WO2019038041A1 - Geschwindigkeitsüberwachung in abhängigkeit von der kurvenkrummung der strecke - Google Patents

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WO2019038041A1
WO2019038041A1 PCT/EP2018/070832 EP2018070832W WO2019038041A1 WO 2019038041 A1 WO2019038041 A1 WO 2019038041A1 EP 2018070832 W EP2018070832 W EP 2018070832W WO 2019038041 A1 WO2019038041 A1 WO 2019038041A1
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WO
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rail vehicle
speed
determined
route
max
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PCT/EP2018/070832
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English (en)
French (fr)
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Steven Alexander Calder
Hamed Ketabdar
Navid Nourani-Vatani
Andrew Palmer
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Siemens Mobility GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0062—On-board target speed calculation or supervision
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring the speed of a rail vehicle.
  • the invention relates to an ⁇ He speed monitoring device.
  • the invention relates to a rail vehicle.
  • the maximum speed with which a rail vehicle can travel on a railway line depends on various factors. First, the speed is limited by the Kur ⁇ venradius the route. If this limit is exceeded, there is a risk that the rail vehicle will derail. Even at speeds at which the rail vehicle is not derailed, part of the Trans ⁇ port goods can be torn away or the passengers feel uncomfortable. Furthermore, it may come at too high speeds to different wear on the outer side and the inner side ⁇ In the wheels of a rail vehicle. To ge ⁇ ggirologyn that the driver safely driving the vehicle and comply with the speed limits, there are updated about such a speed restriction signals to the driver. However, for many reasons it can still happen that the driver drives too fast. It may be that he has overlooked a signal, a situa ⁇ tion misjudged or underestimated the total length of the rails ⁇ vehicle and therefore too early from the curve accelerates. Stationary ones exist on some main lines
  • US 2009/0 299 555 A1 describes a system with which the speed of a plurality of rail vehicles in a rail system is regulated.
  • Informatio ⁇ nen be used to about the topology of the route to reach A possible ⁇ lichst energy-efficient driving style.
  • This object is achieved by a method for monitoring the speed of a rail vehicle according to claim 1, a speed monitoring device according to claim 12 and a rail vehicle according to claim 13.
  • Maximum speed is determined as a function of the curvature ⁇ curvature.
  • the speed limit is indivi ⁇ duel to the current route, so the course of the trajectory of the distance to be traveled path of the rail vehicle, adapted advantageous travel time can be reduced to a minimum so that the safety and comfort of the Be ⁇ drive of the rail vehicle improved and.
  • the method can also be used if no automated monitoring systems are installed on the trackside, as is the case with most lines, in particular branch lines, suburban trains or trams.
  • cornering speeds can be chosen so that a derailment of the rail vehicle or parts thereof can be excluded. Furthermore, a minimum comfort in curves for the passengers can be ensured.
  • the speed monitoring device comprises a course determination unit for the automated determination of information about the course of a track ahead of the rail vehicle, still to be traveled.
  • the speed monitoring device also includes a speed detection unit for auto ⁇ mated determining a speed limit depending on the determined route.
  • determining the route course includes determining ei ⁇ ner curve curvature of the route and determining the zulässi conditions maximum speed takes place in dependence on the curvature of the curve.
  • the speed monitoring device shares the advantages of the method according to the invention for monitoring the speed of a rail vehicle.
  • the rail vehicle according to the invention comprises the inventive speed monitoring device.
  • the rail vehicle according to the invention shares the advantages of OF INVENTION ⁇ to the invention speed monitoring device.
  • Some components of the speed monitoring device according to the invention can be designed predominantly in the form of software components. This applies to schwindtechniksEffsech ⁇ special parts of the history determination unit and the overall. In principle, however, these components can also be partly realized, in particular in the case of particularly fast calculations, in the form of software-supported hardware, for example FPGAs or the like.
  • the required interfaces for example, if it is only about a transfer of data from other software components, be designed as software interfaces. But they can also be configured as hardware on ⁇ built interfaces which are controlled by appropriate software. Determining the speed limit can follow in the rail vehicle itself, he ⁇ . This process can also be carried out externally in a control center. The maximum speed information is transmitted from the control center to the rail vehicle concerned.
  • a largely software implementation has the advantage that existing computer systems can be retrofitted after a possible addition of extra hardware elements easily by a software update has been in a rail vehicle to work on the invention shown SSE manner.
  • a corresponding computer program product with a Compu ⁇ terprogramm, which is directly loadable into a memory device of such a computer system, cut with Programmab- to perform all the steps of the inventive method when the computer program is executed in the computer system.
  • Such a computer program product in addition to the computer ⁇ program optionally additional components, such as documentation and / or additional components, including hardware components, such as hardware keys (dongles, etc.) for using the software
  • a computer-readable medium for example a memory stick, a hard disk or another portable or permanently installed data carrier can be used, on which the computer program readable and executable by a computer unit are stored.
