WO2024002653A1

WO2024002653A1 - Eisenbahnkomponente und verfahren zum ermitteln einer ein schienenfahrzeug betreffenden, ortsbezogenen information

Info

Publication number: WO2024002653A1
Application number: PCT/EP2023/065368
Authority: WO
Inventors: Emanuel Brämer; Fabian Kurz; Wilfried Matthee; Manfred SCHIENBEIN; Marcus ZERB; Dominik Zoeke
Original assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2022-06-28
Filing date: 2023-06-08
Publication date: 2024-01-04
Also published as: DE102022206507A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf eine Eisenbahnkomponente (1), die umfasst eine Funkeinrichtung (10) zum Senden zumindest eines Sendesignals (SS1) zu einer anderen Eisenbahnkomponente (2) und zum Empfangen eines Sendesignals der anderen Eisenbahnkomponente (2) unter Bildung eines Empfangssignals (E), und eine Recheneinrichtung (20), die dazu ausgestaltet ist, das Empfangssignal (E) zur Gewinnung einer ein Schienenfahrzeug (110) betreffenden, ortsbezogenen Information (OI) auszuwerten. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Recheneinrichtung (20) dazu ausgestaltet ist, die genannte eine Funkeinrichtung (10) zur Durchführung zumindest zweier Messverfahren (MV1, MV2), die sich voneinander unterscheiden, anzusteuern und mit einem ersten der zumindest zwei Messverfahren (MV1) eine erste Zwischeninformation (ZI1) und mit einem zweiten der zumindest zwei Messverfahren (MV2) eine zweite Zwischeninformation (ZI2) zu ermitteln und die ortsbezogene Information (OI) unter Heranziehung der ersten und zweiten Zwischeninformation (ZI1, ZI2) zu bilden.

Description

Beschreibung

Eisenbahnkomponente und Verfahren zum Ermitteln einer ein Schienenfahrzeug betref fenden, ortsbezogenen Information

Die Erfindung bezieht sich auf Eisenbahnkomponenten zum Ermitteln ortsbezogener Informationen, Verfahren zum Ermitteln ortsbezogener Informationen, Schienenfahrzeuge und Streckeneinrichtungen mit solchen Eisenbahnkomponenten, sowie ein korrespondierendes Eisenbahnsystem .

Bekannt sind Eisenbahnkomponenten in Form von schienenfahrzeugseitigen Ortungseinrichtungen, die eine Funkeinrichtung zum Senden eines Sendesignals zu einer streckenseitigen Balise und zum Empfangen eines Sendesignals der Balise unter Bildung eines Empfangssignals aufweisen . Eine Recheneinrichtung der Ortungseinrichtung wertet das Empfangssignal aus und erzeugt eine das Schienenfahrzeug betref fende , ortsbezogene Information .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , eine Eisenbahnkomponente zur Gewinnung einer ein Schienenfahrzeug betref fenden, ortsbezogenen Information anzugeben, die mit wenig Hardwareaufwand besonders genaue Ortungsinformationen bilden kann .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Eisenbahnkomponente mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Eisenbahnkomponente sind in Unteransprüchen angegeben .

Erfindungsgemäß vorgesehen ist eine Eisenbahnkomponente mit einer Funkeinrichtung zum Senden zumindest eines Sendesignals zu einer anderen Eisenbahnkomponente und zum Empfangen eines Sendesignals der anderen Eisenbahnkomponente unter Bildung eines Empfangssignals . Eine Recheneinrichtung ist dazu ausgestaltet , das Empfangssignal zur Gewinnung einer ein Schienenfahrzeug betref fenden, ortsbezogenen Information aus zuwerten . Erfindungsgemäß ist die Recheneinrichtung dazu ausgestaltet , die genannte eine Funkeinrichtung zur Durchführung zumindest zweier Messverfahren, die sich voneinander unterscheiden, anzusteuern und mit einem ersten der zumindest zwei Messverfahren eine erste Zwischeninformation und mit einem zweiten der zumindest zwei Messverfahren eine zweite Zwischeninformation zu ermitteln, und die ortsbezogene Information unter Heranziehung der ersten und zweiten Zwischeninformation zu bilden .

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Eisenbahnkomponente besteht in der Doppelnutzung ein und derselben Funkeinrichtung zur Durchführung zumindest zweier unterschiedlicher Messverfahren, wodurch zumindest zwei ortsbezogene Zwischeninformationen gewonnen werden können . Mit den zumindest zwei Zwischeninformationen lässt sich die gewünschte endgültige bzw . finale ortsbezogene Information genauer bestimmen als dies mit nur einem einzigen Messverfahren möglich wäre . Dieser Mehrwert lässt sich in vorteilhafter Weise ohne zusätzlichen Funkhardwareaufwand erreichen, weil beide Messverfahren mit derselben Funkeinrichtung durchgeführt werden .

Die ortsbezogenen Zwischeninformationen können absolute Ortsangaben in Form von Koordinaten oder dergleichen sein; alternativ kann es sich bei den ortsbezogenen Zwischeninformationen um relative Ortsangaben wie beispielsweise Abstandswerte handeln, die den Abstand zwischen den beiden Eisenbahnkomponenten angeben . Entsprechendes gilt für die ( finale ) ortsbezogene Information, die eine absolute Ortsangabe oder eine relative Ortsangabe sein kann .

