EP4378793A1 - Method for determining a speed value of a track-guided vehicle - Google Patents
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- EP4378793A1 EP4378793A1 EP22210768.2A EP22210768A EP4378793A1 EP 4378793 A1 EP4378793 A1 EP 4378793A1 EP 22210768 A EP22210768 A EP 22210768A EP 4378793 A1 EP4378793 A1 EP 4378793A1
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Definitions
- the invention relates to a method for determining a speed value of a track-guided vehicle, in which measured values obtained when driving over at least one track-side device are evaluated with the aid of a computer.
- the invention also relates to a method for operating a railroad crossing.
- the invention also relates to a method for predicting a time of arrival of a track-guided vehicle at a track-related reference point and a method for predicting a time of departure of a track-guided vehicle from a track-related reference point.
- the invention relates to a computer program and a device for providing this computer program, the computer program 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 track device, taking into account a speed measurement value recorded by a wheel sensor (also known as an axle counter) when the rail vehicle enters the switch-on section of the railway safety system.
- a wheel sensor also known as an axle counter
- the speed measurement value is used to check whether a correction time for forwarding a message from one track device to an associated railway safety arrangement should be set in accordance with the speed measurement value.
- a set correction time is then checked to see whether it should remain effective depending on at least one other influencing variable of the rail vehicle that determines the travel time.
- pattern recognition of rail vehicles can be carried out using wheel sensors, meaning that train types can be identified based on determined axle distances.
- a level crossing can also be operated with an optimized closing time based on knowledge of the train types, 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 properties of the train with sufficient certainty without the (exclusive) use of wheel sensors so that a level crossing can be operated with an optimized closing time.
- a method and a device suitable for applying the method are to be specified.
- the object of the invention is to specify a computer program product and a provision device for this computer program product with which the aforementioned method can be carried out.
- a first track circuit and a second track circuit following in the direction of travel of the vehicle are used as trackside devices, wherein the speed value is determined by calculating for the first track circuit the quotient of the length of the first track circuit and the time difference between the time the vehicle enters the first track circuit and the time the vehicle enters the second track circuit, and/or for the second track circuit the quotient of the length of the second track circuit and the time difference between the time the vehicle exits the first track circuit and the time the vehicle exits the second track circuit.
- the speed value does not necessarily reflect the actual speed of the vehicle. Rather, it is an estimate that contains certain uncertainties due to the calculation formulas used.
- the speed value is advantageously calculated in such a way that it is correlated with an average speed of the vehicle in the area of the relevant track circuit.
- the speed value according to the invention does not necessarily mean a real speed indication. Although this can be a speed indication that has a positive sign, it is merely a convention that makes the speed value easier to evaluate by the human mind.
- the question, for example, of whether the length of the track circuit is in the numerator or the denominator when forming the quotient is irrelevant for the method according to the invention.
- the unit of the speed value corresponds to a speed indication if the length of the track circuit is in the numerator. Otherwise, the reciprocal of a speed indication results, which can, however, be evaluated in the same way in the further process.
- the determination method according to the invention has the advantage that a speed value can be determined using track circuits.
- the invention uses a principle of not only evaluating the occupancy information of the track circuits independently of one another, as is usual for determining occupancy information, but also using measurable characteristic quantities of successive track circuits to calculate values such as the speed value already mentioned (preferably also a value for the time at which the start of the vehicle passes through the middle of the track circuit in question, a value for the time at which the start of the vehicle passes through the middle of the track section formed jointly by the first and second track circuits, an acceleration value for a vehicle traveling through the first and second track sections or for the length of the vehicle; more on these values below).
- the start of the vehicle is preferably located by entering a track circuit and the end of the vehicle by exiting a track circuit, since the position of the track circuit on the route is known. Therefore, the start of the vehicle is represented by the first axle of the vehicle as seen in the direction of travel and the end of the vehicle is represented by the last axle of the vehicle as seen in the direction of travel. Overhangs of the vehicle can, however, be taken into account in a known manner by the respective distance of the actual start of the vehicle from the first axle and the actual end of the vehicle from the last axle if a higher accuracy for determining the location of the vehicle is required in certain applications. becomes.
- the simplest use case is to monitor the speed of the vehicle using the method according to the invention.
- the method according to the invention can also be used in pairs for consecutive track circuits, whereby a speed profile can be created for the vehicle even over longer sections of track (more on this below).
- “computer-aided” or “computer-implemented” can be understood to mean an implementation of a method in which at least one computer or processor carries out at least one method step of the method.
- a "computing environment” can be understood as an IT infrastructure consisting of components such as computers, storage units, programs and data to be processed with the programs, which are used to execute at least one application that has to fulfill a task.
- the IT infrastructure can in particular also consist of a network of the components mentioned.
- a "computing instance” can be understood as a functional unit within a computing environment that can be assigned to an application (given, for example, by a number of program modules) and can execute it. When the application is executed, this functional unit forms a physically (for example, computer, processor) and/or virtually (for example, program module) self-contained system.
- Computers can be, for example, clients, servers, handheld computers, communication devices and other electronic devices for data processing, which can have processors and storage units and can also be connected to a network via interfaces.
- a "processor” can be understood as, 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 and data.
- CPU Central Processing Unit
- a processor can also be understood as a virtualized processor or a soft CPU.
- a “storage unit” in connection with the Invention can be understood as, for example, a computer-readable memory in the form of a working memory (Random-Access Memory, RAM) or data storage (hard disk or data carrier).
- RAM Random-Access Memory
- data storage hard disk or data carrier
- Program modules are to be understood as individual software functional units that enable a program sequence of method steps according to the invention. These software functional units can be implemented in a single computer program or in several computer programs that communicate with each other. The interfaces implemented here can be implemented in software within a single processor or in hardware if several processors are used.
- Interfaces can be implemented in hardware terms, for example wired or as a radio connection, and/or in software terms, for example as interaction between individual program modules of one or more computer programs.
- the first track circuit and the second track circuit do not directly abut one another and a distance between the first track circuit and the second track circuit is added to the length of the first track circuit and/or to the length of the second track circuit when calculating the speed.
- the principle according to the invention for determining the speed value (and the other values mentioned) consists in comparing the events determined by adjacent track circuits.
- the events are, for example, entry into the first track circuit as seen in the direction of travel and entry into the second track circuit (generation of occupancy reports) as well as exit from the first circuit as seen in the direction of travel and the second track circuit (generation of vacancy reports).
- Adjacent means that the track circuits follow one another. However, this does not necessarily mean that they are directly adjacent to one another. However, if the adjacent track circuits are not directly adjacent to one another, the distance between them must be taken into account for further calculations when it comes to the distance covered between the events mentioned. This is then not only determined by the respective length of the track circuits, but also by the distance between the two track circuits, because each event is determined by the subsequent track circuit.
- the advantage if the adjacent track circuits do not have to be directly adjacent to one another is that existing track circuits whose position has already been determined can also be included in the method according to the invention if they are at a distance from one another or from track circuits newly added for the purpose of the method according to the invention.
- the track circuits newly added for the purpose of the method, which are simultaneously intended to serve another purpose that requires a specific position of the track circuit, can also be provided at a distance from the adjacent track circuits. This can advantageously reduce the number of track circuits to be installed.
- the determined times of the center crossing can be used advantageously for further calculations. But it is also possible to use the time of the center crossing to estimate the remaining distance that the vehicle has to cover to reach a reference point.
- the center of a section of track formed by a track circuit is known if the characteristic data of the track circuit, i.e. its length and its position on the track, are known.
- the center crossing refers to the track section formed jointly by the first track circuit and the second track circuit.
- the principle according to the invention is based on the fact that two adjacent track circuits are used together to enable an evaluation that goes beyond the scope of the evaluation options available for a single circuit. If the center crossing is related to the said pair of track circuits, in other words, it is standardized for further calculations that also require the evaluation of both circuits (more on this below).
- the respective point in time of the middle passage of the relevant section of road is determined for the presence of the at least one speed value.
- this is a way of using the time of the middle crossing to relate other calculated values to a specific time.
- this time coincides with a presumed event at that very time, namely a defined location for a defined vehicle point (vehicle start, vehicle middle, vehicle end).
- vehicle start, vehicle middle, vehicle end a defined location for a defined vehicle point (vehicle start, vehicle middle, vehicle end).
- vehicle start, vehicle middle, vehicle end a defined location for a defined vehicle point
- vehicle start vehicle start, vehicle middle, vehicle end
- the location is presumed because the actual location depends on the actual speed of the vehicle. This is not necessarily constant, and when passing through the track circuit, no statements can be made about how the speed changes during the passage due to occurring Accelerations of the vehicle are developed (braking processes are to be understood as negative acceleration in this sense). More on error analysis below.
- forecasts can be calculated on this basis as to when the vehicle will arrive at a specific reference point.
- the distance of the reference point from the location of the middle crossing is taken into account, whereby the time when the vehicle will arrive at the reference point can be easily calculated based on a constant speed. This opens up possibilities for controlling train traffic more precisely, whereby the accuracy of the forecast can be taken into account.
- a speed value is determined for the first track circuit and for the second track circuit
- an acceleration value for the vehicle that has passed through the first track circuit and the second track circuit is determined by calculating the quotient of the difference between the speed of the vehicle in the first track circuit and the speed of the vehicle in the second track circuit and the difference between the time of the center passage of the vehicle start in the first track circuit and the time of the center passage of the vehicle end in the second track circuit.
- the acceleration value can be used to improve the prediction of when the vehicle will arrive at a reference point. If the acceleration value of the vehicle is known as soon as it leaves the two track circuits that were used to calculate the acceleration value, a model can be created of how the speed of the vehicle is likely to develop. This is more accurate than if only the speed of the vehicle were taken into account. For example, a vehicle, which is currently accelerating (positively) will not initially slow down, and vice versa. From this, correction factors can be calculated that would not be available if only the speed (see above) were taken into account.
- a length value for the vehicle is determined by calculating half the product of the difference between the time at which the vehicle leaves the first track circuit and the time at which the vehicle enters the second track circuit and the sum of the speed of the vehicle in the first track circuit and the speed of the vehicle in the second track circuit.
- the length of the vehicle can be determined by using two track circuits according to the invention.
- the first track circuit is directly connected to the second track circuit, a point is created at the transition point at which the time at which the front of the train passes and the end of the train passes can be determined directly.
- the speed which can also be calculated using the track circuits, it is then possible to determine the length of the train.
- the speeds determined by the first track circuit and the second track circuit are taken into account together (added and divided by two).
- the first track circuit and the second track circuit have the same length.
- both track circuits have the same length, the measurement results generated by the two track circuits are advantageously more comparable. This improves the significance of the values, which, as already mentioned, are only estimates. For example, the speed determined by taking both track circuits into account (see above) is more meaningful if the two speed values were obtained in a comparable way due to track circuits of the same length.
- the first track circuit and the second track circuit are at most 100 m long, preferably at most 50 m long.
- the track circuits are, the more accurate the values determined are. In other words, uncertainties that arise, for example, due to an acceleration state of the vehicle traveling through the track circuit can be advantageously minimized.
- the task according to the invention can be better accomplished if the track circuits are designed to be as short as possible.
- the first track circuit and the second track circuit belong to a sequence of more than two track circuits and that, for carrying out the method in the direction of travel of the vehicle, two adjacent track circuits are used alternately as the first track circuit and as the second track circuit.
- the adjacent track circuits that the vehicle has just passed over take on the function of the first track circuit and the second track circuit in the sense of the invention.
- these move with the vehicle and with the first track circuit and the second track circuit, provided that they are used in the implementation of the method according to the invention.
- the terms zeroth track circuit, first track circuit, second track circuit, third track circuit chosen in the context of this description of the invention do not name specific track circuits on the route, but refer to the track circuits currently involved in the implementation of the method.
- the order of the numbering corresponds to the direction of travel of the vehicle.
- the determination of the values mentioned is based on model ideas, whereby the determined values deviate from the model ideas due to possible actual deviations, in particular the speed development (speed, acceleration) of the vehicle when passing the 1st track circuit and the 2nd track circuit.
- the possible deviations are to be estimated below, whereby a worst case scenario is also assumed for this purpose. The following considerations are decisive for this
- the model for determining the speed is accurate and the error is, at least theoretically, 0. This also applies if the acceleration of the vehicle is constant while crossing the relevant track circuit is constant. However, a maximum error would be expected if the vehicle brakes (negatively accelerates) on the first half of the track while crossing the track circuit and accelerates (positively), or vice versa, i.e. accelerates on the first half of the track and brakes on the second half of the track. In the first case, the actual speed is below the speed calculated using the model and in the second case it is above the speed calculated using the model. In other words, in the two cases considered, only the sign of the error changes.
- the method according to the invention becomes less accurate if the vehicle only travels at 50 km/h, for example. In this case, deviations of around 10% would be expected. Even if the track circuits for vehicles traveling at speeds of over 100 km/h were 500 m long, for example, the deviation would be around 10%.
- a track element is generally understood to mean track equipment that is installed along the track. This also includes sensors that are suitable for recording measurement data.
- the closing time of a level crossing is strictly speaking the time at which it is closed, not the period for which the level crossing is to remain closed.
- a level crossing preferably the entrance area of a level crossing, can be considered a reference point in the sense of the invention. Therefore, the method according to the invention can also be used, among other things, to adapt the closing time of a level crossing as precisely as possible to the vehicle approaching the level crossing. According to the invention, the determined speed values, the acceleration value and the train length can be used for this. The statements are preferably related to the time at which the vehicle passes through the middle of the first or second track circuit.
- the reference point for a route object in the form of a level crossing or a platform or a switch or a group of switches or a route section or a route is specified.
- the reference point designates the route-related start or the route-related middle or the route-related end of the route object.
- different areas of the track object can be used as a reference point. It is important that the reference point is clearly identified in order to enable a route estimate based on the track circuits involved in the method according to the invention.
- a provision device for storing and/or providing the computer program.
- the provision device is, for example, a storage unit that stores and/or provides the computer program.
- 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 preferably in the form of a data stream.
- the provision takes place in the form of a program data set 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.
