up the currently stored closing time.
  • a measuring step MS follows by the relevant axle counters AZ1, AZ2 (cf. figure 1 ).
  • the axle counting sensors of the two axle counters are used to determine, among other things, the speed of the passing wheels (representing the axle), distances between the axles, the speed of the axles and the speed development from axle to axle, and thus the acceleration, with the Acceleration can be constant or can undergo an evolution.
  • This measurement step is followed by a first test step PS1, this first test step consists of an evaluation step for the speed ELVv and an evaluation step for the Acceleration ELVa, in which the effects of the speed v of the train and the acceleration state a of the train during the crossing via the axle counters are taken into account.
  • the standard closing time SZS which takes into account the worst case, can be corrected and a later closing time SZ1 can be output to the storage device SE.
  • the closing time as the second closing time SZ2 will in most cases have to be corrected to earlier closing times.
  • the braking effect must first be canceled before a positive acceleration can take place. This can also be taken into account by specifying a later closing time, which is output to the storage device SE as the second closing time SZ2.
  • a second test step PS2 in which the sequence of the center distances (as in Figure 2 and Figure 3 described) can be determined and checked. It is either possible to recognize patterns MT in the sequence of the center distances or not.
  • GZ a subsequent query step GZ, PZ? It is checked whether the sequence of wheelbases (by finding samples) can be used to conclude that it is a GZ freight train or a passenger train. If this is not the case, the second closing time SZ2 remains.
  • a further query step GZ? follows in the computer CP, whether it is is a freight train GZ. If this is the case, a third modified closing time SZ3 is transferred to the storage unit SE (replaces a previously stored closing time). If it is not a freight train or if there is no clear result, a second test step PS2 is carried out in the computer CP.
  • the third test step PS3 is used to determine the amounts of the center distances.
  • ⁇ GW can therefore be asked whether the determined amounts of the axle distances are smaller than a typical limit value for freight wagons GW. If this is the case, it is a freight train GZ, so that the third modified closing time SZ3 can be transferred to the storage unit SE (replaces a previously stored closing time). If this is not the case, a fourth test step PS4 is initiated in the computer CP.
  • reference patterns RMT are loaded from the memory unit SE.
  • the aforementioned modified closing times SZ3, SZ4, SZ5, SZ6 are closing times that are calculated taking into account the closing times determined in the first test step and are modified in this sense.
  • the insights gained in the first test step with regard to the speed and acceleration of the approaching train are also included in the modified closing times, in which the type of train is also taken into account.
  • they are refinements typical of a train, each one enable more and more precise determination of the closing time, whereby the safety (safety) of the operation of the level crossing is not impaired due to the additional knowledge.
  • the determined new pattern MT can also be transferred to the control center LZ via the interface S4.
  • driving data FD from the vehicle FZ can also be transferred to the control center LZ via the fifth interface S5.
  • a new sixth modified closing time SZ6 adapted to the determined train type can then be determined in a modification step MOD, and transmitted to the storage unit SE via an output step OUT.
  • This sixth modified closing time SZ6 can then be used as an individual closing time for the level crossing BU (replaces a previously saved closing time).
  • an output can be made in the memory unit SE such that the sixth modified closing time SZ6 is written in the memory unit SE as a supplement to the database together with the newly determined reference pattern RMT, which belongs to the vehicle FZ just analyzed.
  • this can be the standard closing time SZS, the first closing time SZ1, the second closing time SZ2, the third modified closing time SZ3 or the fourth modified closing time SZ4, the fifth modified closing time SZ5, the sixth modified closing time SZ6 (or further closing times, which are not according to the example figure 4 are described) act.
  • This closing time is now available in the separate memory area of the memory device SE in order to be able to be activated by controlling the level crossing BU (cf. figure 1 ), So the computer CP or another controller of the level crossing BU (not shown) to be handed over.
  • the level crossing BU can be operated with an individually determined closing time.
  • FIG 5 two parameters measured or determinable by the axle counter according to the invention are shown abstractly in a plane which could also be referred to as the xy plane and on which the measured value distribution MV of the measured values becomes clear. Accordingly, the speed GSW would be shown on the x-axis and the center distances A...H on the y-axis.
  • the z-axis is used to represent the (e.g. estimated) probability densities
  • site-specific, representative data is collected or measured and classified for the relevant parameters, e.g. B. Passenger train as normal distribution NV2 and freight train as normal distribution NV1, as already described above. It is a finite number of integer or real-valued measurement data from the axle counters, e.g. For example, this could be the speed and the center distance, to give a clear two-dimensional example here. That is, in principle one obtains a classification task as in figure 5 shown schematically.
  • the small ellipse is the first classification limit KG1 for freight trains and the large ellipse is the classification limit KG2 for passenger trains, then you could use the estimated distributions to determine the error probabilities calculate. If the misclassification probability for freight trains were too high, the classification limits would be changed. In the example according to figure 5 a smaller ellipse would then be obtained for the first classification limit KG1.
  • the classification errors are asymmetrical, ie the errors do not have the same meaning.
  • figure 6 shows the distance traveled by trains in a distance-time diagram.
  • the time t is shown on the x-axis and the distance traveled by the trains s on the y-axis.
  • the position of the first axle counter AZ1 and the level crossing BU is also shown on the y-axis, because the implementation of the method is about covering this stretch and estimating the time required for this.
  • the curves K1 to K4 show different profiles of a route progression of a train under consideration. Closing times SZS and SZ1 to SZ4 are calculated using these curves. These are plotted in the path-time diagram and have in the embodiment according to figure 6 always a constant time interval ZA to the planned arrival time of the vehicle at the level crossing BU. The arrival time is represented by dash-dotted vertical lines that intersect the x-axis at the respective arrival times.
  • the zero point of the time axis is at the point in time at which the rail vehicle leaves the relevant axle counter AZ1. Up to this point in time, the speed and acceleration were recorded during the crossing based on the axle count events, so that curve K0 is a real measured curve. Without taking this curve into account, the standard closing time SZS is provided, which is the worst-case scenario for the approach of the rail vehicle to the level crossing. This is the constant for the maximum speed permitted on the stretch of road, which is why curve K1 in the distance-time diagram is linear.
  • Curve K3 occurs when a freight train is detected in the second test step PS2 (cf. figure 4 ). This can only, as in figure 6 is shown, accelerate much more slowly, which is why the closing time SZ3 can be shifted to later points in time due to the third curve K3 compared to the second curve K2.
  • test step PS4 a comparison with a reference model RMT can be carried out in test step PS4 in order to determine the train type more precisely.
  • the fourth curve K4 can be assigned to it if it turns out that its acceleration capacity does not correspond to that of the fastest train running on the route (cf. curve K2).
  • the closing point in time SZ4 can also be shifted to a later point in time when the fourth curve K4 is taken into account.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines Bahnübergangs (BU), bei dem für sich einem Bahnübergang (BU) nähernde Schienenfahrzeuge (FZ) ein Achszähler (AZ1 ... AZ2) während der Überfahrt des Schienenfahrzeugs (FZ) Messdaten erfasst. Rechnergestützt werden als Eigenschaften des Schienenfahrzeugs (FZ) die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs (FZ) und die Beschleunigung des Schienenfahrzeugs (FZ) aus den Messdaten ermittelt. Eine Schließzeit wird zum Auslösen eines Schließens des Bahnübergangs (BU) in Abhängigkeit der ermittelten Eigenschaften des Schienenfahrzeugs bestimmt. Die Geschwindigkeit und die Beschleunigung werden aus den Messdaten des Achszählers (AZ1 ... AZ2) ermittelt. Die Schließzeit des Bahnübergangs wird unter Berücksichtigung der ermittelten Geschwindigkeit bei Ausfahrt des Schienenfahrzeugs (FZ) aus dem Achszähler (AZ1 ... AZ2) und der ermittelten Beschleunigung bei Ausfahrt des Schienenfahrzeugs (FZ) aus dem Achszähler (AZ1 ... AZ2) bestimmt. Ferner umfasst die Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben eines Bahnübergangs (BU), ein Computerprogrammprodukt sowie eine Bereitstellungsvorrichtung für letzteres.

Description

  • Die Erfindung betrifft Verfahren zum Betreiben eines Bahnübergangs, bei dem für sich einem Bahnübergang nähernde Schienenfahrzeuge
    • ein Achszähler während der Überfahrt des Schienenfahrzeugs Messdaten erfasst,
    • rechnergestützt als Eigenschaften des Schienenfahrzeugs (FZ) die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs und die Beschleunigung des Schienenfahrzeugs aus den Messdaten ermittelt werden,
    • eine Schließzeit zum Auslösen eines Schließens des Bahnübergangs in Abhängigkeit der ermittelten Eigenschaften des Schienenfahrzeugs bestimmt wird.
  • Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Betreiben eines Bahnübergangs, umfassend
    • mindestens einen Achszähler zum Erfassen von Messdaten bei Überfahrt der Schienenfahrzeuge,
    • einen Computer (CP), der eingerichtet ist, rechnergestützt als Eigenschaften des Schienenfahrzeugs (FZ), die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs und die Beschleunigung des Schienenfahrzeugs aus den Messdaten zu ermitteln,
    und den Bahnübergang für sich einem Bahnübergang nähernde Schienenfahrzeuge zu schließen.
