WO2019105680A1 - Method and control device for communication-based influencing of a vehicle - Google Patents

Method and control device for communication-based influencing of a vehicle Download PDF

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WO2019105680A1
WO2019105680A1 PCT/EP2018/079965 EP2018079965W WO2019105680A1 WO 2019105680 A1 WO2019105680 A1 WO 2019105680A1 EP 2018079965 W EP2018079965 W EP 2018079965W WO 2019105680 A1 WO2019105680 A1 WO 2019105680A1
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WO
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communication
vehicle
control
data communication
route
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Application number
PCT/EP2018/079965
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Inventor
Manfred SCHIENBEIN
Joachim Walewski
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
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    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
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    • H04W4/42—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for vehicles, e.g. vehicle-to-pedestrians [V2P] for mass transport vehicles, e.g. buses, trains or aircraft
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    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
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    • B61L15/0027—Radio-based, e.g. using GSM-R
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    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
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    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation
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    • B61L2027/202—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation using European Train Control System [ETCS]
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    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation
    • B61L2027/204—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation using Communication-based Train Control [CBTC]

Definitions

  • the invention relates to a method for kommunikationsba-based vehicle control of at least one track-bound and moving along a route vehicle in the control instructions via data communication means least one communication network, which includes a plurality of Fahrstre bridge together covering communication cells are averaged over.
  • the invention further relates to a control device for communication-based vehicle control of at least one lane-bound vehicle and a driving distance-saving vehicle, wherein the control device is designed to generate control instructions, and wherein the control statements by data communication by means of a communication nikationsnetztechniks, the more the driving distance together covering communication cells, are transmitted.
  • control instructions are transmitted via wireless data communication from route-side devices to vehicle-side devices.
  • Conceivable would be a data communication between the vehicles.
  • technologies such as WLAN, GSM-R, UMTS, LTE or the like are used.
  • the object is achieved for the method mentioned in that it is checked for the communication cells, whether sufficient data communication in the respective communication cell is possible or available, and the result of the test is taken into account in the vehicle control.
  • control device is designed to generate the control instructions.
  • the control device is designed to generate the control instructions.
  • the solution according to the invention has the advantage that, in the event of insufficient data communication in a communication cell lying in front of the vehicle, preventive measures can be taken to minimize the vehicle influence. These are taken into account in the generation of the control instructions and taken into account, for example in the form of an altered driving profile with changed speeds or routes.
  • Whether sufficient data communication in the respective communication cell is possible means that the relevant communication cell is not overloaded with respect to data communication, but additional data communication between the trackside and vehicle-side device can be established. This must be established, namely, when the vehicle enters the communication cell. So you could also speak of a sufficient availability of data communication.
  • the communication network used for the communication-based vehicle control is subdivided into a plurality of communication cells, which together cover the planned route of the vehicle. This applies both to a CBTC system and, for example, to an ETCS system. In this case, only the size of the communication cells is different. In any case, the possibility or availability of data communication in the control of vehicles is taken into account early, so that unplanned stops of vehicles can be avoided.
  • the solution according to the invention can be further developed by advantageous embodiments, which are described below.
  • prognostic be whether or not sufficient data communication in the respective communication cell will be available, and the result of the forecast is taken into account in the vehicle control.
  • This has the advantage that in the case of communications cells lying ahead of the vehicle with failed data communication, it can be estimated when they will be available again.
  • the speed of the vehicle can be adjusted so that it only arrives in the communication cell when the data communication is available again.
  • Such a prognosis can be made, for example, by deducing past operating data on the immediate future.
  • At least one property that is representative of a quality of the data communication within the communication cell can be measured.
  • a signal-to-noise ratio, a signal level, a packet error rate and / or a number of successfully transmitted test packets can be measured in each communication cell.
  • Limit values can be determined from which the quality of the data communication is considered to be too low or sufficient.
  • a representative sentativer value can also be determined from several measured properties.
  • a planned route of the vehicle can be taken into account in the vehicle control.
  • the planned route can, for. B. are provided by a control center or the Steuerungseinrich device anyway known.
  • a planned route and / or a running profile of the vehicle may be changed. This has the advantage that disturbances of the ferry operation can be minimized because a vehicle does not even drive into a communication cell in which the data communication is not available.
  • the amount and / or the type of the transmitted data may be changed. For example, the transmission of less relevant data, such as video streaming for a vehicle or track-side video archive, can be prevented so that possibly low data communication for the communication-based vehicle control is available and a breakdown of the data communication is thereby avoided.
  • the low data communication can namely be sufficient for the transmission of the control instructions.
  • the invention further relates to a system for communication-based vehicle influencing of at least one track-bound vehicle driving along a route, with a control device which is designed to generate control instructions for vehicle control, with at least one track-side communication device and at least one vehicle-side communication device, wherein the vehicle-side Kirunikationsein direction and the track-side communication device are formed, via at least one communication network, comprising a plurality of communication cells to transmit the control instructions via data communication.
  • the Steuerungsein direction is inventively formed according to the above fiction, contemporary design.
  • the latter can have at least one device which is designed to measure at least one property for each of the communication cells, which is representative of a quality of a communication connection. Suitable properties are especially those already mentioned above.
  • the single figure shows schematically an exemplary imple mentation of a railway technical system 1, the least one vehicle 2, a route 3 and a system 4 for communication-based vehicle control includes. For simplicity, only a vehicle 2 and a very simple route 3 is shown.
  • the vehicle 2 is, for example, a locomotive, a train, a subway, a suburban train, a tram or another tracked vehicle and moves in operation on the route 3.
  • the route 3 is, for example, a track system constructed with rails and can Of course, not shown branches with switches and the like, as is well known.
  • a communication network 7 is formed, which consists of a plurality of communication cells 8.
  • the communication cells 8 are radio cells that For example, by WLAN, GSM, GSM-R, LTE, 5G or a similar wireless network technology are constructed.