Mit Blick auf einen insgesamt besonders geringen Hardwareaufwand wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Recheneinrichtung zumindest ein erstes Softwareprogramm, das bei Aus führung durch die Recheneinrichtung die Durchführung des ersten der zumindest zwei Messverfahren unter Ermittlung der ersten Zwischeninformation bewirkt , und ein zweites Softwareprogramm, das bei Aus führung durch die Recheneinrichtung die Durchführung des zweiten der zumindest zwei Messverfahren un- ter Ermittlung der zweiten Zwischeninformation bewirkt , umfasst .

Die Recheneinrichtung führt das erste und zweite Softwareprogramm vorzugsweise mit ein und demselben Prozessor durch . Bei der letztgenannten Variante lassen sich also zwei oder mehr Messverfahren mit demselben Hardwareaufwand durchführen wie für die Durchführung nur eines einzigen Messverfahrens .

Vorzugsweise umfasst die Recheneinrichtung zumindest ein drittes Softwareprogramm, das die ortsbezogene Information unter Einbezug der Zwischeninformationen ermittelt . Die Recheneinrichtung führt auch das dritte Softwareprogramm vorzugsweise mit dem genannten Prozessor durch .

Der Prozessor führt das erste und zweite Softwareprogramm vorzugsweise nacheinander oder zeitlich verschachtelt durch .

Das erste Softwareprogramm ist vorzugsweise dazu ausgestaltet , mit der Funkeinrichtung als das erste Messverfahren ein Zwei-Wege-Ortungsverf ahren, vorzugsweise auf der Basis eines Frequenz sprei z verfahrens , durch zu führ en .

Im Rahmen des Zwei-Wege-Ortungsverf ährens wird vorzugsweise von der Funkeinrichtung ein Sendesignal ausgesendet und es wird vorzugsweise die Zeitspanne erfasst , bis - als Reaktion auf das ausgesandte Sendesignal - von der anderen Eisenbahnkomponente ein Antwortsignal empfangen wird; die Zeitspanne ist ein Maß für den Abstand zwischen den beiden Eisenbahnkomponenten und ermöglicht so in einfacher Weise die Berechnung einer Abstandsangabe , die den Abstand zwischen den beiden kooperierenden Eisenbahnkomponenten als relative ortsbezogene Information angibt .

Bei der letztgenannten Variante wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das erste Softwareprogramm dazu ausgestaltet ist , das Zwei-Wege-Ortungsverf ahren auf der Basis eines ersten Parametersatzes durchzuführen, und das zweite Softwareprogramm dazu ausgestaltet ist , mit der Funkeinrichtung als das zweite Messverfahren ein Zwei-Wege-Ortungsverf ahren auf der Basis eines zweiten Parametersatzes , der sich von dem ersten Parametersatz unterscheidet , durchzuführen .

Die zwei Parametersätze definieren vorzugsweise zwei unterschiedliche Frequenzsprei zungen, wodurch die Sende- und Antwortsignale besonders einfach voneinander unterschieden werden können .

Alternativ kann das zweite Softwareprogramm dazu ausgestaltet sein, mit der Funkeinrichtung als das zweite Messverfahren ein frequenzmoduliertes Dauerstrichbetriebsverfahren durchzuführen und die zweite Zwischeninformation anhand des Frequenzversatzes zwischen dem eigenen Sendesignal und dem Empfangssignal zu ermitteln .

Im Rahmen des frequenzmodulierten Dauerstrichbetriebsverfahrens wird vorzugsweise von der Funkeinrichtung ein Sendesignal mit linearen Frequenzrampen ausgesendet ; die andere Eisenbahnkomponente sendet als Antwortsignal vorzugsweise in synchronisierter Form ein Signal mit demselben Frequenzverlauf wie das empfangene Signal zurück . Die Recheneinrichtung ermittelt anschließend vorzugsweise die Frequenzdi f ferenz zwischen dem eigenen Sendesignal und dem von der anderen Eisenbahnkomponente empfangenen Antwortsignal , also den Frequenzversatz zwischen den Frequenzrampen; die Frequenzdi f ferenz ist proportional zum Abstand zwischen den beiden Eisenbahnkomponenten und ermöglicht so in einfacher Weise die Berechnung einer Abstandsangabe , die den Abstand zwischen den beiden kooperierenden Eisenbahnkomponenten als relative ortsbezogene Information angibt .

Alternativ wird eine Aus führungsvariante als vorteilhaft angesehen, bei der das erste Softwareprogramm dazu ausgestaltet ist , als das erste Messverfahren ein frequenzmoduliertes Dauerstrichbetriebsverfahren auf der Basis eines ersten Parametersatzes durchzuführen, und das zweite Softwareprogramm dazu ausgestaltet ist , mit der Funkeinrichtung als das zweite Messverfahren ein frequenzmoduliertes Dauerstrichbetriebsverfahren auf der Basis eines zweiten Parametersatzes , der sich von dem ersten Parametersatz unterscheidet , durchzuführen .

Bei der letztgenannten Variante unterscheiden sich die zwei Parametersätze vorzugsweise in den Frequenzbändern, in denen die Messverfahren durchgeführt werden . Beispielsweise kann eines der Messverfahren im 2 , 4 GHz-Band und das andere Messverfahren im 5 , 8 GHz-Band durchgeführt werden .