  • Zuletzt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie eine Bereitstellungsvorrichtung für dieses Computerprogrammprodukt, wobei das Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung dieses Verfahrens ausgestattet ist.
  • Dokument EP 2 718 168 B1 betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Eisenbahnsicherungsanlage mit mindestens einer Streckeneinrichtung unter Berücksichtigung einer beim Einfahren des Schienenfahrzeugs in die Einschaltstrecke der
  • Eisenbahnsicherungsanlage erfassten Geschwindigkeitsmessgröße. Beim Einfahren des Schienenfahrzeugs in die Einschaltstrecke anhand der Geschwindigkeitsmessgröße wird überprüft, ob eine Korrekturzeit für die Weiterleitung einer Meldung von der einen Streckeneinrichtung an eine zugeordnete Eisenbahnsicherungsanordnung entsprechend der Geschwindigkeitsmessgröße einzustellen ist. Danach wird eine eingestellte Korrekturzeit dahingehend überprüft, ob diese in Abhängigkeit von mindestens einer weiteren fahrzeitbestimmenden Einflussgröße des Schienenfahrzeugs wirksam bleiben soll.
  • In der nachveröffentlichten europäischen Anmeldung mit dem Aktenzeichen 20202457.6 ist beschrieben, dass mithilfe von Achszählern eine Mustererkennung von Schienenfahrzeugen vorgenommen werden kann, dahingehend, dass Zugtypen anhand ermittelter Achsabstände erkannt werden können. Unter anderem lässt sich auch ein Bahnübergang unter Kenntnis der Zugtypen mit einer optimierten Schließzeit betreiben, wobei die Schließzeiten beispielsweise bei Güterzügen hin zu einem späteren Zeitpunkt verlagert werden kann.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, möglichst ohne zusätzlich zu installierende Sensorik Eigenschaften des Zuges genügend sicher zu erkennen, damit ein Bahnübergang mit einer optimierten Schließzeit betrieben werden kann. Zu diesem Zweck soll ein Verfahren und eine zur Anwendung des Verfahrens geeignete Vorrichtung angegeben werden. 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 Geschwindigkeit und die Beschleunigung aus den Messdaten des Achszählers ermittelt werden und die Schließzeit des Bahnübergangs unter Berücksichtigung
    • der ermittelten Geschwindigkeit bei Ausfahrt des Schienenfahrzeugs aus dem Achszähler und
    • der ermittelten Beschleunigung bei Ausfahrt des Schienenfahrzeugs aus dem Achszähler
    bestimmt wird.
  • Dadurch, dass der Achszähler verwendet wird, um die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Schienenfahrzeugs zu ermitteln, ist es vorteilhaft möglich, dass der Achszähler, der auch als Doppelachstzähler ausgeführt sein kann, für die Erfassung mehrerer Arten von Eigenschaften des Schienenfahrzeugs, die für die Schließzeit des Bahnübergangs von Belang sind, eingesetzt werden kann. Vorzugsweise wird allein der Achszähler eingesetzt, um Messwerte für alle Eigenschaften zu ermitteln, die für die Bestimmung der Schließzeit des Bahnübergangs herangezogen werden sollen.
  • Hierdurch wird der Aufwand an Hardware, der für die Erfassung der Eigenschaften des Schienenfahrzeugs erforderlich ist, vorteilhaft verringert. Dies bedeutet auch, dass die Zuverlässigkeit bei der Durchführung des Verfahrens erhöht werden kann. Achszähler sind hoch zuverlässige Komponenten, wobei der Einsatz anderer Sensoren, die die Zuverlässigkeit des Verfahrens insgesamt verringern würden, vermieden werden kann.
  • Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass der Ort des Achszählers genau bekannt ist, und daher die Messwerte diesem Ort direkt zugeordnet werden können. Die Anwendung von Ortungsverfahren, aus denen Bestimmungsgrößen wie Geschwindigkeit und Beschleunigung ebenfalls berechnet werden können, birgt zusätzliche Messunsicherheiten, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vermieden werden können.
  • Das Schienenfahrzeug kann aus einzelnen Fahrzeugen oder auch aus einem Zug bestehen, wobei letzteres im Annäherungsbereich von Bahnübergängen bedeutend häufiger vorkommt.
  • Als Schließzeiten im Sinne der Erfindung ist der Zeitpunkt zu verstehen, zu dem der Bahnübergang geschlossen wird. Die Schließzeiten könnte somit auch als Schließzeitpunkt bezeichnet werden. Demgegenüber ist von einem Schließzeitraum die Rede, wenn es um den Zeitraum geht, in dem der Bahnübergang beginnend mit der Schließzeit geschlossen bleibt. Am Ende des Schließzeitraums befindet sich die Öffnungszeit, bei dem der Bahnübergang wieder geöffnet wird.
  • Der große Vorteil bei der Anwendung des Verfahrens bei Bahnübergängen liegt darin, dass sich Schließzeiten des Bahnübergangs vorteilhaft individuell in Abhängigkeit von den Eigenschaften des sich nähernden Zuges eingestellt werden können. Zumindest, wenn die Eigenschaften des Zuges zuverlässig erkannt werden konnten, lässt sich in vielen Fällen die Schließzeit hin zu einem späteren Zeitpunkt verlagern, ohne dass dies zu geringeren Sicherheitsstandards beim Betrieb des Bahnübergangs kommen würde. Profitieren tut der querende Verkehr, der in vielen Fällen weniger lang an dem Bahnübergang zu warten hat.
  • Beispielhaft können folgende Messprinzipien von Achszählern zur Ermittlung der Eigenschaften verwendet werden.
    • Fahrtrichtung des Zuges: durch Vergleich der Beeinflussung bei Doppelsensoren (z.B. durch Auswertung des Zeitversatzes bei der Signalgenerierung)
    • Geschwindigkeit des Zuges bei Überfahrt einer Achse: aus dem Abstand der Doppelsensoren z. B. durch Auswertung des Zeitversatzes bei der Signalgenerierung oder dem zeitlichen Abstand des Passierens der geschätzten Radmittelpunkte bei bekannten Achsabständen.
    • durchschnittliche Geschwindigkeit bei der Überfahrt und/oder die Beschleunigung bei der Überfahrt: aus der Mittelung über verschiedene Räder bzw. numerische Ableitung der Geschwindigkeit.
  • Unter "rechnergestützt" oder "computerimplementiert" kann im Zusammenhang mit der Erfindung eine Implementierung des Verfahrens verstanden werden, bei dem mindesten 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 "Cloud" soll eine Umgebung für ein "Cloud-Computing" (deutsch Rechnerwolke oder Datenwolke) verstanden werden. Gemeint ist eine IT-Infrastruktur, welche über Schnittstellen eines Netzwerks wie das Internet verfügbar gemacht wird. Sie beinhaltet in der Regel Speicherplatz, Rechenleistung oder Software als Dienstleistung, ohne dass diese auf dem die Cloud nutzenden lokalen Computer installiert sein müssen. Die im Rahmen des Cloud-Computings angebotenen Dienstleistungen umfassen das gesamte Spektrum der Informationstechnik und beinhaltet unter anderem Infrastruktur, Plattformen und Software.
  • Als "Programmmodule" sollen einzelne Funktionseinheiten verstanden werden, die den erfindungsgemäßen Programmablauf 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.
  • Sofern es in der nachfolgenden Beschreibung nicht anders angegeben ist, beziehen sich die Begriffe "erstellen", "feststellen", "berechnen", "generieren", "konfigurieren", "modifizieren" und dergleichen vorzugsweise auf Prozesse, die Daten erzeugen und/oder verändern und/oder die Daten in andere Daten überführen. Dabei liegen die Daten insbesondere als physikalische Größen vor, beispielsweise als elektrische Impulse oder auch als Messwerte. Die erforderlichen Anweisungen Programmbefehle sind in einem Computerprogramm als Software zusammengefasst. Weiterhin beziehen sich die Begriffe "senden", "empfangen", "einlesen", "auslesen", "übertragen" und dergleichen auf das Zusammenspiel einzelner Hardwarekomponenten und/oder Softwarekomponenten über Schnittstellen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei der Bestimmung der Schließzeit eine Standardschließzeit mindestens einmal, insbesondere zu einer späteren Schließzeit hin, verschoben wird.
  • Der Vorteil bei der genannten Verwendung der Standardschließzeit liegt darin, dass einerseits ein ausnahmslos sicherer Betrieb des Bahnübergangs sichergestellt werden kann und andererseits eine flexible Anpassung der Schließzeiten erfolgen kann, wenn die Eigenschaften des herannahenden Zuges mit hinreichender Zuverlässigkeit bestimmt werden konnte.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die ermittelte Eigenschaft der Geschwindigkeit derart berücksichtigt wird, dass unter Berücksichtigung der Distanz des Achszählers zum Bahnübergang das Erreichen des Bahnüberganges durch das Schienenfahrzeug bestimmt wird.