  • the radio cells are shown only schematically and can, depending on the application z. B. at CBTC about 200 - 500 m and at ETCS about 5 km in size.
  • Control instructions 9 can be transmitted wirelessly via data communication between the vehicle-side communication device 6 and the track-side communication devices 5.
  • the communication network 7 the data communication between the vehicle 2, while it moves on the route 3, and the track-side commu nikationss learneden 5 ensured.
  • the eisenbahntechni cal system 1 is for a communication-basedsammlungbe influence, z. As CBTC or ECTS, trained in the
  • Control instructions 9 are transmitted to the vehicle 2 while driving.
  • the system 1 further includes a control device 10 which is connected to the trackside communication devices 5 and generates and outputs the control instructions 9 for the vehicle 2.
  • the Steue guiding device 10 determines which route 3 the driving tool 2 travels and, for example, with which speed VELOCITY.
  • Corresponding instructions are transmitted to the vehicle 2 in the form of the control instructions 9.
  • the stre cken workede communication devices 5 may be part of route computers, the vehicle-side communication device 6 part of a vehicle computer.
  • a device 11 is arranged in the presented in the figure Darge embodiment, which measures one or more properties in the communication tion cell 8 in operation, which is representative of a quality of Kommunikati onsimpl in the communication cell 8.
  • This property which is representative of the quality, is, for example, a signal-to-noise ratio.
  • a signal level, a packet error rate and / or a number of successfully transmitted test packets can also be measured.
  • the devices 11 measure continuously z. As the signal-to-noise ratio and compare this with a set limit. By comparing with the threshold value, the device 11 determines whether the quality of the communication link in the corresponding communication cell 8 is sufficient for the transmission of the control instructions or not. If the quality is sufficient, sufficient availability of the data communication in the respective communication cell 8 is assumed. This sufficient availability is reported to the control device 10.
  • the comparison based on the measured values can of course also be carried out in the control device.
  • the controller 10 is for each communication cell 8 along the route 3, a message as to whether sufficient data communication is available. If the se is available in all communication cells 8 along the route 3, the vehicle 2 can continue its journey without restrictions. However, if there is no sufficient availability of kommunika tion for any of the communication cells 8, the control device 10 will consider this fiction, according to the vehicle influence and send corresponding control instructions 9 to the vehicle 2 from. Thus, for example, the driving profile for the driving tool 2 can be changed to prevent entry to the communication onszelle 8 with unavailable data communication to ver. For example, the maximum speed of the vehicle 2 can be reduced by appropriate control instructions 9. Alternatively, a new route (not shown) for the vehicle 2 could be selected to bypass the communication cell 8 with unavailable kommuni cation.
  • forecasts are made for the communication cells 8 when, for example, an unavailable data communication is again available or an available data communication is no longer available. This forecast is made by the devices 11 for measuring or by the Steuerungsein device 10 itself employed. The device 11 may of course be integrated in the components of the communication cells 8, for. In the routers.
  • each communication cell 8 By means of the devices 11, the possibility is implemented in each communication cell 8 to continuously determine the quality of the data connection. In addition, this quality of data communication can also be predicted or predicted. This makes it possible to deduce the future availability of the data communication in the respective communication cell 8. Furthermore, the control device 10, the planned route 3 for each vehicle 2 is known. As a result, the control device 10 can control each vehicle 2 in such a way that entry into a communication cell 8 with insufficient data communication can be avoided.
  • the controller 10 is thus for each communication onszelle 8, the information as to whether a data communication is available or not.
  • the con crete measurement result of the devices 11, for example, the measured signal-to-noise ratio, device 10 to the Steuerungseinrich be transmitted.
  • the railway technical installation 1 shown in the figure thus has an inventive system for kommunikationsba-based vehicle control.
  • the system includes the controller 10, the trackside communication devices 5, and the vehicle side communication device 6, as well as, in this embodiment, the devices 11 for measuring the characteristic.

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Abstract

The invention relates to a method for communication-based influencing of at least one railbound vehicle (2) travelling along a route (3), in which method control instructions (9) are transmitted by data communication by means of at least one communication network (7), which comprises a plurality of communication cells (8) which together cover the route. In order to enable more reliable communication-based influencing of a vehicle, according to the invention, the communication cells are checked as to whether a sufficient data communication is available in a communication cell, and the result of the check is taken into consideration in the influencing of the vehicle.

Description

Beschreibung description
Verfahren und Steuereinrichtung zur kommunikationsbasierten Fahrzeugbeeinflussung Method and control device for communication-based vehicle control
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kommunikationsba sierten Fahrzeugbeeinflussung wenigstens eines spurgebundenen und entlang einer Fahrstrecke fahrenden Fahrzeugs, bei dem Steuerungsanweisungen per Datenkommunikation mittels wenigs tens eines Kommunikationsnetzwerks, das mehrere die Fahrstre cke gemeinsam abdeckende Kommunikationszellen umfasst, über mittelt werden. The invention relates to a method for kommunikationsba-based vehicle control of at least one track-bound and moving along a route vehicle in the control instructions via data communication means least one communication network, which includes a plurality of Fahrstre bridge together covering communication cells are averaged over.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Steuerungseinrichtung zur kommunikationsbasierten Fahrzeugbeeinflussung von wenigs tens einem spurgebundenen und entlang einer Fahrstrecke fah renden Fahrzeug, wobei die Steuerungseinrichtung ausgebildet ist, Steuerungsanweisungen zu erzeugen, und wobei die Steue rungsanweisungen per Datenkommunikation mittels eines Kommu nikationsnetzwerks, das mehrere die Fahrstrecke gemeinsam ab deckende Kommunikationszellen umfasst, übermittelt werden. The invention further relates to a control device for communication-based vehicle control of at least one lane-bound vehicle and a driving distance-saving vehicle, wherein the control device is designed to generate control instructions, and wherein the control statements by data communication by means of a communication nikationsnetzwerks, the more the driving distance together covering communication cells, are transmitted.