- This provision can also take place, for example, as a partial download consisting of several parts.
- Such a computer program is read into a system, for example, using the provision device, so that the method according to the invention is carried out on a computer.
- the exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention.
- the components of the embodiments described each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also develop the invention independently of one another and are therefore to be considered as part of the invention individually or in a combination other than that shown.
- 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 track object designed as a level crossing BU (the level crossing is only shown here as an example as a track object, another track object could also be used).
- a first track circuit TC1 and a second track circuit TC2 are installed on track GL, which are set up in a conventional manner to generate free and occupied messages for the relevant section of track GL.
- the track circuits are arranged one after the other in the direction of travel of the trains and are directly adjacent to one another. They are also short, namely less than 50 m, so that they generate a measurement signal one after the other in a short time sequence.
- These measurement signals can now be used in the manner according to the invention to at least approximately determine the direction of travel FR of the train and the speed v of the train. More on this below.
- the actual speed v and the actual acceleration a of the train are indicated in figure one, in which the unit symbols mentioned are entered in figure one. It should be mentioned at this point that the actual speed is not to be determined using the method according to the invention, but can only be estimated using the track circuits.
- the track circuit TC1 is connected to the signal box SW via a first interface S1 and the second track circuit TC2 is connected to it via a second interface S2, more precisely to a first computer CP1 in this signal box.
- the first computer CP1 also has a seventh interface S7 for the level crossing BU.
- the first computer CP1 is also connected to a first storage unit SE1 via a sixth interface S6.
- a fourth interface S4 with a second computer CP2, which is connected to a second storage device SE2 via an eighth interface S8.
- the above-mentioned interfaces can be either wired (as shown) or radio interfaces, although in the latter case the antenna technology required to create radio interfaces is not shown.
- the axles of the vehicle FZ first pass the first track circuit TC1 and then the second track circuit TC2.
- the recorded measured values can be transmitted to the first computer CP1 via the first interface S1 and the second interface S2, whereby the first computer CP1 is set up to carry out the method according to the invention.
- the first computer CP1 can also directly control the level crossing BU. Another possibility is that the first computer CP1 can be connected to another computer (in Figure 1 not shown), which is used via another interface to control the level crossing BU.
- Figure 1 only the first track circuit TC1 and the second track circuit TC2 are shown. These two track circuits are sufficient to carry out the method according to the invention. These two track circuits can, as in Figure 1 shown, in the approach area of a level crossing BU. This can be useful if axle counters are otherwise arranged in the track to generate occupancy and clearance reports. However, it is also possible for further track circuits to be arranged both before and after the track circuits TC1, TC2. These make it possible in particular to record further measurement data for the method according to the invention and to continuously use new adjacent track circuits in pairs for the method for vehicles FZ moving in the direction of travel. The other track circuits (not shown) are alternately used as the first track circuit TC1 and the second Track circuit TC2 and, if required, also zeroth track circuit TC0 and third track circuit TC3 are used.
- FIG 2 different positions of the vehicle FZ on the track GL are shown. Since these are shown at different times, a timeline t is shown as a z-axis to the left of the situations and an x-axis of a path-time diagram is shown for the path x.
- the transition points of the individual track circuits are shown in Figure 2 represented by circles on the GL track.
- the zeroth track circuit extends from X0 to X1 and has a length L0
- the second track circuit extends from X1 to X2 and has a length L1
- the third track circuit extends from X2 to X3 and has a length L2
- the fourth track circuit extends from X3 to X4 and has a length L3.
- FIG. 2 Marked in Figure 2 are potential entries E into a track circuit: E0 for the zeroth track circuit to E3 in the third track circuit. Exits A from the track circuits are also shown: A0 for the first track circuit and A3 from the third track circuit.
- FIG 3 A flow chart of the method according to the invention is shown, which is shown divided into 3 spheres.
- the left column shows the processes on the track GL.
- the middle shows the processes in the first computer CP1 and the right shows the first storage unit SE1.
- a determination step ST_LCN it is determined which track circuit is the zeroth track circuit, the first track circuit, the second track circuit and the third track circuit. These track circuits follow one another. The vehicle then crosses all track circuits in the specified order.
- the sequence of events according to Figure 3 differs from that according to Figure 2 . This represents the case where the vehicle is shorter than the length of the track circuits. The events E0, E1, A0, E2, A1, E3, A2, A3 then occur in the order given here (not all of the events given here are also in Figure 3 shown).
- the time T0o is calculated based on the event A0 via the zeroth interface S0
- the time T1i is calculated based on the event E1 via the first interface S1
- the time T1o is calculated based on the event A1 via the first interface S1
- the time T2 is calculated based on the event E2 via the second interface S2 the time T2i, due to the event A2 via the second interface S2 the time T2o
- due to the event E3 via the interface S3 the time T3i are read into the first computer.
- the interfaces S0 to S3 are shown only as examples for the first run. In subsequent runs, the interfaces intended for the following track circuits are of course used.
- the interface designation in Figure 3 equals to Figure 1 .
- the length L1 of the first track circuit can be read from the first storage device SE1 via the sixth interface S6. Then, using the calculation step CLC_V1m_T1m, both the speed and the time for the start of the vehicle to pass through the middle of the first track circuit can be calculated. As soon as the time T2o has also been read, the length L2 of the second track circuit is read from the first storage device SE1 via the sixth interface S6 and the speed and time for the end of the vehicle to pass through the middle of the second track circuit can be calculated using the calculation step CLC_V2m_T2m.
- the time for the vehicle to pass through the middle of the track section formed jointly by the first track circuit and the second track circuit can be calculated in a subsequent calculation step CLC_T12m.
- An alternative is also shown, according to which, after the occurrence of event E3 and reading in the time T3i, the calculation step CLC_T12m can be carried out with an alternative algorithm (depending on which data is available first).
- an acceleration value A12 of the vehicle in the track section formed by the first track circuit and the second track circuit can be calculated in the step CLC_A12.
- the train length TL can also be calculated in a calculation step CLC_TL.
- a forecast can be calculated in a calculation step CLC_PROG, which depends on the application. In the example according to Figure 1 For example, it would be about the arrival time of the Vehicle FZ at the railway crossing BU, which could be predicted in a corresponding calculation step. In this case, a probable movement sequence of the vehicle is calculated taking into account the determined speed value and the determined acceleration value.
- a query step STP? whether the procedure should be terminated, depends on whether the procedure on track GL has already been terminated. If this is the case, the calculation procedure is stopped. If this is not the case, the calculation procedure starts again.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Abstract
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Bestimmen eines Geschwindigkeitswertes eines spurgeführten Fahrzeugs (FZ), bei dem Messwerte, die beim Überfahren mindestens einer streckenseitigen Einrichtung gewonnen wurden, rechnergestützt ausgewertet werden. Als streckenseitige Einrichtungen kommen ein erster Gleisstromkreis (TCO ... TC3) und ein in Fahrtrichtung (FR) des Fahrzeugs (FZ) folgender zweiter Gleisstromkreis (TCO ... TC3) zum Einsatz. Der Geschwindigkeitswert wird bestimmt, indem für den ersten Gleisstromkreis (TCO ... TC3) der Quotient aus der Länge des ersten Gleisstromkreises (TCO ... TC3) und der Zeitdifferenz zwischen dem Eintrittszeitpunkt (T1i ... T3i ) des Fahrzeugs (FZ) in den ersten Gleisstromkreis (TCO ... TC3) und dem Eintrittszeitpunkt (T1i ... T3i) des Fahrzeugs (FZ) in den zweiten Gleisstromkreis (TCO ... TC3) berechnet wird, und/oder für den zweiten Gleisstromkreis (TCO ... TC3) der Quotient aus der Länge des zweiten Gleisstromkreises (TCO ... TC3) und der Zeitdifferenz zwischen dem Austrittszeitpunkt (T0o ... T2o) des Fahrzeugs (FZ) aus dem ersten Gleisstromkreis (TCO ... TC3) und dem Austrittszeitpunkt (T0o ... T2o ) des Fahrzeugs (FZ) aus dem zweiten Gleisstromkreis (TCO ... TC3) berechnet wird. Ferner umfasst die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Bahnübergangs (BU), ein Verfahren zum Prognostizieren eines Zeitpunktes einer Ankunft eines spurgeführten Fahrzeugs (FZ) an einem streckenbezogenen Referenzpunkt, ein Verfahren zum Prognostizieren eines Zeitpunktes eines Verlassens eines streckenbezogenen Referenzpunktes durch ein spurgeführtes Fahrzeug (FZ) und ein darauf gerichtetes Computerprogramm.The invention relates to a method for determining a speed value of a track-guided vehicle (FZ), in which measured values obtained when driving over at least one track-side device are evaluated using a computer. A first track circuit (TCO ... TC3) and a second track circuit (TCO ... TC3) following in the direction of travel (FR) of the vehicle (FZ) are used as track-side devices. The speed value is determined by calculating, for the first track circuit (TCO ... TC3), the quotient of the length of the first track circuit (TCO ... TC3) and the time difference between the time of entry (T1i ... T3i) of the vehicle (FZ) into the first track circuit (TCO ... TC3) and the time of entry (T1i ... T3i) of the vehicle (FZ) into the second track circuit (TCO ... TC3), and/or, for the second track circuit (TCO ... TC3), the quotient of the length of the second track circuit (TCO ... TC3) and the time difference between the time of exit (T0o ... T2o) of the vehicle (FZ) from the first track circuit (TCO ... TC3) and the time of exit (T0o ... T2o) of the vehicle (FZ) from the second track circuit (TCO ... TC3). The invention further comprises a method for operating a level crossing (BU), a method for predicting a time of arrival of a track-guided vehicle (FZ) at a route-related reference point, a method for predicting a time of departure of a route-related reference point by a track-guided vehicle (FZ) and a computer program directed thereto.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Geschwindigkeitswertes eines spurgeführten Fahrzeugs, bei dem Messwerte, die beim Überfahren mindestens einer streckenseitigen Einrichtung gewonnen wurden, rechnergestützt ausgewertet werden. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben eines Bahnübergangs. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Prognostizieren eines Zeitpunktes einer Ankunft eines spurgeführten Fahrzeugs an einem streckenbezogenen Referenzpunkt sowie ein Verfahren zum Prognostizieren eines Zeitpunktes eines Verlassens eines streckenbezogenen Referenzpunktes durch ein spurgeführtes Fahrzeug. Zuletzt betrifft die Erfindung ein Computerprogramm sowie eine Bereitstellungsvorrichtung für dieses Computerprogramm, wobei das Computerprogramm mit Programmbefehlen zur Durchführung dieses Verfahrens ausgestattet ist.The invention relates to a method for determining a speed value of a track-guided vehicle, in which measured values obtained when driving over at least one track-side device are evaluated with the aid of a computer. The invention also relates to a method for operating a railroad crossing. The invention also relates to a method for predicting a time of arrival of a track-guided vehicle at a track-related reference point and a method for predicting a time of departure of a track-guided vehicle from a track-related reference point. Finally, the invention relates to a computer program and a device for providing this computer program, the computer program being equipped with program instructions for carrying out this method.
Dokument
Bei dem Verfahren zum Betreiben eines Bahnübergangs als Eisenbahnsicherungsanlage
- erfasst mindestens ein Streckenelement während der Überfahrt des Schienenfahrzeugs Messdaten,
- werden rechnergestützt als Eigenschaften des Schienenfahrzeugs die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs und die Beschleunigung des Schienenfahrzeugs aus den Messdaten ermittelt,
- wird eine Schließzeit zum Auslösen eines Schließens des Bahnübergangs in Abhängigkeit der ermittelten Eigenschaften des Schienenfahrzeugs bestimmt.
- at least one track element records measurement data during the passage of the rail vehicle,
- the speed of the rail vehicle and the acceleration of the rail vehicle are determined from the measurement data using computer support,
- A closing time is determined to trigger the closing of the level crossing depending on the determined properties of the rail vehicle.
In der
Die oben beschriebenen Lösungen setzen die Anwesenheit von Radsensoren im Annäherungsbereich vor dem Bahnübergang voraus. Dabei wird die Eigenschaft der Radsensoren genutzt, dass mit deren Hilfe die Geschwindigkeit und die Beschleunigung von Zügen ermittelt werden kann. Jedoch sind Radsensoren nicht in allen Schienennetzen verfügbar bzw. sollen abhängig vom Auftrag gebenden Bahnbetreiber nicht verwendet werden. Daher sind die beschriebenen Lösungen nicht überall einsetzbar.The solutions described above require the presence of wheel sensors in the approach area in front of the level crossing. The property of wheel sensors is used to determine the speed and acceleration of trains. However, wheel sensors are not available in all rail networks or are not intended to be used depending on the railway operator placing the order. Therefore, the solutions described cannot be used everywhere.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ohne die (ausschließliche) Verwendung von Radsensoren 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.The object of the invention is to detect properties of the train with sufficient certainty without the (exclusive) use of wheel sensors so that a level crossing can be operated with an optimized closing time. For this purpose, a method and a device suitable for applying the method are to be specified. In addition, the object of the invention is to specify a computer program product and a provision device for this computer program product with which the aforementioned method can be carried out.
Diese Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Verfahren) erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass als streckenseitige Einrichtungen ein erster Gleisstromkreis und ein in Fahrtrichtung des Fahrzeugs folgender zweiter Gleisstromkreis zum Einsatz kommen, wobei der Geschwindigkeitswert bestimmt wird, indem für den ersten Gleisstromkreis der Quotient aus der Länge des ersten Gleisstromkreises und der Zeitdifferenz zwischen dem Eintrittszeitpunkt des Fahrzeugs in den ersten Gleisstromkreis und dem Eintrittszeitpunkt des Fahrzeugs in den zweiten Gleisstromkreis berechnet wird, und/oder für den zweiten Gleisstromkreis der Quotient aus der Länge des zweiten Gleisstromkreises und der Zeitdifferenz zwischen dem Austrittszeitpunkt des Fahrzeugs aus dem ersten Gleisstromkreis und dem Austrittszeitpunkt des Fahrzeugs aus dem zweiten Gleisstromkreis berechnet wird.This object is achieved according to the invention with the subject matter of the claim (method) specified at the outset in that a first track circuit and a second track circuit following in the direction of travel of the vehicle are used as trackside devices, wherein the speed value is determined by calculating for the first track circuit the quotient of the length of the first track circuit and the time difference between the time the vehicle enters the first track circuit and the time the vehicle enters the second track circuit, and/or for the second track circuit the quotient of the length of the second track circuit and the time difference between the time the vehicle exits the first track circuit and the time the vehicle exits the second track circuit.