  • Ist die Distanz des Achszählers zum Bahnübergang bekannt, so lässt sich daraus die Ankunftszeit des Schienenfahrzeuges am Bahnübergang direkt berechnen. In Abhängigkeit davon, wie lange der Bahnübergang vor Ankunft des Schienenfahrzeugs geschlossen sein soll, lässt sich die Schließzeit direkt berechnen. Wenn ein bestimmter Abstand des Schienenfahrzeuges zum Bahnübergang als Auslösekriterium gefordert ist, lässt sich daraus die Schließzeit ebenfalls berechnen. Diese Berechnung berücksichtigt jedoch keine Beschleunigungswerte, die durch den Achszähler ermitteln wurden (hierzu im Folgenden noch mehr).
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die ermittelte Eigenschaft der Beschleunigung derart berücksichtigt wird, dass unter Berücksichtigung der Distanz des Achszählers zum Bahnübergang und der Eigenschaft der Beschleunigung das Erreichen des Bahnüberganges durch das Schienenfahrzeug bestimmt wird.
  • Die Beschleunigung gibt darüber Auskunft, wie der voraussichtliche Zeitpunkt, wann das Schienenfahrzeug den Bahnübergang passiert, durch den Beschleunigungszustand des Zuges beeinflusst wird. Eine Schließzeit, die sich aus der alleinigen Geschwindigkeitsbetrachtung des Schienenfahrzeuges ergibt, muss daher entsprechend korrigiert werden.
  • Vorteilhaft kann dabei von dem ungünstigsten Fall ausgegangen werden, dass das Schienenfahrzeug bis zum Erreichen des Bahnübergangs (weiter) beschleunigt wird. Wird das Fahrzeug beim Verlassen des Achszählers gerade negativ beschleunigt (also abgebremst) kann dies ebenfalls berücksichtigt werden, da dies den Zeitpunkt des Erreichens (verglichen mit einer konstanten Geschwindigkeit) des Bahnübergangs zu späteren Zeitpunkten verschiebt. Auch hierbei kann der ungünstigste Fall berücksichtigt werden, dass der Betriebszustand nach Verlassen des Achszählers von Bremsen auf Beschleunigen wechseln kann.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass
    • rechnergestützt anhand der ermittelten Achsabstände eine erste weitere Eigenschaft ermittelt wird, nämlich, ob es sich bei dem Schienenfahrzeug um einen Personenzug oder einen Güterzug handelt,
    • bei der Ermittlung der ersten weiteren Eigenschaft in einem ersten Prüfungsschritt überprüft wird, ob zumindest in einem überwiegenden Teil der Folge der Achsabstände identische oder ähnliche Muster festgestellt werden können, und
    • wenn kein Muster festgestellt werden konnte, dem Schienenfahrzeug als erste weitere Eigenschaft die Eigenschaft eines Güterzuges zugeordnet wird, oder
    • wenn ein Muster festgestellt wurde, dem Schienenfahrzeug als erste weitere Eigenschaft die Eigenschaft eines Personenzuges zugeordnet und/oder ein weiterer Prüfungsschritt durchgeführt wird.
  • Vorteilhaft ist mit anderen Worten vorgesehen, aus den Rohdaten des Achszählers während der Überfahrt die Abstände der Achsen des Zugverbands zu schätzen. Insbesondere Personenzüge wie ICE oder Regionalzüge bestehen aus festen Einheiten, die in der Regel zusammenbleiben, aus denen keine Wagen ausgekuppelt werden. Deswegen gibt es Muster, die durch Koppelung dieser Einheiten mehrfach hintereinander gemessen werden können und die einander ähnlich sind. Personenzüge haben damit sozusagen einen festen "Fingerabdruck", der nur durch Messfehler etc. verändert wird.
  • Dagegen gibt es bei Güterzügen andere, in der Regel variable und damit nicht ähnliche oder identische Muster, je nachdem welche und wie viele Einheiten zusammengekuppelt werden. Damit lassen die Daten als mehrdimensionale Vektoren darstellen, deren Komponenten die Abstände zwischen den Achsen schätzen, d. h. Achse 1 zu Achse 2 bis hin zu Achse n-1 zu Achse n (bei n Achsen des Zuges, in der Realität bis zu 250) .
  • Die Begriffe identisch (identical) und ähnlich (similar) sollen in ihrer Bedeutung im Sinne der Mustererkennung begriffen werden. Dies bedeutet, dass ein Vergleich von Mustern dazu führen kann, dass diese als identisch oder ähnlich (oder eben nicht als identisch und nicht ähnlich, also nicht verwandt) bewertet werden. Diese Bewertung erfolgt vorzugsweise rechnergestützt.
  • Als identisch werden Muster begriffen, wenn alle Prüfkriterien beim Mustervergleich zu dem Ergebnis führen, dass eine Übereinstimmung der Prüfkriterien vorliegt. Da die Prüfkriterien auf Messwerten beruhen, kann hierbei ein Toleranzintervall für die Messung festgelegt werden, innerhalb dessen das Prüfkriterium liegen kann, um als identisch begriffen zu werden.
  • Als ähnlich werden Muster begriffen, wenn eine Auswertung der Prüfkriterien ergibt, dass diese zumindest größtenteils einander entsprechen. Hierbei ist anzumerken, dass Ähnlichkeit somit auch vorliegt, wenn die Muster identisch sind.
  • Wann die Frage bejaht werden kann, dass die Kriterien zumindest größtenteils einander entsprechen, muss für die Durchführung der Mustererkennung festgelegt werden. Allgemein gilt hierbei für die Erkennung der genannten ersten weitern Eigenschaft (Güterzug oder Personenzug) folgender Zusammenhang. Je strenger die Kriterien für die Erkennung von Ähnlichkeit sind, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die erkannten ähnlichen Muster tatsächlich immer zu Erkennung von Personen zugeführt. Allerdings steigt auch die Wahrscheinlichkeit, dass Personenzüge nicht erkannt werden. Je weniger streng die Kriterien für die Erkennung von Ähnlichkeit sind, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass alle Personenzüge erkannt werden. Allerdings steigt auch die Wahrscheinlichkeit, dass Güterzüge versehentlich als Personenzug erkannt werden.
  • Unabhängig von der Strenge der Kriterien funktioniert das erfindungsgemäße Verfahren im technischen Sinne. Im Betrieb ist allerdings zu ermitteln, wo hinsichtlich der Strenge der Kriterien in Bezug auf einen sicheren Betrieb ein Optimum liegt. Ein überwiegender Teil der Folge der Achsabstände liegt vor, wenn für mehr als 50 % der Achsabstände das sich wiederholende Muster festgestellt werden kann. Bevorzugt kann auch definiert werden, dass die Grenze, bei der von einem überwiegenden Teil ausgegangen werden soll, bei mehr als 60 % liegt, besonders bevorzugt bei mehr als 70 %, 80 % oder 90 %.
  • Der Vorteil der Nutzung einer Mustererkennung im Zugbetrieb liegt darin begründet, dass Parameter des Zugbetriebs, wie die Schließzeit des Bahnübergangs eine darstellt, flexibel an die Eigenschaften der Fahrzeuge angepasst werden kann. Hierdurch ist beispielsweise eine größere Streckenauslastung zu erreichen.
  • Insbesondere kann das maximale Beschleunigungsvermögen des erkannten Zugtyps berücksichtigt werden (zur Berücksichtigung von Geschwindigkeits- und Beschleunigungsmesswerten siehe oben). Dies bedeutet zum Beispiel, dass ein Personenzug schneller beschleunigen kann, als ein Güterzug. Wird also ein Güterzug erkannt, kann dessen geringeres Beschleunigungsvermögen berücksichtigt werden, sodass der Bahnübergang später geschlossen werden kann. Hierdurch werden dem querenden Verkehr unnötige Wartezeiten erspart, die entstünden, wenn für den betreffenden Güterzug pauschal Schließzeiten berechnet werden würden, die das hohe Beschleunigungsvermögen von Personenzügen berücksichtigen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei dem zweiten Prüfungsschritt in der Folge der Achsabstände eine Anzahl von Achsabständen am Anfang der Folge und/oder eine Anzahl von Achsabständen am Ende der Folge unberücksichtigt bleiben.
  • Durch Nichtberücksichtigung einer Anzahl von Achsabständen am Anfang oder am Ende der Folge von Achsabständen kann vorteilhaft erreicht werden, dass Lokomotiven oder Triebköpfe, die beispielsweise bei Personenzügen den Anfang oder das Ende des Zuges bilden, nicht auf das Vorliegen von Mustern in der Folge von Achsabständen überprüft werden. Sowohl die Lokomotiven wie häufig auch die Triebköpfe weisen nämlich andere Achsabstände auf (die somit auch durch andere Muster charakterisiert sind), als die Fahrzeuge in der Mitte des Zuges, die bei einem Personenzug in der Regel identisch sind und daher ähnliche oder identische Muster bilden. Der erste Prüfungsschritt kann daher vorteilhaft schneller und zuverlässiger durchgeführt werden, wenn er sich insbesondere auf den Mittelteil des Zuges beschränkt.