  • the computer unit may e.g. for this purpose have one or more cooperating microproces- sors or the like.
  • a minimum minimum braking distance is determined on the basis of the route determined and it is determined the allowable speed limit ⁇ speed on the basis of the minimum braking distance determined.
  • the information about the course of the route based on map information determined.
  • the course of the route can be determined independently of visibility and weather conditions, so that the safety is improved in bad weather.
  • the inventive method for monitoring the speed of a rail vehicle for determining the course of the route based on Teeninfor- mation is a ak ⁇ tual position of the rail vehicle by means of a position determination system determined.
  • the positi ⁇ onsarssystem tion may comprise determining system, for example, a satellite-positioning, it can also onboard sensors, beacons, which are detected with dedicated antenna, on-board cameras and the like include.
  • the position-finding system determines coordinates of the current position of the rail vehicle and determines this position in the map. Based on the map of the wide ⁇ re history to be traveled by the rail vehicle Stre- blocks can then be determined and evaluated.
  • the positi ⁇ onsarssystem tion may comprise determining system, for example, a satellite-positioning, it can also onboard sensors, beacons, which are detected with dedicated antenna, on-board cameras and the like include.
  • the position-finding system determines coordinates of the current position of the rail vehicle and determines this
  • Knowledge of the current position of the rail vehicle can be used on the map to obtain information about the course of the further travel path of the rail vehicle.
  • a distance to the next stop position or to the next point is determined on the basis of the map information, and the maximum speed is determined as a function of the distance.
  • the distance can be, for example, with a stopping distance at the current speed of the rail vehicle ver ⁇ adjusted and it may optionally be in time the speed is reduced before reaching the next stop position, are safety and convenience aspects taken into account.
  • the determined maximum speed is compared with the current speed of the rail vehicle.
  • the current speed can be adjusted to the ermit ⁇ Telte speed to a possible liehst short drive in-compliance with safety regulations to achieve.
  • the maximum speed ⁇ determined exceeds automated at least one of the following actions performed by ⁇ :
  • an automated response to an excessive speed of the rail vehicle first takes place, as a result of which an overestimated speed can be compensated for by the operating personnel.
  • the safe ⁇ standardize the operation of the rail vehicle is increased.
  • the information about the course of the route is determined with the aid of a camera, which records image data of the course of the route in front of the rail vehicle.
  • a permissible immersionge ⁇ speed is determined on the basis of the image data.
  • unforeseen changes that are not shown on maps are considered in the VELOCITY ⁇ keitshoff and so improve the safety of operation of the rail vehicle.
  • This Vari ⁇ ante can be combined with one of the other variants, so that complete map data and image data and an even greater safety and reliability in ⁇ He mediation of the route or the permissible interferencege ⁇ speed can be achieved.
  • the permissible maximum speed of the rail vehicle is determined by an external control center and the permissible maximum speed of the rail vehicle is subsequently transmitted to the rail vehicle.
  • a current position of the rail vehicle he ⁇ averages and determined based on the knowledge of this position and map information from the external control center a maximum speed of the rail vehicle.
  • the permissible immersionge ⁇ speed of various rail vehicles can be determined externally by a single device so that the cost of hardware and software to determine the speed limit can be reduced, since no for expenditures ended parallel structures must be kept.
  • landside advantageous fast data lines can be used as ⁇ to map material or other relevant Information for the further infrastructure of rail vehicles to arrive.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating a speed detection device according to an embodiment of the invention
  • FIG. 1 a block diagram illustrating a rail vehicle according to an embodiment of the invention ⁇ light.
  • a flowchart 100 which illustrates a method for monitoring the speed of a rail vehicle 30 (see FIG. 3).
  • step 1.1 first of all, current position data P of the rail vehicle 30, a position determination system are determined. Furthermore, in the case of step l.II for the determined current position P, suitable map information KI is retrieved from a database DB (see FIG. 3). On the basis of the map data KI and the current position P of the rail vehicle 30, data SV which contains information about the route ahead of the rail vehicle 30 are subsequently determined in step l.III. On the basis of these data SV, a permissible maximum speed v max of the rail vehicle 30 is determined in step 1. IV.
  • Theluminasüberwachungs- device 20 comprises a position detecting means 21.
  • the position determination means 21 receives positive onssignale PS, which are transmitted 20 (not shown), for example of several Navigati ⁇ onssatelliten monitoring device to the velocity monitoring.
  • the Positionsermitt- averaging means 21 determines on the basis of the position signals PS, a current position P of the rail vehicle 30 num- current position P is transmitted to a history Determined ⁇ averaging unit 22, which via an input ⁇ interface 25 matching map information KI to the refreshes ⁇ Ellen Position P refers and based on these Tailinforma ⁇ tions KI and the position P a route SV to be driven by the rail vehicle 30, ie before the
  • the position signals PS and the speed data v are transmitted to a speed monitoring device 20, which has been described in detail in connection with FIG.
