WO2016142160A1 - Verfahren und vorrichtung zum ermitteln eines signalbegriffes für ein schienenfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines den Frei- oder Besetztzustand eines Streckenabschnittes repräsen- tierenden Signalbegriffes für ein Schienenfahrzeug, insbeson- dere ein Wartungs- oder Baufahrzeug, auf einer CBTC – Commu- nication Based Train Control – Strecke, wobei das Schienen- fahrzeug nicht über ein CBTC-Bordgerät verfügt, sowie eine entsprechende Vorrichtung. Um auf spezielle Hardware verzich- ten zu können, ist verfahrensgemäß vorgesehen, dass eine App auf einem Smartphone folgende Schritte initiiert: A) Fotografieren einer in Fahrtrichtung befindlichen Stre- ckenbake, B) Feststellen der ID – Identifikationssignatur – der Stre- ckenbake, C) Senden der Streckenbaken-ID an eine CBTC-Streckenzentrale und D) Empfangen des durch die CBTC-Streckenzentrale ermittelten Signalbegriffes für den mit der Streckenbake beginnenden Streckenabschnitt.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines Signalbegriffes für ein Schienenfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines den Frei- oder Besetztzustand eines Streckenabschnittes repräsentierenden Signalbegriffes für ein Schienenfahrzeug, insbesondere ein Wartungs- oder Baufahrzeug, auf einer CBTC - Commu- nication Based Train Control - Strecke, wobei das Schienenfahrzeug nicht über ein CBTC-Bordgerät verfügt sowie eine diesbezügliche Vorrichtung.
Bei CBTC-Strecken werden die Fahrterlaubnisse an die CBTC- Bordgeräte der Schienenfahrzeuge per Funk übermittelt. Streckensignale sind nicht erforderlich. Problematisch ist die Befahrung der CBTC-Strecke , wenn in den Schienenfahrzeugen kein CBTC-Bordgerät vorhanden ist. Das betrifft insbesondere Wartungsfahrzeuge und Baufahrzeuge, die nicht regelmäßig auf der CBTC-Strecke verkehren.
Damit auch Schienenfahrzeuge ohne CBTC-Bordgerät die CBTC- Strecke befahren können, sind folgende Vorgehensweisen bekannt :
1. Mittels mündlicher oder schriftlicher Kommunikation zwischen einer CBTC-Streckenzentrale und dem Fahrzeugführer wird die dem Signalbegriff entsprechende Fahrterlaubnis oder deren Verweigerung festgestellt und übermittelt. Die Fahrzeugführer orientieren sich dabei mit ihrer Streckenkenntnis oder anhand von Streckenmarkierungen wie Kilometertafeln und dergleichen. Zur technischen Unterstützung der Orientierung können gemäß EP 2 527 226 A2 streckenseitige Funkbaken vorgesehen sein, die einzelne Streckenabschnitte begrenzen und eine Ortsbe- Stimmung des Schienenfahrzeuges als Voraussetzung für eine
Fahrterlaubnis ermöglichen, indem der Fahrzeugführer über ein Mobilgerät die Position der Funkbake abfragt. 2. Eine weitere Verfahrensweise besteht darin, feste Signale zu installieren oder transportable Signale für den Zeitraum der Befahrung durch das nicht CBTC- fähige Schienenfahrzeug aufzustellen und durch die Streckenzentrale anzusteuern.
3. Prinzipiell ist es auch möglich, alle Wartungs- und Baufahrzeuge, die die CBTC-Strecke befahren sollen, mit einer weitestgehend abgerüsteten CBTC-Bordausstattung auszustatten. Diese Lösungsansätze beruhen auf extrem hohem Hardware- Aufwand oder genügen zumindest teilweise nur zweckgebunden verringerten sicherheitstechnischen Bestimmungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art anzugeben, welche eine Signalbegriffsermittlung für ein nicht CBTC- fähiges Schienenfahrzeug auf einer CBTC- Strecke mit geringerem Hardware-Aufwand ermöglichen. Verfahrensgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine App auf einem Smartphone folgende Schritte initiiert:
A) Fotografieren einer in Fahrtrichtung befindlichen Streckenbake ,
B) Feststellen der ID - Identifikationssignatur - der Stre- ckenbake,
C) Senden der Streckenbaken- ID an eine CBTC-Streckenzentrale und
D) Empfangen des durch die CBTC-Streckenzentrale ermittelten Signalbegriffes für den mit der Streckenbake beginnenden Streckenabschnitt.
Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung gelöst, bei der eine mittels Smartphone aktivierbare App zur Ermittlung eines zu befahrenden Streckenabschnittes anhand einer fotografisch erfassten Streckenbaken- ID und zur Abfrage des Signalbegriffes des Streckenabschnittes bei einer CBTC-Streckenzentrale vorgesehen ist. Gegenüber den oben beschriebenen Lösungsansätzen 1. bis 3. besteht vor allem der Vorteil, dass weder Funkbaken noch Streckensignale noch CBTC-Bordausstattung erforderlich ist. Außerdem kann die Fehlerrate, die insbesondere bei dem 1. Lö- sungsansatz aufgrund des „menschlichen Faktors" besonders groß ist, auf ein Minimum reduziert werden. Die Ausstattung aller Wartungs- und Baufahrzeuge mit CBTC-Bordgeräten gemäß dem 3. Lösungsansatz ist darüber hinaus hinsichtlich fehlender Kompatibilität mit anderen streckenseitigen Zugbeeinflus- sungssystemen nachteilig.
Die erfindungsgemäße App-Unterstützung bietet außerdem den Vorteil, dass sich auf einfache Weise eine Rückfallebene für CBTC-Fahrzeuge ergibt, wenn das CBTC-Bordgerät gestört oder ausgefallen ist.
