EP4331940A1 - Verfahren und auswerteeinrichtung zum betrieb eines mehrgliedrigen fahrzeugs, insbesondere eisenbahnzugs - Google Patents

Verfahren und auswerteeinrichtung zum betrieb eines mehrgliedrigen fahrzeugs, insbesondere eisenbahnzugs Download PDF

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Publication number
EP4331940A1
EP4331940A1 EP22193208.0A EP22193208A EP4331940A1 EP 4331940 A1 EP4331940 A1 EP 4331940A1 EP 22193208 A EP22193208 A EP 22193208A EP 4331940 A1 EP4331940 A1 EP 4331940A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
property
vehicle
time
route
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP22193208.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Olaf Richter
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 EP22193208.0A priority Critical patent/EP4331940A1/de
Publication of EP4331940A1 publication Critical patent/EP4331940A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0054—Train integrity supervision, e.g. end-of-train [EOT] devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0072—On-board train data handling

Definitions

  • the invention relates to a multi-part vehicle, in particular a railway train; a method for its operation, an evaluation device for a vehicle and a software program product for a vehicle.
  • ECS European Train Control System
  • Level 3 track clearance notification and train completeness control should no longer be carried out by signal boxes, but by a so-called Radio Block Center with the participation of the train.
  • Track-side track clearance notification which is still necessary in Level 2, for example through axle counters or track circuits, is no longer necessary.
  • the invention is based on the object of specifying an operating method that delivers at least one measured value based on which A reliable completeness check can be carried out on a basis.
  • a property dependent on the respective location of the route traveled is measured over time to form a first characteristic curve with a front sensor arranged in the area of a front end of the vehicle, while the vehicle is traveling with a rear sensor arranged in the area of a rear end of the vehicle, the property dependent on the respective location of the route traveled is measured over time to form a second property curve, the first and second property curves are subjected to a correlation test to form a time distance value which is the time distance between a second time at which the rear sensor passes or has already passed a location previously passed by the front sensor, and a first time at which the front sensor has already passed the said location, and based on the time distance value, the length of the vehicle is determined by forming a length value.
  • a significant advantage of the method according to the invention is that it enables the length of the vehicle to be determined in a particularly simple manner, even when cornering.
  • the length measurement value determined in the manner according to the invention can advantageously be used, for example, to check the completeness of the vehicle.
  • a train completeness signal is generated when the length value corresponds to a predetermined target value or at least does not deviate from this beyond a specified level.
  • an alarm signal is generated if the length value deviates from the predetermined target value beyond the predetermined amount.
  • a cross-correlation function is determined with the first and second characteristic curves and the time distance value is determined using the cross-correlation function.
  • the formation of the length value preferably includes the multiplication of the time distance value by a speed value indicating the speed of the vehicle.
  • the correlation test includes a correction of acceleration-related signal influences on the first and second property curves by spreading acceleration-related signal compressions over time, for example on the computer side, and acceleration-related signal spreads, for example, compressing them on the computer side.
  • the correlation test for the purpose of correcting signal spreads and/or signal compressions includes a conversion of the first measured property curve into a first speed-normalized property curve and a conversion of the second measured property curve into a second speed-normalized property curve and the correlation test also includes, to determine a cross-correlation function with the first and second speed-normalized property curves and to determine the time distance value using this cross-correlation function.
  • the conversion of the first measured property curve into the first speed-normalized property curve and the conversion of the second measured property curve into the second speed-normalized property curve is preferably carried out on the basis of a predetermined normalization speed value; the formation of the length value preferably includes the multiplication of the time distance value by the normalization speed value.
  • the measurement of the property measurement values for the first and second property curves takes place at fixed local intervals or fixed local distances, i.e. equidistant in terms of location.
  • the recording of the measured values is not equidistant in time, but rather variable depending on the speed.
  • the acquisition of the property measurement values for the first and second property curves can, for example, be triggered on the travel pulse generator side at fixed distances or fixed local distances.
  • the front sensor is preferably attached to the first car of the multi-section vehicle or railway train and the rear sensor is preferably attached to the last car of the multi-section vehicle or railway train in order to be able to determine the total length particularly accurately.
  • the speed value can be measured or calculated from measured values, for example taking measured values into account distance increments traveled and related time intervals, Doppler radar measurement values and/or measured acceleration values.
  • the speed value is determined by means of two sensors that are offset in the longitudinal direction of the vehicle but are closely adjacent and are preferably attached to different ends of the same car at a known distance from one another and each have a property that depends on the respective location of the route traveled over time measure while forming property curves.
  • a time distance value can then be determined - as explained above in connection with the length determination - which is the time distance between a second point in time at which the rear of the latter two sensors passes a location previously passed by the front of the latter two sensors or has happened, and indicates a first time at which the front of the latter two sensors has already passed the named location.
  • the speed value can then be calculated on the basis of this time distance value and the known distance between the sensors.
  • the front of the two sensors used for speed measurement can be the sensor that is used as the front sensor for length measurement;
  • the rear sensor used for speed measurement would then be a sensor in addition to the rear sensor used for length measurement.
  • the rear of the two sensors used for speed measurement can alternatively be used be the rear sensor used for length measurement;
  • the front sensor used for speed measurement would then be an additional sensor, in addition to the front sensor used for length measurement.
  • the property that is dependent on the location of the route being traveled and which is measured by the sensors can be a property of a radar reception signal that has penetrated a floor of the route being traveled over.
  • the last-mentioned variant can be based, for example, on sensors, as described in the publication " "Localizing Ground Penetrating RADAR: A Step Toward Robust Autonomous Ground Vehicle Localization” (Matthew Cornick, Jeffrey Koechling, Byron Stanley, and Beijia Zhang MIT Lincoln Laboratory, 244 Wood St. Lexington, Massachusetts 02420, Received May 21, 2014 ) are described.
  • other properties can be measured by the sensors for generating the property curves, such as a property of a received Doppler signal from a constant wave radar, which sends a radar signal at least in the direction of the track floor, a property of a magnetic field, which is preferably generated on the track side and detected on the vehicle side the permeability of a rail on the route traveled and/or the roughness of the rail.
  • a property of a received Doppler signal from a constant wave radar which sends a radar signal at least in the direction of the track floor
  • a property of a magnetic field which is preferably generated on the track side and detected on the vehicle side the permeability of a rail on the route traveled and/or the roughness of the rail.
  • the determination of the length value indicating the length of the vehicle does not have to be based solely on a single property; For example, property progressions can be determined on the basis of two or more properties and length values can be determined for each of the properties. If two or more length values are available, they can be compared and subjected to a plausibility check. For example, a warning signal can be generated if the length values deviate from one another by a predetermined amount.
  • the invention also relates to a multi-part vehicle, in particular a railway train.