Die Recheneinrichtung führt das erste und zweite Softwareprogramm vorzugsweise regelmäßig oder unregelmäßig wiederholt aus und ermittelt als ortsbezogene Information zumindest auch eine Abstandsinformation, die den Abstand zu der anderen Eisenbahnkomponente angibt .

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Schienenfahrzeug . Bezüglich des Schienenfahrzeugs ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Schienenfahrzeug zumindest eine Eisenbahnkomponente wie oben beschrieben umfasst und diese schienenfahrzeugeigene Eisenbahnkomponente eine das eigene Schienenfahrzeug betref fende ortsbezogene Information bildet .

Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen sei auf die obigen Aus führungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Eisenbahnkomponente und deren vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen .

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Streckeneinrichtung . Bezüglich der Streckeneinrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Streckeneinrichtung zumindest eine Eisenbahnkomponente wie oben beschrieben umfasst und diese streckeneinrichtungseigene Eisenbahnkomponente eine ortsbezogene Information bildet , die ein die streckeneinrichtungseigene Eisenbahnkomponente passierendes Schienenfahrzeug betri f ft . Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Streckeneinrichtung und deren vorteilhafter Ausgestaltungen sei auf die obigen Aus führungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Eisenbahnkomponente und deren vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen .

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Eisenbahnsystem . Bezüglich des Eisenbahnsystems ist vorgesehen, dass es zumindest ein Schienenfahrzeug wie oben beschrieben und zumindest eine Streckeneinrichtung wie oben beschrieben umfasst . Die schienenfahrzeugeigene Eisenbahnkomponente ortet sich vorzugsweise anhand der selbst ermittelten ortsbezogenen Information, sobald sie sich im Bereich der Streckeneinrichtung befindet und deren Sende- bzw . Antwortsignal empfängt . Die streckeneinrichtungseigene Eisenbahnkomponente ortet vorzugsweise das Schienenfahrzeug anhand der selbst ermittelten ortsbezogenen Information, sobald sie das Sende- bzw . Antwortsignal des Schienenfahrzeugs empfängt .

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Ermitteln einer ein Schienenfahrzeug betref fenden, ortsbezogenen Information . Erfindungsgemäß ist bezüglich des Verfahrens vorgesehen, dass die ortsbezogene Information von einer Recheneinrichtung ermittelt wird, die gemeinsam mit ein und derselben zugeordneten Funkeinrichtung zumindest zwei Messverfahren, die sich voneinander unterscheiden, durchführt , wobei mit einem ersten der zumindest zwei Messverfahren eine erste Zwischeninformation und mit einem zweiten der zumindest zwei Messverfahren eine zweite Zwischeninformation ermittelt wird, und die ortsbezogene Information unter Heranziehung der zumindest zwei Zwischeninformationen ermittelt wird .

Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Eisenbahnkomponente und deren vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen . Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Aus führungsbeispielen näher erläutert ; dabei zeigen beispielhaft

Figur 1 ein Aus führungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Eisenbahnkomponente ,

Fig . 2-7 Aus führungsbeispiele für die Arbeitsweise der Eisenbahnkomponente gemäß Figur 1 ,

Figur 8 ein Aus führungsbeispiel für eine Anordnung mit zwei Eisenbahnkomponenten, die j eweils die andere Eisenbahnkomponente orten können, und

Figur 9 Bestandteile eines Aus führungsbeispiels für ein erf indungsgemäßes Eisenbahnsystem .

In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten dieselben Bezugs zeichen verwendet .

Die Figur 1 zeigt ein Aus führungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Eisenbahnkomponente 1 , die eine ortsbezogene Information 01 unter Heranziehung einer ersten ortsbezogenen Zwischeninformation Z U und einer zweiten ortsbezogenen Zwischeninformation Z I2 bilden kann . Bei der ortsbezogenen Information 01 kann es sich um eine absolute Ortsangabe , beispielsweise in Form von Koordinaten, oder eine relative Ortsangabe , beispielsweise eine Abstandsangabe , handeln . Entsprechendes gilt für die Zwischeninformationen, die absolute oder relative Ortsangaben sein können .

Die Eisenbahnkomponente 1 umfasst eine Funkeinrichtung 10 und eine mit der Funkeinrichtung 10 zusammenarbeitende Recheneinrichtung 20 . Die Funkeinrichtung 10 dient zum Senden von Sendesignalen und zum Empfangen von aus einer anderen Quelle stammenden Sendesignalen, die sie empfängt und mit denen sie ein Empfangssignal E bildet . Die Recheneinrichtung 20 umfasst eine Recheneinheit 21 , die einen Prozessor 21a umfasst , und einen Speicher 22 , in dem Softwareprogramme abgespeichert sind . Die Softwareprogramme bestimmen bei Aus führung durch die Recheneinheit 21 die Arbeitsweise der Recheneinrichtung 20 und damit die der Eisenbahnkomponente 1 oder zumindest bestimmen sie sie mit .

Besonders vorteilhaft ist es , wenn die Recheneinrichtung 20 allein durch den Prozessor 21a gebildet wird bzw . lediglich einen einzigen Prozessor 21a umfasst .

Bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Figur 1 ist in dem Speicher 22 ein erstes Softwareprogramm SP1 abgespeichert , das bei Aus führung durch die Recheneinrichtung 20 ein erstes Messverfahren MV1 unter Ermittlung der ersten Zwischeninformation ZU durchführt . Ein in dem Speicher 22 abgespeichertes zweites Softwareprogramm SP2 bewirkt bei Aus führung durch die Recheneinrichtung 20 die Durchführung eines zweiten Messverfahrens MV2 unter Ermittlung der zweiten Zwischeninformation ZI2 . Ein drittes in dem Speicher 22 abgespeichertes Softwareprogramm SP3 dient dazu, mit den Zwischeninformationen Z U und Z I2 die ortsbezogene Information 01 zu erzeugen . Die ortsbezogene Information 01 kann beispielsweise durch Mittelung oder gewichtete Mittelung der beiden Zwischeninformationen Z U und Z I2 erfolgen .

Das erste , zweite und dritte Softwareprogramm SP1-SP3 werden vorzugsweise mit ein und demselben Prozessor 21a der Recheneinrichtung 20 durchgeführt .

Die Figur 1 zeigt zusätzlich zu der beschriebenen und in der Figur 1 links angeordneten Eisenbahnkomponente 1 außerdem eine weitere , in der Figur 1 rechts angeordnete Eisenbahnkomponente 2 . Nachfolgend wird die in der Figur 1 links angeordnete Eisenbahnkomponente 1 als aktiv messende Eisenbahnkomponente 1 bezeichnet , da sie die ortsbezogene Information 01 bildet ; die in der Figur 1 rechts angeordnete Eisenbahnkompo- nente 2 wird als mitwirkende Eisenbahnkomponente bezeichnet , da sie die aktiv messende linke Eisenbahnkomponente 1 unterstützt , dies wird nachfolgend anhand von Aus führungsbeispielen näher erläutert .

Die Anordnung gemäß Figur 1 arbeitet vorzugsweise wie folgt :

Das erste Softwareprogramm SP1 der Recheneinrichtung 20 der aktiv messenden Eisenbahnkomponente 1 erzeugt mit der Funkeinrichtung 10 ein erstes Sendesignal SS I , das mit der Funkeinrichtung 10 ausgesandt wird; dies zeigt beispielhaft die Figur 2 .

Die mitwirkende Eisenbahnkomponente 2 empfängt das erste Sendesignal SS I und sendet ihrerseits ein erstes Antwortsignal AS 1 zurück (vgl . Figur 3 ) ; dieses erste Antwortsignal AS 1 wird von der Funkeinrichtung 10 der aktiv messenden Eisenbahnkomponente 1 als Bestandteil ihres Empfangssignals E empfangen .

Das erste Softwareprogramm SRI wertet das Empfangssignal E unter Berücksichtigung ihres eigenen Sendesignals SS I aus und erzeugt die erste Zwischeninformation Z U .

Das erste Softwareprogramm SP1 und die mitwirkende Eisenbahnkomponente 2 können beispielsweise derart ausgebildet sein, dass sie gemeinsam als erstes Messverfahren MV1 ein Zwei- Wege-Ortungsverf ahren durchführen, wie die Figuren 2 und 3 zeigen . In einem solchen Falle kann das erste Softwareprogramm SP1 die zeitliche Di f ferenz zwischen dem Wegsenden des ersten Sendesignals SS I und dem Empfang des ersten Antwortsignals AS 1 auswerten und einen ersten Abstandswert , der den Abstand zwischen den beiden Eisenbahnkomponenten 1 und 2 angibt , als erste Zwischeninformation Z U ermitteln gemäß :

ZU C * ( dTl-Tvl ) wobei C die Lichtgeschwindigkeit , dTl die zeitliche Di f ferenz zwischen dem Wegsenden des ersten Sendesignals SS I und dem Empfang des ersten Antwortsignals AS 1 in der aktiv messenden Eisenbahnkomponente 1 und Tvl die Verzögerungs zeit in der Signalverarbeitung berücksichtigt . Tvl kann beispielsweise die Signalverarbeitungs zeit Tvl2 beschreiben oder zumindest enthalten, die die mitwirkende Eisenbahnkomponente 2 benötigt , um nach dem Empfang des ersten Sendesignals SS I ihr erstes Antwortsignal AS 1 zu erzeugen und aus zusenden .

Ist die Signalverarbeitungs zeit Tvl2 der mitwirkenden Eisenbahnkomponente 2 nicht bekannt oder variabel , so ist es vorteilhaft , wenn die mitwirkende Eisenbahnkomponente 2 ihre eigene Signalverarbeitungs zeit Tvl2 in ihrem ersten Antwortsignal AS 1 mitteilt , beispielsweise in kodierter oder unkodierter Form .

Zeitgleich zum ersten Sendesignal SS I oder zeitlich dazu versetzt kann das zweite Softwareprogramm SP2 der Recheneinrichtung 20 der aktiv messenden Eisenbahnkomponente 1 mit ihrer Funkeinrichtung 10 ein zweites Sendesignal SS2 erzeugen, das mit der Funkeinrichtung 10 ausgesandt wird; dies zeigt beispielhaft die Figur 4 .