Der Geschwindigkeitswert gibt nicht zwangsläufig die reale Geschwindigkeit des Fahrzeugs wieder. Vielmehr handelt es sich um eine Abschätzung, die aufgrund der angewendeten Berechnungsformeln gewisse Unsicherheiten enthält. Vorteilhaft wird der Geschwindigkeitswert so berechnet, ist dieser mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrzeugs im Bereich des betreffenden Gleisstromkreises korreliert.The speed value does not necessarily reflect the actual speed of the vehicle. Rather, it is an estimate that contains certain uncertainties due to the calculation formulas used. The speed value is advantageously calculated in such a way that it is correlated with an average speed of the vehicle in the area of the relevant track circuit.
Unter dem erfindungsgemäßen Geschwindigkeitswert ist auch nicht zwangsläufig eine reale Geschwindigkeitsangabe zu verstehen. Zwar kann es sich hierbei um eine Geschwindigkeitsangabe handeln, die ein positives Vorzeichen erhält, jedoch handelt es sich hierbei lediglich um eine Konvention, die den Geschwindigkeitswert durch den menschlichen Verstand besser auswertbar macht. Die Frage zum Beispiel, ob bei der Bildung des Quotienten die Länge des Gleisstromkreises im Zähler oder im Nenner steht, ist für das erfindungsgemäße Verfahren unbedeutend. Die Einheit des Geschwindigkeitswertes entspricht einer Geschwindigkeitsangabe, wenn die Länge des Gleisstromkreises im Zähler steht. Ansonsten ergibt sich der Kehrwert einer Geschwindigkeitsangabe, der allerdings im weiteren Verfahren genauso ausgewertet werden kann.The speed value according to the invention does not necessarily mean a real speed indication. Although this can be a speed indication that has a positive sign, it is merely a convention that makes the speed value easier to evaluate by the human mind. The question, for example, of whether the length of the track circuit is in the numerator or the denominator when forming the quotient is irrelevant for the method according to the invention. The unit of the speed value corresponds to a speed indication if the length of the track circuit is in the numerator. Otherwise, the reciprocal of a speed indication results, which can, however, be evaluated in the same way in the further process.
Die Frage, ob man den auf den ersten Gleisstromkreis bezogenen Zeitpunkt, von dem auf den zweiten Gleichstromkreis bezogenen Zeitpunkt abzieht oder genau umgekehrt, hat betragsmäßig keine Auswirkung auf das Ergebnis, sondern lediglich auf das Vorzeichen. Deswegen sind beide Varianten möglich, um erfindungsgemäß den Geschwindigkeitswert zu ermitteln.The question of whether the time related to the first track circuit is subtracted from the time related to the second DC circuit or vice versa has no effect on the result in terms of magnitude, but only on the sign. Therefore, both variants are possible to determine the speed value according to the invention.
Das erfindungsgemäße Bestimmungsverfahren hat den Vorteil, dass ein Geschwindigkeitswert mit Hilfe von Gleisstromkreisen ermittelt werden kann. Dabei wird erfindungsgemäß ein Prinzip beschritten, die Belegungsinformationen der Gleisstromkreise nicht nur, wie zur Ermittlung von Belegungsinformationen üblich, unabhängig voneinander auszuwerten, sondern mithilfe von messbaren charakteristischen Größen aufeinanderfolgender Gleisstromkreise berechnete Werte wie den bereits erwähnten Geschwindigkeitswert (vorzugsweise auch einen Wert für den Zeitpunkt eines Mittendurchtritts des Fahrzeuganfangs durch den betreffenden Gleisstromkreis, einen Wert für den Zeitpunkt des Mittendurchtritts des Fahrzeuganfangs im durch den ersten und zweiten Gleisstromkreis gemeinsam gebildeten Streckenabschnitt, einen Beschleunigungswert für ein den ersten und den zweiten Gleisabschnitt durchfahrendes Fahrzeug oder für die Länge des Fahrzeugs; zu diesen Werten im Folgenden noch mehr) zu berechnen.The determination method according to the invention has the advantage that a speed value can be determined using track circuits. The invention uses a principle of not only evaluating the occupancy information of the track circuits independently of one another, as is usual for determining occupancy information, but also using measurable characteristic quantities of successive track circuits to calculate values such as the speed value already mentioned (preferably also a value for the time at which the start of the vehicle passes through the middle of the track circuit in question, a value for the time at which the start of the vehicle passes through the middle of the track section formed jointly by the first and second track circuits, an acceleration value for a vehicle traveling through the first and second track sections or for the length of the vehicle; more on these values below).
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird je nach Betriebssituation auf den Fahrzeuganfang, die Fahrzeugmitte oder das Fahrzeugende Bezug genommen. Der Fahrzeuganfang wird vorzugsweise durch Einfahren in einen Gleisstromkreis und das Fahrzeugende durch das Ausfahren aus einem Gleisstromkreis geortet, da die Lage des Gleisstromkreises auf der Strecke bekannt ist. Daher wird der Fahrzeuganfang durch die in Fahrtrichtung gesehen erste Achse des Fahrzeugs und das Fahrzeugende durch die in Fahrtrichtung gesehen letzte Achse des Fahrzeugs repräsentiert. Überhänge des Fahrzeugs können allerdings durch den jeweiligen Abstand des tatsächlichen Fahrzeuganfangs von der ersten Achse und des tatsächlichen Fahrzeugendes von der letzten Achse in an sich bekannter Weise berücksichtigt werden, wenn in bestimmten Anwendungsfällen eine höhere Genauigkeit für die Ortsbestimmung des Fahrzeugs gefordert wird.In the method according to the invention, reference is made to the start, middle or end of the vehicle depending on the operating situation. The start of the vehicle is preferably located by entering a track circuit and the end of the vehicle by exiting a track circuit, since the position of the track circuit on the route is known. Therefore, the start of the vehicle is represented by the first axle of the vehicle as seen in the direction of travel and the end of the vehicle is represented by the last axle of the vehicle as seen in the direction of travel. Overhangs of the vehicle can, however, be taken into account in a known manner by the respective distance of the actual start of the vehicle from the first axle and the actual end of the vehicle from the last axle if a higher accuracy for determining the location of the vehicle is required in certain applications. becomes.
Dass im Folgenden allgemein von Werten die Rede ist, soll verdeutlichen, dass diese Werte nicht unbedingt reale Zustandsgrößen des Fahrzeugs in ihrem zeitlichen Verlauf wiedergeben. Es kann sich hierbei zum Beispiel um Durchschnittsgrößen oder eine bestimmte Zustandsgröße des Fahrzeugs repräsentierende Größe handeln. Die Größen ermöglichen es erfindungsgemäß, den Betriebszustand des Zuges, insbesondere dessen Geschwindigkeit, einzuschätzen und hierdurch im Rahmen einer Bahnautomatisierung zu Steuerungszwecken des Fahrzeugs und von Streckeneinrichtungen nutzbar zu machen. Hierbei kommen verschiedene Steuerungszwecke in Betracht (hierzu im Folgenden noch mehr).The fact that we generally refer to values below is intended to make it clear that these values do not necessarily reflect real state variables of the vehicle over time. These can be, for example, average values or variables representing a specific state variable of the vehicle. According to the invention, the variables make it possible to estimate the operating state of the train, in particular its speed, and thus to use it for controlling the vehicle and track equipment within the framework of rail automation. Various control purposes come into consideration here (more on this below).
Der einfachste Fall einer Nutzung besteht darin, die Geschwindigkeit des Fahrzeugs mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu überwachen. Hierbei kann im Übrigen auch eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens jeweils paarweise bei aufeinanderfolgenden Gleisstromkreisen angewendet werden, wodurch für das Fahrzeug auch über längere Streckenabschnitte ein Geschwindigkeitsprofile erstellt werden kann (hierzu im folgenden noch mehr).The simplest use case is to monitor the speed of the vehicle using the method according to the invention. In this case, the method according to the invention can also be used in pairs for consecutive track circuits, whereby a speed profile can be created for the vehicle even over longer sections of track (more on this below).
Insbesondere ermöglicht die Erfindung auch eine Vorhersage, wann ein Zug einen bestimmten Referenzpunkt erreichen wird. Dies gilt beispielsweise für einen
- Bahnübergang: Ankunftszeit des Fahrzeugs,
- Bahnsteig: Ankunftszeit des Fahrzeugs,
- Zeitpunkt der Belegung nachfolgender Gleisstromkreise,
- Belegung einer Weiche oder Weichengruppe.
- Railway crossing: arrival time of the vehicle,
- Platform: arrival time of the vehicle,
- Time of occupancy of subsequent track circuits,
- Occupancy of a switch or group of switches.
Unter "rechnergestützt" oder "computerimplementiert" kann im Zusammenhang mit der Erfindung eine Implementierung eines Verfahrens verstanden werden, bei dem mindestens ein Computer oder Prozessor mindestens einen Verfahrensschritt des Verfahrens ausführt.In the context of the invention, "computer-aided" or "computer-implemented" can be understood to mean an implementation of a method in which at least one computer or processor carries out at least one method step of the method.
Unter einer "Rechenumgebung" kann im Zusammenhang mit der Erfindung eine IT-Infrastruktur bestehend aus Komponenten wie Computern, Speichereinheiten, Programmen und aus mit den Programmen zu verarbeitenden Daten, verstanden werden, die zur Ausführung mindestens einer Applikation, die eine Aufgabe zu erfüllen hat, verwendet werden. Die IT-Infrastruktur kann insbesondere auch aus einem Netzwerk der genannten Komponenten bestehen.In the context of the invention, a "computing environment" can be understood as an IT infrastructure consisting of components such as computers, storage units, programs and data to be processed with the programs, which are used to execute at least one application that has to fulfill a task. The IT infrastructure can in particular also consist of a network of the components mentioned.
Unter einer "Recheninstanz" (oder kurz Instanz) kann innerhalb einer Rechenumgebung eine funktionale Einheit verstanden werden, die einer Applikation (gegeben beispielsweise durch eine Anzahl von Programmmodulen) zugeordnet werden kann und diese ausführen kann. Diese funktionale Einheit bildet bei der Ausführung der Applikation ein physikalisch (beispielsweise Computer, Prozessor) und/oder virtuell (beispielsweise Programmmodul) in sich geschlossenes System.A "computing instance" (or instance for short) can be understood as a functional unit within a computing environment that can be assigned to an application (given, for example, by a number of program modules) and can execute it. When the application is executed, this functional unit forms a physically (for example, computer, processor) and/or virtually (for example, program module) self-contained system.
Der Ausdruck "Rechner" oder "Computer" deckt alle elektronischen Geräte mit Datenverarbeitungseigenschaften ab. Computer können beispielsweise Clients, Server, Handheld-Computer, Kommunikationsgeräte und andere elektronische Geräte zur Datenverarbeitung sein, die Prozessoren und Speichereinheiten aufweisen können und über Schnittstellen auch zu einem Netzwerk zusammengeschlossen sein können.The term "computer" or "computer" covers all electronic devices with data processing properties. Computers can be, for example, clients, servers, handheld computers, communication devices and other electronic devices for data processing, which can have processors and storage units and can also be connected to a network via interfaces.
Unter einem "Prozessor" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise ein Wandler, ein 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 und Daten handeln. Auch kann unter einem Prozessor ein virtualisierter Prozessor oder eine Soft-CPU verstanden werden.In the context of the invention, a "processor" can be understood as, 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 and data. A processor can also be understood as a virtualized processor or a soft CPU.
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.A "storage unit" in connection with the Invention can be understood as, for example, a computer-readable memory in the form of a working memory (Random-Access Memory, RAM) or data storage (hard disk or data carrier).
Als "Programmmodule" sollen einzelne Software-Funktionseinheiten verstanden werden, die einen erfindungsgemäßen Programmablauf von Verfahrensschritten ermöglichen. Diese Software-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."Program modules" are to be understood as individual software functional units that enable a program sequence of method steps according to the invention. These software functional units can be implemented in a single computer program or in several computer programs that communicate with each other. The interfaces implemented here can be implemented in software within a single processor or in hardware if several processors are used.
"Schnittstellen" können hardwaretechnisch, beispielsweise kabelgebunden oder als Funkverbindung, und/oder softwaretechnisch, beispielweise als Interaktion zwischen einzelnen Programmmodulen eines oder mehrerer Computerprogramme, realisiert sein."Interfaces" can be implemented in hardware terms, for example wired or as a radio connection, and/or in software terms, for example as interaction between individual program modules of one or more computer programs.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Gleisstromkreis und der zweite Gleisstromkreis nicht direkt aneinanderstoßen und ein Abstand zwischen dem ersten Gleisstromkreis und dem zweiten Gleisstromkreis bei der Berechnung der Geschwindigkeit zu der Länge des ersten Gleisstromkreises und/oder zu der Länge des zweiten Gleisstromkreises hinzugerechnet wird.According to one embodiment of the invention, it is provided that the first track circuit and the second track circuit do not directly abut one another and a distance between the first track circuit and the second track circuit is added to the length of the first track circuit and/or to the length of the second track circuit when calculating the speed.