  • a front sensor is arranged in the area of a front end of the vehicle, which measures a property dependent on the respective location of a route traveled over time to form a first property curve
  • a rear sensor in the area of a rear end of the vehicle Sensor is arranged, which measures the property dependent on the respective location of the route traveled over time to form a second property curve
  • an evaluation device connected to the first and second sensors is present, which uses the first and second property curves of a correlation test to form a temporal distance value, which indicates the time interval between a second time at which the rear sensor passes or has already passed a location previously passed by the front sensor, and a first time at which the front sensor has already passed the named location, and based on the time distance value, the length of the vehicle is determined to form a length value.
  • the invention also relates to an evaluation device for a vehicle, in particular a vehicle as described above.
  • the evaluation device is designed to subject a first property curve, which was detected by a front sensor, and a second property curve, which was detected by a rear sensor, to a correlation test to form a time distance value the time interval between a second point in time at which the rear sensor passes or has passed a location previously passed by the front sensor, and a first point in time at which the front sensor Sensor has already passed the named location and determines the length of the vehicle based on the time distance value, forming a length value.
  • the evaluation device is preferably integrated into a vehicle computer of a vehicle, in particular a rail vehicle.
  • the evaluation device preferably comprises a correlation module for checking the correlation and forming the time distance value and a multiplication module for forming the length value by multiplying the time distance value with a speed value indicating the speed of the vehicle.
  • the invention also relates to a software program product. According to the invention, it is provided with regard to the software program product that, when executed by a computing device, this causes the latter to form an evaluation device as described, i.e. a first characteristic curve that was detected by a front sensor and a second characteristic curve that was detected by a rear sensor , to subject a correlation test to form a time distance value, which is the time distance between a second time at which the rear sensor passes or has passed a location previously passed by the front sensor, and a first time at which the front sensor passes the said location Place has already passed, and based on the time distance value to determine the length of the vehicle to form a length value.
  • an evaluation device i.e. a first characteristic curve that was detected by a front sensor and a second characteristic curve that was detected by a rear sensor
  • a correlation test to form a time distance value, which is the time distance between a second time at which the rear sensor passes or has passed a location previously passed by the front sensor, and a first time at which
  • the software program product is preferably in the software of a vehicle computer of a vehicle, in particular a rail vehicle, integrated or at least installed on such a vehicle computer. Alternatively, it can also be installed on a trackside computer to which the sensor data is transmitted, for example by radio. As an alternative to the above-mentioned embodiment, the software program product can also have program instructions for carrying out the method according to the invention according to one of the above-mentioned embodiments.
  • the Figure 1 shows an exemplary embodiment of a multi-unit vehicle according to the invention in the form of a railway train 10.
  • the front car in the direction of travel F is formed by a locomotive 11;
  • the remaining wagons can be freight wagons, for example.
  • the last car is marked with the reference number 12.
  • a front sensor 21 is arranged on the locomotive 11, which measures a property dependent on the respective location of a route 30 being traveled over time, forming a first property curve EV1.
  • the property can be, for example, a property of a rail on the route traveled, for example the permeability or roughness of the rail.
  • a rear sensor 22 In the area of the last car 12 seen in the direction of travel F, a rear sensor 22 is arranged, which measures the same property as the front sensor 21 and detects a second property profile EV2.
  • An evaluation device 40 is connected to the first and second sensors, for example via radio, which in the exemplary embodiment according to Figure 1 is arranged in the locomotive 11; Alternatively, the evaluation device 40 could also be located in another car of the railway train 10.
  • FIG. 3 An exemplary embodiment of an evaluation device 40 is shown in Figure 3 shown, so that with regard to the operation of the evaluation device 40 according to Figure 1 In the following, parallel reference is also made to the Figure 3 is taken.
  • the Figure 2 shows an example of the first and second property curves EV1 and EV2 over time t under the assumption that that the railway train 10 travels at a constant speed in the time window shown. It can be seen that the first property curve EV1 and the second property curve EV2 are offset in time or have a time gap; the time distance value dT is determined by a second time t2, at which the rear sensor 22 passes or has already passed a location previously passed by the front sensor 21, and a first time t1, at which the front sensor 21 has already passed the location mentioned, Are defined.
  • the evaluation device 40 evaluates the two property curves EV1 and EV2 by subjecting them to a correlation test; Such a correlation check can be carried out, for example, in a correlation module 41 (cf. Figure 3 ) of the evaluation device 40.
  • the correlation module 41 can, for example, form a cross-correlation function with the two property curves EV1 and EV2 and use this to determine the time offset or the time distance value dT.
  • a test module 43 (cf. Figure 3 ) the evaluation device 40 generates a train completeness signal Sv when the length value LZ corresponds to a predetermined target value LZsoll or at least does not deviate from it by more than a predetermined amount. If the length value LZ deviates from the target value LZsoll beyond the specified dimension, for example because a train has separated and the last car 12 is separated from the Locomotive 11 is disconnected, it generates an alarm signal Sa.
  • position pulse generators can be used, for example, which locally trigger the measurement recording.
  • the rotation of a wheel can be detected with a position pulse generator and a pulse can be generated each time a position increment of a predetermined length has been traveled.
  • the measurement resolution of the displacement pulse generator is sufficiently large, the measurement data acquisition for the property curves can be triggered directly via the pulses of such a displacement pulse generator, so that the measurements are no longer equidistant in time, but spatially equidistant over the distance traveled; With such locally equidistant measured value acquisition, vehicle accelerations have no influence on the property curves EV1 and EV2, so subsequent correction is not necessary.
  • the Figure 4 shows an example of location-related or distance-triggered measurement data acquisition over time t and over the location coordinate x. Controlled by the travel pulse generator When measuring measured values, local signal distortion is avoided; the temporal signal distortion that occurs is irrelevant.
  • s(k) v k + v k ⁇ 1 / 2 * t k ⁇ t k ⁇ 1 .
  • the path is obtained by summing the path increments. If the measured signal is now displayed over the path, it is equalized, i.e. freed from acceleration and changes in speed.
  • the Figure 5 shows a preferred embodiment of the evaluation device 40 according to Figure 2 .
  • the evaluation device 40 comprises a computing device 410 and a memory 420.
  • a software program product SPM is stored in the memory 420, which, when executed by a computing device 410, causes it to carry out the functions of the evaluation device 40 described above.
  • the software program product SPM includes a correlation software module M41, which forms the above-described correlation module 41 when executed by the computing device 410, a multiplication software module M42, which forms the above-described multiplication module 42 when executed by the computing device 410, and a test module software module M43, which when executed by the Computing device 410 forms the test module module 43 described above.
  • the Figure 6 shows a further exemplary embodiment of a railway train 10 according to the invention.
  • the railway train 10 according to Figure 6 corresponds to railway train 10 Figure 1 with the difference that a third sensor 23 is present, which measures the property dependent on the location of the route 30 being traveled over time, forming a third property curve EV3.
  • the third sensor 23 is arranged on the locomotive 11 and therefore has a small sensor distance LS from the front sensor 21 compared to the train length LZ, so that changes in speed do not lead to any relevant signal distortions.
  • the speed value V can be used together with the first and second property curves EV1 and EV2 to calculate the length value LZ, as explained above.