Im Bereich von spurgebundenen Fahrzeugen, insbesondere Zügen, Lokomotiven, U-Bahnen, S-Bahnen oder Straßenbahnen, ist ein stetiger Anstieg im Grad der Automatisierung zu verzeichnen. Beispielsweise werden Fahrzeuge immer häufiger automatisiert betrieben, d. h. mit Fahrer unterstützenden Systemen oder so gar fahrerlosen Systemen. Diese Art von automatisierter Fahr zeugsteuerung oder Zugsteuerung wird beispielsweise in eini gen Bereichen als kommunikationsbasierte Fahrzeugsteuerung oder kommunikationsbasierte Zugsteuerung (Communication Based Train Control - CBTC) bezeichnet. Hierbei werden Steuerungs anweisungen per kabelloser Datenkommunikation von strecken seitigen Einrichtungen an fahrzeugseitige Einrichtungen über mittelt. Denkbar wäre aber auch eine Datentkommunikations zwischen den Fahrzeugen. Für die Datenkommunikation werden beispielsweise Technologien wie WLAN, GSM-R, UMTS, LTE oder ähnliches verwendet. Problematisch ist es bei der kommunikationsbasierten Fahr zeugbeeinflussung, wenn die Datenkommunikation ausfällt und die Fahrzeuge dadurch keine Steuerungsanweisungen erhalten. Aus Sicherheitsgründen müssen die Fahrzeuge in solch einem Fall sofort anhalten oder andere Maßnahmen einleiten, die in jedem Fall für den Betrieb problematisch sind. Falls mehrere Fahrzeuge auf der gleichen Strecke unterwegs sind, führt ein Ausfall der Datenkommunikation mit einem Fahrzeug zwangsläu fig zum Stop von sämtlichen folgenden Fahrzeugen. Um dieses Problem des Kommunikationsverlustes zu vermeiden, werden bei spielsweise redundante Kommunikationsverbindungen eingesetzt. Dies ist trotzdem problematisch, da viele Kommunikationsnetz werke, wie beispielsweise WLAN oder LTE nicht exklusiv für die Datenkommunikation der kommunikationsbasierten Fahrzeug beeinflussung genutzt werden, sondern mit anderen Systemen, Ressourcen (Frequenzen) oder Teilnehmern geteilt werden müs sen und trotzdem versagen können. Daher minimiert die redun dante Ausführung der Datenkommunikation zwar die Wahrschein lichkeit eines Ausfalls, ausschließen kann sie diesen aber nicht . In the field of track-bound vehicles, in particular trains, locomotives, subways, commuter trains or trams, a steady increase in the degree of automation has been recorded. For example, vehicles are increasingly being operated automatically, ie with driver-supporting systems or even driverless systems. This type of automated vehicle control or train control is referred to, for example, in some areas as communication-based vehicle control or communication-based train control (CBTC). In this case, control instructions are transmitted via wireless data communication from route-side devices to vehicle-side devices. Conceivable, however, would be a data communication between the vehicles. For data communication, for example, technologies such as WLAN, GSM-R, UMTS, LTE or the like are used. It is problematic in communication-based vehicle influencing if the data communication fails and the vehicles thereby receive no control instructions. For safety reasons, in such a case the vehicles must stop immediately or take other measures that are in any case problematic for operation. If several vehicles are traveling on the same route, a failure of the data communication with a vehicle inevitably leads to the stop of all following vehicles. In order to avoid this problem of communication loss, for example, redundant communication links are used. This is still problematic because many communication network works, such as WLAN or LTE are not used exclusively for the data communication of communication-based vehicle influencing, but must be shared with other systems, resources (frequencies) or participants sen and still fail. Therefore, although the redundant implementation of data communication minimizes the likelihood of failure, it can not exclude it.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Ver fahren und eine Steuerungseinrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, welche den Einfluss durch Störungen der Datenkommunikation bei kommunikationsbasierten Fahrzeugbeein flussungen reduzieren. It is therefore the object of the present invention to provide a Ver drive and provide a control device of the type mentioned, which reduce the influence of disturbances of the data communication in communication-based Fahrzeugbeein flows.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe für das eingangs genannte Verfahren dadurch gelöst, dass für die Kommunikationszellen geprüft wird, ob eine ausreichende Datenkommunikation in der jeweiligen Kommunikationszelle möglich bzw. verfügbar ist, und das Ergebnis der Prüfung bei der Fahrzeugbeeinflussung berücksichtigt wird. According to the invention, the object is achieved for the method mentioned in that it is checked for the communication cells, whether sufficient data communication in the respective communication cell is possible or available, and the result of the test is taken into account in the vehicle control.
Für die oben genannte Steuerungseinrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Steuerungseinrich tung ausgebildet ist, bei der Erzeugung der Steuerungsanwei- sungen das Ergebnis einer Prüfung zu berücksichtigen, ob eine ausreichende Datenkommunikation in der jeweiligen Kommunika tionszelle möglich bzw. verfügbar ist. For the above-mentioned control device, the object is achieved according to the invention in that the control device is designed to generate the control instructions. consider the result of a test as to whether sufficient data communication in the respective communication cell is possible or available.
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass bei einer nicht ausreichenden Datenkommunikation in einer vor dem Fahr zeug liegende Kommunikationszelle, vorbeugende Maßnahmen sei tens der Fahrzeugbeeinflussung getroffen werden können. Diese werden bei der Erzeugung der Steuerungsanweisungen berück sichtigt und beispielsweise in Form von einem veränderten Fahrprofil mit geänderten Geschwindigkeiten oder Fahrstrecken berücksichtigt . The solution according to the invention has the advantage that, in the event of insufficient data communication in a communication cell lying in front of the vehicle, preventive measures can be taken to minimize the vehicle influence. These are taken into account in the generation of the control instructions and taken into account, for example in the form of an altered driving profile with changed speeds or routes.
