DE102009060728A1

DE102009060728A1 - Verfahren und Einrichtung zur Fahrwegsicherung spurgebundener Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102009060728A1
Application number: DE200910060728
Authority: DE
Inventors: Bernhard 38116 Evers; Stefan 38116 Gerken; Ralf Dr. 38104 Pinger; Lars 38104 Schnieder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2011-06-22
Also published as: WO2011076516A1; CN102762431A; EP2516239A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein besonders leistungsfähiges und zugleich vergleichsweise kostengünstig realisierbares Verfahren zur Fahrwegsicherung spurgebundener Fahrzeuge (10, 20), wobei die Position eines sich entlang einer Strecke (100) bewegenden ersten Fahrzeugs (10) mittels einer radarbasierten Bestimmung der Entfernung zwischen dem ersten Fahrzeug (10) und einer Streckeneinrichtung (110) ermittelt wird, unter Berücksichtigung der bestimmten Position des ersten Fahrzeugs (10) ein Fahrbefehl (260) für ein dem ersten Fahrzeug (10) entlang der Strecke (100) nachfolgendes zweites Fahrzeug (20) erzeugt wird und der erzeugte Fahrbefehl (260) an das zweite Fahrzeug (20) übertragen wird. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Einrichtung zur Fahrwegsicherung spurgebundener Fahrzeuge (10, 20).

Description

Verfahren zur Fahrwegsicherung spurgebundener Fahrzeuge, d. h. beispielsweise von Schienenfahrzeugen, Magnetschwebebahnen oder spurgebundenen beziehungsweise spurgeführten Fahrzeugen mit Gummibereifung, sind als solche in unterschiedlichen technischen Ausführungsformen bekannt. So beschreibt beispielsweise das Fachbuch „Bahnsicherungstechnik-Steuern, Sichern und Überwachen von Fahrwegen und Fahrgeschwindigkeiten im Schienenverkehr", W. Fenner, P. Naumann, J. Trinckauf, Publicis Verlag, 2003 in Kapitel 4 die diesbezüglichen Grundlagen der Fahrwegsicherung, wobei beispielsweise die Verfahren zur Fahrwegsicherung „Fahren im festen Raumabstand” sowie „Fahren im wandernden Raumabstand” beschrieben werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders leistungsfähiges und zugleich vergleichsweise kostengünstig realisierbares Verfahren zur Fahrwegsicherung spurgebundener Fahrzeuge anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Fahrwegsicherung spurgebundener Fahrzeuge, wobei die Position eines sich entlang einer Strecke bewegenden ersten Fahrzeugs mittels einer radarbasierten Bestimmung der Entfernung zwischen dem ersten Fahrzeug und einer Streckeneinrichtung ermittelt wird, unter Berücksichtigung der bestimmten Position des ersten Fahrzeugs ein Fahrbefehl für ein dem ersten Fahrzeug entlang der Strecke nachfolgendes zweites Fahrzeug erzeugt wird und der erzeugte Fahrbefehl an das zweite Fahrzeug übertragen wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich somit dadurch aus, dass die Position eines sich entlang einer Strecke bewegenden ersten Fahrzeugs mittels einer radarbasierten Bestimmung der Entfernung zwischen dem ersten Fahrzeug, d. h. insbesondere einem Ende des ersten Fahrzeugs, und einer Streckeneinrichtung ermittelt wird. Zur radarbasierten Bestimmung der Entfernung können hierbei unterschiedliche, für sich bekannte Radarsysteme eingesetzt werden. Als Beispiel sei diesbezüglich das Local Positioning Radar (LPR) der Symeo GmbH genannt. Dieses System benutzt einen Frequenzbereich bei 5,8 GHz oder bei 61 GHz im ISM-Band (Industrial, Scientific and Medical Band) zur radarbasierten Positions- beziehungsweise Entfernungsbestimmung. Es sei an dieser Stelle nachdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens selbstverständlich auch andere, insbesondere andere Frequenzen beziehungsweise Frequenzbereiche nutzende, Radarsysteme eingesetzt werden können.