Das erfindungsgemäße Prinzip beim Bestimmen des Geschwindigkeitswertes (und der weiteren genannten Werte) besteht erfindungsgemäß darin, dass die durch benachbarte Gleisstromkreise ermittelten Ereignisse miteinander verglichen werden. Die Ereignisse sind beispielsweise die Einfahrt in den in Fahrtrichtung gesehen ersten Gleisstromkreis und die Einfahrt in den zweiten Gleisstromkreis (Erzeugung der Belegtmeldungen) sowie die Ausfahrt aus dem in Fahrtrichtung gesehen ersten Stromkreis und dem zweiten Gleisstromkreis (Erzeugung der Freimeldungen).The principle according to the invention for determining the speed value (and the other values mentioned) consists in comparing the events determined by adjacent track circuits. The events are, for example, entry into the first track circuit as seen in the direction of travel and entry into the second track circuit (generation of occupancy reports) as well as exit from the first circuit as seen in the direction of travel and the second track circuit (generation of vacancy reports).
Benachbart bedeutet, dass die Gleisstromkreis aufeinanderfolgen. Dies bedeutet allerdings nicht zwangsläufig, dass diese direkt aneinanderstoßen. Wenn die benachbarten Gleisstromkreise jedoch nicht direkt aneinanderstoßen, muss die Distanz, die zwischen diesen liegt, für die weiteren Berechnungen berücksichtigt werden, sobald es um die zwischen den genannten Ereignissen zurückgelegte Strecke geht. Diese wird dann nicht nur durch die jeweilige Länge der Gleisstromkreise, sondern, weil das eine Ereignis jeweils durch den nachfolgenden Gleisstromkreis ermittelt wird, auch durch die Distanz zwischen den beiden Gleisstromkreisen gebildet.Adjacent means that the track circuits follow one another. However, this does not necessarily mean that they are directly adjacent to one another. However, if the adjacent track circuits are not directly adjacent to one another, the distance between them must be taken into account for further calculations when it comes to the distance covered between the events mentioned. This is then not only determined by the respective length of the track circuits, but also by the distance between the two track circuits, because each event is determined by the subsequent track circuit.
Der Vorteil, wenn die benachbarten Gleisstromkreise nicht direkt aneinanderstoßen müssen, ist, dass bereits vorhandene Gleisstromkreise, deren Lage bereits festgelegt ist, auch in das erfindungsgemäße Verfahren einbezogen werden können, wenn diese einen Abstand zueinander oder zu zum Zweck des erfindungsgemäßen Verfahrens neu hinzugefügten Gleisstromkreisen aufweisen. Auch können die zum Zweck des Verfahrens neu hinzugefügten Gleisstromkreise, die gleichzeitig einem weiteren Zweck dienen sollen, der eine bestimmte Position des Gleisstromkreises erfordert, mit einem Abstand zu den jeweils benachbarten Gleisstromkreisen vorgesehen werden. Hierbei kann vorteilhaft die Anzahl der einzubauenden Gleisstromkreise verringert werden.The advantage if the adjacent track circuits do not have to be directly adjacent to one another is that existing track circuits whose position has already been determined can also be included in the method according to the invention if they are at a distance from one another or from track circuits newly added for the purpose of the method according to the invention. The track circuits newly added for the purpose of the method, which are simultaneously intended to serve another purpose that requires a specific position of the track circuit, can also be provided at a distance from the adjacent track circuits. This can advantageously reduce the number of track circuits to be installed.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest ein Zeitpunkt eines Mittendurchtritts des Fahrzeugs im durch den ersten und/oder zweiten Gleisstromkreis gebildeten Streckenabschnitt bestimmt wird, indem
- zur Berechnung des Mittendurchtritts des Fahrzeuganfangs zu dem Zeitpunkt des Eintritts des Fahrzeugs in den ersten Gleisstromkreis die Hälfte der positiven Zeitdifferenz zwischen dem Eintrittszeitpunkt des Fahrzeugs in den zweiten Gleisstromkreis und dem Eintrittszeitpunkt des Fahrzeugs in den ersten Gleisstromkreis addiert wird und/oder
- zur Berechnung des Mittendurchtritts des Fahrzeugendes zu dem Zeitpunkt des Austritts des Fahrzeugs aus dem ersten Gleisstromkreis die Hälfte der positiven Zeitdifferenz zwischen dem Austrittszeitpunkt des Fahrzeugs aus dem zweiten Gleisstromkreis und dem Austrittszeitpunkt des Fahrzeugs aus dem ersten Gleisstromkreis addiert wird.
- to calculate the central passage of the vehicle start at the time of entry of the vehicle into the first track circuit, half of the positive time difference between the time of entry of the vehicle into the second track circuit and the time of entry of the vehicle into the first track circuit is added and/or
- To calculate the central passage of the vehicle end at the time of the vehicle exiting the first track circuit, half of the positive time difference between the time of the vehicle exiting the second track circuit track circuit and the time at which the vehicle exits the first track circuit.
Die ermittelten Zeitpunkte des Mittendurchtritts können vorteilhaft für weitere Berechnungen genutzt werden. Aber es ist auch möglich, den Zeitpunkt des Mittendurchtritts zu verwenden, um eine Reststrecke, die das Fahrzeug zu einem Referenzpunkt zurücklegen muss, abzuschätzen. Denn die Mitte eines durch einen Gleisstromkreis gebildeten Streckenabschnittes ist bekannt, wenn die charakteristischen Daten des Gleisstromkreises, also dessen Länge und dessen Lage auf der Strecke, bekannt sind.The determined times of the center crossing can be used advantageously for further calculations. But it is also possible to use the time of the center crossing to estimate the remaining distance that the vehicle has to cover to reach a reference point. The center of a section of track formed by a track circuit is known if the characteristic data of the track circuit, i.e. its length and its position on the track, are known.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Zeitpunkt eines Mittendurchtritts des Fahrzeugs im durch den ersten und zweiten Gleisstromkreis gemeinsam gebildeten Streckenabschnitt bestimmt wird, indem
- zur Berechnung des Mittendurchtritts des Fahrzeugmittelpunktes jeweils ein Zeitpunkt des Mittendurchtritts des Fahrzeuganfangs im durch den ersten und zweiten Gleisstromkreis gebildeten Streckenabschnitt bestimmt wird und zu dem Zeitpunkt des Mittendurchtritts des Fahrzeuganfangs im durch den ersten Gleisstromkreis gebildeten Streckenabschnitt die Hälfte der positiven Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt des Mittendurchtritts des Fahrzeugendes im durch den zweiten Gleisstromkreis gebildeten Streckenabschnitt und dem Zeitpunkt des Mittendurchtritts des Fahrzeuganfangs im durch den ersten Gleisstromkreis gebildeten Streckenabschnitt addiert wird und/oder
- zur Berechnung des Mittendurchtritts des Fahrzeuganfangs zu dem Zeitpunkt des Eintritts des Fahrzeuganfangs in den ersten Gleisstromkreis die Hälfte der positiven Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt des Eintritts des Fahrzeuganfangs in einen auf den zweiten Gleisstromkreis folgenden dritten Gleisstromkreis und dem Zeitpunkt des Eintritts des Fahrzeugs in den ersten Gleisstromkreis addiert wird und/oder
- zur Berechnung des Mittendurchtritts des Fahrzeugendes zu dem Zeitpunkt des Verlassens des Fahrzeugendes eines vor dem ersten Gleisstromkreis liegenden nullten Gleisstromkreises die Hälfte der positiven Zeitdifferenz zwischen dem Zeitpunkt des Verlassens des Fahrzeugendes des zweiten Gleisstromkreises und dem Zeitpunkt des Verlassens des Fahrzeugendes des nullten Gleisstromkreises vor dem ersten Gleisstromkreis addiert wird.
- to calculate the central passage of the vehicle centre, a time of the central passage of the vehicle start in the section of track formed by the first and second track circuits is determined and half of the positive time difference between the time of the central passage of the vehicle end in the section of track formed by the second track circuit and the time of the central passage of the vehicle start in the section of track formed by the first track circuit is added to the time of the central passage of the vehicle start in the section of track formed by the first track circuit and/or
- to calculate the central passage of the vehicle start at the time of entry of the vehicle start into the first track circuit, half of the positive time difference between the time of entry of the vehicle start into a third track circuit following the second track circuit and the time of entry of the vehicle into the first track circuit is added and/or
- for calculating the central passage of the vehicle end at the time of leaving the vehicle end of a half of the positive time difference between the time of leaving the vehicle end of the second track circuit and the time of leaving the vehicle end of the zeroth track circuit before the first track circuit is added to the time difference between the vehicle end of the zeroth track circuit before the first track circuit.
Wird der Zeitpunkt des Mittendurchtritts nach diesem Verfahren berechnet, so hat dies den Vorteil, dass sich der Mittendurchtritt auf die gemeinsam durch den ersten Gleisstromkreis und den zweiten Gleisstromkreis gebildeten Streckenabschnitt bezieht. Wie bereits erwähnt, beruht das erfindungsgemäße Prinzip darauf, dass zwei benachbarte Gleisstromkreise gemeinsam Verwendung finden, um eine Auswertung zu ermöglichen, die über den Umfang der durch einen einzelnen Stromkreis zur Verfügung stehenden Auswertungsmöglichkeiten hinausgeht. Wird der Mittendurchtritt auf das besagte Paar von Gleisstromkreisen bezogen, so wird dieser mit anderen Worten für weitere Berechnungen normiert, bei denen ebenfalls die Auswertung beider Stromkreise erforderlich ist (hierzu im Folgenden noch mehr).If the time of the center crossing is calculated using this method, this has the advantage that the center crossing refers to the track section formed jointly by the first track circuit and the second track circuit. As already mentioned, the principle according to the invention is based on the fact that two adjacent track circuits are used together to enable an evaluation that goes beyond the scope of the evaluation options available for a single circuit. If the center crossing is related to the said pair of track circuits, in other words, it is standardized for further calculations that also require the evaluation of both circuits (more on this below).
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass für das Vorliegen des mindestens einen Geschwindigkeitswertes der jeweilige Zeitpunkt des Mittendurchtritts des betreffenden Streckenabschnitts festgelegt wird.According to one embodiment of the invention, it is provided that the respective point in time of the middle passage of the relevant section of road is determined for the presence of the at least one speed value.
Hierbei handelt es sich erfindungsgemäß um eine Möglichkeit, wie der Zeitpunkt des Mittendurchtritts genutzt werden kann, um weitere berechnete Werte auf einen bestimmten Zeitpunkt zu beziehen. Gleichzeitig fällt dieser Zeitpunkt mit einem vermuteten Ereignis zu eben jenem Zeitpunkt zusammen, nämlich einer definierten Ortsangabe für einen definierten Fahrzeugpunkt (Fahrzeuganfang, Fahrzeugmittelpunkt, Fahrzeugende). Vermutet ist die Ortangabe deswegen, weil der tatsächliche Ort von der tatsächlichen Geschwindigkeit des Fahrzeugs abhängt. Diese ist nicht notwendigerweise konstant, wobei bei der Durchfahrt durch den Gleisstromkreis keine Aussagen darüber möglich sind, wie sich die Geschwindigkeit während der Durchfahrt aufgrund auftretender Beschleunigungen des Fahrzeugs entwickelt (Bremsvorgänge sind in diesem Sinne als negative Beschleunigung aufzufassen). Zur Fehlerbetrachtung im Folgenden noch mehr.According to the invention, this is a way of using the time of the middle crossing to relate other calculated values to a specific time. At the same time, this time coincides with a presumed event at that very time, namely a defined location for a defined vehicle point (vehicle start, vehicle middle, vehicle end). The location is presumed because the actual location depends on the actual speed of the vehicle. This is not necessarily constant, and when passing through the track circuit, no statements can be made about how the speed changes during the passage due to occurring Accelerations of the vehicle are developed (braking processes are to be understood as negative acceleration in this sense). More on error analysis below.
Dadurch, dass nach den oben genannten Festlegungen und Annahmen eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs und ein Ort auf der Strecke, für die die Geschwindigkeit gilt, bekannt sind, können auf dieser Grundlage Prognosen berechnet werden, wann das Fahrzeug an einem bestimmten Referenzpunkt ankommt. Hierbei wird der Abstand des Referenzpunktes von dem Ort des Mittendurchtritts berücksichtigt, wobei unter Zugrundelegung einer konstanten Geschwindigkeit der Zeitpunkt einfach berechnet werden kann, wann das Fahrzeug an dem Referenzpunkt ankommt. Dieser öffnet Möglichkeiten, den Zugverkehr genauer zu steuern, wobei die Genauigkeit der Prognose berücksichtigt werden kann.Because the speed of the vehicle and a location on the route for which the speed applies are known according to the above-mentioned specifications and assumptions, forecasts can be calculated on this basis as to when the vehicle will arrive at a specific reference point. The distance of the reference point from the location of the middle crossing is taken into account, whereby the time when the vehicle will arrive at the reference point can be easily calculated based on a constant speed. This opens up possibilities for controlling train traffic more precisely, whereby the accuracy of the forecast can be taken into account.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass für den ersten Gleisstromkreis und für den zweiten Gleisstromkreis jeweils ein Geschwindigkeitswert bestimmt wird und ein Beschleunigungswert für das Fahrzeug, das den ersten Gleisstromkreis und den zweiten Gleisstromkreis durchquert hat, bestimmt wird, indem der Quotient aus der Differenz zwischen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs im ersten Gleisstromkreis und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs im zweiten Gleisstromkreis und der Differenz zwischen dem Zeitpunkt des Mittendurchtritts des Fahrzeuganfangs im ersten Gleisstromkreis und dem Zeitpunkt des Mittendurchtritts des Fahrzeugendes im zweiten Gleisstromkreis berechnet wird.According to one embodiment of the invention, it is provided that a speed value is determined for the first track circuit and for the second track circuit, and an acceleration value for the vehicle that has passed through the first track circuit and the second track circuit is determined by calculating the quotient of the difference between the speed of the vehicle in the first track circuit and the speed of the vehicle in the second track circuit and the difference between the time of the center passage of the vehicle start in the first track circuit and the time of the center passage of the vehicle end in the second track circuit.