Ob eine ausreichende Datenkommunikation in der jeweiligen Kommunikationszelle möglich ist, bedeutet, dass die betref fende Kommunikationszelle bezüglich Datenkommunikation nicht überlastet ist, sondern eine zusätzliche Datenkommunikation zwischen streckenseitiger und fahrzeugseitiger Einrichtung aufgebaut werden kann. Diese muss nämlich aufgebaut werden, wenn das Fahrzeug in die Kommunikationszelle einfährt. Man könnte also auch von einer ausreichenden Verfügbarkeit der Datenkommunikation sprechen. Whether sufficient data communication in the respective communication cell is possible means that the relevant communication cell is not overloaded with respect to data communication, but additional data communication between the trackside and vehicle-side device can be established. This must be established, namely, when the vehicle enters the communication cell. So you could also speak of a sufficient availability of data communication.
Das für die kommunikationsbasierte Fahrzeugbeeinflussung ver wendete Kommunikationsnetzwerk ist in mehrere Kommunikations zellen unterteilt, die zusammen die geplante Fahrstrecke des Fahrzeugs abdecken. Dies gilt sowohl für ein CBTC-System als auch beispielsweise für ein ETCS-System. Hierbei ist ledig lich die Größe der Kommunikationszellen unterschiedlich. In jedem Fall wird die Möglichkeit bzw. Verfügbarkeit der Daten kommunikation bei der Steuerung der Fahrzeuge frühzeitig mit berücksichtigt, so dass ungeplante Stopps von Fahrzeugen ver mieden werden können. The communication network used for the communication-based vehicle control is subdivided into a plurality of communication cells, which together cover the planned route of the vehicle. This applies both to a CBTC system and, for example, to an ETCS system. In this case, only the size of the communication cells is different. In any case, the possibility or availability of data communication in the control of vehicles is taken into account early, so that unplanned stops of vehicles can be avoided.
Die erfindungsgemäße Lösung kann durch vorteilhafte Ausge staltungen weiterentwickelt werden, die im Folgenden be schrieben sind. So kann in einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungs gemäßen Verfahrens für die Kommunikationszellen prognosti ziert werden, ob eine ausreichende Datenkommunikation in der jeweiligen Kommunikationszelle verfügbar sein wird, und das Ergebnis der Prognose bei der Fahrzeugbeeinflussung berück sichtigt wird. Dies hat den Vorteil, dass bei vor dem Fahr zeug liegenden Kommunikationszellen mit ausgefallener Daten kommunikation abgeschätzt werden kann, wann diese wieder ver fügbar sind. Dadurch kann beispielsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs angepasst werden, damit es in der Kommunikati onszelle erst eintrifft, wenn die Datenkommunikation wieder vorhanden ist. Eine solche Prognose kann beispielsweise er stellt werden kann, indem aus Betriebsdaten der Vergangenheit auf die unmittelbare Zukunft geschlossen wird. Wenn bspw. ei ne U-Bahn in einer Großstadt sich einer Funkzelle nähert, welche zu dieser Zeit und diesem Tag im Jahr regelmäßig voll ständig überlastet ist. Wenn nun der aktuelle Zustand eine beginnende Überlastung andeutet, wird eine Prognose für eine wahrscheinliche vollständige Überlastung erstellt. Solche Prognosen können durch weitere Information, bspw. die aktuell in besagter Funkzelle wartenden Passagiere, ergänzt und somit verbessert werden. The solution according to the invention can be further developed by advantageous embodiments, which are described below. Thus, in an advantageous embodiment of the inventive method for the communication cells prognostic be whether or not sufficient data communication in the respective communication cell will be available, and the result of the forecast is taken into account in the vehicle control. This has the advantage that in the case of communications cells lying ahead of the vehicle with failed data communication, it can be estimated when they will be available again. As a result, for example, the speed of the vehicle can be adjusted so that it only arrives in the communication cell when the data communication is available again. Such a prognosis can be made, for example, by deducing past operating data on the immediate future. If, for example, a subway in a city approaches a radio cell, which is regularly fully overloaded at this time and this day of the year. Now, when the current state indicates incipient overload, a forecast for a probable full overload is created. Such forecasts can be supplemented and thus improved by further information, for example the passengers currently waiting in said radio cell.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann bei der Prüfung der Verfügbarkeit wenigstens eine Eigenschaft gemessen werden, die für eine Qualität der Datenkommunikation innerhalb der Kommunikationszelle repräsentativ ist. Dies hat den Vorteil, dass die Verfügbarkeit anhand von messbaren Eigenschaften der Kommunikationszellen bestimmt werden kann. So ist das Verfah ren technisch einfach umsetzbar. Es ist besonders vorteil haft, wenn die Eigenschaft kontinuierlich gemessen wird, um einen ständig aktuellen Status zu haben. Als Eigenschaft kann beispielsweise ein Signal-Rausch-Verhältnis , ein Signalpegel, eine Paketfehlerrate und/oder eine Anzahl an erfolgreich übermittelten Testpaketen in jeder Kommunikationszelle gemes sen werden. Es können Grenzwerte bestimmt werden, ab denen die Qualität der Datenkommunikation als zu gering bzw. aus reichend angesehen wird. Selbstverständlich kann ein reprä- sentativer Wert auch aus mehreren gemessenen Eigenschaften bestimmt werden. In an advantageous embodiment, when checking the availability, at least one property that is representative of a quality of the data communication within the communication cell can be measured. This has the advantage that the availability can be determined on the basis of measurable properties of the communication cells. So the procedure is technically easy to implement. It is particularly advantageous if the property is continuously measured to have a constantly updated status. As a characteristic, for example, a signal-to-noise ratio, a signal level, a packet error rate and / or a number of successfully transmitted test packets can be measured in each communication cell. Limit values can be determined from which the quality of the data communication is considered to be too low or sufficient. Of course, a representative sentativer value can also be determined from several measured properties.