Die mitwirkende Eisenbahnkomponente 2 empfängt auch das zweite Sendesignal SS2 und sendet ihrerseits ein zweites Antwortsignal AS2 zurück (vgl . Figur 5 ) ; dieses zweite Antwortsignal AS2 wird von der Funkeinrichtung 10 der aktiv messenden Eisenbahnkomponente 1 ebenfalls empfangen und ist somit in dem Empfangssignal E ebenfalls enthalten .

Das zweite Softwareprogramm SP2 wertet das in dem Empfangssignal E enthaltene zweite Antwortsignal AS2 unter Berücksichtigung ihres eigenen zweiten Sendesignals SS2 aus und erzeugt die zweite Zwischeninformation Z I2 .

Das zweite Softwareprogramm SP2 und die mitwirkende Eisenbahnkomponente 2 können beispielsweise derart ausgebildet sein, dass sie gemeinsam ein zweites Zwei-Wege-Ortungs- verfahren durchführen, wie die Figuren 4 und 5 zeigen . In einem solchen Falle kann das zweite Softwareprogramm SP2 die zeitliche Di f ferenz zwischen dem Wegsenden des zweiten Sendesignals SS2 und dem Empfang des zweiten Antwortsignals AS2 auswerten und einen zweiten Abstandswert , der ebenfalls den Abstand zwischen den beiden Eisenbahnkomponenten 1 und 2 angibt , als zweite Zwischeninformation Z I2 ermitteln gemäß :

ZI2 = C * ( dT2-Tv2 ) wobei C die Lichtgeschwindigkeit , dT2 die zeitliche Di f ferenz zwischen dem Wegsenden des zweiten Sendesignals SS2 und dem Empfang des zweiten Antwortsignals AS2 und Tv2 die Verzögerungs zeit in der Signalverarbeitung berücksichtigt . Tv2 kann beispielsweise die Signalverarbeitungs zeit Tv22 beschreiben oder zumindest enthalten, die die mitwirkende Eisenbahnkomponente 2 benötigt , um nach dem Empfang des zweiten Sendesignals SS2 ihr zweites Antwortsignal AS2 zu erzeugen und aus zusenden .

Ist die Signalverarbeitungs zeit Tv22 der mitwirkenden Eisenbahnkomponente 2 nicht bekannt oder variabel , so ist es vorteilhaft , wenn die mitwirkende Eisenbahnkomponente 2 ihre diesbezügliche eigene Signalverarbeitungs zeit Tv22 in ihrem zweiten Antwortsignal AS2 mitteilt , beispielsweise in kodierter oder unkodierter Form .

Das erste und zweite Messverfahren MV1-MV2 , bei dem Aus führungsbeispiel gemäß den Figuren 2 bis 5 also die beiden Zwei- Wege-Ortungsverf ahren, arbeiten vorzugsweise auf der Basis unterschiedlicher Parametersätze , die das Erzeugen der Sendesignale der aktiv messenden Eisenbahnkomponente 1 und der Antwortsignale der mitwirkenden Eisenbahnkomponente 2 definieren . Die Parametersätze können beispielsweise definieren, mit welchen Frequenzen und/oder welchem Frequenzsprei zverfahren die Signale erzeugt werden und/oder welche Signalstruktur sie aufweisen, um beispielsweise Informationen zu übertragen . Alternativ kann das erste und/oder das zweite Softwareprogramm SP1 bzw . SP2 der aktiv messenden Eisenbahnkomponente 1 und die Arbeitsweise der mitwirkenden Eisenbahnkomponente 2 dazu ausgestaltet sein, als erstes und/oder zweites Messverfahren MV1 bzw . MV2 ein frequenzmoduliertes Dauerstrichbetriebsverfahren durchzuführen; dies soll beispielhaft anhand der Figuren 6 bis 7 erläutert werden :

Das erste Softwareprogramm SP1 der Recheneinrichtung 20 der aktiv messenden Eisenbahnkomponente 1 erzeugt - wie die Figur 6 beispielhaft zeigt - mit der Funkeinrichtung 10 ein erstes Sendesignal SS I in Form eines frequenzmodulierten Dauerstrichsignals , das mit der Funkeinrichtung 10 ausgesandt wird . Das erste Sendesignal SS I weist im Frequenzverlauf vorzugsweise lineare Frequenzrampen auf , die j eweils über der Zeit linear ansteigen oder abfallen . Das erste Sendesignal SS I kann im Frequenzspektrum beispielsweise eine Sägezahnfunktion bilden .

Die mitwirkende Eisenbahnkomponente 2 empfängt das erste frequenzmodulierte Sendesignal SS I und sendet ihrerseits ein erstes Antwortsignal AS 1 in Form eines frequenzmodulierten Dauerstrichsignals zurück (vgl . Figur 7 ) . Um dies zu ermöglichen, synchronisiert sich die mitwirkende Eisenbahnkomponente 2 vorzugsweise mit dem von der aktiv messenden Eisenbahnkomponente 1 empfangenen Sendesignal SS I und sendet ein zu dem empfangenen Sendesignal SS I synchrones frequenzmoduliertes Dauerstrichsignal als erstes Antwortsignal AS 1 zurück . Aufgrund der Ubertragungs zeit zwischen Senden und Empfangen ist das erstes Antwortsignal AS 1 gegenüber dem ersten Sendesignal - bezogen auf das Sendesignal am Ort der aktiv messenden Eisenbahnkomponente 1 - zeitlich verschoben und damit frequenzversetzt . Der Frequenzversatz ist proportional zum Abstand zwischen den beiden Eisenbahnkomponenten 1 und 2 .