Mithilfe des Beschleunigungswertes kann vorteilhaft eine Prognose, wann das Fahrzeug an einem Referenzpunkt ankommt, verbessert werden. Ist ein Beschleunigungswert des Fahrzeugs bekannt, sobald dieses die beiden Gleisstromkreise, welche zur Berechnung des Beschleunigungswertes herangezogen wurden, verlässt, kann eine Modellbildung erfolgen, wie sich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs voraussichtlich entwickeln wird. Diese ist genauer, als wenn lediglich die Geschwindigkeit des Fahrzeugs berücksichtigt würde. Beispielsweise kann ein Fahrzeug, welches gerade (positiv) beschleunigt, zunächst nicht langsamer werden, und umgekehrt. Hieraus können Korrekturfaktoren berechnet werden, die bei einer Berücksichtigung allein der Geschwindigkeit (siehe oben) nicht zur Verfügung stehen würden.The acceleration value can be used to improve the prediction of when the vehicle will arrive at a reference point. If the acceleration value of the vehicle is known as soon as it leaves the two track circuits that were used to calculate the acceleration value, a model can be created of how the speed of the vehicle is likely to develop. This is more accurate than if only the speed of the vehicle were taken into account. For example, a vehicle, which is currently accelerating (positively) will not initially slow down, and vice versa. From this, correction factors can be calculated that would not be available if only the speed (see above) were taken into account.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Längenwert für das Fahrzeug bestimmt wird, indem die Hälfte des Produkts aus der Differenz zwischen dem Zeitpunkt des Verlassens des Fahrzeugs des ersten Gleisstromkreises und dem Eintrittszeitpunkt des Fahrzeugs in den zweiten Gleisstromkreis und der Summe aus der Geschwindigkeit des Fahrzeugs im ersten Gleisstromkreis und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs im zweiten Gleisstromkreis berechnet wird.According to one embodiment of the invention, it is provided that a length value for the vehicle is determined by calculating half the product of the difference between the time at which the vehicle leaves the first track circuit and the time at which the vehicle enters the second track circuit and the sum of the speed of the vehicle in the first track circuit and the speed of the vehicle in the second track circuit.
Die Fahrzeuglänge wird mit anderen Worten dadurch ermittelbar, dass erfindungsgemäß zwei Gleisstromkreise zum Einsatz kommen. Insbesondere, wenn sich der erste Gleisstromkreis direkt an den zweiten Gleisstromkreis anschließt, entsteht an der Übergangsstelle ein Punkt, an dem direkt der Zeitpunkt für das Überfahren des Zuganfangs und das Überfahren des Zugendes ermittelt werden kann. Unter Berücksichtigung der Geschwindigkeit, welche sich ebenfalls mit Hilfe der Gleisstromkreise berechnen lässt, ist es dann möglich, auf die Zuglänge zu schließen. Um einen möglichst genauen Geschwindigkeitswert berücksichtigen zu können, werden die durch den ersten Gleisstromkreis und den zweiten Gleisstromkreis ermittelten Geschwindigkeiten gemeinsam berücksichtigt (addieren und durch zwei dividieren).In other words, the length of the vehicle can be determined by using two track circuits according to the invention. In particular, if the first track circuit is directly connected to the second track circuit, a point is created at the transition point at which the time at which the front of the train passes and the end of the train passes can be determined directly. Taking into account the speed, which can also be calculated using the track circuits, it is then possible to determine the length of the train. In order to be able to take into account the most accurate speed value possible, the speeds determined by the first track circuit and the second track circuit are taken into account together (added and divided by two).
In Ergänzung kann man vorteilhaft unter Verwendung der ermittelten Zuglänge auch das Verlassen eines Referenzpunktes vorhersagen:
- Voraussichtliche Räumung eines Streckenabschnitts
- Voraussichtliche Räumung einer Fahrstraße
- Voraussichtliche Räumung einer Weiche oder Weichengruppe
- Expected evacuation of a section of road
- Expected clearing of a road
- Expected evacuation of a switch or group of switches
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Gleisstromkreis und der zweite Gleisstromkreis die gleiche Länge aufweisen.According to one embodiment of the invention, it is provided that the first track circuit and the second track circuit have the same length.
Wenn beide Gleisstromkreise die gleiche Länge aufweisen, so sind die Messergebnisse, die durch die beiden Gleisstromkreise erzeugt werden, vorteilhaft besser miteinander vergleichbar. Hierdurch werden die Werte, die, wie bereits erwähnt, lediglich Schätzwerte sind, in ihrer Aussagekraft verbessert. Beispielsweise ist die Geschwindigkeit, die durch Berücksichtigung beider Gleisstromkreise ermittelt wird (siehe oben) aussagekräftiger, wenn die beiden Geschwindigkeitswerte aufgrund gleichlanger Gleisstromkreise auf vergleichbare Weise zustande kamen.If both track circuits have the same length, the measurement results generated by the two track circuits are advantageously more comparable. This improves the significance of the values, which, as already mentioned, are only estimates. For example, the speed determined by taking both track circuits into account (see above) is more meaningful if the two speed values were obtained in a comparable way due to track circuits of the same length.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Gleisstromkreis und der zweite Gleisstromkreis höchstens 100 m lang bevorzugt höchstens 50 m lang sind.According to one embodiment of the invention, it is provided that the first track circuit and the second track circuit are at most 100 m long, preferably at most 50 m long.
Je kürzer die Gleisstromkreise sind, desto genauer sind die ermittelten Werte. Mit anderen Worten können Unsicherheiten, die beispielsweise durch einen Beschleunigungszustand des den Gleisstromkreis durchfahrenden Fahrzeugs zustande kommen, vorteilhaft minimiert werden. Hierzu ist es vorteilhaft, die Gleisstromkreise mit einer Länge zu versehen, welche bei vordergründiger Beachtung nicht sinnvoll erscheinen, wenn mit möglichst wenigen Gleisstromkreise eine möglichst lange Strecke überwacht werden soll (im Sinne der klassischen Funktion von Gleisstromkreisen). Die erfindungsgemäße Aufgabe lässt sich jedoch besser bewältigen, wenn die Gleisstromkreise möglichst kurz ausgelegt werden.The shorter the track circuits are, the more accurate the values determined are. In other words, uncertainties that arise, for example, due to an acceleration state of the vehicle traveling through the track circuit can be advantageously minimized. To this end, it is advantageous to provide the track circuits with a length that does not seem sensible at first glance if the longest possible distance is to be monitored with as few track circuits as possible (in the sense of the classic function of track circuits). However, the task according to the invention can be better accomplished if the track circuits are designed to be as short as possible.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Gleisstromkreis und der zweite Gleisstromkreis zu einer Folge von mehr als zwei Gleisstromkreisen gehört und für die Durchführung des Verfahrens in Fahrtrichtung des Fahrzeugs wechselnd zwei benachbarte Gleisstromkreise als erster Gleisstromkreis und als zweiter Gleisstromkreis zum Einsatz kommen.According to one embodiment of the invention, it is provided that the first track circuit and the second track circuit belong to a sequence of more than two track circuits and that, for carrying out the method in the direction of travel of the vehicle, two adjacent track circuits are used alternately as the first track circuit and as the second track circuit.
Mit dieser Ausgestaltung der Erfindung wird erreicht, dass auf einer Strecke, bei der eine Vielzahl (größer 2) von aufeinanderfolgenden Gleisstromkreisen zum Einsatz kommt, eine mitlaufende Überwachung des Fahrzeugs ermöglicht wird. Da die Gleisstromkreise immer noch eine gewisse Länge aufweisen, ist diese mitlaufende Überwachung als quasikontinuierlich zu bezeichnen. Diese erfindungsgemäße mitlaufende Überwachung geht über die Grundfunktion von Gleisstromkreisen, also die Belegtmeldung und Freimeldeprüfung nach dem Stand der Technik, hinaus. Wie bereits erläutert, lassen sich auch eine Geschwindigkeitsentwicklung, eine Beschleunigungsentwicklung und die Zuglänge ermitteln und überwachen. Eine Überwachung der Zuglänge kann beispielsweise Hinweise für eine Zugvollständigkeit geben.With this embodiment of the invention it is achieved that on a route where a plurality (greater than 2) of consecutive track circuits, continuous monitoring of the vehicle is possible. Since the track circuits still have a certain length, this continuous monitoring can be described as quasi-continuous. This continuous monitoring according to the invention goes beyond the basic function of track circuits, i.e. the occupancy report and clearance report check according to the state of the art. As already explained, a speed development, an acceleration development and the train length can also be determined and monitored. Monitoring the train length can, for example, provide information about whether the train is complete.
Hierbei übernehmen die gerade durch das Fahrzeug überfahrenen, benachbarten Gleisstromkreise die Funktion des ersten Gleisstromkreises und des zweiten Gleisstromkreises im Sinne der Erfindung. Dies gilt selbstverständlich auch für den vor dem ersten Gleisstromkreis liegenden nullten Gleisstromkreis sowie für den nach dem zweiten Gleisstromkreis liegenden dritten Gleisstromkreis. Diese wandern mit anderen Worten mit dem Fahrzeug und mit dem ersten Gleisstromkreis sowie dem zweiten Gleisstromkreis mit, sofern diese bei der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Einsatz kommen. Mit anderen Worten benennen die im Rahmen dieser Erfindungsbeschreibung gewählten Begriffe nullter Gleisstromkreis, erster Gleisstromkreis, zweiter Gleisstromkreis, dritter Gleisstromkreis keine bestimmten Gleisstromkreise an der Strecke, sondern sind auf die an der Verfahrensdurchführung gerade beteiligten Gleisstromkreise bezogen. Die Reihenfolge der Nummerierung entspricht dabei der Fahrtrichtung des Fahrzeugs.In this case, the adjacent track circuits that the vehicle has just passed over take on the function of the first track circuit and the second track circuit in the sense of the invention. This naturally also applies to the zeroth track circuit located before the first track circuit and to the third track circuit located after the second track circuit. In other words, these move with the vehicle and with the first track circuit and the second track circuit, provided that they are used in the implementation of the method according to the invention. In other words, the terms zeroth track circuit, first track circuit, second track circuit, third track circuit chosen in the context of this description of the invention do not name specific track circuits on the route, but refer to the track circuits currently involved in the implementation of the method. The order of the numbering corresponds to the direction of travel of the vehicle.
Die Geschwindigkeitswerte des Fahrzeugs im ersten Gleisstromkreis und im zweiten Gleichstromkreis ergeben sich jeweils zu:
Daraus lassen sich die Zeitpunkte des Mittendurchtritts des Fahrzeuganfangs im durch den ersten bzw. des Fahrzeugendes im durch den zweiten Gleisstromkreis gebildeten Streckenabschnitt berechnen, wobei der Mittendurchtritt definiert ist als das Ereignis, dass das Fahrzeug, genau genommen ein Fahrzeuganfang, ein Fahrzeugmittelpunkt oder ein Fahrzeugende, genau die Hälfte des durch den betreffenden Gleisstromkreis gebildeten Streckenabschnitts durchquert hat, zu:
Daraus lässt sich der Zeitpunkt des Mittendurchtritts des Fahrzeugs (genaugenommen eines gedachten in der Mitte zwischen Fahrzeuganfang und Fahrzeugende liegenden Fahrzeugmittelpunkts) im durch den ersten und zweiten Gleisstromkreis gemeinsam gebildeten Streckenabschnitt berechnen, wobei der Mittendurchtritt in diesem Fall definiert ist als das Ereignis, dass der Fahrzeugmittelpunkt genau die Hälfte des durch beide Gleisstromkreise gemeinsam gebildeten Streckenabschnitts durchquert hat, zu:
der Zeitpunkt des Mittendurchtritts des Fahrzeuganfangs im durch den ersten und zweiten Gleisstromkreis gemeinsam gebildeten Streckenabschnitt berechnen, wobei der Mittendurchtritt in diesem Fall definiert ist als das Ereignis, dass der Fahrzeuganfang genau die Hälfte des durch beide Gleisstromkreise gemeinsam gebildeten Streckenabschnitts durchquert hat, zu:
der Zeitpunkt des Mittendurchtritts des Fahrzeugendes im durch den ersten und zweiten Gleisstromkreis gemeinsam gebildeten Streckenabschnitt berechnen, wobei der Mittendurchtritt in diesem Fall definiert ist als das Ereignis, dass das Fahrzeugende genau die Hälfte des durch beide Gleisstromkreise gemeinsam gebildeten Streckenabschnitts durchquert hat, zu:
the time of the middle passage of the vehicle start in the track section formed jointly by the first and second track circuits, whereby the middle passage in this case is defined as the event that the vehicle start has crossed exactly half of the track section formed jointly by both track circuits, to:
calculate the time of the middle passage of the vehicle end in the track section formed jointly by the first and second track circuits, whereby the middle passage in this case is defined as the event that the vehicle end exactly has crossed half of the track section formed jointly by both track circuits, to:
Der Beschleunigungswert für ein den ersten und den zweiten Gleisabschnitt durchfahrendes Fahrzeug lässt sich berechnen zu:
Unter Berücksichtigung der bereits bestimmten Größen lässt sich im Übrigen ein Längenwert des Zuges bestimmen zu:
Wie bereits erläutert, beruht die Ermittlung der genannten Werte auf modellhaften Vorstellungen, wobei die ermittelten Werte wegen möglicher tatsächlicher Abweichungen insbesondere der Geschwindigkeitsentwicklung (Geschwindigkeit, Beschleunigung) des Fahrzeugs während des Passierens des 1. Gleisstromkreises und des 2. Gleisstromkreises von den modellhaften Vorstellungen abweicht. Im Folgenden sollen die möglichen Abweichungen eingeschätzt werden, wobei zu diesem Zweck ebenfalls modellhaft ein Worst Case Szenario angenommen wird. Hierzu sind die folgenden Überlegungen maßgeblichAs already explained, the determination of the values mentioned is based on model ideas, whereby the determined values deviate from the model ideas due to possible actual deviations, in particular the speed development (speed, acceleration) of the vehicle when passing the 1st track circuit and the 2nd track circuit. The possible deviations are to be estimated below, whereby a worst case scenario is also assumed for this purpose. The following considerations are decisive for this
Wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs während der Durchquerung eines Gleisstromkreises konstant ist, dann stimmt das Modell für die Ermittlung der Geschwindigkeit genau und der Fehler ist zumindest theoretisch gleich 0. Dies gilt auch für den Fall, wenn die Beschleunigung des Fahrzeugs während der Durchquerung des betreffenden Gleisstromkreises konstant ist. Ein maximaler Fehler würde erwartungsgemäß jedoch auftreten, wenn das Fahrzeug während der Durchquerung des Gleisstromkreises auf der 1. Hälfte der Strecke abbremst (negativ beschleunigt) und auf der 2. Hälfte der Strecke (positiv) beschleunigt, oder umgekehrt, also auf der 1. Hälfte der Strecke beschleunigt und auf der 2. Hälfte der Strecke abbremst. Im 1. Fall liegt die tatsächliche Geschwindigkeit unterhalb der modellhaft berechneten und im 2. Fall oberhalb der modellhaft berechneten Geschwindigkeit. Mit anderen Worten ändert sich bei den betrachteten beiden Fällen lediglich das Vorzeichen des Fehlers.If the speed of the vehicle is constant while crossing a track circuit, then the model for determining the speed is accurate and the error is, at least theoretically, 0. This also applies if the acceleration of the vehicle is constant while crossing the relevant track circuit is constant. However, a maximum error would be expected if the vehicle brakes (negatively accelerates) on the first half of the track while crossing the track circuit and accelerates (positively), or vice versa, i.e. accelerates on the first half of the track and brakes on the second half of the track. In the first case, the actual speed is below the speed calculated using the model and in the second case it is above the speed calculated using the model. In other words, in the two cases considered, only the sign of the error changes.