  • the time offset ZV13 can be determined in the same way as explained above in connection with the property curves EV1 and EV2 to determine the time distance value dT.
  • the Figure 7 shows an exemplary embodiment of a sensor 200, which can be used as a front sensor 21, rear sensor 22 or third sensor 23.
  • the sensor includes, among other things, an antenna 201, a mixer 202, a filter 203, an oscillator 204 and a transmit/receive switch 205.
  • the antenna mounted on the railway train 10 201 emits a continuous wave microwave signal generated by the oscillator 204 at a predetermined angle. When it hits the ground, the signal is diffusely scattered by scattering bodies SK along the route 30. The backscattered signal components are superimposed on the antenna 201 and are mixed down with the transmission frequency into a baseband using the mixer 202 and then filtered using the filter 203.
  • the Figures 8 and 9 show an example of the time course of the amplitude A(t) and the frequency course of the power density spectrum P(f) of a typical Doppler signal.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf ein Verfahren zum Betrieb eines mehrgliedrigen Fahrzeugs, insbesondere Eisenbahnzugs. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass während der Fahrt des Fahrzeugs mit einem im Bereich eines vorderen Endes des Fahrzeugs angeordneten vorderen Sensor (21) eine vom jeweiligen Ort der befahrenen Strecke (30) abhängige Eigenschaft im zeitlichen Verlauf unter Bildung eines ersten Eigenschaftsverlaufs (EV1) gemessen wird, während der Fahrt des Fahrzeugs mit einem im Bereich eines hinteren Endes des Fahrzeugs angeordneten hinteren Sensor (22) die vom jeweiligen Ort der befahrenen Strecke (30) abhängige Eigenschaft im zeitlichen Verlauf unter Bildung eines zweiten Eigenschaftsverlaufs (EV2) gemessen wird, der erste und zweite Eigenschaftsverlauf (EV1, EV2) einer Korrelationsprüfung unter Bildung eines zeitlichen Abstandswerts (dT) unterzogen werden, der den zeitlichen Abstand zwischen einem zweiten Zeitpunkt (t2), an dem der hintere Sensor (22) einen vom vorderen Sensor (21) bereits zuvor passierten Ort passiert oder passiert hat, und einem ersten Zeitpunkt (t1), an dem der vordere Sensor (21) den genannten Ort bereits passiert hat, angibt, und auf der Basis des zeitlichen Abstandswerts (dT) die Länge des Fahrzeugs unter Bildung eines Längenwerts (LZ) ermittelt wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein mehrgliedriges Fahrzeug, insbesondere Eisenbahnzug; ein Verfahren zu dessen Betrieb, eine Auswerteinrichtung für ein Fahrzeug und ein Softwareprogrammprodukt für ein Fahrzeug.
  • Im Bereich der Eisenbahntechnik ist das europäische Zugbeeinflussungssystem European Train Control System (ETCS) bekannt, in dessen sogenanntem Level 3 eine Gleisfreimeldung und Zugvollständigkeitskontrolle nicht mehr durch Stellwerke, sondern durch ein sogenanntes Radio Block Centre unter Mitwirkung des Zuges erfolgen soll. Eine in Level 2 noch notwendige streckenseitige Gleisfreimeldung, beispielsweise durch Achszähler oder Gleisstromkreise, ist nicht mehr notwendig.
  • Um Eisenbahnzügen eine Fahrt in Level 3 zu ermöglichen, müssen diese über ein eigenes System zur Zugvollständigkeitskontrolle verfügen (vgl. ETCS-Spezifikation, Subset 026, 3.6.0, Abschnitt 2.6.7.2.3). Die Sicherheitsanforderungen hieran entsprechen der Sicherheitsstufe SIL4.
  • Zur Umsetzung einer zuverlässigen, robusten zugseitigen Vollständigkeitsmeldung für Züge mit variabler Zugbildung, insbesondere Güterzüge, wurden bereits unterschiedliche Verfahren diskutiert, beispielsweise Verfahren auf der Basis einer Überwachung des Drucks und des Massenstroms in der Hauptluftleitung, einer Laufzeitmessung über Ultraschall in der Hauptdruckleitung, einer zusätzlichen Verkabelung entlang des Zuges oder einer Abstandsmessung zu einem End-of-Train (EoT) Device per Funk, wie es beispielsweise in der europäischen Patentschrift EP 3 337 708 B1 beschrieben ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Betriebsverfahren anzugeben, das zumindest einen Messwert liefert, auf dessen Basis eine zuverlässige Vollständigkeitskontrolle erfolgen kann.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.
  • Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass während der Fahrt des Fahrzeugs mit einem im Bereich eines vorderen Endes des Fahrzeugs angeordneten vorderen Sensor eine vom jeweiligen Ort der befahrenen Strecke abhängige Eigenschaft im zeitlichen Verlauf unter Bildung eines ersten Eigenschaftsverlaufs gemessen wird, während der Fahrt des Fahrzeugs mit einem im Bereich eines hinteren Endes des Fahrzeugs angeordneten hinteren Sensor die vom jeweiligen Ort der befahrenen Strecke abhängige Eigenschaft im zeitlichen Verlauf unter Bildung eines zweiten Eigenschaftsverlaufs gemessen wird, der erste und zweite Eigenschaftsverlauf einer Korrelationsprüfung unter Bildung eines zeitlichen Abstandswerts unterzogen werden, der den zeitlichen Abstand zwischen einem zweiten Zeitpunkt, an dem der hintere Sensor einen vom vorderen Sensor bereits zuvor passierten Ort passiert oder passiert hat, und einem ersten Zeitpunkt, an dem der vordere Sensor den genannten Ort bereits passiert hat, angibt, und auf der Basis des zeitlichen Abstandswerts die Länge des Fahrzeugs unter Bildung eines Längenwerts ermittelt wird.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass dieses eine Längenbestimmung des Fahrzeugs in besonders einfacher Weise auch bei Kurvenfahrten ermöglicht. Der in der erfindungsgemäßen Weise ermittelte Längenmesswert kann in vorteilhafter Weise beispielsweise herangezogen werden, um die Vollständigkeit des Fahrzeugs zu überprüfen.
  • Vorzugsweise wird ein Zugvollständigkeitssignal erzeugt, wenn der Längenwert einem vorgegebenen Sollwert entspricht oder zumindest nicht über ein vorgegebenes Maß hinaus von diesem abweicht. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass ein Alarmsignal erzeugt wird, wenn der Längenwert von dem vorgegebenen Sollwert über das vorgegebene Maß hinaus abweicht.
  • Vorteilhaft ist es, wenn im Rahmen der Korrelationsprüfung mit dem ersten und zweiten Eigenschaftsverlauf eine Kreuzkorrelationsfunktion bestimmt wird und anhand der Kreuzkorrelationsfunktion der zeitliche Abstandswert ermittelt wird.
  • Die Bildung des Längenwerts schließt vorzugsweise die Multiplikation des zeitlichen Abstandswerts mit einem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs angebenden Geschwindigkeitswert ein.