Das erste Softwareprogramm SP1 der aktiv messenden Eisenbahnkomponente 1 wertet das von der mitwirkenden Eisenbahnkompo- nente 2 gesendete und von der Funkeinrichtung 10 der aktiv messenden Eisenbahnkomponente 1 empfangene erste Antwortsignal AS 1 aus und bestimmt den Frequenzversatz zwischen seinem eigenen Sendesignal SS I und dem in dem Empfangssignal E enthaltenen ( frequenzversetzten) Antwortsignal AS 1 und errechnet als erste Zwischeninformation Z U den Abstand zwischen den Eisenbahnkomponenten 1 und 2 beispielsweise gemäß :

ZU = C * R * df wobei C die Lichtgeschwindigkeit , R die Rampensteilheit der Frequenzrampe und df die Di f ferenz frequenz zwischen der Frequenz des ersten Sendesignals SS I , wie es zum Auswertzeitpunkt weggesendet wird, und der Frequenz des ersten Antwortsignals AS 1 , wie es zu dem genannten Auswertzeitpunkt empfangen wird, bezeichnet . Die Di f ferenz frequenz df kann in bekannter Weise beispielsweise ermittelt werden, indem das erste Sendesignal SS I und das erste Antwortsignal AS 1 unter Bildung einer Mischfrequenz , die der Di f ferenz frequenz entspricht , gemischt werden .

Die Bestimmung eines Abstands auf der Basis eines Frequenzversatzes zwischen Sender und "Rücksender" ist beispielsweise auf dem Gebiet der modulierten Dauerstrichradargeräte wie FMCW-Radargeräten ( FMCW : requency modulated continuous wave radar ) bekannt , sodass diesbezüglich auf die Literatur verwiesen sei . Die obigen Aus führungen sollen nur das Grundprinzip eines möglichen frequenzmodulierten Dauerstrichmessverfahrens erläutern .

Zeitgleich zum ersten Sendesignal SS I oder zeitlich dazu versetzt kann das zweite Softwareprogramm SP2 der Recheneinrichtung 20 der aktiv messenden Eisenbahnkomponente 1 zum Zwecke der Durchführung eines zweiten Messverfahrens MV2 mit ihrer Funkeinrichtung 10 ein zweites Sendesignal SS I erzeugen, wie dies bereits im Zusammenhang mit den Figuren 4 bis 5 erläutert wurde . Bei dem zweiten Messverfahren MV2 kann es sich beispielsweise um das Zwei-Wege-Ortungsverf ahren gemäß den Figuren 4 und 5 handeln; alternativ kann das zweite Messverfahren MV2 ebenfalls ein frequenzmoduliertes Dauerstrichmessverfahren sein, wie es im Zusammenhang mit den Figuren 6 und 7 erläutert wurde .

Handelt es sich bei dem zweiten Messverfahren MV2 auch um ein frequenzmoduliertes Dauerstrichmessverfahren, so unterscheidet sich dieses vorzugsweise von dem frequenzmodulierten Dauerstrichmessverfahren, das im Rahmen des ersten Messverfahrens MV1 durchgeführt wird . Beispielsweise kann das zweite frequenzmodulierte Dauerstrichmessverfahren MV2 in einem anderen Frequenzbereich arbeiten als das erste frequenzmodulierte Dauerstrichmessverfahren MV1 .

Im Übrigen sei auf die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit den Figuren 5 und 6 verwiesen, die für das zweite frequenzmodulierte Dauerstrichmessverfahren entsprechend gelten .

Die Figur 8 zeigt eine besonders bevorzugte Anordnung mit zwei Eisenbahnkomponenten . Bei dem Aus führungsbeispiel ist j ede der beiden Eisenbahnkomponenten 1 und 2 geeignet , sowohl als aktiv messende Eisenbahnkomponente 1 zu arbeiten, also als linke Eisenbahnkomponente 1 in den Figuren 1 bis 7 , als auch als mitwirkende Eisenbahnkomponente 2 , also als rechte Eisenbahnkomponente 2 in den Figuren 1 bis 7 .

Die zwei Eisenbahnkomponenten 1 und 2 gemäß Figur 8 entsprechen vom Aufbau her der linken Eisenbahnkomponente 1 gemäß den Figuren 1 bis 7 und weisen demgemäß die im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 7 beschriebene Funkeinrichtung 10 und die die im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 7 beschriebene Recheneinrichtung 20 auf . Die Recheneinrichtung 20 umfasst die Recheneinheit 21 und den Speicher 22 , in dem die Softwareprogramme abgespeichert sind . Zusätzlich sind in dem Speicher 22 noch ein viertes und ein fünftes Softwareprogramme SP4 und SP5 abgespeichert , die es den Eisenbahnkomponenten 1 und 2 ermöglichen, auf Sendesignale einer aktiv messenden anderen Eisenbahnkomponente zu reagieren und mit dieser als mitwirkende Eisenbahnkomponente zu kooperieren .