Diese Überlegungen machen deutlich, dass ein Fehler bedingt durch die Modellbildung von den folgenden Faktoren abhängt.
- Der Geschwindigkeit, mit der das Fahrzeug in den Gleisstromkreis einfährt (betrachtet werden die Geschwindigkeiten 50 km/h, 100 km/h und 150 km/h)
- der Länge des Gleisstromkreises (betrachtet werden Längen von 30 m, 50 m, 100 m, 200 m, 500 m)
- bezüglich des größten zu erwartenden Fehlers einer Abbremsung auf der 1. Hälfte des Gleisstromkreises und einer Beschleunigung auf der 2. Hälfte des Gleisstromkreises jeweils um den gleichen Betrag (betrachtet werden 0,1 m/s2, 0,4 m/s2, 0,7 m/s2 und 1,0 m/s2).
- The speed at which the vehicle enters the track circuit (the speeds considered are 50 km/h, 100 km/h and 150 km/h)
- the length of the track circuit (lengths of 30 m, 50 m, 100 m, 200 m, 500 m are considered)
- with respect to the largest expected error of a deceleration on the 1st half of the track circuit and an acceleration on the 2nd half of the track circuit, each by the same amount (0.1 m/s 2 , 0.4 m/s 2 , 0.7 m/s 2 and 1.0 m/s 2 are considered).
Daraus ergeben sich für die maximal möglichen modellbedingten Fehler für die Geschwindigkeitsberechnung in km/h die folgenden in der Tabelle näher ausgeführten Beträge.
Es wird deutlich, dass die Fehler bei der Bestimmung des Geschwindigkeitswertes umso geringer werden, je größer die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist und je kürzer der verwendete Gleisstromkreis ist.It is clear that the errors in determining the speed value become smaller the higher the speed of the vehicle and the shorter the track circuit used.
Bei der Modellbildung für das Worst Case Szenario ist zu bemerken, dass dieses in der Realität weniger kritisch auftreten würde. Bei der Berechnung wurde angenommen, dass das Fahrzeug zum Zeitpunkt des Eintritts in die 2. Hälfte des Gleisstromkreises übergangslos von den Bremszustand in den Beschleunigungszustand übergeht, und zwar mit dem angenommenen Betrag für die Bremsung bzw. Beschleunigung. In der Realität ist hier selbstverständlich eine Übergangsphase erforderlich, welche jedoch im Vergleich zu der Annahme als weniger kritisch zu beurteilen ist. Dies bedeutet, dass die im folgenden berechneten Fehler in der Realität weniger stark ausgeprägt sein würden.When modelling the worst case scenario, it should be noted that this would be less critical in reality. In the calculation, it was assumed that the vehicle would transition seamlessly from the braking state to the acceleration state at the time of entering the second half of the track circuit, with the assumed amount of braking or acceleration. In reality, of course, a A transition phase is required, which is, however, less critical than the assumption. This means that the errors calculated below would be less pronounced in reality.
Nimmt man beispielsweise eine Geschwindigkeit von 100 km/h oder darüber und eine Gleislänge von 100 m an, so ist selbst bei einer Verzögerung/Beschleunigung von 0,7 m/s2 die Abweichung geringer als 2,5 km/h und damit besser als 2,5 %. Berücksichtigt man zusätzlich einen realistischen Übergang von dem Verzögerungszustand des Fahrzeugs in den Beschleunigungszustand, kann sogar mit einer Abweichung von weniger als 1 % gerechnet werden. Selbst bei einem Gleisstromkreis mit einer Länge von 200 m wäre die Abweichung dann noch geringer als 2 %.For example, if you assume a speed of 100 km/h or more and a track length of 100 m, even with a deceleration/acceleration of 0.7 m/s 2 the deviation is less than 2.5 km/h and thus better than 2.5%. If you also take into account a realistic transition from the vehicle's deceleration state to the acceleration state, you can even expect a deviation of less than 1%. Even with a track circuit with a length of 200 m, the deviation would still be less than 2%.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird allerdings ungenauer, wenn das Fahrzeug beispielsweise nur 50 km/h fährt. Hier wäre mit Abweichungen von ungefähr 10 % zu rechnen. Auch wenn die Gleisstromkreise bei Fahrzeugen, die mit Geschwindigkeiten über 100 km/h fahren, beispielsweise 500 m lang wären, läge die Abweichung bei ungefähr 10 %.However, the method according to the invention becomes less accurate if the vehicle only travels at 50 km/h, for example. In this case, deviations of around 10% would be expected. Even if the track circuits for vehicles traveling at speeds of over 100 km/h were 500 m long, for example, the deviation would be around 10%.
Bei sehr geringen Geschwindigkeiten, bei denen die vollständige Abbremsung des Fahrzeugs im betreffenden Gleisstromkreis, verbunden mit Stillstandszeiten, möglich ist, ist die Anwendung des Verfahrens nicht sinnvoll, da der Fehler verbunden mit der Stillstandszeit theoretisch beliebig groß werden kann.At very low speeds, where complete braking of the vehicle in the relevant track circuit, combined with standstill times, is possible, the application of the method is not meaningful, since the error combined with the standstill time can theoretically be arbitrarily large.
Die oben angegebenen Überlegungen zur Berechnung der modellbedingt auftretenden Fehler für die Ermittlung des Geschwindigkeitswertes gilt in gleicher Weise auch für die Berechnung des von dem Geschwindigkeitswert abhängigen weiteren Wertes der Zuglänge.The above considerations for calculating the model-related errors for determining the speed value also apply to the calculation of the further value of the train length which depends on the speed value.
Die genannte Aufgabe wird alternativ mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Verfahren) erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, dass die Geschwindigkeit und die Beschleunigung aus den Messdaten von mindestens zwei als Gleisstromkreise ausgeführten Streckenelementen entsprechend der vorstehenden Erklärung ermittelt werden und die Schließzeit des Bahnübergangs unter Berücksichtigung
- des ermittelten Geschwindigkeitswertes und
- des ermittelten Beschleunigungswertes
- of the determined speed value and
- of the determined acceleration value
Als Streckenelement sollen allgemein Streckeneinrichtungen verstanden werden, die an der Strecke installiert sind. Hierzu zählen auch Sensoren, die zur Erfassung von Messdaten geeignet sind. Als Schließzeit eines Bahnübergangs ist genau genommen der Schließzeitpunkt zu verstehen, nicht der Zeitraum, wie lange der Bahnübergang geschlossen bleiben soll.A track element is generally understood to mean track equipment that is installed along the track. This also includes sensors that are suitable for recording measurement data. The closing time of a level crossing is strictly speaking the time at which it is closed, not the period for which the level crossing is to remain closed.
Ein Bahnübergang, vorzugsweise der Einfahrtsbereich eines Bahnübergangs, kann als Referenzpunkt im Sinne der Erfindung aufgefasst werden. Daher lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren unter anderem auch dafür anwenden, die Schließzeit eines Bahnübergangs möglichst genau an das sich dem Bahnübergang nähernde Fahrzeug anzupassen. Hierfür können erfindungsgemäß die ermittelten Geschwindigkeitswerte, der Beschleunigungswert sowie die Zuglänge Verwendung finden. Bezogen werden die Aussagen vorzugsweise auf den Zeitpunkt des Mittendurchtritts des Fahrzeugs durch den ersten oder zweiten Gleisstromkreis.A level crossing, preferably the entrance area of a level crossing, can be considered a reference point in the sense of the invention. Therefore, the method according to the invention can also be used, among other things, to adapt the closing time of a level crossing as precisely as possible to the vehicle approaching the level crossing. According to the invention, the determined speed values, the acceleration value and the train length can be used for this. The statements are preferably related to the time at which the vehicle passes through the middle of the first or second track circuit.
Die genannte Aufgabe wird alternativ mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Verfahren) erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, dass das vorstehend erläuterte Verfahren zur Ermittlung eines Geschwindigkeitswertes und Beschleunigungswertes für das Fahrzeug zum Einsatz kommt und der Zeitpunkt der Ankunft an einem bestimmten Referenzpunkt unter Berücksichtigung des Geschwindigkeitswertes und des Beschleunigungswertes geschätzt wird.The above-mentioned object is alternatively achieved according to the invention with the subject matter of the claim (method) specified at the outset in that the method explained above is used to determine a speed value and acceleration value for the vehicle and the time of arrival at a specific reference point is estimated taking into account the speed value and the acceleration value.
Die genannte Aufgabe wird alternativ mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Verfahren) erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, dass das vorstehend erläuterte Verfahren zur Ermittlung eines Geschwindigkeitswertes, eines Beschleunigungswertes und eines Längenwertes für das Fahrzeug zum Einsatz kommt und der Zeitpunkt des Verlassens eines bestimmte Referenzpunktes unter Berücksichtigung des Geschwindigkeitswertes, des Beschleunigungswertes und der Zuglänge geschätzt wird.The above-mentioned object is alternatively achieved according to the invention with the subject matter of the claim (method) specified at the outset in that the method explained above is used to determine a speed value, an acceleration value and a length value for the vehicle and the Time of leaving a certain reference point is estimated taking into account the speed value, the acceleration value and the train length.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Referenzpunkt für ein Streckenobjekt in Form eines Bahnübergangs oder eines Bahnsteigs oder einer Weiche oder einer Weichengruppe oder eines Streckenabschnitts oder einer Fahrstraße vorgegeben ist.According to one embodiment of the invention, it is provided that the reference point for a route object in the form of a level crossing or a platform or a switch or a group of switches or a route section or a route is specified.
Für alle diese Streckenobjekte ist es sinnvoll, wenn der Ankunfts- oder der Verlassenszeitpunkt möglichst gut eingeschätzt werden kann. Hierdurch ergibt sich ein Mehrwert für die Steuerung des Zugverkehrs, es können Verspätungen verhindert oder bereits bestehende Verspätungen abgebaut werden und die Sicherheit des Bahnbetriebs kann positiv beeinflusst werden.For all of these route objects, it is useful if the arrival or departure time can be estimated as accurately as possible. This creates added value for the control of train traffic, delays can be prevented or existing delays can be reduced, and the safety of rail operations can be positively influenced.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Referenzpunkt den streckenbezogenen Anfang oder die streckenbezogene Mitte oder das streckenbezogene Ende des Streckenobjekts bezeichnet.According to one embodiment of the invention, it is provided that the reference point designates the route-related start or the route-related middle or the route-related end of the route object.
Je nach Ausdehnung und Art der Beurteilung können unterschiedliche Bereiche des Streckenobjektes als Referenzpunkt verwendet werden. Wichtig dabei ist, dass der Referenzpunkt eindeutig identifiziert ist, um eine Streckenabschätzung ausgehend von den an dem erfindungsgemäßen Verfahren beteiligten Gleisstromkreisen zu ermöglichen.Depending on the extent and type of assessment, different areas of the track object can be used as a reference point. It is important that the reference point is clearly identified in order to enable a route estimate based on the track circuits involved in the method according to the invention.
Bei einem Bahnübergang ist es zum Beispiel sinnvoll, den Einfahrtsbereich als Referenzpunkt zu wählen, da der Bahnübergang bei der Ankunft des Zuges bereits geschlossen sein muss. Bei einem Bahnsteig kann es sinnvoll sein, das (in Fahrtrichtung gesehen) Ende des Bahnsteigs als Referenzpunkt zu wählen, denn der Zug soll ja vollständig in den Bahnhof einfahren. Bei Streckenobjektes mit geringer Ausdehnung in Fahrtrichtung kann es sinnvoll sein, die streckenbezogene Mitte als Referenzpunkt zu definieren, da sich eine Abweichung aufgrund der Ausdehnung des Streckenobjektes dann in beide Richtungen gleich auswirkt.For example, at a level crossing it is sensible to choose the entrance area as the reference point, as the level crossing must already be closed when the train arrives. For a platform it may be sensible to choose the end of the platform (seen in the direction of travel) as the reference point, as the train is supposed to enter the station completely. For track objects with a small extension in the direction of travel it may be sensible to define the track-related center as the reference point, as a deviation due to the extension of the track object can then has the same effect in both directions.
Des Weiteren wird ein Programmmodule enthaltendes Computerprogramm mit Programmbefehlen zur Durchführung des genannten erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder dessen Ausführungsbeispielen beansprucht, wobei mittels des Computerprogramms jeweils das erfindungsgemäße Verfahren und/oder dessen Ausführungsbeispiele durchführbar sind.Furthermore, a computer program containing program modules with program instructions for carrying out the said method according to the invention and/or its embodiments is claimed, wherein the method according to the invention and/or its embodiments can be carried out by means of the computer program.