  • Werden zur Messung der Eigenschaftsverläufe die Messwerte in konstanten zeitlichen Abständen erfasst, so können Beschleunigungen, bei denen die Geschwindigkeit erhöht wird, Signalstauchungen im zeitlichen Verlauf der Eigenschaftsverläufe hervorrufen; Beschleunigungen, bei denen die Geschwindigkeit reduziert wird, können Signalspreizungen im zeitlichen Verlauf der Eigenschaftsverläufe hervorrufen. Aus diesem Grunde wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Korrelationsprüfung eine Korrektur beschleunigungsbedingter Signalbeeinflussung des ersten und zweiten Eigenschaftsverlaufs umfasst, indem beschleunigungsbedingte Signalstauchungen im zeitlichen Verlauf beispielsweise rechnerseitig gespreizt und beschleunigungsbedingte Signalspreizungen beispielsweise rechnerseitig gestaucht werden.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Korrelationsprüfung zwecks Korrektur von Signalspreizungen und/oder Signalstauchungen eine Umrechnung des ersten gemessenen Eigenschaftsverlaufs in einen ersten geschwindigkeitsnormierten Eigenschaftsverlauf und eine Umrechnung des zweiten gemessenen Eigenschaftsverlaufs in einen zweiten geschwindigkeitsnormierten Eigenschaftsverlauf einschließt und die Korrelationsprüfung außerdem einschließt, mit dem ersten und zweiten geschwindigkeitsnormierten Eigenschaftsverlauf eine Kreuzkorrelationsfunktion zu bestimmen und anhand dieser Kreuzkorrelationsfunktion den zeitlichen Abstandswert zu ermitteln.
  • Die Umrechnung des ersten gemessenen Eigenschaftsverlaufs in den ersten geschwindigkeitsnormierten Eigenschaftsverlauf und die Umrechnung des zweiten gemessenen Eigenschaftsverlaufs in den zweiten geschwindigkeitsnormierten Eigenschaftsverlauf erfolgt vorzugsweise auf der Basis eines vorgegebenen Normierungsgeschwindigkeitswerts; die Bildung des Längenwerts schließt vorzugsweise die Multiplikation des zeitlichen Abstandswerts mit dem Normierungsgeschwindigkeitswert ein.
  • Alternativ kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Messung der Eigenschaftsmesswerte für den ersten und zweiten Eigenschaftsverlauf in festen örtlichen Abständen bzw. festen örtlichen Distanzen, also ortsbezogen äquidistant, erfolgt. Die Aufnahme der Messwerte ist in diesem Falle also zeitlich nicht äquidistant, sondern in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit variabel. Die Erfassung der Eigenschaftsmesswerte für den ersten und zweiten Eigenschaftsverlauf kann zum Beispiel wegimpulsgeberseitig in festen Distanzen bzw. festen örtlichen Abständen getriggert werden. Der Vorteil der letztgenannten Ausgestaltung besteht darin, dass die angesprochenen Signalstauchungen und Signalspreizungen bei Geschwindigkeitswechseln vermieden werden und auf eine diesbezügliche nachträgliche Korrektur verzichtet werden kann.
  • Der vordere Sensor ist vorzugsweise an dem ersten Wagen des mehrgliedrigen Fahrzeugs bzw. Eisenbahnzugs und der hintere Sensor vorzugsweise an dem letzten Wagen des mehrgliedrigen Fahrzeugs bzw. Eisenbahnzugs angebracht, um die Gesamtlänge besonders genau ermitteln zu können.
  • Der Geschwindigkeitswert kann gemessen bzw. aus Messwerten errechnet werden, beispielsweise unter Einbezug von gemessenen zurückgelegten Weginkrementen und diesbezüglichen Zeitintervallen, Dopplerradarmesswerten und/oder gemessenen Beschleunigungswerten.
  • Vorteilhaft ist beispielsweise, wenn der Geschwindigkeitswert mittels zweier Sensoren ermittelt wird, die in Fahrzeuglängsrichtung versetzt, aber dicht benachbart sind und vorzugsweise an unterschiedlichen Enden desselben Wagens in einem bekannten Abstand zueinander angebracht sind und jeweils eine vom jeweiligen Ort der befahrenen Strecke abhängige Eigenschaft im zeitlichen Verlauf unter Bildung von Eigenschaftsverläufen messen. Durch eine Korrelationsprüfung kann dann - wie oben im Zusammenhang mit der Längenbestimmung erläutert - ein zeitlicher Abstandswert bestimmt werden, der den zeitlichen Abstand zwischen einem zweiten Zeitpunkt, an dem der hintere der zwei letztgenannten Sensoren einen vom vorderen der zwei letztgenannten Sensoren bereits zuvor passierten Ort passiert oder passiert hat, und einem ersten Zeitpunkt, an dem der vordere der zwei letztgenannten Sensoren den genannten Ort bereits passiert hat, angibt. Auf der Basis dieses zeitlichen Abstandswerts und dem bekannten Abstand zwischen den Sensoren kann dann der Geschwindigkeitswert berechnet werden.
  • Möglich ist es also, dass zwei Sensoren zur Messung des Geschwindigkeitswerts und zwei Sensoren zur Längenmessung vorhanden sind, also vier Sensoren. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn ein Sensor eingespart wird und einer der Sensoren sowohl zur Geschwindigkeitsmessung als auch zur Längenmessung eingesetzt wird.
  • So kann der vordere der zwei zur Geschwindigkeitsmessung herangezogenen Sensoren der Sensor sein, der als der vordere Sensor für die Längenmessung verwendet wird; der hintere der zur Geschwindigkeitsmessung herangezogenen Sensoren wäre dann ein Sensor zusätzlich zu dem hinteren Sensor, der zur Längenmessung verwendet wird. Entsprechend kann alternativ der hintere der zwei zur Geschwindigkeitsmessung herangezogenen Sensoren der hintere Sensor sein, der für die Längenmessung verwendet wird; der vordere der zur Geschwindigkeitsmessung herangezogenen Sensoren wäre dann ein zusätzlicher Sensor, zusätzlich zu dem vorderen zur Längenmessung herangezogenen Sensor.
  • Die vom jeweiligen Ort der befahrenen Strecke abhängige Eigenschaft, die von den Sensoren gemessen wird, kann eine Eigenschaft eines Radarempfangssignals sein, das einen überfahrenen Boden der Strecke durchdrungen hat. Die letztgenannte Variante kann zum Beispiel auf Sensoren basieren, wie sie in der Druckschrift "Localizing Ground Penetrating RADAR: A Step Toward Robust Autonomous Ground Vehicle Localization" (Matthew Cornick, Jeffrey Koechling, Byron Stanley, and Beijia Zhang MIT Lincoln Laboratory, 244 Wood St. Lexington, Massachusetts 02420, Received 21 May 2014) beschrieben sind.