Unter Berücksichtigung der Position, die mittels der radarbasierten Bestimmung der Entfernung zwischen dem ersten Fahrzeug und der Streckeneinrichtung ermittelt worden ist, wird erfindungsgemäß sodann ein Fahrbefehl für ein dem ersten Fahrzeug entlang der Strecke nachfolgendes zweites Fahrzeug erzeugt. Der solchermaßen erzeugte beziehungsweise generierte Fahrbefehl wird an das zweite Fahrzeug übertragen, wodurch eine Fahrwegsicherung bezogen auf das zweite Fahrzeug gewährleistet wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft, da die radarbasierte Bestimmung der Entfernung zwischen dem ersten Fahrzeug und der Streckeneinrichtung die Ermittlung der Position des ersten Fahrzeugs mit einer hohen Genauigkeit erlaubt. Darüber hinaus bietet das erfindungsgemäße Verfahren die Voraussetzung dafür, dass auf eine separate Sensorik zur Gleisfreimeldung vollständig oder weitgehend verzichtet werden kann. Hierdurch kann vorteilhafterweise eine Reduzierung der Kosten sowohl hinsichtlich der Bereitstellung der entsprechenden Komponenten zur Gleisfreimeldung als auch hinsichtlich des Verkabelungsaufwands entlang der Strecke erzielt werden.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren derart weitergebildet sein, dass die Entfernung zwischen dem ersten Fahrzeug und der Streckeneinrichtung von der Streckeneinrichtung anhand der Laufzeit eines von ihr ausgesendeten Primärsignals bestimmt wird. Dies ist vorteilhaft, da hierdurch eine Bestimmung der Entfernung zwischen dem ersten Fahrzeug und der Streckeneinrichtung seitens der Streckeneinrichtung ermöglicht wird. Zwar ist es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens grundsätzlich auch denkbar, dass eine Bestimmung der Entfernung anhand der Laufzeit eines seitens des Fahrzeugs ausgesendeten Primärsignals erfolgt. In diesem Fall erfolgt die Bestimmung der Entfernung jedoch fahrzeugseitig, so dass anschließend eine Übertragung der betreffenden Information an die Streckeneinrichtung oder eine sonstige streckenseitige Komponente erforderlich ist, um eine zentrale streckenseitige Fahrwegsicherung zu ermöglichen.
Vorzugsweise kann die zuvor genannte bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weiterhin derart weitergebildet sein, dass das ausgesendete Primärsignal seitens des ersten Fahrzeugs durch das Aussenden eines Sekundärsignals aktiv beantwortet wird. Eine entsprechende Verwendung eines Sekundärradars bietet den Vorteil, dass eine größere Reichweite erzielt wird, so dass größere Entfernungen zwischen dem ersten Fahrzeug und der Streckeneinrichtung überbrückt beziehungsweise zuverlässig ermittelt werden können. Darüber hinaus bietet das aktive Aussenden eines Sekundärsignals seitens des ersten Fahrzeugs die Voraussetzung dafür, dass zusätzliche Daten oder Informationen von dem ersten Fahrzeug an die Streckeneinrichtung übertragen werden können.