  • Wie viele Achsen nicht berücksichtigt werden sollen, hängt von dem zu überwachenden Zugbetrieb ab. Sind die zum Einsatz kommenden Zugmaschinen bekannt, entspricht die Folge der nicht zu berücksichtigenden Achsabstände denjenigen der zum Einsatz kommenden Lokomotiven oder Triebköpfe. Allerdings kann auch bei unbekannten Lokomotiven und Triebköpfen ein pauschaler Wert angenommen werden. Dieser kann beispielsweise bei vier, sechs oder acht Achsen liegen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem zweiten oder einem weiteren Prüfungsschritt der Betrag der Achsabstände ermittelt wird, wobei dem Schienenfahrzeug als erste weitere Eigenschaft die Eigenschaft eines Personenzuges zugeordnet wird, solange der Betrag des größten im Muster vorkommenden Achsabstandes einen festgelegten Grenzwert überschreitet.
  • Welcher Grenzwert zuverlässig auf Personenzüge schließen lässt, hängt nicht zuletzt auch von den Besonderheiten des jeweiligen Zugbetriebs ab, welcher überwacht werden soll. Dieser Grenzwert kann somit streckenabhängig bestimmt werden, wenn bekannt ist, welche Personenzüge auf der betreffenden Strecke verkehren. Wichtig dabei ist, dass der jeweils längste auftretende Achsabstand der betreffenden Zugwagen berücksichtigt wird. Allerdings muss für den Fall, dass Zugwagen mit unterschiedlichen längsten Achsabständen zum Einsatz kommen, der kürzeste der jeweils längsten Abstände der unterschiedlichen auf der Strecke verkehrenden Zugwagen von Personenzügen als Grenzwert berücksichtigt wird.
  • Dieser Grenzwert kann gemäß einer besonders vorteilhaften Alternative der Erfindung noch eine Differenz zu typischen Achsabständen von Güterwagen aufweisen, damit der Achsabstand als besonders zuverlässiges Kriterium zur Unterscheidung von Güterwagen herangezogen werden kann. Da der Achsabstand als zusätzliches Kriterium zu den zu erkennenden Mustern (also ergänzend) verwendet wird, ist die Einhaltung dieser Differenz allerdings nicht obligatorisch.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem zweiten oder einem weiteren Prüfungsschritt die ermittelten Muster der Achsabstände mit Referenzmustern von Achsabständen verglichen werden und im Falle einer erkannten Übereinstimmung des Musters mit einem Referenzmuster dem Schienenfahrzeug eine mit dem Referenzmuster verknüpfte Zuggattung als eine zweite weitere Eigenschaft zugeordnet wird.
  • Die Referenzmuster können beispielsweise in einer Speichereinrichtung abgelegt sein. Ein Server kann die Referenzmuster zur Verfügung stellen, damit ein Vergleich mit den ermittelten Mustern ermöglicht wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Referenzmuster in einer Speichereinrichtung abgelegt sind, die einen Bestandteil des Achszählers bildet. So entsteht die Möglichkeit, die Achszähler mit einer gewissen Intelligenz, mit anderen Worten als autonom oder teilweise autonom agierende Einheiten technisch zu modifizieren.
  • Der Vorteil darin, dass Referenzmuster in einer Speichereinrichtung abgelegt sind, liegt darin, dass diese jederzeit zur Verfügung stehen und bei Bedarf ohne Zeitverzögerung abgerufen werden können. Die Speichereinrichtungen können die verschiedenen Referenzmuster auch streckenspezifisch abspeichern, sodass bestimmten Achszählern an bestimmten Streckenabschnitten auch nur bestimmte Referenzmuster zur Verfügung gestellt werden.
  • Aus einem so ermittelten Parametersatz wird vorteilhat ein für den Anwendungsfall geeigneter Parametersatz ausgewählt. Z. B. kann man den Raddurchmesser weglassen, wenn er für alle Züge auf der Strecke mehr oder weniger gleich ist. Für die in Frage kommenden Parameter werden jetzt ortsspezifische, repräsentative Daten erhoben bzw. gemessen und klassifiziert, z. B. Personenzug, Güterzug. Es handelt sich um eine endliche Zahl von ganzzahligen oder reell wertigen Messwerten, z. B. könnten dies die Geschwindigkeit und die Achszahl sein, um hier ein anschauliches zweidimensionales Beispiel zu geben. D. h. prinzipiell erhält man eine Klassifikationsaufgabe, wie im Folgenden zu Figur 5 beschrieben. Insgesamt macht die Erhebung von weiteren Parametern zusätzlich zu den zu vergleichenden Mustern die Erkennung von Eigenschaften von Fahrzeugen robuster gegenüber Fehlern. Vorteilhaft kann bei der Zugerkennung ein höherer Grad für die Zuverlässigkeit erreicht werden, so dass der Zugverkehr effektiver gesteuert werden kann. Welche Parameter bei einer vorliegenden Steuerungsaufgabe für den Zugverkehr zu berücksichtigen sind, hängt dann von den Gegebenheiten des Einzelfalles ab. Sie sind bei der Konzipierung des Steuerungsverfahrens in geeigneter Weise auszuwählen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kriterien für den zweiten Prüfungsschritt und/oder die weiteren Prüfungsschritte mit einem Verfahren des maschinellen Lernens ausgewertet werden.
  • Das maschinelle Lernen ermöglicht vorteilhaft eine Optimierung der ablaufenden Prozesse, d. h. der zuverlässigen Erkennung der genannten Eigenschaften, insbesondere Zuggattungen, während des Betriebs. Hierdurch kann sich das System auch automatisch an sich verändernde Betriebsbedingungen anpassen. Beispielsweise können zusätzliche Muster erstellt werden, wenn auf einem bestimmten Streckenabschnitt ein neuer Typ von Personenzügen eingesetzt wird. Anwendbar sind zu diesem Zweck z. B. neuronale Netze oder auch andere Einrichtungen mit künstlicher Intelligenz.
  • Unter künstlicher Intelligenz (im Folgenden auch mit KI abgekürzt) ist im Rahmen dieser Erfindung im engeren Sinne das rechnergestützte maschinelle Lernen (Machine Learning, im Folgenden auch mit ML abgekürzt) zu verstehen. Es geht dabei um das statistische Lernen der Parametrisierung von Algorithmen, vorzugsweise für komplexe Anwendungsfälle. Mittels ML erkennt und erlernt das System anhand von zuvor eingegebenen Lerndaten Muster und Gesetzmäßigkeiten bei den erfassten Prozessdaten. Mithilfe geeigneter Algorithmen können durch ML eigenständig Lösungen zu aufkommenden Problemstellungen gefunden werden. ML gliedert sich in drei Felder - überwachtes Lernen, unüberwachtes Lernen und bestärkendes Lernen (Reinforcement Learning), mit spezifischeren Anwendungen, zum Beispiel Regression und Klassifikation, Strukturerkennung und -vorhersage, Datengenerierung (Sampling) oder autonomes Handeln.
  • Beim überwachten Lernen wird das System durch den Zusammenhang von Eingabe und zugehöriger Ausgabe bekannter Daten trainiert und erlernt auf diese Weise approximativ funktionale Zusammenhänge. Dabei kommt es auf die Verfügbarkeit geeigneter und ausreichender Daten an, denn wenn das System mit ungeeigneten (z.B. nicht-repräsentativen) Daten trainiert wird, so lernt es fehlerhafte funktionale Zusammenhänge. Beim unüberwachten Lernen wird das System ebenfalls mit Beispieldaten trainiert, jedoch nur mit Eingabedaten und ohne Zusammenhang zu einer bekannten Ausgabe. Es lernt, wie Datengruppen zu bilden und zu erweitern sind, was typisch für den Anwendungsfall ist und wo Abweichungen bzw. Anomalien auftreten. Dadurch lassen sich Anwendungsfälle beschreiben und Fehlerzustände entdecken. Beim bestärkenden Lernen lernt das System durch Versuch und Irrtum, indem es zu gegebenen Problemstellungen Lösungen vorschlägt und über eine Feedbackfunktion eine positive oder negative Bewertung zu diesem Vorschlag erhält. Je nach Belohnungsmechanismus erlernt das KI-System, entsprechende Funktionen auszuführen.