  • Alternativ oder zusätzlich können von den Sensoren zur Erzeugung der Eigenschaftsverläufe andere Eigenschaften gemessen werden, wie zum Beispiel eine Eigenschaft eines empfangenen Dopplersignals eines Gleichstrichradars, das ein Radarsignal zumindest auch in Richtung des Streckenbodens sendet, eine Eigenschaft eines Magnetfeldes, das vorzugsweise streckenseitig erzeugt und fahrzeugseitig erfasst wird, die Permeabilität einer Schiene der befahrenen Strecke und/oder die Rauigkeit der Schiene.
  • Die Ermittlung des die Länge des Fahrzeugs angebenden Längenwerts muss im Übrigen nicht allein auf der Basis einer einzige Eigenschaft erfolgen; beispielsweise können auf der Basis zweier oder mehr Eigenschaften jeweils Eigenschaftsverläufe ermittelt werden und für jede der Eigenschaften jeweils Längenwerte ermittelt werden. Sind zwei oder mehr Längenwerte vorhanden, so können diese verglichen und einer Plausibilitätsprüfung unterzogen werden. Beispielsweise kann ein Warnsignal erzeugt werden, wenn die Längenwerte über ein vorgegebenes Maß voneinander abweichen.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein mehrgliedriges Fahrzeug, insbesondere Eisenbahnzug. Erfindungsgemäß ist bezüglich des Fahrzeugs vorgesehen, dass im Bereich eines vorderen Endes des Fahrzeugs ein vorderer Sensor angeordnet ist, der eine vom jeweiligen Ort einer befahrenen Strecke abhängige Eigenschaft im zeitlichen Verlauf unter Bildung eines ersten Eigenschaftsverlaufs misst, im Bereich eines hinteren Endes des Fahrzeugs ein hinterer Sensor angeordnet ist, der die vom jeweiligen Ort der befahrenen Strecke abhängige Eigenschaft im zeitlichen Verlauf unter Bildung eines zweiten Eigenschaftsverlaufs misst, und eine mit dem ersten und zweiten Sensor in Verbindung stehende Auswerteinrichtung vorhanden ist, die den ersten und zweiten Eigenschaftsverlauf einer Korrelationsprüfung unter Bildung eines zeitlichen Abstandswerts unterzieht, der den zeitlichen Abstand zwischen einem zweiten Zeitpunkt, an dem der hintere Sensor einen vom vorderen Sensor bereits zuvor passierten Ort passiert oder passiert hat, und einem ersten Zeitpunkt, an dem der vordere Sensor den genannten Ort bereits passiert hat, angibt, und auf der Basis des zeitlichen Abstandswerts die Länge des Fahrzeugs unter Bildung eines Längenwerts ermittelt. Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Fahrzeugs und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Auswerteinrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrzeug wie oben beschrieben. Erfindungsgemäß ist bezüglich der Auswerteinrichtung vorgesehen, dass die Auswerteinrichtung dazu ausgestaltet ist, einen ersten Eigenschaftsverlauf, der von einem vorderen Sensor erfasst wurde, und einen zweiten Eigenschaftsverlauf, der von einem hinteren Sensor erfasst wurde, einer Korrelationsprüfung unter Bildung eines zeitlichen Abstandswerts zu unterziehen, der den zeitlichen Abstand zwischen einem zweiten Zeitpunkt, an dem der hintere Sensor einen vom vorderen Sensor bereits zuvor passierten Ort passiert oder passiert hat, und einem ersten Zeitpunkt, an dem der vordere Sensor den genannten Ort bereits passiert hat, angibt, und auf der Basis des zeitlichen Abstandswerts die Länge des Fahrzeugs unter Bildung eines Längenwerts zu ermitteln. Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Auswerteinrichtung und deren vorteilhafter Ausgestaltungen sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.
  • Die Auswerteinrichtung ist vorzugsweise in einen Fahrzeugrechner eines Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs, integriert.
  • Die Auswerteinrichtung umfasst vorzugsweise ein Korrelationsmodul zur Korrelationsprüfung und Bildung des zeitlichen Abstandswerts sowie ein Multiplikationsmodul zur Bildung des Längenwerts durch Multiplikation des zeitlichen Abstandswerts mit einem die Geschwindigkeit des Fahrzeugs angebenden Geschwindigkeitswert.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Softwareprogrammprodukt. Erfindungsgemäß ist bezüglich des Softwareprogrammprodukts vorgesehen, dass dieses bei Ausführung durch eine Recheneinrichtung diese dazu veranlasst, eine Auswerteinrichtung wie beschrieben zu bilden, also einen ersten Eigenschaftsverlauf, der von einem vorderen Sensor erfasst wurde, und einen zweiten Eigenschaftsverlauf, der von einem hinteren Sensor erfasst wurde, einer Korrelationsprüfung unter Bildung eines zeitlichen Abstandswerts zu unterziehen, der den zeitlichen Abstand zwischen einem zweiten Zeitpunkt, an dem der hintere Sensor einen vom vorderen Sensor bereits zuvor passierten Ort passiert oder passiert hat, und einem ersten Zeitpunkt, an dem der vordere Sensor den genannten Ort bereits passiert hat, angibt, und auf der Basis des zeitlichen Abstandswerts die Länge des Fahrzeugs unter Bildung eines Längenwerts zu ermitteln.
  • Das Softwareprogrammprodukt ist vorzugsweise in Software eines Fahrzeugrechners eines Fahrzeugs, insbesondere Schienenfahrzeugs, integriert oder zumindest auf einem solchen Fahrzeugrechner installiert. Alternativ kann es auch auf einem streckenseitigen Rechner, zu dem die Sensordaten beispielsweise per Funk übertragen werden, installiert sein. Das Softwareprogrammprodukt kann alternativ zur oben genannten Ausführungsform auch Programmbefehle zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einer der zuvor genannten Ausführungsformen aufweisen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, dabei zeigen beispielhaft:
    • Figur 1
    ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes mehrgliedriges Fahrzeug,
    Figur 2
    Eigenschaftsverläufe, die von einem vorderen und einem hinteren Sensor des Fahrzeugs gemäß Figur 1 gemessen werden,
    Figur 3
    ein Ausführungsbeispiel für eine Auswerteinrichtung des Fahrzeugs gemäß Figur 1,
    Figur 4
    eine distanzgetriggerte Messwertaufnahme zum Erzeugen von beschleunigungsunabhängigen Eigenschaftsverläufen,
    Figur 5
    eine vorteilhafte technische Realisierung der Auswerteinrichtung gemäß Figur 3,
    Figur 6
    ein weiteres Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes mehrgliedriges Fahrzeug,
    Figur 7
    ein Ausführungsbeispiel für einen Sensor, der bei den Fahrzeugen gemäß Figur 1 und 6 eingesetzt werden kann, und
    Fig. 8-10
    Messwerte des Sensors gemäß Figur 7 und eine daraus abgeleitete Kreuzkorrelationsfunktion.