Die App übermittelt dem Fahrzeugführer den Signalbegriff beispielsweise analog zu einem Lichtsignal, wobei „grün" Fahrterlaubnis erteilt und „rot" Fahrterlaubnis verweigert bedeu- ten, ohne den Fehlereinfluss des menschlichen Faktors. Dazu wird zunächst der Ort des Schienenfahrzeuges festgestellt, indem die App mittels der Kamera des Smartphones ein Bild der nächsten Streckenbake der CBTC-Strecke aufnimmt. Unter „Streckenbake" sind hier jegliche Ortsmarkierungen subsummiert, beispielsweise auch Marker Boards oder Ankündigungstafeln für Marker Boards. Streckenbaken sind üblicherweise entlang der Bahnstrecke nach Art der Autobahnkilometersteine verteilt. Jede Streckenbake ist mit einer bestimmten ID in Form einer optisch erkennbaren Signatur gekennzeichnet. Die App wertet die optische Signatur aus und sendet die Streckenbaken- ID an die CBTC-Streckenzentrale , die anhand der Streckenbaken- ID aus einem tabellarischen Register den zugehörigen Streckenabschnitt ermittelt. Diese Streckenabschnitts-Information kann zusätzlich oder alternativ auch von der App ermittelt und an die CBTC-Streckenzentrale, vorzugsweise per Funk, übermittelt werden. Ein Rechner der CBTC-Streckenzentrale ermittelt für den Streckenabschnitt den Frei- oder Belegtzustand und übermittelt den zugehörigen Signalbegriff zurück an die App, wel- che diesen Signalbegriff auf dem Smartphone zur Anzeige bringt .
Gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, dass das Feststellen der Streckenbaken- ID gemäß Schritt B) durch Lesen eines
streckenbakenspezifischen QR-Codes erfolgt. Der QR-Code ist wegen besonders guter Erkennbarkeit und einfacher fotografischer Auswertbarkeit als Signatur der Streckenbake besonders geeignet. Aber auch andere Signaturen, beispielsweise Marker Board IPs oder Kilometerangaben auf Kilometersteinen können von der App fotografisch erfasst und gelesen werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 3 erfolgt das Senden der Streckenbaken- ID gemäß Schritt C) und das Emp- fangen des Signalbegriffes gemäß Schritt D) über ein öffentliches Kommunikationsnetz. Falls vorhanden, sollte zwar die Nutzung eines speziell für die Sicherheitsbedürfnisse des Bahnverkehrs vorgesehenen GSM-R-Netzes bevorzugt werden; öffentliche Kommunikationsnetze wie GSM und Festnetz stehen je- doch im Wesentlichen immer und an jedem Ort zur Verfügung.
Gemäß Anspruch 4 ist vorgesehen, dass das Senden der Streckenbaken- ID gemäß Schritt C) , das Empfangen des Signalbegriffes gemäß Schritt D) und die Datenverarbeitung durch die App sowie die Visualisierung des Signalbegriffes auf dem
Smartphone unter Einbeziehung sicherheitstechnischer Verfahren erfolgt .
Insbesondere bei Nutzung eines öffentlichen Kommunikations- netzes, bei dem die Sicherheit durch unerwünschte Eingriffe, beispielsweise Hackerattacken, besonders gefährdet ist, bewirkt die App, dass zum Beispiel Verschlüsselungsverfahren, Sicherheitsprotokolle oder Authentifikationsverfahren automatisch ausgeführt werden.
Andererseits wird durch spezielle sicherheitstechnische Verfahren, beispielsweise diversifizierte Übertragung als Text- und Bildinformation, auch der Schutz gegen technische Fehl- funktionen verbessert.
Auf diese Weise kann signaltechnische Sicherheit auf CBTC- Strecken auch für Schienenfahrzeuge erreicht werden, welche selbst nicht mit CBTC-Bordgeräten ausgestattet sind.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Ermitteln eines den Frei- oder Besetztzustand eines Streckenabschnittes repräsentierenden Signalbe- griffes für ein Schienenfahrzeug, insbesondere ein Wartungsoder Baufahrzeug, auf einer CBTC - Communication Based Train Control - Strecke, wobei das Schienenfahrzeug nicht über ein CBTC-Bordgerät verfügt,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
eine App auf einem Smartphone folgende Schritte initiiert:
A) Fotografieren einer in Fahrtrichtung befindlichen Streckenbake ,
B) Feststellen der ID - Identifikationssignatur - der Streckenbake ,
C) Senden der Streckenbaken- ID an eine CBTC-Streckenzentrale und
D) Empfangen des durch die CBTC-Streckenzentrale ermittelten Signalbegriffes für den mit der Streckenbake beginnenden Streckenabschnitt .
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das Feststellen der Streckenbaken- ID gemäß Schritt B) durch
Lesen eines streckenbakenspezifischen QR-Codes erfolgt.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das Senden der Streckenbaken- ID gemäß Schritt C) und das Empfangen des Signalbegriffes gemäß Schritt D) über ein öffent- liches Kommunikationsnetz erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das Senden der Streckenbaken- ID gemäß Schritt C) , das Empfan- gen des Signalbegriffes gemäß Schritt D) und die Datenverarbeitung durch die App sowie die Visualisierung des Signalbegriffes auf dem Smartphone unter Einbeziehung sicherheitstechnischer Verfahren erfolgt.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
eine mittels Smartphone aktivierbare App zur Ermittlung eines zu befahrenden Streckenabschnittes anhand einer fotografisch erfassten Streckenbaken- ID und zur Abfrage des Signalbegriffes des Streckenabschnittes bei einer CBTC-Streckenzentrale vorgesehen ist.
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