Die Bestimmung der Entfernung zwischen dem ersten Fahrzeug und der Streckeneinrichtung erfolgt im Rahmen der beschrieben bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens somit durch die Streckeneinrichtung unter Berücksichtigung der Zeit, die zwischen dem Aussenden des Primärsignals und dem Empfang des Sekundärsignals vergeht. Diese Zeit setzt sich zusammen aus der Laufzeit des Primärsignals von der Streckeneinrichtung zu dem ersten Fahrzeug, der fahrzeugseitigen Verarbeitungszeit für das Empfangen des Primärsignals und das Erzeugen und Aussenden des Sekundärsignals sowie der Laufzeit des Sekundärsignals von dem ersten Fahrzeug zu der Streckeneinrichtung. Bei vorgegebener fahrzeugseitiger Verarbeitungszeit kann somit von der Streckeneinrichtung anhand einer Zeitmessung die Entfernung zwischen dem ersten Fahrzeug und der Streckeneinrichtung bestimmt werden.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart ausgestaltet sein, dass mit dem Primärsignal und/oder dem Sekundärsignal Informationen zwischen dem ersten Fahrzeug und der Streckeneinrichtung übertragen werden. Dies bietet einerseits den Vorteil, dass eine eindeutige Identifizierung des Primärsignals sowie des Sekundärsignals dahingehend ermöglicht wird, dass die aussendende Streckeneinrichtung und/oder das aussendende erste Fahrzeug beziehungsweise eine aussendende Sende-/Empfangseinrichtung des ersten Fahrzeugs eindeutig identifiziert werden können. Darüber hinaus können vorteilhafterweise auch sonstige Informationen beziehungsweise Daten zwischen dem ersten Fahrzeug und der Streckeneinrichtung übertragen werden. So ist es beispielsweise möglich, dass das erste Fahrzeug mit dem Sekundärsignal Informationen zu seiner Fahrtrichtung, seinem Ort sowie seiner Geschwindigkeit an die Streckeneinrichtung überträgt. Hier können die betreffenden Daten beispielsweise im Rahmen einer Konsistenzprüfung zum Abgleich mit den entsprechenden seitens der Streckeneinrichtung ermittelten Daten verwendet werden.
Vorteilhafterweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart ausgeführt sein, dass die Position des ersten Fahrzeugs mittels einer radarbasierten Bestimmung der Entfernung zwischen dem in Fahrtrichtung gesehen hinteren Ende des ersten Fahrzeugs und der Streckeneinrichtung ermittelt wird. Dies ist vorteilhaft, da das in Fahrtrichtung gesehene hintere Ende des ersten Fahrzeugs bezüglich des nachfolgenden zweiten Fahrzeugs den Gefahrpunkt darstellt, der im Rahmen der Fahrwegsicherung zu berücksichtigen ist. Zwar ist es grundsätzlich auch möglich, im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die Entfernung zwischen dem in Fahrtrichtung gesehen vorderen Ende des ersten Fahrzeugs und einer Streckeneinrichtung zu ermitteln. In diesem Fall ist jedoch zusätzlich eine Information zur Länge des Schienenfahrzeugs erforderlich, um eine für den jeweiligen Einzelfall bestmögliche und die Kapazität der Strecke optimierende Fahrwegsicherung zu ermöglichen. So ist es in einem solchen Fall beispielsweise denkbar, dass ein von einem Fahrzeugführer zu Beginn der Fahrt eingegebener Wert der Länge des ersten Fahrzeugs mit dem Sekundärsignal an die entsprechende Streckeneinrichtung übertragen wird.