  • the speed monitoring device 20 also receives card information KI from a map database DB, which is integrated into the rail vehicle 30 in the exemplary embodiment shown in FIG.
  • the speed monitoring device 20 determines a comparison result VE, which provides information as to whether the rail vehicle 30 is maintaining a permissible maximum speed v max .
  • the result of comparison VE over the speed monitoring device 20 is telt to a control unit 31 übermit- that for the case was that monitoring device of the velocity monitoring 20 determines that a permissible maximum speed is exceeded, initiates appropriate Ge ⁇ countermeasures, such as automatic brake ⁇ Maneuver, or an alarm message sent to the operator.

Landscapes

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

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Überwachen der Geschwindigkeit (v) eines Schienenfahrzeugs (30) beschrieben. Bei dem Verfahren werden automatisiert Informationen über den Verlauf (SV) einer vor dem Schienenfahrzeug (30) liegenden, noch zu befahrenden Strecke ermittelt. Weiterhin wird eine zulässige Höchstgeschwindigkeit (vmax) in Abhängigkeit von dem ermittelten Streckenverlauf (SV) ermittelt. Dabei erfolgt auf Basis des ermittelten Verlaufs (SV) der vor dem Schienenfahrzeug (30) liegenden, noch zu befahrenden Strecke das Ermitteln einer Kurvenkrümmung der Strecke und die zulässige Höchstgeschwindigkeit (vmax) wird in Abhängigkeit von der Kurvenkrümmung ermittelt. Es wird auch eine Geschwindigkeitsüberwachungseinrichtung (20) beschrieben. Zudem wird ein Schienenfahrzeug (30) beschrieben.

Description

Beschreibung
GESCHWINDIGKEITSÜBERWACHUNG IN ABHÄNGIGKEIT VON DER KURVENKRUMMUNG DER STRECKE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs. Zudem betrifft die Er¬ findung eine Geschwindigkeitsüberwachungseinrichtung . Überdies betrifft die Erfindung ein Schienenfahrzeug.
Die Maximalgeschwindigkeit, mit der ein Schienenfahrzeug eine Schienenstrecke befahren kann, hängt von unterschiedlichen Faktoren ab. Zunächst wird die Geschwindigkeit durch den Kur¬ venradius der Strecke beschränkt. Falls diese Grenze über- schritten wird, besteht die Gefahr, dass das Schienenfahrzeug entgleist. Auch bei Geschwindigkeiten, bei denen das Schienenfahrzeug noch nicht entgleist, kann ein Teil der Trans¬ portgüter losgerissen werden oder die Passagiere fühlen sich unwohl. Weiterhin kann es bei zu hohen Geschwindigkeiten zu unterschiedlichem Verschleiß auf der Außenseite und der In¬ nenseite der Räder eines Schienenfahrzeugs kommen. Um zu ge¬ währleisten, dass der Fahrer das Fahrzeug sicher fährt und die Geschwindigkeitsbeschränkungen einhält, gibt es Signale um den Fahrer rechtzeitig über eine solche Geschwindigkeits- beschränkung zu informieren. Jedoch kann es aus vielerlei Gründen trotzdem dazu kommen, dass der Fahrer zu schnell fährt. Möglichweise hat er ein Signal übersehen, eine Situa¬ tion falsch eingeschätzt oder die Gesamtlänge des Schienen¬ fahrzeugs unterschätzt und daher zu früh aus der Kurve be- schleunigt. Auf manchen Hauptstrecken existieren stationäre
Überwachungssysteme, wie zum Beispiel PZB (PZB = punktförmige Zugbeeinflussung) , LZB (LZB = Linienzugbeeinflussung) , ETCS (ETCS = European Train Control System = Europäisches Zugbee¬ influssungssystem) , welche die Geschwindigkeit der Schienen- fahrzeuge überwachen. Allerdings bestehen diese Systeme nur auf stark befahrenen Hauptstrecken, so dass ansonsten weiterhin eine Gefahr durch überhöhte Geschwindigkeit besteht. In US 2015/ 0 291 193 AI werden Gefahren für einen fahrenden Zug mit Hilfe von zentral gespeicherten kartenbasierten sicherheitsrelevanten Informationen und einer ermittelten aktuellen Position des Zugs erkannt und das Bedienpersonal des Zugs auf die erkannten Gefahren automatisiert aufmerksam ge¬ macht .
In DE 10 2010 013 442 AI wird ein Verfahren zur Informations¬ versorgung des Führers eines Schienenfahrzeugs beschrieben, bei dem eine schienenfahrzeugexterne Größe auch während der Fahrt in das Schienenfahrzeug übertragen wird und gegebenen¬ falls nach einer Verarbeitung in einer für den Führer wahrnehmbaren Weise dargestellt wird.