  • Das maschinelle Lernen kann beispielsweise durch künstliche neuronale Netze (im Folgenden für artificial neural network, kurz ANN genannt) durchgeführt werden. Künstliche neuronale Netze basieren meist auf der Vernetzung vieler Neuronen, beispielsweise McCulloch-Pitts-Neuronen oder leichter Abwandlungen davon. Grundsätzlich können auch andere künstliche Neuronen Anwendung in ANN finden, z. B. das High-Order-Neuron. Die Topologie eines Netzes (die Zuordnung von Verbindungen zu Knoten) muss abhängig von seiner Aufgabe bestimmt werden. Nach der Konstruktion eines Netzes folgt die Trainingsphase, in der das Netz "lernt". Dabei kann ein Netz beispielsweise durch folgende Methoden lernen:
    • Entwicklung neuer Verbindungen
    • Löschen existierender Verbindungen
    • Ändern der Gewichtung (der Gewichte von Neuron j zu Neuron i)
    • Anpassen der Schwellenwerte der Neuronen, sofern diese Schwellwerte besitzen
    • Hinzufügen oder Löschen von Neuronen
    • Modifikation von Aktivierungs-, Propagierungs- oder Ausgabefunktion
  • Außerdem verändert sich das Lernverhalten bei Veränderung der Aktivierungsfunktion der Neuronen oder der Lernrate des Netzes. Praktisch gesehen lernt ein ANN hauptsächlich durch Modifikation der Gewichte der Neuronen. Eine Anpassung des Schwellwertes kann hierbei durch ein on-Neuron miterledigt werden. Dadurch sind ANN in der Lage, komplizierte nichtlineare Funktionen über einen Lernalgorithmus, der durch iterative oder rekursive Vorgehensweise aus vorhandenen Ein- und gewünschten Ausgangswerten alle Parameter der Funktion zu bestimmen versucht, zu erlernen. ANN sind dabei eine Realisierung des konnektionistischen Paradigmas, da die Funktion aus vielen einfachen gleichartigen Teilen besteht. Erst in ihrer Summe wird das Verhalten komplex.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass aus den Messdaten einer Vielzahl von Messungen Wahrscheinlichkeitsdichten für die Eigenschaften ermittelt werden.
  • Die Kenntnis der Wahrscheinlichkeitsdichten ermöglicht es, Klassifikationsgrenzen für die Zuordnung der Eigenschaften zu definieren. Dabei ist das Verfahren vorteilhaft hinsichtlich der Klassifikationsgrenzen sehr robust, denn bei den erfindungsgemäßen, vergleichsweise niedrigdimensionalen Problemen kann man aus den Daten die Wahrscheinlichkeitsdichten für die beiden Klassen schätzen (z. B. mit Dichteschätzung der Messergebnisse) und damit auch die Fehlerwahrscheinlichkeiten für eine inkorrekte Klassifikation ermitteln.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass für eine Bestimmung der Schließzeit ein Datenpool genutzt wird, in der Schließzeiten mit den ermittelbaren Eigenschaften der Schienenfahrzeuge, insbesondere Zuggattungen, verknüpft sind. Diese im Datenpool vorhandenen Schließzeiten können insbesondere als Standardschließzeiten in Abhängigkeit von der erkannten Zuggattung verwendet werden und gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur endgültigen Bestimmung der Schließzeit modifiziert werden, indem diese mindestens einmal, insbesondere zu einer späteren Schließzeit hin, verschoben wird.
  • Der Datenpool kann deterministisch bestimmt werden und/oder mithilfe der oben bereits erläuterten Methoden des maschinellen Lernens während des Betriebes erstellt und/oder weiterentwickelt werden. Sobald die Daten im Datenpool vorliegen, kann deren Verwendung vorteilhaft mit kurzen Zugriffszeiten erfolgen. Während des Betriebs können die Daten im Datenpool weiter optimiert werden, so dass der Zugbetrieb zunehmend rationalisiert wird.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass für den Fall, dass die Eigenschaft des Schienenfahrzeugs nicht ermittelt werden konnte, eine Standardschließzeit für den Bahnübergang ausgewählt wird.
  • Als Standardschließzeit für den Bahnübergang soll erfindungsgemäß diejenige Schließzeit verstanden werden, die unabhängig von den Eigenschaften der auf der Strecke verkehrenden Züge eine Gefährdung des querenden Fahrzeug- und Personenverkehrs zuverlässig verhindern kann. Kritisch hierfür sind die langsam fahrenden Güterzüge, die vom Auslösepunkt der Gleissicherungsanlage bis zum Bahnübergang am längsten brauchen und damit die längste Schließzeit benötigen. Diese kann somit als Standardschließzeit definiert werden.
  • Die Aufgabe wird außerdem mit der eingangs angegebenen Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Computer dazu eingerichtet ist,
    • die Geschwindigkeit und die Beschleunigung aus den Messdaten des Achszählers zu ermitteln,
    • eine Schließzeit zum Auslösen eines Schließens des Bahnübergangs in Abhängigkeit der ermittelten Eigenschaften des Schienenfahrzeugs zu bestimmen,
    wobei die Schließzeit des Bahnübergangs unter Berücksichtigung
    • der ermittelten Geschwindigkeit bei Ausfahrt des Schienenfahrzeugs aus dem Achszähler und
    • der ermittelten Beschleunigung bei Ausfahrt des Schienenfahrzeugs aus dem Achszähler
    bestimmt wird.
  • Mit der Vorrichtung 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 und 3 schematisch teils identische bzw. ähnliche Muster von Achsabständen für einen Personenzug und einen Güterzug,
    • Figur 4 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens als Flussdiagramm, wobei die Funktionseinheiten und Schnittstellen gemäß Figur 1 beispielhaft angedeutet sind,
    • Figur 5 symbolhaft für zwei Normalverteilungen für ermittelte Messdaten, aber im Prinzip funktioniert das für alle Verteilungen.
    • Figur 6 verschiedene Weg-Zeitverläufe in einem Diagramm der zurückgelegten Weges s über der Zeit t, die den querenden Zug (Schienenfahrzeug) nach Passieren der Achszähler charakterisieren könnten, je nach seinen Eigenschaften und dem aus der Achszählung gewonnenen Kenntnisstand.
  • In Figur 1 ist eine Gleisanlage mit einem Gleis GL, einer Leitzentrale LZ und ein Stellwerk SW dargestellt. Auf dem Gleis GL fährt ein Fahrzeug FZ in Form eines Zuges auf einen Bahnübergang BU zu. Am Gleis GL sind ein erster Achszähler AZ1 und ein zweiter Achszähler AZ2 installiert, die in an sich bekannter Weise dazu eingerichtet sind, die Achsen des Fahrzeugs FZ zu zählen. Die Verwendung von zwei Achszählern schafft Redundanz, um die Sicherheit (Safety) des Verfahrens gegen Ausfall zu erhöhen. Es handelt sich bei dem ersten Achszähler AZ1 und dem zweiten Achszähler AZ2 um sog. Doppelachszähler mit je zwei Achszählsensoren. Die Achszählsensoren sind in Fahrtrichtung der Züge nacheinander angeordnet, sodass diese in kurzer zeitlicher Abfolge nacheinander ein Messsignal generieren. Dieses Messsignal kann in an sich bekannter Weise dazu ausgenutzt werden, die Fahrtrichtung FR des Zuges und die Geschwindigkeit v des Zuges zu ermitteln. Aus der Geschwindigkeit v lassen sich auch die Achsabstände L ermitteln (im Folgenden auch mit weiteren Großbuchstaben spezifiziert). Dargestellt in Figur 1 ist der Achsabstand L eines Drehgestells des abgebildeten Fahrzeugs FZ. Wird die Geschwindigkeitsentwicklung von Achse zu Achse des querenden Zuges betrachtet, so kann aus dieser Betrachtung auch ein Beschleunigungswert a abgeleitet werden (hierzu im Folgenden noch mehr).
  • Der Achszähler AZ1 ist über eine erste Schnittstelle S1 sowie der zweite Achszähler AZ2 über eine zweite Schnittstelle S2 mit dem Stellwerk SW, genau genommen mit einem in diesem Stellwerk vorhandenen Computer CP, verbunden. Außerdem weist der Computer CP eine dritte Schnittstelle S3 für den Bahnübergang BU auf. Außerdem ist der Computer CP über eine sechste Schnittstelle S6 mit einer Speichereinheit SE verbunden.
  • Das Stellwerk SW weist eine erste Antennenanlage A1, die Leitzentrale LZ eine zweite Antennenanlage A2 und das Fahrzeug FZ eine dritte Antennenanlage A3 auf. Hierdurch ist sowohl die Kommunikation des Stellwerks SW über eine vierte Schnittstelle S4 mit der Leitzentrale LZ als auch die Kommunikation des Fahrzeugs FZ über eine fünfte Schnittstelle S5 mit der Leitzentrale LZ möglich. Bei der vierten Schnittstelle S4 und der fünften Schnittstelle S5 handelt es sich insofern um Funkschnittstellen. Die erste Schnittstelle S1, die zweite Schnittstelle S2 sowie die dritte Schnittstelle S3 können sowohl kabelgebunden als auch Funkschnittstellen darstellen, wobei für den letzteren Fall die Antennentechnik, die zur Ausbildung von Funkschnittstellen erforderlich wäre, nicht dargestellt ist.
  • Bewegt sich das Fahrzeug FZ auf dem Gleis GL auf den Bahnübergang BU zu, passieren die Achsen des Fahrzeugs FZ zunächst den zweiten Achszähler AZ2 und anschließend den ersten Achszähler AZ1. Die aufgenommenen Messwerte können über die erste Schnittstelle S1 und die zweite Schnittstelle S2 an den Computer CP übertragen werden, wobei der Computer CP zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Dabei kann der Computer CP auch die Ansteuerung des Bahnübergangs BU direkt übernehmen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der Computer CP über die dritte Schnittstelle S3 mit einem weiteren Computer (in Figur 1 nicht dargestellt) verbunden ist, der über eine weitere Schnittstelle zur Ansteuerung des Bahnübergangs BU verwendet wird.