Das vierte Softwareprogramm SP4 ist vorzugsweise j eweils auf das erste Softwareprogramm SP1 der anderen Eisenbahnkomponente abgestimmt , um geeignet mit diesem kooperieren zu können; entsprechend ist vorzugsweise das fünfte Softwareprogramm SP5 j eweils auf das zweite Softwareprogramm SP2 der anderen Eisenbahnkomponente abgestimmt , um geeignet mit diesem kooperieren zu können .

Um zu ermöglichen, dass beide Eisenbahnkomponenten j eweils sowohl parallel aktiv messen als auch mitwirken können, also eine kollisions freie Parallelmessung durchführen zu können, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das erste und zweite Softwareprogramm SP1 und SP2 der oberen Eisenbahnkomponente 1 und das damit zusammenwirkende vierte und fünfte Softwareprogramm SP4 und SP5 der unteren Eisenbahnkomponente 2 mit anderen Messverfahren MV1 und MV2 und/oder zumindest anderen Parametersätzen arbeiten als das erste und zweite Softwareprogramm SP1 und SP2 der unteren Eisenbahnkomponente 2 ( siehe Messverfahren MV1 ' und MV2 ' ) und das damit zusammenwirkende vierte und fünfte Softwareprogramm SP4 und SP5 der oberen Eisenbahnkomponente 1 .

Die Figur 9 zeigt Bestandteile eines Aus führungsbeispiels für ein erfindungsgemäßes Eisenbahnsystem 100 . Dargestellt sind ein Schienenfahrzeug 110 , das mit der Eisenbahnkomponente 1 gemäß Figur 9 ausgestattet ist , und eine Streckeneinrichtung 120 in Form einer Balise , die mit der Eisenbahnkomponente 2 gemäß Figur 9 ausgestattet ist . Das Schienenfahrzeug 110 ortet sich unter Mitwirkung der Eisenbahnkomponente 2 der Balise und bildet eine entsprechende ortsbezogene Information 01 .

Unter dem Begri f f Balise wird im Sinne dieser Anmeldung eine Streckeneinrichtung verstanden, die im Gleisbett oder in Gleisnähe angeordnet ist , sei es im Boden oder bodennah, oder an einer Befestigungseinrichtung in einer Höhe vorzugsweise kleiner als 10 m, und zu einer uni- oder bidirektionalen Kommunikation mit einem passierenden Schienenfahrzeug geeignet bzw . bestimmt ist .

Die Eisenbahnkomponente 2 der Balise ortet wiederum die Eisenbahnkomponente 1 und damit das passierende Schienenfahrzeug 110 unter Mitwirkung der Eisenbahnkomponente 1 und bildet eine ortsbezogene Information 01 , die den Ort des passierendes Schienenfahrzeugs 110 angibt .

Abschließend sei erwähnt , dass die Merkmale aller oben beschriebenen Aus führungsbeispiele untereinander in beliebiger Weise kombiniert werden können, um weitere andere Aus führungsbeispiele der Erfindung zu bilden .

Auch können alle Merkmale von Unteransprüchen j eweils für sich mit j edem der nebengeordneten Ansprüche kombiniert werden, und zwar j eweils für sich allein oder in beliebiger Kombination mit einem oder anderen Unteransprüchen, um weitere andere Aus führungsbeispiele zu erhalten .

Claims

Patentansprüche

1. Eisenbahnkomponente (1) , die umfasst

- eine Funkeinrichtung (10) zum Senden zumindest eines Sendesignals (SSI) zu einer anderen Eisenbahnkomponente (2) und zum Empfangen eines Sendesignals der anderen Eisenbahnkomponente (2) unter Bildung eines Empfangssignals (E) , und

- eine Recheneinrichtung (20) , die dazu ausgestaltet ist, das Empfangssignal (E) zur Gewinnung einer ein Schienenfahrzeug (110) betreffenden, ortsbezogenen Information (01) auszuwerten, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- die Recheneinrichtung (20) dazu ausgestaltet ist, die genannte eine Funkeinrichtung (10) zur Durchführung zumindest zweier Messverfahren (MV1, MV2 ) , die sich voneinander unterscheiden, anzusteuern und mit einem ersten der zumindest zwei Messverfahren (MV1) eine erste Zwischeninformation (ZU) und mit einem zweiten der zumindest zwei Messverfahren (MV2) eine zweite Zwischeninformation (ZI2) zu ermitteln, und die ortsbezogene Information (01) unter Heranziehung der ersten und zweiten Zwischeninformation (ZU, ZI2) zu bilden.

2. Eisenbahnkomponente (1) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- die Recheneinrichtung (20) zumindest ein erstes Softwareprogramm (SP1) umfasst, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung (20) die Durchführung des ersten der zumindest zwei Messverfahren (MV1) unter Ermittlung der ersten Zwischeninformation (ZU) bewirkt,

- die Recheneinrichtung (20) zumindest ein zweites Softwareprogramm (SP2) umfasst, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung (20) die Durchführung des zweiten der zumindest zwei Messverfahren (MV2) unter Ermittlung der zweiten Zwischeninformation (ZI2) bewirkt, und - die Recheneinrichtung (20) das erste und zweite Softwareprogramm (SP1, SP2) mit ein und demselben Prozessor (21a) durchführt .