In US 2009/ 0 299 555 AI wird ein System beschrieben, mit dem die Geschwindigkeit einer Mehrzahl von Schienenfahrzeugen in einem Schienensystem reguliert wird. Dabei werden Informatio¬ nen über die Topologie der Strecke dazu genutzt, eine mög¬ lichst energieeffiziente Fahrweise zu erreichen.
Es besteht also die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrich¬ tung zur Überwachung der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs zu entwickeln, die eine flächendeckende und situations¬ gemäße Geschwindigkeitsüberwachung erlauben.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Überwachen der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs gemäß Patentanspruch 1, eine Geschwindigkeitsüberwachungseinrichtung gemäß Patentanspruch 12 sowie ein Schienenfahrzeug gemäß Patentanspruch 13 gelöst .
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Überwachen der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs werden Informationen über den Verlauf einer vor dem Schienenfahrzeug liegenden, noch zu befahrenden Strecke automatisiert ermittelt. In Ab¬ hängigkeit von dem ermittelten Streckenverlauf wird weiterhin eine zulässige Höchstgeschwindigkeit automatisiert ermittelt. Dabei wird auf Basis des ermittelten Verlaufs der vor dem Schienenfahrzeug liegenden, noch zu befahrenden Strecke eine Kurvenkrümmung der Strecke ermittelt und die zulässige
Höchstgeschwindigkeit wird in Abhängigkeit von der Kurven¬ krümmung ermittelt.
Vorteilhaft wird die zulässige Höchstgeschwindigkeit indivi¬ duell an den aktuellen Streckenverlauf, also den Verlauf der Trajektorie des zurückzulegenden Wegs des Schienenfahrzeugs, angepasst, so dass die Sicherheit und der Komfort des Be¬ triebs des Schienenfahrzeugs verbessert und die Fahrzeit auf ein Minimum reduziert werden können. Vorteilhaft kann das Verfahren auch dann angewendet werden, wenn streckenseitig keine automatisierten Überwachungssysteme installiert sind, wie es bei den meisten Strecken, insbesondere Nebenstrecken, S-Bahnen oder Straßenbahnen der Fall ist.
Vorteilhaft können Kurvengeschwindigkeiten so gewählt werden dass ein Entgleisen des Schienenfahrzeugs oder Teilen davon ausgeschlossen werden kann. Weiterhin kann auch ein Mindestkomfort in Kurven für die Fahrgäste gewährleistet werden.
Die erfindungsgemäße Geschwindigkeitsüberwachungseinrichtung umfasst eine Verlaufsermittlungseinheit zum automatisierten Ermitteln von Informationen über den Verlauf einer vor dem Schienenfahrzeug liegenden, noch zu befahrenden Strecke. Die erfindungsgemäße Geschwindigkeitsüberwachungseinrichtung umfasst auch eine Geschwindigkeitsermittlungseinheit zum auto¬ matisierten Ermitteln einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit in Abhängigkeit von dem ermittelten Streckenverlauf. Dabei umfasst das Ermitteln des Streckenverlaufs das Ermitteln ei¬ ner Kurvenkrümmung der Strecke und das Ermitteln der zulässi gen Höchstgeschwindigkeit erfolgt in Abhängigkeit von der Kurvenkrümmung. Die erfindungsgemäße Geschwindigkeitsüberwa- chungseinrichtung teilt die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überwachen der Geschwindigkeit eines Schienen fahrzeugs . Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug umfasst die erfindungs¬ gemäße Geschwindigkeitsüberwachungseinrichtung . Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug teilt die Vorteile der erfin¬ dungsgemäßen Geschwindigkeitsüberwachungseinrichtung .
Einige Komponenten der erfindungsgemäßen Geschwindigkeits- überwachungseinrichtung können zum überwiegenden Teil in Form von Softwarekomponenten ausgebildet sein. Dies betrifft ins¬ besondere Teile der Verlaufsermittlungseinheit und der Ge- schwindigkeitsermittlungseinheit . Grundsätzlich können diese Komponenten aber auch zum Teil, insbesondere wenn es um besonders schnelle Berechnungen geht, in Form von softwareunterstützter Hardware, beispielsweise FPGAs oder dergleichen, realisiert sein. Ebenso können die benötigten Schnittstellen, beispielsweise wenn es nur um eine Übernahme von Daten aus anderen Softwarekomponenten geht, als Softwareschnittstellen ausgebildet sein. Sie können aber auch als hardwaremäßig auf¬ gebaute Schnittstellen ausgebildet sein, die durch geeignete Software angesteuert werden. Das Ermitteln der zulässigen Höchstgeschwindigkeit kann in dem Schienenfahrzeug selbst er¬ folgen. Dieser Vorgang kann aber auch extern in einer Leitstelle durchgeführt werden. Die Information bezüglich der zulässigen Höchstgeschwindigkeit wird von der Leitstelle an das betreffende Schienenfahrzeug übermittelt.
Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher in einem Schienenfahrzeug vorhandene Rechnersysteme nach einer eventuellen Ergänzung durch zusätzliche Hardwareelemente auf einfache Weise durch ein Software- Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemä¬ ße Weise zu arbeiten. Insofern wird die Aufgabe auch durch ein entsprechendes Computerprogrammprodukt mit einem Compu¬ terprogramm gelöst, welches direkt in eine Speichereinrichtung eines solchen Rechnersystems ladbar ist, mit Programmab- schnitten, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Computerprogramm in dem Rechnersystem ausgeführt wird. Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computer¬ programm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile, wie z.B. eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten, auch Hardware-Komponenten, wie z.B. Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassen
Zum Transport zur Speichereinrichtung des Rechnersystems und/oder zur Speicherung an dem Rechnersystem kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memorystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit einlesbaren und ausführbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind. Die Rechnereinheit kann z.B. hierzu einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikropro- zessoren oder dergleichen aufweisen.
Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den ab¬ hängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie und deren Beschreibungsteilen weitergebildet sein. Zudem können im Rahmen der Erfindung auch die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.
In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überwachen der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs wird auf Basis des ermittelten Streckenverlaufs ein minimaler Mindest- bremsweg ermittelt und es wird die zulässige Höchstgeschwin¬ digkeit auf Basis des ermittelten Mindestbremswegs ermittelt.
Vorteilhaft kann die zulässige Höchstgeschwindigkeit zur Ver¬ meidung von Kollisionen, beispielsweise an unübersichtlichen Streckenabschnitten, reduziert werden.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überwachen der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs werden die Informationen über den Verlauf der Strecke auf Basis von Karteninformationen ermittelt. Vorteilhaft kann der Verlauf der Strecke unabhängig von Sichtverhältnissen und Wetterverhältnissen ermittelt werden, so dass die Sicherheit bei schlechtem Wetter verbessert ist.
In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überwachen der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs wird zum Ermitteln des Verlaufs der Strecke auf Basis von Karteninfor- mationen mit Hilfe eines Positionsermittlungssystems eine ak¬ tuelle Position des Schienenfahrzeugs ermittelt. Das Positi¬ onsermittlungssystem kann zum Beispiel ein Satelliten-Posi- tionsermittlungssystem umfassen, es kann auch bordseitige Sensoren, Balisen, welche mit dedizierten Antennen erfasst werden, bordeigene Kameras und ähnliches umfassen. Von dem Positionsermittlungssystem werden Koordinaten der aktuellen Position des Schienenfahrzeugs ermittelt und diese Position in der Karte ermittelt. Anhand der Karte kann dann der weite¬ re Verlauf der von dem Schienenfahrzeug zu befahrenden Stre- cke ermittelt und ausgewertet werden. Vorteilhaft kann die
Kenntnis der aktuellen Position des Schienenfahrzeugs auf der Karte genutzt werden, um Informationen über den Verlauf des weiteren Fahrwegs des Schienenfahrzeugs zu erhalten. In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überwachen der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs wird auf Basis der Karteninformation eine Distanz zu der nächsten Halteposition oder zu der nächsten Weiche ermittelt und die Höchstgeschwindigkeit wird in Abhängigkeit von der Distanz ermittelt. Die Distanz kann zum Beispiel mit einem Bremsweg bei der aktuellen Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs ver¬ glichen werden und es kann gegebenenfalls die Geschwindigkeit rechtzeitig vor dem Erreichen der nächsten Haltposition reduziert werden, wobei Sicherheits- und Komfortaspekte berück- sichtigt werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überwachen der Geschwindigkeit eines Schienen- fahrzeugs wird die ermittelte Höchstgeschwindigkeit mit der aktuellen Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs verglichen. Vorteilhaft kann die aktuelle Geschwindigkeit an die ermit¬ telte Höchstgeschwindigkeit angepasst werden, um eine mög- liehst kurze Fahrzeit bei eingehaltenen Sicherheitsbestimmungen zu erreichen.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überwachen der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs wird für den Fall, dass die aktuelle Geschwindigkeit des Schienen¬ fahrzeugs die ermittelte Höchstgeschwindigkeit überschreitet, mindestens eine der folgenden Maßnahmen automatisiert durch¬ geführt :
Alarmieren des Bedienpersonals,
- Abbremsen des Schienenfahrzeugs.
Vorteilhaft erfolgt zunächst eine automatisierte Reaktion auf eine überhöhte Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs, wodurch ein Übersehen einer überhöhten Geschwindigkeit durch das Be- dienpersonal kompensiert werden kann. Mithin wird die Sicher¬ heit des Betriebs des Schienenfahrzeugs erhöht.