  • In Figur 2 ist ein auf dem Gleis GL als Fahrzeug FZ gemäß Figur 1 fahrender Personenzug PZ dargestellt. Dieser Personenzug PZ besteht aus einer Lokomotive LK, mehreren Personenwagen PW und einem Triebkopf TK an dem der Lokomotive LK gegenüberliegenden Ende des Personenzuges PZ.
  • Weiterhin sind schematisch die Achsabstände zwischen den einzelnen Achsen (angedeutet durch Räder) dargestellt. Es zeigt sich, dass in dem Personenzug PZ verschiedene Achsabstände mehrfach vorkommen, sodass die Folge der Achsabstände auf das Vorliegen von Mustern hin untersucht werden kann. Die Achsabstände sind mit den Großbuchstaben A bis G gekennzeichnet. Die Folge der Achsabstände besteht aus FFEFFGABACABACABACADA.
  • Lässt man die Lokomotive LK und den Triebkopf TK außer Acht, da diese sich hinsichtlich ihrer Achsabstände von den Personenwagen PW unterscheiden, so ergibt sich für die aufeinanderfolgenden Personenwagen, die baugleich sind, eine Folge von Achsabständen, die sich immer wiederholt. Diese bilden insofern ein Muster MT, welches für den auf die Lokomotive LK folgenden Personenwagen PW mit einer geschweiften Klammer gekennzeichnet ist. Die Abfolge der Achsabstände in dem in Figur 2 dargestellten Muster MT ist ABAC. Diese Folge von Achsabständen ergibt sich auch für die beiden nachfolgenden Personenwagen.
  • Anders verhält es sich in dem in Figur 3 dargestellten Güterzug GZ auf dem Gleis GL, der aus einer Lokomotive LK sowie einem ersten Güterwagen GW1, einem zweiten Güterwagen GW2 und einem dritten Güterwagen GW3 besteht. Diese weisen unterschiedliche Längen und Achszahlen auf, sodass sich mehrere unterschiedliche Achsabstände ergeben, die mit den Großbuchstaben A bis H versehen sind. In Figur 3 wird deutlich, dass sich in der dargestellten Folge ABACDEDFGFH keinerlei wiederholende Muster entdecken lassen, was den Rückschluss auf einen Güterzug erlaubt.
  • In Figur 4 ist dargestellt, wie das erfindungsgemäße Verfahren ablaufen kann. Zunächst wird dieses in einem ersten Schritt START gestartet. Zu diesem Zeitpunkt ist die Schließzeit des Bahnübergangs BU auf den Wert einer Standardschließzeit SZS gesetzt. In der Speichereinrichtung ist hierfür ein gesonderter Speicherbereich reserviert, auf den eine Steuerung (Beispielsweise der Computer CP oder ein in den Figuren 1 bis 3 nicht näher dargestellter weiterer Computer) des Bahnübergangs zugreifen kann, um die aktuell abgespeicherte Schließzeit abzurufen.
  • Es folgt ein Messschritt MS durch die betreffenden Achszähler AZ1, AZ2 (vgl. Figur 1). In diesem Messschritt werden durch Achszählsensoren der beiden Achszähler unter anderem jeweils die die Geschwindigkeit der passierenden Räder (repräsentiert die Achse), Abstände der Achsen voneinander, die Geschwindigkeit der Achsen, und die Geschwindigkeitsentwicklung von Achse zu Achse, und damit die Beschleunigung ermittelt, wobei die Beschleunigung konstant sein kann oder eine Entwicklung durchlaufen kann.
  • Diesem Messschritt folgt ein erster Prüfschritt PS1, dieser erste Prüfschritt besteht aus einem Bewertungsschritt für die Geschwindigkeit ELVv und einem Bewertungsschritt für die Beschleunigung ELVa, bei denen jeweils die Auswirkung der Geschwindigkeit v des Zuges sowie des Beschleunigungszustandes a des Zuges während der Überfahrt über die Achszähler Berücksichtigung findet.
  • Je langsamer der Zug unterwegs ist, desto langsamer wird er den Bahnübergang BU erreichen. Somit kann die Schließzeit des Bahnübergangs auf einen späteren Zeitpunkt verlegt werden. Konkret bedeutet dies, dass die Standardschließzeit SZS, die den ungünstigsten Fall berücksichtigt, korrigiert werden kann und eine spätere Schließzeiten SZ1 an die Speichereinrichtung SE ausgegeben werden kann.
  • Bei der Bewertung der Beschleunigung ist zu berücksichtigen, dass der Zug aufgrund seiner Trägheit auf dem Weg von dem Achszähler zum Bahnübergang BU umso weniger beschleunigen kann, je geringer die Beschleunigung während der Überfahrt des Achszählers ist. Durch die Annahme des ungünstigsten Falles, dass der Zug nach Ausfahrt aus dem Achszähler zugtypspezifisch maximal beschleunigt wird, wird die Schließzeit als zweite Schließzeit SZ2 in den meisten Fällen hin zu früheren Schließzeiten korrigiert werden müssen. Allerdings, wenn der Zug negativ beschleunigt wird, also abgebremst wird, muss vor einer positiven Beschleunigung erst die Bremswirkung aufgehoben werden. Auch dies kann durch Vorgabe einer späteren Schließzeit Berücksichtigung finden, welche als zweite Schließzeit SZ2 an die Speichereinrichtung SE ausgegeben wird.
  • Dann folgt ein zweiter Prüfschritt PS2, bei dem die Folge der Achsabstände (wie zu Figur 2 und Figur 3 beschrieben) ermittelt und überprüft werden kann. Dabei gelingt es entweder, Muster MT in der Folge der Achsabstände zu erkennen oder eben nicht. In einem folgenden Abfrageschritt GZ,PZ? wird geprüft, ob aufgrund der Abfolge von Achsabständen (durch Auffinden von Mustern) auf einen Güterzug GZ oder einen Personenzug geschlossen werden kann. Wenn dies nicht der Fall ist, bleibt es bei der zweiten Schließzeit SZ2.
  • Konnte die erste Eigenschaft, also die Frage, ob es sich um einen Güterzug GZ oder einen Personenzug PZ handelt, bestimmt werden, folgt im Computer CP ein weiterer Abfrageschritt GZ?, ob es sich um einen Güterzug GZ handelt. Ist dies der Fall, wird an die Speichereinheit SE eine dritte modifizierte Schließzeit SZ3 übergeben (ersetzt vorher abgespeicherte Schließzeit). Sollte es sich nicht um einen Güterzug handeln oder kein eindeutiges Ergebnis vorliegen, so wird in dem Computer CP ein zweiter Prüfungsschritt PS2 durchgeführt.
  • Der dritte Prüfschritt PS3 dient der Ermittlung der Beträge der Achsabstände. In einem nachfolgenden Prüf schritt |A| <GW kann daher gefragt werden, ob die ermittelten Beträge der Achsabstände kleiner als ein für Güterwagen GW typischer Grenzwert sind. Ist dies der Fall, handelt es sich um einen Güterzug GZ, sodass an die Speichereinheit SE die dritte modifizierte Schließzeit SZ3 übergeben werden kann (ersetzt vorher abgespeicherte Schließzeit). Ist dies nicht der Fall, wird im Computer CP ein vierter Prüfschritt PS4 angestoßen.
  • Im vierten Prüfschritt PS4 werden aus der Speichereinheit SE Referenzmuster RMT geladen. Die Achsabstände bzw. deren Beträge werden nun mit den Referenzmustern verglichen, wobei in einem Prüfungsschritt MT=RMT? geprüft werden kann, ob die ermittelten Muster MT einem Referenzmuster RMT entsprechen. Wenn dies nicht der Fall ist, wird eine vierte modifizierte Schließzeit SZ4 an die Speichereinheit SE übergeben (ersetzt vorher abgespeicherte Schließzeit) . Sollte allerdings ein Muster MT erkannt worden sein, so kann eine fünfte modifizierte Schließzeit SZ5 an die Speichereinheit SE übergeben werden (ersetzt vorher abgespeicherte Schließzeit), die individuell zu dem Referenzmuster RMT passt.
  • Bei den vorgenannten modifizierten Schließzeiten SZ3, SZ4, SZ5, SZ6 handelt es sich um Schließzeiten, die unter Berücksichtigung der im ersten Prüfschritt ermittelten Schließzeiten berechnet werden und in diesem Sinne modifiziert sind. Mit anderen Worten gehen die im ersten Prüfungsschritt gewonnenen Erkenntnisse hinsichtlich Geschwindigkeit und Beschleunigung des sich nähernden Zuges auch in die modifizierten Schließzeiten ein, bei denen zusätzlich der Zugtyp Beachtung findet. Es handelt sich mit anderen Worten um zugtypische Verfeinerungen, die jeweils eine immer exaktere Bestimmung der Schließzeit ermöglichen, wobei aufgrund der zusätzlichen Erkenntnisse die Sicherheit (Safety) des Betriebes des Bahnübergangs nicht beeinträchtigt wird.