Darüber hinaus wird eine Bereitstellungsvorrichtung zum Speichern und/oder Bereitstellen des Computerprogramms beansprucht. Die Bereitstellungsvorrichtung ist beispielsweise ein Speichereinheit, die das Computerprogramm 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 Computerprogramm vorzugsweise in Form eines Datenstroms speichert und/oder bereitstellt.In addition, a provision device for storing and/or providing the computer program is claimed. The provision device is, for example, a storage unit that stores and/or provides the computer program. Alternatively and/or additionally, 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 preferably in the form of a data stream.
Die Bereitstellung erfolgt in Form eines Programmdatensätzen als Datei, insbesondere als Downloaddatei, oder als Datenstrom, insbesondere als Downloaddatenstrom, des Computerprogramms. Diese Bereitstellung kann beispielsweise aber auch als partieller Download erfolgen, der aus mehreren Teilen besteht. Ein solches Computerprogramm wird beispielsweise unter Verwendung der Bereitstellungsvorrichtung in ein System eingelesen, sodass das erfindungsgemäße Verfahren auf einem Computer zur Ausführung gebracht wird.The provision takes place in the form of a program data set 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. This provision can also take place, for example, as a partial download consisting of several parts. Such a computer program is read into a system, for example, using the provision device, so that the method according to the invention is carried out on a computer.
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.Further details of the invention are described below with reference to the drawing. Identical or corresponding drawing elements are each provided with the same reference numerals and are only explained several times to the extent that there are differences between the individual figures.
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.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the components of the embodiments described each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also develop the invention independently of one another and are therefore to be considered as part of the invention individually or in a combination other than that shown. Furthermore, the components described can also be combined with the features of the invention described above.
Es zeigen:
-
ein Ausführungsbeispiel der erfindungsbemäßen Vorrichtung mit ihren Wirkzusammenhängen schematisch, mit einem Beispiel einer Rechenumgebung für die Vorrichtung als Blockschaltbild, wobei die einzelnen Recheninstanzen Programmmodule ausführen, die jeweils in einem oder mehreren Computern ablaufen können und wobei die gezeigten Schnittstellen demgemäß softwaretechnisch in einem Computer oder hardwaretechnisch zwischen verschiedenen Computern ausgeführt sein können,Figur 1 -
Figur 2 schematisch den Ablauf des Verfahrens streckenseitig in einem Zeit-Weg-Diagramm mit dem Weg x und der Zeit t, d. h. das Durchlaufen des Fahrzeuges von mehreren Gleisstromkreisen, die alle direkt aneinanderstoßen, um Daten zur erfindungsgemäßen rechnergestützten Datenverabeitung zu sammeln. -
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens als Flussdiagramm, wobei die Funktionseinheiten und Schnittstellen gemäßFigur 1 beispielhaft angedeutet sind.
-
Figure 1 an embodiment of the device according to the invention with its functional relationships schematically, with an example of a computing environment for the device as a block diagram, wherein the individual computing instances execute program modules, each of which can run in one or more computers and wherein the interfaces shown can accordingly be implemented in software in one computer or in hardware between different computers, -
Figure 2 schematically shows the sequence of the method on the track side in a time-distance diagram with the distance x and the time t, ie the vehicle passing through several track circuits, which all directly adjoin one another, in order to collect data for the computer-aided data processing according to the invention. -
Figure 3 an embodiment of the method according to the invention as a flow chart, wherein the functional units and interfaces according toFigure 1 are indicated as examples.
In
Die Gleisstromkreise sind in Fahrtrichtung der Züge nacheinander angeordnet und stoßen direkt aneinander. Außerdem sind diese kurz ausgeführt, nämlich kürzer als 50 m, sodass diese in kurzer zeitlicher Abfolge nacheinander ein Messsignal generieren. Diese Messsignale können in erfindungsgemäße Weise nun dazu ausgenutzt werden, die Fahrtrichtung FR des Zuges und die Geschwindigkeit v des Zuges zumindest näherungsweise zu ermitteln. Hierzu im Folgenden noch mehr. Angedeutet in Figur eins ist die tatsächliche Geschwindigkeit v sowie auch die tatsächliche Beschleunigung a des Zuges, in dem die genannten Einheitenzeichen in Figur eins eingetragen sind. Es soll an dieser Stelle schon erwähnt werden, dass die tatsächliche Geschwindigkeit mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht ermittelt werden soll, sondern mithilfe der Gleisstromkreise lediglich abgeschätzt werden kann.The track circuits are arranged one after the other in the direction of travel of the trains and are directly adjacent to one another. They are also short, namely less than 50 m, so that they generate a measurement signal one after the other in a short time sequence. These measurement signals can now be used in the manner according to the invention to at least approximately determine the direction of travel FR of the train and the speed v of the train. More on this below. The actual speed v and the actual acceleration a of the train are indicated in figure one, in which the unit symbols mentioned are entered in figure one. It should be mentioned at this point that the actual speed is not to be determined using the method according to the invention, but can only be estimated using the track circuits.
Der Gleisstromkreis TC1 ist über eine erste Schnittstelle S1 sowie der zweite Gleisstromkreis TC2 über eine zweite Schnittstelle S2 mit dem Stellwerk SW, genau genommen mit einem in diesem Stellwerk vorhandenen ersten Computer CP1, verbunden. Außerdem weist der erste Computer CP1 eine siebte Schnittstelle S7 für den Bahnübergang BU auf. Außerdem ist der erste Computer CP1 über eine sechste Schnittstelle S6 mit einer ersten Speichereinheit SE1 verbunden.The track circuit TC1 is connected to the signal box SW via a first interface S1 and the second track circuit TC2 is connected to it via a second interface S2, more precisely to a first computer CP1 in this signal box. The first computer CP1 also has a seventh interface S7 for the level crossing BU. The first computer CP1 is also connected to a first storage unit SE1 via a sixth interface S6.
Außerdem ist die Kommunikation des Stellwerks SW über eine vierte Schnittstelle S4 mit der Leitzentrale LZ mit einem zweiten Computer CP2, der über eine achte Schnittstelle S8 mit einer zweiten Speichereinrichtung SE2 verbunden ist, möglich. Die oben genannten Schnittstellen können sowohl kabelgebunden sein (wie dargestellt) als auch Funkschnittstellen darstellen, wobei für den letzteren Fall die Antennentechnik, die zur Ausbildung von Funkschnittstellen erforderlich wäre, nicht dargestellt ist.In addition, communication between the signal box SW and the control center LZ is possible via a fourth interface S4 with a second computer CP2, which is connected to a second storage device SE2 via an eighth interface S8. The above-mentioned interfaces can be either wired (as shown) or radio interfaces, although in the latter case the antenna technology required to create radio interfaces is not shown.
Nicht dargestellt sind weitere Stellwerke, die mit weiteren Computern und weiteren Speichereinheiten ausgestattet sind und in vergleichbarer Weise über ebenfalls nicht dargestellte Schnittstellen mit den Gleisstromkreisen TC1, TC2 kommunizieren. Diese können andere Aufgaben übernehmen, zum Beispiel die Ansteuerung von Signalanlagen oder eine Prognose, wann das Fahrzeug in einen Bahnhof einfährt.Not shown are other signal boxes that are equipped with additional computers and additional storage units and communicate in a similar way with the track circuits TC1, TC2 via interfaces that are also not shown. These can take on other tasks, for example controlling signaling systems or predicting when the vehicle will enter a station.
Bewegt sich das Fahrzeug FZ auf dem Gleis GL auf den Bahnübergang BU zu, passieren die Achsen des Fahrzeugs FZ zunächst den ersten Gleisstromkreis TC1 und anschließend den zweiten Gleisstromkreis TC2. Die aufgenommenen Messwerte können über die erste Schnittstelle S1 und die zweite Schnittstelle S2 an den ersten Computer CP1 übertragen werden, wobei der erste Computer CP1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Dabei kann der erste Computer CP1 auch die Ansteuerung des Bahnübergangs BU direkt übernehmen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass der erste Computer CP1 über die weitere Schnittstelle mit einem weiteren Computer (in
In
In
An den jeweiligen Gleisen sind Ereignisse dargestellt, und zwar der Eingang in den nullten Gleisstromkreis mit E0, der Ausgang aus dem nullten Gleisstromkreis mit A0, der Eingang in den ersten Gleisstromkreis mit E1 usw. bis zum Ausgang aus dem dritten Gleisstromkreis mit A3. Das jeweils aktuelle Ereignis ist in
In
Eingezeichnet in
Zum Zeitpunkt T1i tritt der Fahrzeuganfang in den ersten Gleisstromkreis ein. Dies ist das Ereignis E1. Zum Zeitpunkt T2i tritt der Fahrzeuganfang in den zweiten Gleisstromkreis ein, hierbei handelt es sich um das Ereignis E2. Zum Zeitpunkt T0o verlässt das Fahrzeugende den nullten Gleisstromkreis. Es handelt sich um das Ereignis A0. Zum Zeitpunkt T3i tritt der Fahrzeuganfang in den dritten Gleisstromkreis ein. Es handelt sich um das Ereignis E3. Zum Zeitpunkt T1o verlässt das Fahrzeugende den ersten Gleisstromkreis. Es handelt sich um das Ereignis A1. Zum Zeitpunkt T2o verlässt das Fahrzeugende den zweiten Gleisstromkreis. Es handelt sich um das Ereignis A2. Diese Bezeichnungen werden im Folgenden bei der Erläuterung des Verfahrensablaufs weiterverwendet.At time T1i the start of the vehicle enters the first track circuit. This is event E1. At time T2i the start of the vehicle enters the second track circuit. This is event E2. At time T0o the end of the vehicle leaves the zeroth track circuit. This is event A0. At time T3i the start of the vehicle enters the third track circuit. This is event E3. At time T1o the end of the vehicle leaves the first track circuit. This is event A1. At time T2o the end of the vehicle leaves the second track circuit. This is event A2. These terms will be used below to explain the procedure.
Es handelt sich hierbei um ein Beispiel. Die Reihenfolge der Ereignisse hängt wesentlich auch von der Zuglänge im Verhältnis zu der Länge der Gleisstromkreise ab. Unabhängig von der Reihenfolge dienen die genannten Ereignisse zur Ermittlung von für das erfindungsgemäße Verfahren erforderlichen Eingangsgrößen, wie nachfolgend genauer erläutert wird.This is an example. The order of events depends largely on the length of the train in relation to the length of the track circuits. Regardless of the order, the events mentioned serve to determine the input variables required for the method according to the invention, as will be explained in more detail below.
In
Auf dem Gleis GL startet das Verfahren mit dem Durchfahren eines Zuges durch die in
Nachdem das Verfahren durch Durchfahrt eines Fahrzeugs FZ gestartet wurde, setzt dessen Durchführung voraus, dass das Rechenverfahren in dem ersten Computer CP1 ebenfalls gestartet wurde. In einem Festlegungsschritt ST_LCN wird festgelegt, welcher Gleisstromkreis der nullte Gleisstromkreis, der erste Gleisstromkreis, der zweite Gleisstromkreis und der dritte Gleisstromkreis ist. Diese Gleisstromkreise folgen aufeinander. Anschließend überquert das Fahrzeug alle Gleisstromkreise in der angegebenen Reihenfolge. Die Reihenfolge der Ereignisse gemäß
Wenn das Verfahren im ersten Computer CP1 gestartet ist, wird aufgrund des Ereignisses A0 über die nullte Schnittstelle S0 die Zeit T0o, aufgrund des Ereignisses E1 über die erste Schnittstelle S1 die Zeit T1i, aufgrund des Ereignisses A1 über die erste Schnittstelle S1 die Zeit T1o, aufgrund des Ereignisses E2 über die zweite Schnittstelle S2 die Zeit T2i, aufgrund des Ereignisses A2 über die zweite Schnittstelle S2 die Zeit T2o, und aufgrund des Ereignisses E3 über die Schnittstelle S3 die Zeit T3i in den ersten Computer eingelesen. In
Sobald die Zeit T2i vorliegt, kann aus der ersten Speichereinrichtung SE1 über die sechste Schnittstelle S6 die Länge L1 des ersten Gleisstromkreises eingelesen werden. Anschließend kann über den Berechnungsschritt CLC_V1m_T1m sowohl die Geschwindigkeit als auch die Zeit des Mittendurchtritts des Fahrzeuganfangs im ersten Gleisstromkreis berechnet werden. Sobald auch die Zeit T2o eingelesen wurde, wird aus der ersten Speichereinrichtung SE1 über die sechste Schnittstelle S6 die Länge L2 des zweiten Gleisstromkreises eingelesen und es kann über den Berechnungsschritt CLC_V2m_T2m die Geschwindigkeit und die Zeit des Mittendurchtritts des Fahrzeugendes im zweiten Gleisstromkreis berechnet werden. Sobald diese Daten berechnet wurden, kann in einem nachfolgenden Berechnungsschritt CLC_T12m die Zeit des Mittendurchtritts des Fahrzeugs in dem durch den ersten Gleisstromkreis sowie den zweiten Gleisstromkreis gemeinsam gebildeten Streckenabschnitt berechnet werden. Dargestellt ist auch eine Alternative, der gemäß nach Auftreten des Ereignisses E3 und Einlesen der Zeit T3i der Berechnungsschritt CLC_T12m mit einem alternativen Algorithmus durchgeführt werden kann (je nachdem, welche Daten zuerst vorliegen).As soon as the time T2i is available, the length L1 of the first track circuit can be read from the first storage device SE1 via the sixth interface S6. Then, using the calculation step CLC_V1m_T1m, both the speed and the time for the start of the vehicle to pass through the middle of the first track circuit can be calculated. As soon as the time T2o has also been read, the length L2 of the second track circuit is read from the first storage device SE1 via the sixth interface S6 and the speed and time for the end of the vehicle to pass through the middle of the second track circuit can be calculated using the calculation step CLC_V2m_T2m. As soon as this data has been calculated, the time for the vehicle to pass through the middle of the track section formed jointly by the first track circuit and the second track circuit can be calculated in a subsequent calculation step CLC_T12m. An alternative is also shown, according to which, after the occurrence of event E3 and reading in the time T3i, the calculation step CLC_T12m can be carried out with an alternative algorithm (depending on which data is available first).