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung ist das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgestaltet, dass der Fahrbefehl für das zweite Fahrzeug unter Berücksichtigung der bestimmten Position des ersten Fahrzeugs sowie zumindest eines vorgegebenen Blockabschnitts der Strecke erzeugt wird. Hierdurch wird es vorteilhafterweise ermöglicht, das erfindungsgemäße Verfahren zur Fahrwegsicherung im Zusammenhang mit dem Fahren im festen Raumabstand zu verwenden. Unabhängig hiervon ist das Verfahren aufgrund der genauen Ermittlung der Position des ersten Fahrzeugs auch für ein Fahren im wandernden Raumabstand, d. h. ohne Berücksichtigung entsprechender vorgegebener Blockabschnitte der Strecke, geeignet.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Verfahren derart ausgeprägt, dass von der Streckeneinrichtung unter Berücksichtigung der bestimmten Position des ersten Fahrzeugs sowie des zumindest einen Blockabschnitts ein den Belegungszustand des zumindest einen Blockabschnitts anzeigendes Signal erzeugt und an eine zentrale Streckeneinrichtung übermittelt wird und der Fahrbefehl für das zweite Fahrzeug von der zentralen Streckeneinrichtung unter Berücksichtigung des den Belegungszustand des zumindest einen Blockabschnitts anzeigenden Signals erzeugt wird. Dies bietet den Vorteil, dass von der Streckeneinrichtung unmittelbar ein in dem Bewegungszustand des zumindest einen Blockabschnitts anzeigendes Signal erzeugt und an die zentrale Streckeneinrichtung übermittelt wird, welche daraufhin den Fahrbefehl für das zweite Fahrzeug unter Berücksichtigung des Belegungszustands des zumindest einen Blockabschnitts erzeugen kann.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das den Belegungszustand des zumindest einen Blockabschnitts anzeigende Signal unter Zwischenschaltung zumindest einer weiteren Streckeneinrichtung an die zentrale Streckeneinrichtung übermittelt. Dies bedeutet, dass das den Belegungszustand des zumindest einen Blockabschnitts anzeigende Signal ähnlich einer Stafette von der Streckeneinrichtung an eine weitere Streckeneinrichtung weiter gegeben werden kann. Dies bietet den Vorteil, dass nicht notwendigerweise jede Streckeneinrichtung unmittelbar an die zentrale Streckeneinrichtung angebunden zu sein braucht. Vorteilhafterweise können somit die entlang der Strecke angeordneten Streckeneinrichtungen untereinander durch den Austausch von Funksignalen kommunizieren, wobei die Kommunikation vorteilhafterweise im Wesentlichen unter Verwendung derselben Komponenten und Sequenzen wie die radarbasierte Bestimmung der Entfernung zwischen dem ersten Fahrzeug und der Streckeneinrichtung erfolgt.
Vorteilhafterweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart ausgeprägt sein, dass der erzeugte Fahrbefehl über die Streckeneinrichtung oder über eine andere Streckeneinrichtung an das zweite Fahrzeug übertragen wird. Dies bedeutet, dass die Übertragung des erzeugten Fahrbefehls von der zentralen Streckeneinrichtung an das zweite Fahrzeug sowohl über die Streckeneinrichtung erfolgen kann, welche zuvor die Entfernung zu dem ersten Fahrzeug ermittelt hat, als auch über eine andere, an der Strecke im Bereich der aktuellen Position des zweiten Fahrzeugs angeordnete Streckeneinrichtung.
Vorzugsweise ist das erfindungsgemäße Verfahren hierbei weiterhin derart ausgeführt, dass der erzeugte Fahrbefehl unter Zwischenschaltung zumindest einer sonstigen Streckeneinrichtung an das zweite Fahrzeug übertragen wird. Dies bedeutet, dass auch hinsichtlich der Übertragung des erzeugten Fahrbefehls an der zentralen Streckeneinrichtung an das zweite Fahrzeug eine Weiterleitung über eine oder mehrere sonstige Streckeneinrichtungen nach Art einer Stafette möglich ist.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Einrichtung zur Fahrwegsicherung spurgebundener Fahrzeuge.