Um abzuschätzen, welche Kommunikationszellen für die Steue rung eines Fahrzeugs relevant sind, kann eine geplante Route des Fahrzeugs bei der Fahrzeugbeeinflussung berücksichtigt werden. Die geplante Route kann z. B. von einer Leitstelle zur Verfügung gestellt werden oder ist der Steuerungseinrich tung sowieso bekannt. To estimate which communication cells are relevant for the control of a vehicle, a planned route of the vehicle can be taken into account in the vehicle control. The planned route can, for. B. are provided by a control center or the Steuerungseinrich device anyway known.
Ferner kann aufgrund des Ergebnisses der Prüfung eine geplan te Route und/oder ein Fahrprofil des Fahrzeugs geändert wer den. Dies hat den Vorteil, dass Störungen des Fährbetriebs minimiert werden können, weil ein Fahrzeug gar nicht in eine Kommunikationszelle fährt, in der die Datenkommunikation nicht verfügbar ist. Further, based on the result of the test, a planned route and / or a running profile of the vehicle may be changed. This has the advantage that disturbances of the ferry operation can be minimized because a vehicle does not even drive into a communication cell in which the data communication is not available.
Ferner können aufgrund des Ergebnisses der Prüfung die Menge und/oder die Art der übermittelten Daten geändert werden. So kann beispielsweise die Übermittlung von wenig relevanten Da ten, wie beispielsweise ein Videostreaming für ein fahrzeug- oder streckenseitiges Videoarchiv, unterbunden werden, damit eine möglicherweise geringe Datenkommunikation für die kommu nikationsbasierte Fahrzeugbeeinflussung zur Verfügung steht und ein Ausfall der Datenkommunikation dadurch vermieden wird. Die geringe Datenkommunikation kann nämlich für die Übermittlung der Steuerungsanweisungen ausreichen. Further, based on the result of the check, the amount and / or the type of the transmitted data may be changed. For example, the transmission of less relevant data, such as video streaming for a vehicle or track-side video archive, can be prevented so that possibly low data communication for the communication-based vehicle control is available and a breakdown of the data communication is thereby avoided. The low data communication can namely be sufficient for the transmission of the control instructions.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein System zur kommunikati onsbasierten Fahrzeugbeeinflussung von wenigstens einem spur gebundenen entlang einer Fahrstrecke fahrenden Fahrzeugs, mit einer Steuerungseinrichtung, die zur Erzeugung von Steue rungsanweisungen zur Fahrzeugbeeinflussung ausgebildet ist, mit wenigstens einer streckenseitigen Kommunikationseinrich tung und mit wenigstens einer fahrzeugseitigen Kommunikati onseinrichtung, wobei die fahrzeugseitige Kommunikationsein richtung und die streckenseitige Kommunikationseinrichtung ausgebildet sind, über wenigstens ein Kommunikationsnetzwerk, das mehrere Kommunikationszellen umfasst, die Steuerungsan weisungen per Datenkommunikation zu übermitteln. Um Ausfälle der Datenkommunikation zu vermeiden, ist die Steuerungsein richtung erfindungsgemäß nach der oben genannten erfindungs gemäßen Ausführung ausgebildet. The invention further relates to a system for communication-based vehicle influencing of at least one track-bound vehicle driving along a route, with a control device which is designed to generate control instructions for vehicle control, with at least one track-side communication device and at least one vehicle-side communication device, wherein the vehicle-side Kommunikationsein direction and the track-side communication device are formed, via at least one communication network, comprising a plurality of communication cells to transmit the control instructions via data communication. In order to avoid failures of the data communication, the Steuerungsein direction is inventively formed according to the above fiction, contemporary design.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Systems kann dieses wenigstens eine Einrichtung aufweisen, die zum Messen von mindestens einer Eigenschaft für jede der Kommunikationszellen ausgebildet ist, die für eine Qualität einer Kommunikationsverbindung repräsentativ ist. Als Eigen schaften eignen sich besonders die oben bereits genannten. In an advantageous embodiment of the system according to the invention, the latter can have at least one device which is designed to measure at least one property for each of the communication cells, which is representative of a quality of a communication connection. Suitable properties are especially those already mentioned above.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung und der darin dargestellten beispielhaften Ausfüh rungsform erläutert. In the following the invention will be explained with reference to the accompanying drawings and the exemplary Ausfüh shown therein.
Die einzige Figur zeigt schematisch eine beispielhafte Aus führungsform einer eisenbahntechnischen Anlage 1, die wenigs tens ein Fahrzeug 2, eine Fahrstrecke 3 und ein System 4 zur kommunikationsbasierten Fahrzeugbeeinflussung umfasst. Zur Vereinfachung ist lediglich ein Fahrzeug 2 und eine sehr simple Fahrstrecke 3 dargestellt. The single figure shows schematically an exemplary imple mentation of a railway technical system 1, the least one vehicle 2, a route 3 and a system 4 for communication-based vehicle control includes. For simplicity, only a vehicle 2 and a very simple route 3 is shown.
Das Fahrzeug 2 ist beispielsweise eine Lokomotive, ein Zug, eine U-Bahn, eine S-Bahn, eine Straßenbahn oder ein anderes spurgebundenes Fahrzeug und bewegt sich im Betrieb auf der Fahrstrecke 3. Die Fahrstrecke 3 ist beispielsweise eine mit Schienen aufgebaute Gleisanlage und kann selbstverständlich auch nicht dargestellte Abzweige mit Weichen und ähnliches aufweisen, wie allgemein bekannt. The vehicle 2 is, for example, a locomotive, a train, a subway, a suburban train, a tram or another tracked vehicle and moves in operation on the route 3. The route 3 is, for example, a track system constructed with rails and can Of course, not shown branches with switches and the like, as is well known.