In einer alternativen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überwachen der Geschwindigkeit eines Schienen- fahrzeugs werden die Informationen über den Verlauf der Strecke mit Hilfe einer Kamera ermittelt, mit der Bilddaten von dem Verlauf der Strecke vor dem Schienenfahrzeug aufgenommen werden. Bei dieser Variante wird eine zulässige Höchstge¬ schwindigkeit auf Basis der Bilddaten ermittelt. Vorteilhaft können bei dieser Variante auch unvorhergesehene Änderungen, die in Karten nicht eingezeichnet sind, bei der Geschwindig¬ keitswahl mitberücksichtigt werden und so die Sicherheit des Betriebs des Schienenfahrzeugs verbessert werden. Diese Vari¬ ante kann auch mit einer der anderen Varianten kombiniert werden, so dass sich Kartendaten und Bilddaten ergänzen und eine noch größere Sicherheit und Zuverlässigkeit bei der Er¬ mittlung des Streckenverlaufs bzw. der zulässigen Höchstge¬ schwindigkeit erreicht werden. Für den Fall, dass Haltestellen an Bahnhöfen oder Weichen befahren werden, ist es vorteilhaft, zusätzlich den Fahrplan des betreffenden Schienenfahrzeugs zu berücksichtigen. Bei- spielsweise ist eine Reduktion der Geschwindigkeit oder ein Halt eines Schienenfahrzeugs an einer Haltestelle nur nötig, wenn das Schienenfahrzeug auch an der Haltestelle fahrplange¬ mäß anhalten soll. Ähnlich ist eine Reduktion der Geschwindigkeit vor einer Weiche nur nötig, wenn ein Spurwechsel er- folgt, fährt das Schienenfahrzeug geradeaus weiter, kann die Geschwindigkeit beibehalten werden. Vorteilhaft wird also in einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überwa¬ chen der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs die zulässi¬ ge Höchstgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs in Abhängig- keit von einem Fahrplan des Schienenfahrzeugs ermittelt.
In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überwachen der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs wird die zulässige Höchstgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs von ei- ner externen Leitstelle ermittelt und es wird die zulässige Höchstgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs anschließend an das Schienenfahrzeug übermittelt. Bei dieser Variante wird zum Beispiel eine aktuelle Position des Schienenfahrzeugs er¬ mittelt und auf Basis der Kenntnis dieser Position und von Karteninformation von der externen Leitstelle eine zulässige Höchstgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs ermittelt. An¬ schließend werden die ermittelten Daten an das betreffende Schienenfahrzeug zurückgeschickt, so dass sich das Schienen¬ fahrzeug nach der ermittelten zulässigen Höchstgeschwindig- keit richten kann. Vorteilhaft kann die zulässige Höchstge¬ schwindigkeit von verschiedenen Schienenfahrzeugen extern von einer einzigen Einrichtung ermittelt werden, so dass der Aufwand für Hardware und Software zur Ermittlung der zulässigen Höchstgeschwindigkeit reduziert werden kann, da keine aufwän- digen Parallelstrukturen bereitgehalten werden müssen. Außerdem können landseitig vorteilhaft schnelle Datenleitungen da¬ zu genutzt werden, an Kartenmaterial oder sonstige relevante Informationen für den weiteren Fahrweg von Schienenfahrzeugen zu gelangen.
Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beige¬ fügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen: ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Überwachen der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs ge¬ mäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
ein Blockdiagramm, welches eine Geschwindigkeitser- mittlungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
ein Blockdiagramm, welches ein Schienenfahrzeug gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschau¬ licht .
In FIG 1 ist ein Flussdiagramm 100 gezeigt, welches ein Ver- fahren zum Überwachen der Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs 30 (siehe FIG 3) veranschaulicht. Bei dem Schritt 1.1 werden zunächst aktuelle Positionsdaten P des Schienenfahrzeugs 30 ein Positionsermittlungssystem ermittelt. Weiterhin werden bei dem Schritt l.II zu der ermittelten aktuellen Po- sition P passende Karteninformationen KI aus einer Datenbank DB (siehe FIG 3) herausgesucht. Auf Basis der Kartendaten KI und der aktuellen Position P des Schienenfahrzeugs 30 werden nachfolgend bei dem Schritt l.III Daten SV ermittelt, welche Informationen über den Streckenverlauf vor dem Schienenfahr- zeug 30 aufweisen. Auf Basis dieser Daten SV wird bei dem Schritt 1. IV eine zulässige Höchstgeschwindigkeit vmax des Schienenfahrzeugs 30 ermittelt. Diese Höchstgeschwindigkeit vmax kann zum Beispiel von der Kurvenkrümmung des betrachteten Streckenabschnitts, der Topographie des Geländes oder der Po- sition von Haltepunkten abhängen. Bei dem Schritt l.V wird schließlich ein Vergleich zwischen einer aktuellen Geschwindigkeit v des Schienenfahrzeugs 30 und der ermittelten zuläs¬ sigen Höchstgeschwindigkeit vmax des Schienenfahrzeugs 30 durchgeführt. Für den Fall, dass die Höchstgeschwindigkeit vmax nicht überschritten wurde, was in FIG 1 mit „j" gekennzeichnet ist, wird zu dem Schritt 1.1 zurückgekehrt und der Prüfprozess wird wiederholt. Für den Fall, dass die Geschwin- digkeit v des Schienenfahrzeugs 30 die zulässige Höchstge¬ schwindigkeit vmax des Schienenfahrzeugs 30 überschreitet, was in FIG 1 mit „n" gekennzeichnet ist, wird zu dem Schritt l.VI übergegangen, bei dem eine Gegenmaßnahme ergriffen wird. Bei¬ spielsweise wird ein Alarm ausgelöst, um das Bedienpersonal des Schienenfahrzeugs 30 zu warnen, oder es wird ein automa¬ tisierter Bremsvorgang durchgeführt, um die zulässige Höchst¬ geschwindigkeit vmax zu unterschreiten.