  • Sollte der Abfrageschritt MT=RMT? negativ ausfallen, kann das ermittelte neue Muster MT auch über die Schnittstelle S4 an die Leitzentrale LZ übergeben werden. Gleichzeitig können auch Fahrdaten FD aus dem Fahrzeug FZ über die fünfte Schnittstelle S5 an die Leitzentrale LZ übergeben werden. Anhand der in der Leitzentrale LZ vorliegenden Daten kann dann in einem Modifikationsschritt MOD eine neue, auf den ermittelten Zugtyp angepasste sechste modifizieerte Schließzeit SZ6 ermittelt werden, und über einen Ausgabeschritt OUT an die Speichereinheit SE übertragen werden. Diese sechste modifizieerte Schließzeit SZ6 kann dann als individuelle Schließzeit für den Bahnübergang BU verwendet werden (ersetzt vorher abgespeicherte Schließzeit). Gleichzeitig kann eine Ausgabe in die Speichereinheit SE dahingehend erfolgen, dass die sechste modifizieerte Schließzeit SZ6 zusammen mit dem neu ermittelten Referenzmuster RMT, welches zu dem gerade analysierten Fahrzeug FZ gehört, in der Speichereinheit SE als Ergänzung in die Datenbank geschrieben wird.
  • In der Speichereinheit SE liegt im gesonderten Speicherbereich jetzt eine Schließzeit für den Bahnübergang BU vor. Je nach Ablauf des Verfahrens kann es sich dabei um die Standardschließzeit SZS, die erste Schließzeit SZ1, die zweite Schließzeit SZ2, die dritte modifizierte Schließzeit SZ3 oder die vierte modifizierte Schließzeit SZ4 die fünfte modifizierte Schließzeit SZ5 die sechste modifizierte Schließzeit SZ6 (oder weitere Schließzeiten, die nicht im Beispiel gemäß Figur 4 beschrieben sind) handeln.
  • Diese Schließzeit steht in dem gesonderten Speicherbereich der Speichereinrichtung SE nun zur Verfügung, um durch die Ansteuerung des Bahnübergangs BU (vgl. Figur 1), also dem Computer CP oder einer anderen Steuerung des Bahnübergangs BU (nicht dargestellt) übergeben zu werden. Der Bahnübergang BU kann insofern mit einer individuell ermittelten Schließzeit betrieben werden.
  • In Figur 5 sind exemplarisch zwei durch die Achszähler erfindungsgemäß gemessene bzw. bestimmbare Parameter abstrakt in einer Ebene dargestellt die auch als x-y-Ebene bezeichnet werden könnte und auf der die Messwertverteilung MV der Messwerte deutlich wird. Demnach wäre auf der x-Achse die Geschwindigkeit GSW und auf der Y-Achse Achsabstände A ... H dargestellt. Die z-Achse dient der Darstellung der (beispielsweise geschätzten) Wahrscheinlichkeitsdichten
  • Für die in Frage kommenden Parameter werden in diesem Beispiel ortsspezifische, repräsentative Daten erhoben bzw. gemessen und klassifiziert, z. B. Personenzug als Normalverteilung NV2 und Güterzug als Normalverteilung NV1, wie oben bereits beschrieben. Es handelt sich um eine endliche Zahl von ganzzahligen oder reell wertigen Messdaten der Achszähler, z. B. könnten dies die Geschwindigkeit und der Achsabstand sein, um hier ein anschauliches zweidimensionales Beispiel zu geben. D. h., prinzipiell erhält man eine Klassifikationsaufgabe, wie in Figur 5 schematisch dargestellt.
  • Bei Vorliegen repräsentativer Daten ist bekannt, wie man solche Probleme der Mustererkennung mit Verfahren des Machine Learning z. B. Neuronale Netzwerke, löst. Dabei ist bei dieser Anwendung bei Achszählern ein großer Spielraum gegeben, wie man die Klassifikationsgrenze setzt, denn bei solchen niedrigdimensionalen Problemen kann man aus den Daten die Wahrscheinlichkeitsdichten für die beiden Klassen auch schätzen (z. B. mit Dichteschätzung). Damit kann man die Fehlerwahrscheinlichkeiten für eine inkorrekte Klassifikation ermitteln (vgl. z. B. Duda et al.: Pattern Classification, Wiley, 2001), Figur 5 zeigt dies symbolhaft für eine erste Normalverteilungen NV1 und eine zweite Normalverteilung NV2, aber im Prinzip funktioniert dies auch für andere Verteilungen als Normalverteilungen.
  • Nimmt man im Beispiel an, die kleine Ellipse wäre die erste Klassifikationsgrenze KG1 für Güterzüge und die große Ellipse die Klassifizierungsgrenze KG2 für Personenzüge, dann könnte man mit den geschätzten Verteilungen die Fehlerwahrscheinlichkeiten berechnen. Falls die Fehlklassifikationswahrscheinlichkeit für Güterzüge zu hoch wäre, würde man die Klassifikationsgrenzen ändern. In dem Beispiel gemäß Figur 5 erhielte man dann eine kleinere Ellipse für die erste Klassifikationsgrenze KG1. Es kann aber auch Anwendungen geben, wo die Klassifikationsfehler asymmetrisch sind d.h. die Fehler nicht dieselbe Bedeutung haben. Z. B. wäre es bei der zeitgesteuerten Einschaltung eines Bahnübergangs unter Berücksichtigung der Sicherheit irrelevant, wenn ein langsamer Güterzug als schneller Personenzug klassifiziert würde, während dies beim Tunnelbegegnungsverbot gefährlich wäre. D. h. in jedem Fall muss der Sicherheitsaspekt bei der Auswertung der Fehlerarten bzw. -wahrscheinlichkeiten berücksichtigt werden.
  • In Figur 6 ist die zurückgelegte Strecke von Zügen in einem Weg-Zeit-Diagramm dargestellt. Die Zeit t ist auf der x-Achse und die zurückgelegte Strecke der Züge s auf der y-Achse dargestellt. Auf der y-Achse ist außerdem die Lage des ersten Achszählers AZ1 sowie des Bahnübergangs BU dargestellt, denn um die Bewältigung dieser Strecke und die Einschätzung der hierfür erforderlichen Zeit geht es bei der Durchführung des Verfahrens.
  • Die Kurven K1 bis K4 zeigen unterschiedliche Verläufe eines Wegfortschritts eines betrachteten Zuges. Mittels dieser Kurven werden Schließzeiten SZS und SZ1 bis SZ4 berechnet. Diese sind in dem Weg-Zeit-Diagramm eingezeichnet und weisen in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 immer einen konstanten Zeitabstand ZA zur geplanten Ankunftszeit des Fahrzeugs am Bahnübergang BU auf. Der Ankunftszeitpunkt ist durch strichpunktierte senkrechte Linien dargestellt, die die x-Achse zu den jeweiligen ankunftszeitpunkten schneidet.
  • Der Nullpunkt der Zeitachse liegt in dem Zeitpunkt, zu dem das Schienenfahrzeug den betreffenden Achszähler AZ1 verlässt. Bis zu diesem Zeitpunkt wurde bei der Überfahrt anhand der Achszählereignisse die Geschwindigkeit sowie die Beschleunigung erfasst, sodass es sich bei der Kurve K0 um einen real gemessenen Verlauf handelt. Ohne Berücksichtigung dieses Verlaufs ist die Standardschließzeit SZS vorgesehen, die von dem ungünstigsten Fall für die Annäherung des Schienenfahrzeugs an den Bahnübergang ausgeht. Dies ist die Konstante für die auf dem Streckenabschnitt zulässige Höchstgeschwindigkeit, weswegen die Kurve K1 im Weg-Zeit-Diagramm linear verläuft.
  • Wie zu Figur 4 erläutert, können durch die Ermittlung von Geschwindigkeit und Beschleunigung in den Schritten ELVv sowie ELVk verschiedene Vorgaben berücksichtigt werden. Wie in Figur 6 dargestellt, wurde das Schienenfahrzeug vor der Überfahrt über den ersten Achszähler AZ1 abgebremst (vgl. Kurve K0, welche eine Rechtskrümmung aufweist). Daher kann für das Weg-Zeit-Verhalten die Kurve K2 angenommen werden, die die maximale Beschleunigung des schnellsten auf der Strecke verkehrenden Schienenfahrzeugs berücksichtigt. Dieses muss die Geschwindigkeit erst aufbauen (also die negative in eine positiver Beschleunigung umkehren), weswegen in einem Vergleich zur Kurve K1 weniger kritisches Szenario SZ1, SZ2 mit einer späteren Schließzeit angenommen werden kann.
  • Zu der Kurve K3 kommt es, wenn im zweiten Prüfschritt PS2 ein Güterzug erkannt wird (vgl. Figur 4). Dieser kann nur, wie in Figur 6 dargestellt ist, wesentlich langsamer beschleunigen, weswegen die Schließzeit SZ3 aufgrund der dritten Kurve K3 im Vergleich zur zweiten Kurve K2 zu späteren Zeitpunkten hin verschoben werden kann.