Entlang der Fahrstrecke 3 sind mehrere streckenseitige Kommu nikationseinrichtungen 5 angeordnet. Auf dem Fahrzeug 2 be findet sich eine fahrzeugseitige Kommunikationseinrichtung 6. Weiterhin ist entlang der Fahrstrecke 3 ein Kommunikations netzwerk 7 ausgebildet, das aus mehreren Kommunikationszellen 8 besteht. Die Kommunikationszellen 8 sind Funkzellen, die beispielsweise durch WLAN, GSM, GSM-R, LTE, 5G oder einer ähnlichen Funknetzwerktechnik aufgebaut sind. Die Funkzellen sind nur schematisch dargestellt und können je nach Anwendung z. B. bei CBTC ca. 200 - 500 m und bei ETCS ca. 5 km groß sein . Along the route 3 several track-side commu nikationsseinrichtungen 5 are arranged. On the vehicle 2 be there is a vehicle-side communication device 6. Furthermore, along the route 3, a communication network 7 is formed, which consists of a plurality of communication cells 8. The communication cells 8 are radio cells that For example, by WLAN, GSM, GSM-R, LTE, 5G or a similar wireless network technology are constructed. The radio cells are shown only schematically and can, depending on the application z. B. at CBTC about 200 - 500 m and at ETCS about 5 km in size.
Zwischen der fahrzeugseitigen Kommunikationseinrichtung 6 und den streckenseitigen Kommunikationseinrichtungen 5 können Steuerungsanweisungen 9 per Datenkommunikation drahtlos über mittelt werden. Durch das Kommunikationsnetzwerk 7 wird die Datenkommunikation zwischen dem Fahrzeug 2, während es sich auf der Fahrstrecke 3 bewegt, und den streckenseitigen Kommu nikationseinrichtungen 5 sichergestellt. Die eisenbahntechni sche Anlage 1 ist für eine kommunikationsbasierte Fahrzeugbe einflussung, z. B. CBTC oder ECTS, ausgebildet, bei der Control instructions 9 can be transmitted wirelessly via data communication between the vehicle-side communication device 6 and the track-side communication devices 5. By the communication network 7, the data communication between the vehicle 2, while it moves on the route 3, and the track-side commu nikationsseinrichtungen 5 ensured. The eisenbahntechni cal system 1 is for a communication-based Fahrzeugbe influence, z. As CBTC or ECTS, trained in the
Steuerungsanweisungen 9 an das Fahrzeug 2 während der Fahrt übermittelt werden. Die Anlage 1 umfasst ferner eine Steue rungseinrichtung 10, die mit den streckenseitigen Kommunika tionseinrichtungen 5 verbunden ist und die Steuerungsanwei sungen 9 für das Fahrzeug 2 erzeugt und ausgibt. Die Steue rungseinrichtung 10 bestimmt welche Fahrstrecke 3 das Fahr zeug 2 befährt und beispielsweise mit welcher Geschwindig keit. Entsprechende Anweisungen werden in Form der Steue rungsanweisungen 9 an das Fahrzeug 2 übermittelt. Die stre ckenseitige Kommunikationseinrichtungen 5 können Teil von Streckenrechnern sein, die fahrzeugseitigen Kommunikations einrichtung 6 Teil eines Fahrzeugrechners. Control instructions 9 are transmitted to the vehicle 2 while driving. The system 1 further includes a control device 10 which is connected to the trackside communication devices 5 and generates and outputs the control instructions 9 for the vehicle 2. The Steue guiding device 10 determines which route 3 the driving tool 2 travels and, for example, with which speed VELOCITY. Corresponding instructions are transmitted to the vehicle 2 in the form of the control instructions 9. The stre ckenseitige communication devices 5 may be part of route computers, the vehicle-side communication device 6 part of a vehicle computer.
In jeder Kommunikationszelle 8 ist in der in der Figur darge stellten Ausführungsform eine Einrichtung 11 angeordnet, die im Betrieb eine oder mehrere Eigenschaften in der Kommunika tionszelle 8 misst, die für eine Qualität einer Kommunikati onsverbindung in der Kommunikationszelle 8 repräsentativ ist. Diese für die Qualität repräsentative Eigenschaft ist bei spielsweise ein Signal-Rausch-Verhältnis . Alternativ oder zu sätzlich kann auch ein Signalpegel, eine Paketfehlerrate und/oder eine Anzahl an erfolgreich übermittelten Testpaketen gemessen werden. Die Einrichtungen 11 messen kontinuierlich z. B. das Signal-Rausch-Verhältnis und vergleichen dies mit einem festgesetzten Grenzwert. Durch den Vergleich mit dem Grenzwert bestimmt die Einrichtung 11, ob die Qualität der Kommunikationsverbindung in der entsprechenden Kommunikati onszelle 8 ausreichend ist für die Übermittlung der Steue rungsanweisungen oder nicht. Wenn die Qualität ausreichend ist, wird von einer ausreichenden Verfügbarkeit der Datenkom munikation in der jeweiligen Kommunikationszelle 8 ausgegan gen. Diese ausreichende Verfügbarkeit wird an die Steuerungs einrichtung 10 gemeldet. Der Vergleich anhand der Messwerte kann alternativ natürlich auch in der Steuerungseinrichtung erfolgen . In each communication cell 8, a device 11 is arranged in the presented in the figure Darge embodiment, which measures one or more properties in the communication tion cell 8 in operation, which is representative of a quality of Kommunikati onsverbindung in the communication cell 8. This property, which is representative of the quality, is, for example, a signal-to-noise ratio. Alternatively or additionally, a signal level, a packet error rate and / or a number of successfully transmitted test packets can also be measured. The devices 11 measure continuously z. As the signal-to-noise ratio and compare this with a set limit. By comparing with the threshold value, the device 11 determines whether the quality of the communication link in the corresponding communication cell 8 is sufficient for the transmission of the control instructions or not. If the quality is sufficient, sufficient availability of the data communication in the respective communication cell 8 is assumed. This sufficient availability is reported to the control device 10. Of course, the comparison based on the measured values can of course also be carried out in the control device.