  • In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • Die Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes, mehrgliedriges Fahrzeug in Form eines Eisenbahnzugs 10. Der in Fahrtrichtung F vorderste Wagen wird durch eine Lokomotive 11 gebildet; bei den übrigen Wagen kann es sich beispielsweise um Güterwagen handeln. Der letzte Wagen ist mit dem Bezugszeichen 12 gekennzeichnet.
  • An der Lokomotive 11 ist ein vorderer Sensor 21 angeordnet, der eine vom jeweiligen Ort einer befahrenen Strecke 30 abhängige Eigenschaft im zeitlichen Verlauf unter Bildung eines ersten Eigenschaftsverlaufs EV1 misst. Bei der Eigenschaft kann es sich beispielsweise um eine Eigenschaft einer Schiene der befahrenen Strecke handeln, beispielsweise um die Permeabilität oder Rauigkeit der Schiene.
  • Im Bereich des in Fahrtrichtung F gesehen letzten Wagens 12 ist ein hinterer Sensor 22 angeordnet, der dieselbe Eigenschaft wie der vordere Sensor 21 misst und einen zweiten Eigenschaftsverlauf EV2 erfasst.
  • Mit dem ersten und zweiten Sensor steht beispielsweise über Funk eine Auswerteinrichtung 40 in Verbindung, die bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 in der Lokomotive 11 angeordnet ist; die Auswerteinrichtung 40 könnte sich alternativ auch in einem anderen Wagen des Eisenbahnzugs 10 befinden.
  • Ein Ausführungsbeispiel für eine Auswerteinrichtung 40 ist in Figur 3 gezeigt, sodass bezüglich der Arbeitsweise der Auswerteinrichtung 40 gemäß Figur 1 nachfolgend parallel auch Bezug auf die Figur 3 genommen wird.
  • Die Figur 2 zeigt beispielhaft den ersten und zweiten Eigenschaftsverlauf EV1 und EV2 über der Zeit t unter der Annahme, dass der Eisenbahnzug 10 in dem dargestellten Zeitfenster mit konstanter Geschwindigkeit fährt. Es lässt sich erkennen, dass der erste Eigenschaftsverlauf EV1 und der zweite Eigenschaftsverlauf EV2 zeitlich versetzt sind bzw. einen zeitlichen Abstand aufweisen; der zeitliche Abstandswert dT wird durch einen zweiten Zeitpunkt t2, an dem der hintere Sensor 22 einen vom vorderen Sensor 21 bereits zuvor passierten Ort passiert oder passiert hat, und einem ersten Zeitpunkt t1, an dem der vordere Sensor 21 den genannten Ort bereits passiert hat, definiert.
  • Die Auswerteinrichtung 40 wertet die beiden Eigenschaftsverläufe EV1 und EV2 aus, indem sie diese einer Korrelationsprüfung unterzieht; eine solche Korrelationsprüfung kann beispielsweise in einem Korrelationsmodul 41 (vgl. Figur 3) der Auswerteinrichtung 40 erfolgen. Im Rahmen der Korrelationsprüfung kann das Korrelationsmodul 41 beispielsweise mit den beiden Eigenschaftsverläufen EV1 und EV2 eine Kreuzkorrelationsfunktion bilden und mit dieser den zeitlichen Versatz bzw. den zeitlichen Abstandswert dT ermitteln.
  • Auf der Basis des zeitlichen Abstandswerts dT errechnet die Auswerteinrichtung 40 nachfolgend die Länge des Eisenbahnzugs 10 unter Bildung eines Längenwerts LZ; beispielsweise kann ein Multiplikationsmodul 42 der Auswerteinrichtung 40 den zeitlichen Abstandswert dT mit einem die Geschwindigkeit des Eisenbahnzugs 10 angebenden Geschwindigkeitswert V multiplizieren, um den Längenwert LZ zu errechnen gemäß LZ = V ⋅ dT
    Figure imgb0001
  • Ein Prüfmodul 43 (vgl. Figur 3) der Auswerteinrichtung 40 erzeugt ein Zugvollständigkeitssignal Sv, wenn der Längenwert LZ einem vorgegebenen Sollwert LZsoll entspricht oder zumindest nicht über ein vorgegebenes Maß hinaus von diesem abweicht. Weicht der Längenwert LZ von dem Sollwert LZsoll über das vorgegebene Maß hinaus ab, weil beispielsweise eine Zugtrennung stattgefunden hat und der letzte Wagen 12 von der Lokomotive 11 abgetrennt ist, so erzeugt es ein Alarmsignal Sa.
  • Im Zusammenhang mit der Figur 2 wurde von dem beispielhaften Fall ausgegangen, dass der Eisenbahnzug 10 mit konstanter Geschwindigkeit fährt, sodass die Sensoren 41 und 42 bei konstanter zeitlicher Messfrequenz jeweils örtlich äquidistant abgetastete Messwerte erfassen. Im Falle von Geschwindigkeitsschwankungen durch Beschleunigungen oder Verzögerungen kann es jedoch zu Streckungen und Stauchungen im Signalverlauf kommen. Beispielsweise im Falle einer Beschleunigung eines langen Zuges wird das Zugende eine Stelle, die zuvor von der Zugspitze passiert wurde, mit einer deutlich höheren Geschwindigkeit passieren als die Zugspitze, sodass - bei konstanter zeitlicher Abtastfrequenz - die Messwerte des zweiten Eigenschaftsverlaufs EV2 an dieser Stelle örtlich weiter auseinander liegen als im ersten Eigenschaftsverlauf EV1; im Zeitbereich wirkt sich das als Signalstauchung aus.
  • Um den Effekt der beschleunigungsbedingten Signalverzerrung zu vermeiden, können beispielsweise Wegimpulsgeber eingesetzt werden, die die Messwertaufnahme örtlich triggern. Zum Beispiel kann mit einem Wegimpulsgeber die Drehung eines Rades erfasst werden und jeweils ein Impuls erzeugt werden, wenn ein Weginkrement vorgegebener Länge gefahren wurde. Bei hinreichend großer messtechnischer Auflösung des Wegimpulsgebers kann die Messdatenerfassung für die Eigenschaftsverläufe unmittelbar über die Pulse eines solchen Wegimpulsgebers ausgelöst werden, sodass die Messungen nicht mehr zeitlich äquidistant sind, sondern örtlich äquidistant über dem zurückgelegten Weg vorliegen; Beschleunigungen des Fahrzeugs haben bei einer solchen örtlich äquidistanten Messwerterfassung keinen Einfluss auf die Eigenschaftsverläufe EV1 und EV2, sodass eine nachträgliche Korrektur nicht nötig ist.
  • Die Figur 4 zeigt beispielhaft eine ortsbezogene bzw. distanzgetriggerte Messdatenerfassung über der Zeit t und über der Ortskoordinate x. Durch die wegimpulsgebergesteuerte Messwerterfassung wird eine örtliche Signalverzerrung vermieden, die dabei auftretende zeitliche Signalverzerrung spielt keine Rolle.