  • Wird jedoch ein Personenzug festgestellt, so kann im Prüfungsschritt PS4 ein Vergleich mit einem Referenzmuster RMT erfolgen, um den Zugtyp genauer zu ermitteln. Obwohl es sich in dem Beispiel gemäß Figur 6 um einen Personenzug handelt, kann diesem die vierte Kurve K4 zugeordnet werden, wenn sich herausstellt, dass dessen Beschleunigungsvermögen nicht dem des schnellsten auf der Strecke verkehrenden Zuges (vgl. Kurve K2) entspricht. Im Vergleich zur zweiten Kurve K2 kann auch bei Berücksichtigung der vierten Kurve K4 der Schließzeitpunkt SZ4 zu einem späteren Zeitpunkt hin verlegt werden.
    • Bezugszeichenliste
    • GL
    Gleis
    FZ
    Schienenfahrzeug
    BU
    Bahnübergang
    LZ
    Leitzentrale
    SW
    Stellwerk
    A1 ... A3
    Antenne
    AZ1 ... AZ2
    Achszähler
    S1 ... S6
    Schnittstelle
    CP
    Computer
    SE
    Speichereinheit
    v
    Geschwindigkeit
    a
    Beschleunigung
    PZ
    Personenzug
    LK
    Lokomotive
    PW
    Personenwagen
    TK
    Triebkopf
    GZ
    Güterzug
    GW1 ... GW3
    Güterwagen
    A ... H, L
    Achsabstand
    MT
    Muster
    RMT
    Referenzmuster
    GW
    Grenzwert
    MS
    Messschritt
    PS1 ... PS3
    Prüfschritt
    SZS
    Standardschließzeit
    SZ1 ... SZ6
    Schließzeit (berechnet)
    FD
    Fahrdaten
    IN
    Eingabeschritt
    MOD
    Modifikationsschritt
    OUT
    Ausgabeschritt
    GZ?
    Abfrageschritt Güterzug?
    MV
    Meswertverteilung
    GSW
    Geschwindigkeit
    KG1 ... KG2
    Klassifikationsgrenze
    NV1 ... NV2
    Normalverteilung
    s
    Weg (durch das Schienenfahrzeug zurückgelegt)
    t
    Zeit
    K1 ... K4
    Weg-Zeit-Kurven

Claims (14)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Bahnübergangs (BU), bei dem für sich einem Bahnübergang (BU) nähernde Schienenfahrzeuge (FZ)
    • ein Achszähler (AZ1 ... AZ2) während der Überfahrt des Schienenfahrzeugs (FZ) Messdaten erfasst,
    • rechnergestützt als Eigenschaften des Schienenfahrzeugs (FZ) die Geschwindigkeit (v) des Schienenfahrzeugs und die Beschleunigung (a) des Schienenfahrzeugs aus den Messdaten ermittelt werden,
    • eine Schließzeit (SZ1 ... SZ4) zum Auslösen eines Schließens des Bahnübergangs (BU) in Abhängigkeit der ermittelten Eigenschaften des Schienenfahrzeugs bestimmt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Geschwindigkeit und die Beschleunigung aus den Messdaten des Achszählers ermittelt werden und die Schließzeit (SZ1 ... SZ4) des Bahnübergangs unter Berücksichtigung
    • der ermittelten Geschwindigkeit (v) bei Ausfahrt des Schienenfahrzeugs (FZ) aus dem Achszähler (AZ1 ... AZ2) und
    • der ermittelten Beschleunigung (a) bei Ausfahrt des Schienenfahrzeugs (FZ) aus dem Achszähler (AZ1 ... AZ2)
    bestimmt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass bei der Bestimmung der Schließzeit (SZ1 ... SZ4) eine Standardschließzeit (SZS) modifiziert wird, indem diese mindestens einmal, insbesondere zu einer späteren Schließzeit hin, verschoben wird.
  3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die ermittelte Eigenschaft der Geschwindigkeit derart berücksichtigt wird, dass unter Berücksichtigung der Distanz des Achszählers (AZ1 ... AZ2) zum Bahnübergang (BU) das Erreichen des Bahnüberganges durch das Schienenfahrzeug (FZ) bestimmt wird.
  4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die ermittelte Eigenschaft der Beschleunigung derart berücksichtigt wird, dass unter Berücksichtigung der Distanz des Achszählers (AZ1 ... AZ2) zum Bahnübergang (BU) und der Eigenschaft der Beschleunigung das Erreichen des Bahnüberganges durch das Schienenfahrzeug (FZ) bestimmt wird.
  5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    • rechnergestützt anhand der ermittelten Achsabstände (A ... H) eine erste weitere Eigenschaft ermittelt wird, nämlich, ob es sich bei dem Schienenfahrzeug (FZ) um einen Personenzug (PZ) oder einen Güterzug (GZ) handelt,
    • bei der Ermittlung der ersten weiteren Eigenschaft in einem ersten Prüfungsschritt (PS1) überprüft wird, ob zumindest in einem überwiegenden Teil der Folge der Achsabstände (A ... H) identische oder ähnliche Muster (MT) festgestellt werden können, und
    • wenn kein Muster (MT) festgestellt werden konnte, dem Schienenfahrzeug (FZ) als erste weitere Eigenschaft die Eigenschaft eines Güterzuges (GZ) zugeordnet wird, oder
    • wenn ein Muster (MT) festgestellt wurde, dem Schienenfahrzeug (FZ) als erste weitere Eigenschaft die Eigenschaft eines Personenzuges (PZ) zugeordnet und/oder ein weiterer Prüfungsschritt (PS2, PS3) durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass bei dem zweiten Prüfungsschritt (PS2) in der Folge der Achsabstände (A ... H) eine Anzahl von Achsabständen (A ... H) am Anfang der Folge und/oder eine Anzahl von Achsabständen (A ... H) am Ende der Folge unberücksichtigt bleiben.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in dem zweiten (PS2) oder einem weiteren Prüfungsschritt (PS3) der Betrag der Achsabstände (A ... H) ermittelt wird, wobei dem Schienenfahrzeug (FZ) als erste weitere Eigenschaft die Eigenschaft eines Personenzuges (PZ) zugeordnet wird, solange der Betrag des größten im Muster (MT) vorkommenden Achsabstandes (A ... H) einen festgelegten Grenzwert (GW) überschreitet.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in dem zweiten (PS2) oder einem weiteren Prüfungsschritt (PS3) die Muster (MT) der Achsabstände (A ... H) mit
    Referenzmustern (RMT) von Achsabständen (A ... H) verglichen werden und im Falle einer erkannten Übereinstimmung des Musters (MT) mit einem Referenzmuster (RMT) dem Schienenfahrzeug (FZ) eine mit dem Referenzmuster (RMT) verknüpfte Zuggattung als eine zweite weitere Eigenschaft zugeordnet wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kriterien für den zweiten Prüfungsschritt (PS2) und/oder die weiteren Prüfungsschritte (PS3, PS4) mit einem Verfahren des maschinellen Lernens ausgewertet werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass aus den Messdaten einer Vielzahl von Messungen Wahrscheinlichkeitsdichten für die Eigenschaften ermittelt werden.
  11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass für das Bestimmen der Schließzeit (SZ1 ... SZ4) ein Datenpool genutzt wird, in der Schließzeiten (SZ1 ... SZ4) mit den ermittelbaren Eigenschaften der Schienenfahrzeuge (FZ), insbesondere Zuggattungen, verknüpft sind.
  12. Vorrichtung zum Betreiben eines Bahnübergangs (BU), umfassend
    • mindestens einen Achszähler (AZ1 ... AZ2) zum Erfassen von Messdaten bei Überfahrt der Schienenfahrzeuge (FZ),
    • einen Computer (CP), der eingerichtet ist, rechnergestützt als Eigenschaften des Schienenfahrzeugs (FZ), die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs und die Beschleunigung des Schienenfahrzeugs aus den Messdaten zu ermitteln,
    • und den Bahnübergang für sich einem Bahnübergang (BU) nähernde Schienenfahrzeuge (FZ) zu schließen,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Computer (CP) außerdem dazu eingerichtet ist,
    • die Geschwindigkeit (v) und die Beschleunigung (a) aus den Messdaten des Achszählers zu ermitteln,
    • eine Schließzeit (SZ1 ... SZ4) zum Auslösen eines Schließens des Bahnübergangs (BU) in Abhängigkeit der ermittelten Eigenschaften des Schienenfahrzeugs zu bestimmen,
    wobei die Schließzeit des Bahnübergangs unter Berücksichtigung
    • der ermittelten Geschwindigkeit bei Ausfahrt des Schienenfahrzeugs (FZ) aus dem Achszähler (AZ1 ... AZ2) und
    • der ermittelten Beschleunigung bei Ausfahrt des Schienenfahrzeugs (FZ) aus dem Achszähler
    bestimmt wird.
  13. Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 - 11.
  14. Bereitstellungsvorrichtung für das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 13, wobei die Bereitstellungsvorrichtung das Computerprogrammprodukt speichert und/oder bereitstellt.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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