Somit liegt der Steuerungseinrichtung 10 für jede Kommunika tionszelle 8 entlang der Fahrstrecke 3 eine Meldung vor, ob eine ausreichende Datenkommunikation verfügbar ist. Wenn die se in allen Kommunikationszellen 8 entlang der Fahrstrecke 3 verfügbar ist, kann das Fahrzeug 2 ohne Einschränkungen seine Fahrt fortsetzen. Sollte jedoch für eine der Kommunikations zellen 8 keine ausreichende Verfügbarkeit der Datenkommunika tion vorliegen, wird die Steuerungseinrichtung 10 erfindungs gemäß dies bei der Fahrzeugbeeinflussung berücksichtigen und entsprechende Steuerungsanweisungen 9 an das Fahrzeug 2 aus senden. So kann beispielsweise das Fahrprofil für das Fahr zeug 2 verändert werden, um eine Einfahrt in die Kommunikati onszelle 8 mit nicht verfügbarer Datenkommunikation zu ver hindern. Beispielsweise kann die Höchstgeschwindigkeit des Fahrzeugs 2 durch entsprechende Steuerungsanweisungen 9 redu ziert werden. Alternativ könnte auch eine neue Fahrstrecke (nicht dargestellt) für das Fahrzeug 2 ausgewählt werden, um die Kommunikationszelle 8 mit nicht verfügbarer Datenkommuni kation zu umfahren. Thus, the controller 10 is for each communication cell 8 along the route 3, a message as to whether sufficient data communication is available. If the se is available in all communication cells 8 along the route 3, the vehicle 2 can continue its journey without restrictions. However, if there is no sufficient availability of Datenkommunika tion for any of the communication cells 8, the control device 10 will consider this fiction, according to the vehicle influence and send corresponding control instructions 9 to the vehicle 2 from. Thus, for example, the driving profile for the driving tool 2 can be changed to prevent entry to the communication onszelle 8 with unavailable data communication to ver. For example, the maximum speed of the vehicle 2 can be reduced by appropriate control instructions 9. Alternatively, a new route (not shown) for the vehicle 2 could be selected to bypass the communication cell 8 with unavailable Datenkommuni cation.
Um die Planung für die Steuerungseinrichtung 10 zu vereinfa chen, werden für die Kommunikationszellen 8 Prognosen ange stellt, wann beispielsweise eine nicht verfügbare Datenkommu nikation wieder verfügbar ist oder eine verfügbare Datenkom munikation nicht mehr verfügbar ist. Diese Prognose wird von den Einrichtungen 11 zum Messen oder von der Steuerungsein richtung 10 selber angestellt. Die Einrichtung 11 kann natür lich in den Komponenten der Kommunikationszellen 8 integriert sein, z. B. in den Routern. In order to simplify the planning for the control device 10, forecasts are made for the communication cells 8 when, for example, an unavailable data communication is again available or an available data communication is no longer available. This forecast is made by the devices 11 for measuring or by the Steuerungsein device 10 itself employed. The device 11 may of course be integrated in the components of the communication cells 8, for. In the routers.
Mittels der Einrichtungen 11 ist in jeder Kommunikationszelle 8 die Möglichkeit implementiert, kontinuierlich die Qualität der Datenverbindung zu ermitteln. Zusätzlich kann diese Qua lität der Datenkommunikation auch vorausgesagt oder prognos tiziert werden. Dadurch kann auf die zukünftige Verfügbarkeit der Datenkommunikation in der jeweiligen Kommunikationszelle 8 geschlossen werden. Weiterhin ist der Steuerungseinrichtung 10 die geplante Fahrstrecke 3 für jedes Fahrzeug 2 bekannt. Dadurch kann die Steuerungseinrichtung 10 jedes Fahrzeug 2 so steuern, dass eine Einfahrt in eine Kommunikationszelle 8 mit nicht ausreichender Datenkommunikation vermieden werden kann. By means of the devices 11, the possibility is implemented in each communication cell 8 to continuously determine the quality of the data connection. In addition, this quality of data communication can also be predicted or predicted. This makes it possible to deduce the future availability of the data communication in the respective communication cell 8. Furthermore, the control device 10, the planned route 3 for each vehicle 2 is known. As a result, the control device 10 can control each vehicle 2 in such a way that entry into a communication cell 8 with insufficient data communication can be avoided.
Der Steuerungseinrichtung 10 liegt also für jede Kommunikati onszelle 8 die Information vor, ob eine Datenkommunikation verfügbar ist oder nicht. Zusätzlich kann aber auch das kon krete Messergebnis der Einrichtungen 11, beispielsweise das gemessene Signal-Rausch-Verhältnis , an die Steuerungseinrich tung 10 übermittelt werden. The controller 10 is thus for each communication onszelle 8, the information as to whether a data communication is available or not. In addition, however, the con crete measurement result of the devices 11, for example, the measured signal-to-noise ratio, device 10 to the Steuerungseinrich be transmitted.
Die in der Figur dargestellte eisenbahntechnische Anlage 1 weist also ein erfindungsgemäßes System zur kommunikationsba sierten Fahrzeugbeeinflussung auf. Das System umfasst die Steuerungseinrichtung 10, die streckenseitigen Kommunikati onseinrichtungen 5 und die fahrzeugseitige Kommunikationsein richtung 6 sowie in dieser Ausführungsform auch die Einrich tungen 11 zum Messen der Eigenschaft. The railway technical installation 1 shown in the figure thus has an inventive system for kommunikationsba-based vehicle control. The system includes the controller 10, the trackside communication devices 5, and the vehicle side communication device 6, as well as, in this embodiment, the devices 11 for measuring the characteristic.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur kommunikationsbasierten Fahrzeugbeeinflus sung wenigstens eines spurgebundenen und entlang einer Fahr strecke (3) fahrenden Fahrzeugs (2), 1. A method for communication-based Fahrzeugbeeinflus solution at least one track-bound and along a driving distance (3) driving vehicle (2),
bei dem Steuerungsanweisungen (9) per Datenkommunikation mit tels wenigstens eines Kommunikationsnetzwerks (7), das mehre re die Fahrstrecke gemeinsam abdeckende Kommunikationszellen (8) umfasst, übermittelt werden, in which control instructions (9) are transmitted by data communication with at least one communication network (7) which comprises a plurality of communication cells (8) covering the route jointly;
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
für die Kommunikationszellen (8) geprüft wird, ob eine aus reichende Datenkommunikation in der jeweiligen Kommunikati onszelle (8) möglich ist, und das Ergebnis der Prüfung bei der Fahrzeugbeeinflussung berücksichtigt wird. for the communication cells (8) it is checked whether sufficient data communication in the respective communication cell (8) is possible, and the result of the examination in the vehicle influencing is taken into account.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
für die Kommunikationszellen (8) prognostiziert wird, ob eine ausreichende Datenkommunikation in der jeweiligen Kommunika tionszelle (8) möglich sein wird, und das Ergebnis der Prog nose bei der Fahrzeugbeeinflussung berücksichtigt wird. is predicted for the communication cells (8), whether sufficient data communication in the respective communication cell (8) will be possible, and the result of the prognosis is taken into account in the vehicle control.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
bei der Prüfung der Möglichkeit wenigstens eine Eigenschaft gemessen wird, die für eine Qualität der Datenkommunikation innerhalb der Kommunikationszelle (8) repräsentativ ist. in verifying the possibility, measuring at least one property representative of a quality of the data communication within the communication cell (8).