  • Alternativ kann zur Kompensation oder Vermeidung von Signalverzerrungen vorgesehen sein, zu jedem Messzeitpunkt t(k) neben dem eigentlichen Messwert auch die Fahrzeuggeschwindigkeit v(k) zu erfassen. Bei einem Schienenfahrzeug kann bei hohen Abtastraten über 1kHz das Bewegungsmodell mit konstanter Beschleunigung angesetzt werden. Das zwischen zwei Messungen zurückgelegte Weginkrement s(k) ergibt sich mit: s k = v k + v k − 1 / 2 * t k − t k − 1 .
    Figure imgb0002
  • Durch Summation der Weginkremente ergibt sich der Weg. Wird das gemessene Signal nun über dem Weg abgebildet, so ist es entzerrt, also von Beschleunigung und Geschwindigkeitsänderung befreit.
  • Die Figur 5 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung der Auswerteinrichtung 40 gemäß Figur 2. Die Auswerteinrichtung 40 umfasst eine Recheneinrichtung 410 und einen Speicher 420. In dem Speicher 420 ist ein Softwareprogrammprodukt SPM abgespeichert, das bei Ausführung durch eine Recheneinrichtung 410 diese dazu veranlasst, die oben beschriebenen Funktionen der Auswerteinrichtung 40 auszuüben.
  • Das Softwareprogrammprodukt SPM umfasst ein Korrelationssoftwaremodul M41, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 410 das oben beschriebene Korrelationsmodul 41 bildet, ein Multiplikationssoftwaremodul M42, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 410 das oben beschriebene Multiplikationsmodul 42 bildet, und ein Prüfmodulsoftwaremodul M43, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 410 das oben beschriebene Prüfmodulmodul 43 bildet.
  • Die Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Eisenbahnzug 10. Der Eisenbahnzug 10 gemäß Figur 6 entspricht dem Eisenbahnzug 10 gemäß Figur 1 mit dem Unterschied, dass ein dritter Sensor 23 vorhanden ist, der die vom Ort der befahrenen Strecke 30 abhängige Eigenschaft im zeitlichen Verlauf unter Bildung eines dritten Eigenschaftsverlaufs EV3 misst.
  • Der dritte Sensor 23 ist an der Lokomotive 11 angeordnet und weist somit einen im Vergleich zur Zuglänge LZ kleinen Sensorabstand LS zu dem vorderen Sensor 21 auf, so dass Geschwindigkeitsänderungen zu keinen relevanten Signalverzerrungen führen. Anhand des ersten und dritten Eigenschaftsverlaufs EV1 und EV3 kann die Auswerteinrichtung 40 die Geschwindigkeit des Eisenbahnzugs 10 unter Bildung eines Geschwindigkeitswerts V ermitteln, indem sie den Sensorabstand LS durch den Zeitversatz zwischen dem ersten Eigenschaftsverlauf EV1 und dem dritten Eigenschaftsverlauf EV3 teilt gemäß V = LS / ZV 13
    Figure imgb0003
     wobei ZV13 den Zeitversatz zwischen dem ersten Eigenschaftsverlauf EV1 und dem dritten Eigenschaftsverlauf EV3 bezeichnet.
  • Der Geschwindigkeitswert V kann gemeinsam mit dem ersten und zweiten Eigenschaftsverlauf EV1 und EV2 zur Berechnung des Längenwerts LZ herangezogen werden, wie dies oben erläutert wurde. Die Ermittlung des Zeitversatzes ZV13 kann genauso erfolgen, wie dies oben im Zusammenhang mit den Eigenschaftsverläufen EV1 und EV2 zur Bestimmung des zeitlichen Abstandswerts dT erläutert wurde.
  • Die Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Sensor 200, der als vorderer Sensor 21, hinterer Sensor 22 oder dritter Sensor 23 eingesetzt werden kann.
  • Der Sensor umfasst unter anderem eine Antenne 201, einen Mischer 202, ein Filter 203, einen Oszillator 204 und eine Sende-/Empfangsweiche 205. Die am Eisenbahnzug 10 montierte Antenne 201 strahlt ein von dem Oszillator 204 erzeugtes "continuous wave"-Mikrowellensignal unter einem vorgegebenen Winkel aus. Bei Auftreffen auf dem Untergrund wird das Signal diffus an Streukörpern SK der Strecke 30 gestreut. Die zurückgestreuten Signalanteile überlagern sich an der Antenne 201 und werden mittels des Mischers 202 mit der Sendefrequenz in ein Basisband heruntergemischt und anschließend mit dem Filter 203 gefiltert. Im Stillstand ergibt sich eine konstante Phasenlage, in Fahrt ergibt sich eine Relativbewegung der Streukörper SP zur Antenne 201, wodurch eine kontinuierliche Änderung der Phasenlage auftritt. Die Figuren 8 und 9 zeigen beispielhaft den Zeitverlauf der Amplitude A(t) und den Frequenzverlauf des Leistungsdichtespektrums P(f) eines typischen Dopplersignals.
  • In Figur 10 ist exemplarisch das Ergebnis der Kreuzkorrelation K12(n) zweier in Fahrzeuglängsrichtung hintereiander erfasster Dopplersignale (für Realteil RT und Imginärteil IT) über den Abtastwerten n dargestellt. In den Signalverläufen sind lokale Minima und Maxima zu sehen. Um das globale Maximum zu finden, bietet es sich an, die Hüllkurve HK zu bilden. Anhand der Hüllkurve kann der zeitliche Abstand dT ermittelt werden.
  • Abschließend sei erwähnt, dass die Merkmale aller oben beschriebenen Ausführungsbeispiele untereinander in beliebiger Weise kombiniert werden können, um weitere andere Ausführungsbeispiele der Erfindung zu bilden.
  • Auch können alle Merkmale von Unteransprüchen jeweils für sich mit jedem der nebengeordneten Ansprüche kombiniert werden, und zwar jeweils für sich allein oder in beliebiger Kombination mit einem oder anderen Unteransprüchen, um weitere andere Ausführungsbeispiele zu erhalten.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Betrieb eines mehrgliedrigen Fahrzeugs, insbesondere Eisenbahnzugs (10),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - während der Fahrt des Fahrzeugs mit einem im Bereich eines vorderen Endes des Fahrzeugs angeordneten vorderen Sensor (21) eine vom jeweiligen Ort der befahrenen Strecke (30) abhängige Eigenschaft im zeitlichen Verlauf unter Bildung eines ersten Eigenschaftsverlaufs (EV1) gemessen wird,
    - während der Fahrt des Fahrzeugs mit einem im Bereich eines hinteren Endes des Fahrzeugs angeordneten hinteren Sensor (22) die vom jeweiligen Ort der befahrenen Strecke (30) abhängige Eigenschaft im zeitlichen Verlauf unter Bildung eines zweiten Eigenschaftsverlaufs (EV2) gemessen wird,
    - der erste und zweite Eigenschaftsverlauf (EV1, EV2) einer Korrelationsprüfung unter Bildung eines zeitlichen Abstandswerts (dT) unterzogen werden, der den zeitlichen Abstand zwischen einem zweiten Zeitpunkt (t2), an dem der hintere Sensor (22) einen vom vorderen Sensor (21) bereits zuvor passierten Ort passiert oder passiert hat, und einem ersten Zeitpunkt (t1), an dem der vordere Sensor (21) den genannten Ort bereits passiert hat, angibt, und
    - auf der Basis des zeitlichen Abstandswerts (dT) die Länge des Fahrzeugs unter Bildung eines Längenwerts (LZ) ermittelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - ein Zugvollständigkeitssignal (Sv) erzeugt wird, wenn der Längenwert (LZ) einem vorgegebenen Sollwert (LZsoll) entspricht oder zumindest nicht über ein vorgegebenes Maß hinaus von diesem abweicht, und/oder
    - ein Alarmsignal (Sa) erzeugt wird, wenn der Längenwert (LZ) von dem vorgegebenen Sollwert (LZsoll) über das vorgegebene Maß hinaus abweicht.