3. Eisenbahnkomponente (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- die Recheneinrichtung (20) zumindest ein drittes Softwareprogramm (SP3) umfasst, das die ortsbezogene Information

(01) unter Einbezug der Zwischeninformationen (ZU, ZI2) ermittelt, und

- die Recheneinrichtung (20) auch das dritte Softwareprogramm (SP3) mit dem genannten Prozessor (21a) durchführt.

4. Eisenbahnkomponente (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche 2 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Prozessor (21a) das erste und zweite Softwareprogramm (SP1, SP2) nacheinander durchführt.

5. Eisenbahnkomponente (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche 2 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Prozessor (20a) das erste und zweite Softwareprogramm (SP1, SP2) zeitlich verschachtelt durchführt.

6. Eisenbahnkomponente (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das erste Softwareprogramm (SP1) dazu ausgestaltet ist, mit der Funkeinrichtung (10) als das erste Messverfahren (MV1) ein Zwei-Wege-Ortungsverf ahren, vorzugsweise auf der Basis eines Frequenzspreizverfahrens, durchzuführen.

7. Eisenbahnkomponente (1) nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - das erste Softwareprogramm (SP1) dazu ausgestaltet ist, das Zwei-Wege-Ortungsverf ahren auf der Basis eines ersten Parametersatzes durchzuführen, und

- das zweite Softwareprogramm (SP2) dazu ausgestaltet ist, mit der Funkeinrichtung (10) als das zweite Messverfahren (MV2) ein Zwei-Wege-Ortungsverf ahren auf der Basis eines zweiten Parametersatzes, der sich von dem ersten Parametersatz unterscheidet, durchzuführen.

8. Eisenbahnkomponente (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das zweite Softwareprogramm (SP2) dazu ausgestaltet ist, mit der Funkeinrichtung (10) als das zweite Messverfahren (MV2) ein frequenzmoduliertes Dauerstrichbetriebsverfahren durchzuführen und die zweite Zwischeninformation (ZI2) anhand des Frequenzversatzes zwischen dem eigenen Sendesignal (SS2) und dem Empfangssignal (E) zu ermitteln.

9. Eisenbahnkomponente (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- das erste Softwareprogramm (SP1) dazu ausgestaltet ist, mit der Funkeinrichtung (10) als das erste Messverfahren (MV1) ein frequenzmoduliertes Dauerstrichbetriebsverfahren auf der Basis eines ersten Parametersatzes durchzuführen, und

- das zweite Softwareprogramm (SP2) dazu ausgestaltet ist, mit der Funkeinrichtung (10) als das zweite Messverfahren (MV2) ein frequenzmoduliertes Dauerstrichbetriebsverfahren auf der Basis eines zweiten Parametersatzes, der sich von dem ersten Parametersatz unterscheidet, durchzuführen.

10. Eisenbahnkomponente (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Recheneinrichtung (20) das erste und zweite Softwareprogramm (SP1, SP2) regelmäßig oder unregelmäßig wiederholt aus- führt und als ortsbezogene Information (01) eine Abstandsinformation ermittelt, die den Abstand zu der anderen Eisenbahnkomponente (2) angibt.

11. Schienenfahrzeug (110) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- das Schienenfahrzeug (110) zumindest eine schienenfahrzeugeigene Eisenbahnkomponente (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche umfasst und

- die schienenfahrzeugeigene Eisenbahnkomponente (1) eine das eigene Schienenfahrzeug (110) betreffende ortsbezogene Information (01) bildet.

12. Streckeneinrichtung (120) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- die Streckeneinrichtung ( 120 ) zumindest eine streckeneinrichtungseigene Eisenbahnkomponente (2) nach einem der voranstehenden Ansprüche umfasst und

- die streckeneinrichtungseigene Eisenbahnkomponente (2) eine ortsbezogene Information (01) bildet, die ein die streckeneinrichtungseigene Eisenbahnkomponente (1) passierendes Schienenfahrzeug (110) betrifft.

13. Eisenbahnsystem, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- das Eisenbahnsystem zumindest ein Schienenfahrzeug (110) nach Anspruch 11 und zumindest eine Streckeneinrichtung (120) nach Anspruch 12 umfasst,

- die schienenfahrzeugeigene Eisenbahnkomponente (1) sich anhand der selbst ermittelten ortsbezogenen Information (01) ortet, sobald sie sich im Bereich der Streckeneinrichtung (120) befindet und deren Sendesignal empfängt, und

- die streckeneinrichtungseigene Eisenbahnkomponente (2) das Schienenfahrzeug (110) anhand der selbst ermittelten ortsbezogenen Information (01) ortet, sobald sie das Sendesignal des Schienenfahrzeugs (110) empfängt.

14. Verfahren zum Ermitteln einer ein Schienenfahrzeug (110) betreffenden, ortsbezogenen Information (01) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- die ortsbezogene Information (01) von einer Recheneinrich- tung (20) ermittelt wird, die gemeinsam mit ein und derselben zugeordneten Funkeinrichtung (10) zumindest zwei Messverfahren (MV1, MV2 ) , die sich voneinander unterscheiden, durchführt, wobei mit einem ersten der zumindest zwei Messverfahren (MV1) eine erste Zwischeninformation (ZU) und mit einem zweiten der zumindest zwei Messverfahren (MV2) eine zweite Zwischeninformation (ZI2) ermittelt wird, und

- die ortsbezogene Information (01) unter Heranziehung der zumindest zwei Zwischeninformationen ermittelt wird.