4. Verfahren nach Anspruch 3, 4. The method according to claim 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
die Eigenschaft kontinuierlich gemessen wird. the property is measured continuously.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, 5. The method according to claim 3 or 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
als Eigenschaft ein Signal-Rausch-Verhältnis , ein Signalpe gel, eine Paketfehlerrate und/oder eine Anzahl an erfolgreich übermittelten Testpaketen gemessen werden. as a property, a signal-to-noise ratio, a Signalpe gel, a packet error rate and / or a number of successfully transmitted test packets are measured.
6. Verfahren nach einem der oben genannten Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass 6. Method according to one of the above-mentioned claims, in which a
eine geplante Route des Fahrzeugs (2) bei der Fahrzeugbeein flussung berücksichtigt wird. a planned route of the vehicle (2) is taken into account in the Fahrzeugbeein flussung.
7. Verfahren nach einem der oben genannten Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass 7. The method according to any one of the above claims, d a d u c h e c e n e c e s in that e
aufgrund des Ergebnisses der Prüfung eine geplante Route und/oder ein Fahrprofil des Fahrzeugs (2) geändert werden. a planned route and / or a driving profile of the vehicle (2) can be changed on the basis of the result of the test.
8. Verfahren nach einem der oben genannten Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass 8. The method according to any one of the above claims, d a d e r c h e c e n e c e s in that e
aufgrund des Ergebnisses der Prüfung die Menge und/oder die Art der übermittelten Daten geändert werden. due to the result of the test, the amount and / or the nature of the data transmitted will be changed.
9. Steuerungseinrichtung (10) zur kommunikationsbasierten Fahrzeugbeeinflussung von wenigstens einem spurgebundenen und entlang einer Fahrstrecke (3) fahrenden Fahrzeug (2), wobei die Steuerungseinrichtung (10) ausgebildet ist, Steue rungsanweisungen (9) zu erzeugen, und 9. Control device (10) for communication-based vehicle control of at least one track-bound and along a route (3) driving vehicle (2), wherein the control device (10) is designed to generate control instructions (9), and
wobei die Steuerungsanweisungen (9) per Datenkommunikation mittels eines Kommunikationsnetzwerks (7), das mehrere die Fahrstrecke gemeinsam abdeckende Kommunikationszellen (8) um fasst, übermittelt werden, the control instructions (9) being transmitted by data communication by means of a communication network (7) comprising a plurality of communication cells (8) covering the route jointly,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
die Steuerungseinrichtung (10) ausgebildet ist, bei der Er zeugung der Steuerungsanweisungen (9) das Ergebnis einer Prü fung zu berücksichtigen, ob eine ausreichende Datenkommunika tion in der jeweiligen Kommunikationszelle (8) möglich ist. the control device (10) is designed to take into account the result of a test in the generation of the control instructions (9) whether sufficient data communication in the respective communication cell (8) is possible.
10. System zur kommunikationsbasierten Fahrzeugbeeinflussung von wenigstens einem spurgebundenen entlang einer Fahrstrecke (3) fahrenden Fahrzeugs (2), 10. A system for communication-based vehicle control of at least one track-bound vehicle driving along a route (3) (2),
mit einer Steuerungseinrichtung (10), die zur Erzeugung von Steuerungsanweisungen (9) zur Fahrzeugbeeinflussung ausgebil det ist, with a control device (10) which is designed to generate control instructions (9) for vehicle control,
mit wenigstens einer streckenseitigen Kommunikationseinrich tung (5) , mit wenigstens einer fahrzeugseitigen Kommunikationseinrich tung ( 6) , with at least one trackside communication device (5), with at least one vehicle-side communication device (6),
wobei die fahrzeugseitige Kommunikationseinrichtung (6) und die streckenseitige Kommunikationseinrichtung (5) ausgebildet sind, über wenigstens ein Kommunikationsnetzwerk (7), das mehrere Kommunikationszellen (8) umfasst, die Steueranweisun gen (9) per Datenkommunikation zu übermitteln, wherein the vehicle-side communication device (6) and the track-side communication device (5) are adapted to communicate via data communication at least one communication network (7) comprising a plurality of communication cells (8), the Steueranweisun gene (9)
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
die Steuerungseinrichtung (10) nach Anspruch 9 ausgebildet ist . the control device (10) according to claim 9 is formed.
11. System nach Anspruch 10, 11. System according to claim 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
die Anlage wenigstens eine Einrichtung (11) aufweist, die zum Messen von zumindest einer Eigenschaft für jede der Kommuni kationszellen (8) ausgebildet ist, die für eine Qualität ei ner Kommunikationsverbindung repräsentativ ist. the system comprises at least one means (11) adapted to measure at least one property for each of the communication cells (8) representative of a quality of a communication link.
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