  3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Korrelationsprüfung einschließt, mit dem ersten und zweiten Eigenschaftsverlauf (EV1, EV2) eine Kreuzkorrelationsfunktion (K12) zu bestimmen und anhand der Kreuzkorrelationsfunktion (K12) den zeitlichen Abstandswert (dT) zu ermitteln.
  4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bildung des Längenwerts (LZ) die Multiplikation des zeitlichen Abstandswerts (dT) mit einem Geschwindigkeitswert (V) einschließt.
  5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Korrelationsprüfung eine Korrektur beschleunigungsbedingter Signalbeeinflussung des ersten und zweiten Eigenschaftsverlaufs (EV1, EV2) umfasst,
    - indem beschleunigungsbedingte Signalstauchungen im zeitlichen Verlauf rechnerseitig gespreizt und beschleunigungsbedingte Signalspreizungen rechnerseitig gestaucht werden.
  6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die vom jeweiligen Ort der befahrenen Strecke (30) abhängige Eigenschaft, die von dem vorderen und hinteren Sensor (21, 22) gemessen wird, eine Eigenschaft eines Radarempfangssignals ist, das einen überfahrenen Boden der Strecke (30) durchdrungen hat.
  7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die vom jeweiligen Ort der befahrenen Strecke (30) abhängige Eigenschaft, die von dem vorderen und hinteren Sensor (21, 22) gemessen wird, eine Eigenschaft eines empfangenen Dopplersignals eines Gleichstrichradars, der ein Radarsignal zumindest auch in Richtung des Streckenbodens sendet, ist.
  8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die vom jeweiligen Ort der befahrenen Strecke (30) abhängige Eigenschaft, die von dem vorderen und hinteren Sensor (21, 22) gemessen wird, eine Eigenschaft eines Magnetfeldes ist.
  9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die vom jeweiligen Ort der befahrenen Strecke (30) abhängige Eigenschaft, die von dem vorderen und hinteren Sensor (21, 22) gemessen wird, die Permeabilität einer Schiene der befahrenen Strecke (30) ist.
  10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die vom jeweiligen Ort der befahrenen Strecke (30) abhängige Eigenschaft, die von dem vorderen und hinteren Sensor (21, 22) gemessen wird, die Rauigkeit einer Schiene der befahrenen Strecke (30) ist.
  11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Eigenschaftsmesswerte für den ersten und zweiten Eigenschaftsverlauf (EV1, EV2) in festen räumlichen Distanzen erfolgt.
  12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Korrelationsprüfung eine Umrechnung des ersten gemessenen Eigenschaftsverlaufs (EV1) in einen ersten geschwindigkeitsnormierten Eigenschaftsverlauf und eine Umrechnung des zweiten gemessenen Eigenschaftsverlaufs (EV1) in einen zweiten geschwindigkeitsnormierten Eigenschaftsverlauf einschließt und
    - die Korrelationsprüfung außerdem einschließt, mit dem ersten und zweiten geschwindigkeitsnormierten Eigenschaftsverlauf eine Kreuzkorrelationsfunktion zu bestimmen und anhand der Kreuzkorrelationsfunktion den zeitlichen Abstandswert (dT) zu ermitteln.
  13. Mehrgliedriges Fahrzeug, insbesondere Eisenbahnzug (10), dadurch gekennzeichnet, dass
    - im Bereich eines vorderen Endes des Fahrzeugs ein vorderer Sensor (21) angeordnet ist, der eine vom jeweiligen Ort einer befahrenen Strecke (30) abhängige Eigenschaft im zeitlichen Verlauf unter Bildung eines ersten Eigenschaftsverlaufs (EV1) misst,
    - im Bereich eines hinteren Endes des Fahrzeugs ein hinterer Sensor (22) angeordnet ist, der die vom jeweiligen Ort der befahrenen Strecke (30) abhängige Eigenschaft im zeitlichen Verlauf unter Bildung eines zweiten Eigenschaftsverlaufs (EV2) misst, und
    - eine mit dem ersten und zweiten Sensor (21, 22) in Verbindung stehende Auswerteinrichtung (40) vorhanden ist, die
    - den ersten und zweiten Eigenschaftsverlauf (EV1, EV2) einer Korrelationsprüfung unter Bildung eines zeitlichen Abstandswerts (dT) unterzieht, der den zeitlichen Abstand zwischen einem zweiten Zeitpunkt (t2), an dem der hintere Sensor (22) einen vom vorderen Sensor (21) bereits zuvor passierten Ort passiert oder passiert hat, und einem ersten Zeitpunkt (t1), an dem der vordere Sensor (21) den genannten Ort bereits passiert hat, angibt, und
    - auf der Basis des zeitlichen Abstandswerts (dT) die Länge des Fahrzeugs unter Bildung eines Längenwerts (LZ) ermittelt.
  14. Auswerteinrichtung (40) für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrzeug nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Auswerteinrichtung (40) dazu ausgestaltet ist, einen ersten Eigenschaftsverlauf (EV1), der von einem vorderen Sensor (21) erfasst wurde, und einen zweiten Eigenschaftsverlauf (EV2), der von einem hinteren Sensor (22) erfasst wurde, einer Korrelationsprüfung unter Bildung eines zeitlichen Abstandswerts (dT) zu unterziehen, der den zeitlichen Abstand zwischen einem zweiten Zeitpunkt (t2), an dem der hintere Sensor (22) einen vom vorderen Sensor (21) bereits zuvor passierten Ort passiert oder passiert hat, und einem ersten Zeitpunkt (t1), an dem der vordere Sensor (21) den genannten Ort bereits passiert hat, angibt, und auf der Basis des zeitlichen Abstandswerts (dT) die Länge des Fahrzeugs unter Bildung eines Längenwerts (LZ) zu ermitteln.
  15. Softwareprogrammprodukt (SPM),
    dadurch gekennzeichnet, dass das Softwareprogrammprodukt (SPM) bei Ausführung durch eine Recheneinrichtung (410) diese dazu veranlasst, eine Auswerteinrichtung (40) nach Anspruch 14 zu bilden.
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