In FIG 2 ist ein Blockdiagramm gezeigt, welches eine Ge- schwindigkeitsüberwachungseinrichtung 20 für ein Schienenfahrzeug 30 (siehe FIG 3) gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Die Geschwindigkeitsüberwachungs- einrichtung 20 umfasst eine Positionsermittlungseinrichtung 21. Die Positionsermittlungseinrichtung 21 empfängt Positi- onssignale PS, welche beispielsweise von mehreren Navigati¬ onssatelliten (nicht gezeigt) an die Geschwindigkeitsüberwa- chungseinrichtung 20 übermittelt werden. Die Positionsermitt- lungseinrichtung 21 ermittelt auf Basis der Positionssignale PS eine aktuelle Position P des Schienenfahrzeugs 30. Die er- mittelte aktuelle Position P wird an eine Verlaufsermitt¬ lungseinheit 22 übermittelt, welche über eine Eingangs¬ schnittstelle 25 passende Karteninformationen KI zu der aktu¬ ellen Position P bezieht und auf Basis dieser Karteninforma¬ tionen KI und der Position P einen Streckenverlauf SV einer von dem Schienenfahrzeug 30 zu befahrenden, d.h. vor dem
Schienenfahrzeug 30 liegenden Schienenstrecke ermittelt. Die Daten SV über den Streckenverlauf werden an eine Geschwindig- keitsermittlungseinheit 23 übermittelt. Die Geschwindigkeits- ermittlungseinheit 23 ermittelt auf Basis des Streckenver- laufs SV eine zulässige Höchstgeschwindigkeit vmax . Die zuläs¬ sige Höchstgeschwindigkeit vmax wird an eine Vergleichseinheit 24 übermittelt, welche über die bereits genannte Eingangs¬ schnittstelle 25 Daten bezüglich einer aktuellen Geschwindig- keit v des Schienenfahrzeugs 30 empfängt und die aktuelle Ge¬ schwindigkeit v mit der ermittelten zulässigen Höchstge¬ schwindigkeit vmax vergleicht. Das Vergleichsergebnis VE wird anschließend von der Geschwindigkeitsüberwachungseinrichtung 20 ausgegeben.
In FIG 3 ist ein Blockdiagramm gezeigt, welches ein Schie¬ nenfahrzeug 30 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Das Schienenfahrzeug 30 umfasst eine odomet- rische Sensoreinheit 10 zum Messen einer Geschwindigkeit v des Schienenfahrzeugs 30. Beispielsweise wird eine Drehfre¬ quenz eines Rades des Schienenfahrzeugs 30 gemessen und auf Basis dieser Messwerte die Geschwindigkeit v des Schienen¬ fahrzeugs 30 ermittelt. Das Schienenfahrzeug 30 umfasst auch eine Empfangseinheit 11 zum Empfangen von Positionssignalen
PS von Navigationssatelliten. Die Positionssignale PS und die Geschwindigkeitsdaten v werden an eine Geschwindigkeitsüber- wachungseinrichtung 20 übermittelt, welche im Zusammenhang mit FIG 2 ausführlich beschrieben wurde. Die Geschwindig- keitsüberwachungseinrichtung 20 empfängt zudem auch Karteninformationen KI von einer Kartendatenbank DB, welche in dem in FIG 3 gezeigten Ausführungsbeispiel in das Schienenfahrzeug 30 integriert ist. Die Geschwindigkeitsüberwachungseinrich- tung 20 ermittelt auf Basis der Geschwindigkeit v, der Kar- teninformationen KI und der Positionssignale PS ein Vergleichsergebnis VE, welches darüber Auskunft gibt, ob das Schienenfahrzeug 30 eine zulässige Höchstgeschwindigkeit vmax einhält. Das Vergleichsergebnis VE der Geschwindigkeitsüber- wachungseinrichtung 20 wird an eine Steuereinheit 31 übermit- telt, die für den Fall, dass von der Geschwindigkeitsüberwa- chungseinrichtung 20 ermittelt wurde, dass eine zulässige Höchstgeschwindigkeit überschritten wurde, entsprechende Ge¬ genmaßnahmen einleitet, wie zum Beispiel automatische Brems¬ manöver, oder eine Alarmmeldung an das Bedienpersonal über- mittelt.
Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorbeschriebenen Verfahren und Vorrichtungen le- diglich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung han¬ delt und dass die Erfindung vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. Es wird der Vollständig- keit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw. „eine" nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit" nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Überwachen der Geschwindigkeit (v) eines Schienenfahrzeugs (30), aufweisend die Schritte:
- automatisiertes Ermitteln von Informationen über den Verlauf (SV) einer vor dem Schienenfahrzeug (30) liegenden, noch zu befahrenden Strecke,
automatisiertes Ermitteln einer zulässigen Höchstge¬ schwindigkeit (vmax) in Abhängigkeit von dem ermittelten Streckenverlauf (SV) , wobei auf Basis des ermittelten
Verlaufs (SV) der vor dem Schienenfahrzeug (30) liegen¬ den, noch zu befahrenden Strecke eine Kurvenkrümmung der Strecke ermittelt wird und die zulässige Höchstgeschwin¬ digkeit (vmax) in Abhängigkeit von der Kurvenkrümmung er- mittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei
auf Basis des ermittelten Streckenverlaufs (SV) ein Min¬ destbremsweg ermittelt wird und
- die zulässige Höchstgeschwindigkeit (vmax) auf Basis des ermittelten Mindestbremswegs ermittelt wird.
3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Informationen über den Verlauf (SV) der Strecke auf Basis von Karteninformationen (KI) ermittelt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei zum Ermitteln des Verlaufs (SV) der Strecke auf Basis von Karteninformationen (KI) mit Hilfe eines Positionsermittlungssystems (21) eine aktuel- le Position (P) des Schienenfahrzeugs (30) ermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei auf Basis der Karteninformation (KI) eine Distanz zu der nächsten Halteposition oder zu der nächsten Weiche ermittelt wird und die Höchstge- schwindigkeit (vmax) in Abhängigkeit von der Distanz ermittelt wird .
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die ermittelte Höchstgeschwindigkeit (vmax) mit der aktuellen Ge¬ schwindigkeit (v) des Schienenfahrzeugs (30) verglichen wird. 7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei für den Fall, dass die aktuelle Geschwindigkeit (v) des Schienenfahrzeugs (30) die ermittelte Höchstgeschwindigkeit (vmax) überschreitet, mindes¬ tens eine der folgenden Maßnahmen automatisiert durchgeführt wird :
- Alarmieren des Bedienpersonals,
Abbremsen des Schienenfahrzeugs (30) .
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Informationen über den Verlauf (SV) der Strecke mit Hilfe ei- ner Kamera ermittelt werden, mit der Bilddaten von dem Verlauf (SV) der Strecke vor dem Schienenfahrzeug (30) aufgenom¬ men werden.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zulässige Höchstgeschwindigkeit (vmax) des Schienenfahrzeugs
(30) in Abhängigkeit von einem Fahrplan des Schienenfahrzeugs (30) ermittelt.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zulässige Höchstgeschwindigkeit (vmax) des Schienenfahr¬ zeugs (30)
von einer externen Leitstelle ermittelt wird und
anschließend an das Schienenfahrzeug (30) übermittelt wird .
11. Geschwindigkeitsüberwachungseinrichtung (20), aufweisend: eine Verlaufsermittlungseinheit (22) zum automatisierten Ermitteln von Informationen über den Verlauf (SV) einer vor dem Schienenfahrzeug (30) liegenden, noch zu befah- renden Strecke,
eine Geschwindigkeitsermittlungseinheit (23) zum automa¬ tisierten Ermitteln einer zulässigen Höchstgeschwindigkeit (vmax) in Abhängigkeit von dem ermittelten Strecken- verlauf (SV) , wobei das Ermitteln des Streckenverlaufs das Ermitteln einer Kurvenkrümmung der Strecke umfasst und das Ermitteln der zulässigen Höchstgeschwindigkeit (vmax) in Abhängigkeit von der Kurvenkrümmung erfolgt.
12. Schienenfahrzeug (30), aufweisend eine Geschwindigkeits- überwachungseinrichtung (20) nach Anspruch 11.
13. Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, wel- ches direkt in eine Speichereinheit einer Rechnereinheit ei¬ nes Schienenfahrzeugs (30) ladbar ist, mit Programmabschnit¬ ten, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprü¬ che 1 bis 10 auszuführen, wenn das Computerprogramm in der Rechnereinheit ausgeführt wird.
14. Computerlesbares Medium, auf welchem von einer Rechnereinheit ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Rechner- einheit ausgeführt werden.
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