In nachfolgenden Berechnungsschritten kann zunächst ein Beschleunigungswert A12 des Fahrzeugs in den durch den ersten Gleisstromkreis und den zweiten Gleisstromkreis gebildeten Streckenabschnitt in dem Schritt CLC_A12 berechnet werden. Ebenso kann in einem Berechnungsschritt CLC_TL die Zuglänge TL berechnet werden. Zum Schluss kann in einem Berechnungsschritt CLC_PROG eine Prognose berechnet werden, die abhängig vom Anwendungsfall ist. Im Beispiel gemäß
Ein Abfrageschritt STP?, ob das Verfahren beendet werden soll, hängt davon ab, ob das Verfahren am Gleis GL bereits beendet wurde. Ist dies der Fall, wird das Berechnungsverfahren gestoppt. Ist dies nicht der Fall, so startet das Berechnungsverfahren von Neuem.A query step STP?, whether the procedure should be terminated, depends on whether the procedure on track GL has already been terminated. If this is the case, the calculation procedure is stopped. If this is not the case, the calculation procedure starts again.
- GLGL
- GleisTrack
- FZFZ
- SchienenfahrzeugRail vehicle
- BUBU
- BahnübergangRailroad Crossing
- LZLZ
- LeitzentraleControl center
- SWSW
- StellwerkSignal box
- A1 ... A3A1 ... A3
- Antenneantenna
- S0 ... S8S0 ... S8
- Schnittstelleinterface
- CP1 ... CP2CP1 ... CP2
- Computercomputer
- SE1 ... SE2SE1 ... SE2
- SpeichereinheitStorage unit
- FRFR
- FahrtrichtungDirection of travel
- TC0 ... TC3TC0 ... TC3
- GleisstromkreisTrack circuit
- vv
- tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeugsactual speed of the vehicle
- aa
- tatsächliche Beschleunigung des Fahrzeugsactual acceleration of the vehicle
- X0 ... X4X0 ... X4
- GleisortTrack location
- L0 ... L3L0 ... L3
- Länge der GleisstromkreiseLength of track circuits
- E0 ... E3E0 ... E3
- Eingang in den GleisstromkreisInput into the track circuit
- A0 ... A3A0 ... A3
- Ausgang aus dem GleisstromkreisOutput from the track circuit
- T1i ... T3iT1i ... T3i
- Eintrittszeitpunkt des FahrzeugsTime of entry of the vehicle
- T0o ... T2oT0o ... T2o
- Austrittszeitpunkt des FahrzeugsTime of vehicle exit
- T1m ... T2mT1m ... T2m
- Zeitpunkt des Mittendurchtritts des Fahrzeuganfangs bzw. Fahzeugendes im durch den ersten bzw. zweiten Gleisstromkreis gebildeten StreckenabschnittTime of passage of the vehicle start or end through the middle of the track section formed by the first or second track circuit
- V1m ... V2mV1m ... V2m
- Geschwindigkeitswert für ein den ersten bzw. den zweiten Gleisabschnitt durchfahrendes FahrzeugSpeed value for a vehicle passing through the first or second track section
- T12mT12m
- Zeitpunkt des Mittendurchtritts des Fahrzeuganfangs bzw. Fahzeugendes im durch den ersten und zweiten Gleisstromkreis gemeinsam gebildeten StreckenabschnittTime of passage of the vehicle start or end through the middle of the track section formed jointly by the first and second track circuits
- A12A12
- Beschleunigungswert für ein den ersten und den zweiten Gleisabschnitt durchfahrendes FahrzeugAcceleration value for a vehicle passing through the first and second track sections
- TLTLS
- Längenwert für ein den ersten und den zweiten Gleisabschnitt durchfahrendes FahrzeugLength value for a vehicle passing through the first and second track sections
- ST_LCNST_LCN
- Festlegungsschritt für 0. bis 3. GleisstromkreisDetermination step for 0th to 3rd track circuit
-
ST_LCN+1
ST_LCN+ 1 - Verschiebungsschritt für 0. Bis 3. GleisstromkreisShift step for 0th to 3rd track circuit
- CLC_XXXCLC_XXX
- Berechnungsschritt für GrößenCalculation step for sizes
- CLC_PROGCLC_PROG
- Berechnungsschritt für PrognoseCalculation step for forecast
- XXX_INXXX_IN
- Eingabeschritt für Messwerte und KonstantenInput step for measured values and constants
- PROG_OTPROG_OT
- Ausgabeschritt für PrognoseOutput step for forecast
- STP?STP?
- Abfrageschritt für EndeQuery step for end
Claims (17)
dadurch gekennzeichnet,
dass als streckenseitige Einrichtungen ein erster Gleisstromkreis (TC1) und ein in Fahrtrichtung (FR) des Fahrzeugs (FZ) folgender zweiter Gleisstromkreis (TC2) zum Einsatz kommen, wobei der Geschwindigkeitswert bestimmt wird, indem
characterized,
that a first track circuit (TC1) and a second track circuit (TC2) following in the direction of travel (FR) of the vehicle (FZ) are used as trackside equipment, whereby the speed value is determined by
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Gleisstromkreis (TC1) und der zweite Gleisstromkreis (TC2) nicht direkt aneinanderstoßen und ein Abstand zwischen dem ersten Gleisstromkreis (TC1) und dem zweiten Gleisstromkreis (TC2) bei der Berechnung der Geschwindigkeit zu der Länge des ersten Gleisstromkreises (TC1) und/oder zu der Länge des zweiten Gleisstromkreises (TC2) hinzugerechnet wird.Method according to claim 1
characterized,
that the first track circuit (TC1) and the second track circuit (TC2) do not directly adjoin one another and a distance between the first track circuit (TC1) and the second track circuit (TC2) is added to the length of the first track circuit (TC1) and/or to the length of the second track circuit (TC2) when calculating the speed.
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest ein Zeitpunkt des Mittendurchtritts des Fahrzeugs (FZ) im durch den ersten und/oder zweiten Gleisstromkreis (TC1 ... TC2) gebildeten Streckenabschnitt bestimmt wird, indem
characterized,
that at least one point in time of the central passage of the vehicle (FZ) in the track section formed by the first and/or second track circuit (TC1 ... TC2) is determined by
dadurch gekennzeichnet,
dass der Zeitpunkt eines Mittendurchtritts des Fahrzeugs (FZ) im durch den ersten und zweiten Gleisstromkreis (TC1 ... TC2) gemeinsam gebildeten Streckenabschnitt bestimmt wird, indem
characterized,
that the time of a central passage of the vehicle (FZ) in the track section formed jointly by the first and second track circuits (TC1 ... TC2) is determined by
dadurch gekennzeichnet,
dass für das Vorliegen des mindestens einen Geschwindigkeitswertes der jeweilige Zeitpunkt des Mittendurchtritts des betreffenden Streckenabschnitts festgelegt wird.Method according to claim 3 or 4,
characterized,
that the respective point in time at which the vehicle passes through the middle of the relevant section of road is determined for the occurrence of at least one speed value.
dadurch gekennzeichnet,
dass für den ersten Gleisstromkreis (TC1) und für den zweiten Gleisstromkreis (TC2) jeweils ein Geschwindigkeitswert bestimmt wird und ein Beschleunigungswert für das Fahrzeug (FZ), das den 6ersten Geleisstromkreis (TC1) und den zweiten Gleisstromkreis (TC2) durchquert hat, bestimmt wird, indem der Quotient aus der Differenz zwischen der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (FZ) im ersten Gleisstromkreis (TC1) und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (FZ) im zweiten Gleisstromkreis (TC2) und der Differenz zwischen dem Zeitpunkt des Mittendurchtritts des Fahrzeuganfangs im ersten Gleisstromkreis (TC1) und dem Zeitpunkt des Mittendurchtritts des Fahrzeuganfangs im zweiten Gleisstromkreis (TC2) berechnet wird.Method according to claim 3, 4 or 5,
characterized,
that a speed value is determined for the first track circuit (TC1) and for the second track circuit (TC2) and an acceleration value for the vehicle (FZ) that has crossed the first track circuit (TC1) and the second track circuit (TC2) is determined by calculating the quotient of the difference between the speed of the vehicle (FZ) in the first track circuit (TC1) and the speed of the vehicle (FZ) in the second track circuit (TC2) and the difference between the time of the center passage of the start of the vehicle in the first track circuit (TC1) and the time of the center passage of the start of the vehicle in the second track circuit (TC2).
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Längenwert für das Fahrzeug (FZ) bestimmt wird, indem die Hälfte des Produkts aus der Differenz zwischen dem Zeitpunkt des Verlassens des Fahrzeugs (FZ) des ersten Gleisstromkreises (TC1) und dem Eintrittszeitpunkt des Fahrzeugs (FZ) in den zweiten Gleisstromkreis (TC2) und der Summe aus der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (FZ) im ersten Gleisstromkreis (TC1) und der Geschwindigkeit des Fahrzeugs (FZ) im zweiten Gleisstromkreis (TC2) berechnet wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that a length value for the vehicle (FZ) is determined by multiplying half the product of the difference between the time of the vehicle (FZ) leaving the first track circuit (TC1) and the time of the vehicle (FZ) entering the second track circuit (TC2) and the sum of the speed of the vehicle (FZ) in the first track circuit (TC1) and the speed of the vehicle (FZ) in the second track circuit (TC2).
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Gleisstromkreis (TC1) und der zweite Gleisstromkreis (TC2) die gleiche Länge aufweisen.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the first track circuit (TC1) and the second track circuit (TC2) have the same length.
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Gleisstromkreis (TC1) und der zweite Gleisstromkreis (TC2) höchstens 100 m lang bevorzugt höchstens 50 m lang sind.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the first track circuit (TC1) and the second track circuit (TC2) are no longer than 100 m, preferably no longer than 50 m.
dadurch gekennzeichnet,
dass der erste Gleisstromkreis (TC1) und der zweite Gleisstromkreis (TC2) zu einer Folge von mehr als zwei Gleisstromkreisen gehören und für die Durchführung des Verfahrens in Fahrtrichtung (FR) des Fahrzeugs (FZ) wechselnd zwei benachbarte Gleisstromkreise als erster Gleisstromkreis (TC1) und als zweiter Gleisstromkreis (TC2) zum Einsatz kommen.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that the first track circuit (TC1) and the second track circuit (TC2) belong to a sequence of more than two track circuits and that for carrying out the procedure in the direction of travel (FR) of the vehicle (FZ), two adjacent track circuits are used alternately as the first track circuit (TC1) and as the second track circuit (TC2).
dass die Geschwindigkeit und die Beschleunigung aus den Messdaten von mindestens zwei als Gleisstromkreise (TC0 ... TC3) ausgeführten Streckenelementen nach einem der Ansprüche 6 bis 10 ermittelt werden und die Schließzeit des Bahnübergangs (BU) unter Berücksichtigung
that the speed and the acceleration are determined from the measurement data of at least two track elements designed as track circuits (TC0 ... TC3) according to one of claims 6 to 10 and the closing time of the level crossing (BU) is calculated taking into account
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10 zur Ermittlung eines Geschwindigkeitswertes und Beschleunigungswertes für das Fahrzeug (FZ) zum Einsatz kommt und der Zeitpunkt der Ankunft unter Berücksichtigung des Geschwindigkeitswertes und des Beschleunigungswertes geschätzt wird.Method for predicting a time of arrival of a track-guided vehicle (FZ) at a route-related reference point,
characterized,
that a method according to one of claims 6 to 10 is used to determine a speed value and acceleration value for the vehicle (FZ) and the time of arrival is estimated taking into account the speed value and the acceleration value.
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10 zur Ermittlung eines Geschwindigkeitswertes, eines Beschleunigungswertes und eines Längenwertes für das Fahrzeug (FZ) zum Einsatz kommt und der Zeitpunkt des Verlassens unter Berücksichtigung des Geschwindigkeitswertes, des Beschleunigungswertes und der Zuglänge geschätzt wird.Method for predicting the time at which a track-guided vehicle (FZ) will leave a track-related reference point,
characterized,
that a method according to one of claims 7 to 10 is used to determine a speed value, an acceleration value and a length value for the vehicle (FZ) and the time of departure is estimated taking into account the speed value, the acceleration value and the train length.
dadurch gekennzeichnet,
dass der Referenzpunkt für ein Streckenobjekt in Form eines Bahnübergangs (BU) oder eines Bahnsteigs oder einer Weiche oder einer Weichengruppe oder eines Streckenabschnitts oder einer Fahrstraße vorgegeben ist.Method according to claim 12 or 13,
characterized,
that the reference point for a route object is specified in the form of a level crossing (BU) or a platform or a switch or a group of switches or a route section or a route.
dadurch gekennzeichnet,
dass der Referenzpunkt den streckenbezogenen Anfang oder die streckenbezogene Mitte oder das streckenbezogene Ende des Streckenobjekts bezeichnet.Method according to claim 14,
characterized,
that the reference point designates the line-related start or the line-related middle or the line-related end of the line object.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP22210768.2A EP4378793A1 (en) | 2022-12-01 | 2022-12-01 | Method for determining a speed value of a track-guided vehicle |
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EP22210768.2A EP4378793A1 (en) | 2022-12-01 | 2022-12-01 | Method for determining a speed value of a track-guided vehicle |
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EP (1) | EP4378793A1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08104234A (en) * | 1994-10-06 | 1996-04-23 | Central Japan Railway Co | Route setting method in track transport traffic |
RU2271951C1 (en) * | 2004-07-12 | 2006-03-20 | Самарская государственная академия путей сообщения (СамГАПС) | Method of checking arrival of train with its full complement |
EP2718168B1 (en) | 2011-07-14 | 2017-06-14 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for operating a railway safety system, and railway safety system |
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EP3984856A1 (en) | 2020-10-19 | 2022-04-20 | Siemens Mobility GmbH | Method for detecting the vehicle category of a railway vehicle and device suitable for use of the method |
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2022
- 2022-12-01 EP EP22210768.2A patent/EP4378793A1/en active Pending
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