Hinsichtlich der Einrichtung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Fahrwegsicherung spurgebundener Fahrzeuge anzugeben, welche ein besonders leistungsfähiges und zugleich vergleichsweise kostengünstig realisierbares Verfahren zur Fahrwegsicherung unterstützt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Einrichtung zur Fahrwegsicherung spurgebundener Fahrzeuge, wobei die Einrichtung zumindest eine Streckeneinrichtung umfasst und ausgebildet ist zum Ermitteln der Position eines sich entlang einer Strecke bewegenden ersten Fahrzeugs mittels einer radarbasierten Bestimmung der Entfernung zwischen dem ersten Fahrzeug und der Streckeneinrichtung, zum die bestimmte Position des ersten Fahrzeugs berücksichtigenden Erzeugen eines Fahrbefehls für ein dem ersten Fahrzeug entlang der Strecke nachfolgendes zweites Fahrzeug und zum Übertragen des erzeugten Fahrbefehls an das zweite Fahrzeug.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung entsprechen im Wesentlichen denjenigen des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Entsprechendes gilt in analoger Weise hinsichtlich der im Folgenden genannten bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung, so dass auch diesbezüglich auf die Ausführungen im Zusammenhang mit der jeweiligen entsprechenden bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwiesen wird.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Einrichtung derart weitergebildet, dass die Streckeneinrichtung ausgebildet ist, die Entfernung zwischen sich und dem ersten Fahrzeug anhand der Laufzeit eines von ihr ausgesendeten Primärsignals zu bestimmen.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die Streckeneinrichtung zum Empfang eines seitens des ersten Fahrzeugs auf den Empfang des Primärfahrzeugs hin aktiv ausgesendeten Sekundärsignals ausgebildet.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Einrichtung auch derart ausgestaltet sein, dass sie mit dem Primärsignal und/oder dem Sekundärsignal zum Übertragen von Informationen zwischen dem ersten Fahrzeug und der Streckeneinrichtung ausgebildet ist.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Einrichtung zum Ermitteln der Position des ersten Fahrzeugs mittels einer radarbasierten Bestimmung der Entfernung zwischen dem in Fahrtrichtung gesehen hinteren Ende des ersten Fahrzeugs und der Streckeneinrichtung ausgebildet.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Einrichtung auch derart ausgestaltet sein, dass sie zum Erzeugen des Fahrbefehls für das zweite Fahrzeug unter Berücksichtigung der bestimmten Position des ersten Fahrzeugs sowie zumindest eines vorgegebenen Blockabschnitts der Strecke ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Einrichtung derart weitergebildet, dass sie eine zentrale Streckeneinrichtung umfasst und derart ausgebildet ist, dass von der Streckeneinrichtung unter Berücksichtigung der bestimmten Position des ersten Fahrzeugs sowie des zumindest einen vorgegebenen Blockabschnitts ein den Belegungszustand des zumindest einen Blockabschnitts anzeigendes Signal erzeugt und an die zentrale Streckeneinrichtung übermittelt wird und der Fahrbefehl für das zweite Fahrzeug von der zentralen Streckeneinrichtung unter Berücksichtigung des den Belegungszustand des zumindest einen Blockabschnitts anzeigenden Signals erzeugt wird.
Gemäß einer anderen besonders bevorzugten Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Einrichtung derart ausgeprägt, dass sie zumindest eine weitere Streckeneinrichtung umfasst und das den Belegungszustand des zumindest einen Blockabschnitts anzeigende Signal unter Zwischenschaltung der zumindest einen weiteren Streckeneinrichtung an die zentrale Streckeneinrichtung übermittelt wird.
Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße Einrichtung derart weitergebildet, dass sie zum Übertragen des erzeugten Fahrbefehls über die Streckeneinrichtung oder über eine andere Streckeneinrichtung an das zweite Fahrzeug ausgebildet ist.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Einrichtung des Weiteren auch derart ausgebildet sein, dass sie zum Übertragen des erzeugten Fahrbefehls unter Zwischenschaltung zumindest einer sonstigen Streckeneinrichtung an das zweite Fahrzeug ausgebildet ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Hierzu zeigt die
Figur zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens eine schematische Skizze mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung.
Die Figur zeigt ein Gleis beziehungsweise eine Strecke 100, auf der sich ein erstes Fahrzeug 10 sowie ein zweites Fahrzeug 20 in einer durch einen Pfeil angedeuteten Fahrtrichtung 25 bewegen. In der Figur sind die Fahrzeuge 10, 20 aus Gründen der Übersichtlichkeit als einteilige Fahrzeuge dargestellt; jedoch kann es sich bei den Fahrzeugen 10, 20 selbstverständlich auch um Fahrzeuge handeln, die aus mehreren miteinander gekuppelten Fahrzeugteilen beziehungsweise Wagen bestehen. Dabei können die Fahrzeuge sowohl motorisierte Einheiten (beispielsweise in Form von Lokomotiven, Triebzügen, Triebwagen oder Triebköpfen) als auch unmotorisierte Einheiten (beispielsweise in Form von Personenwagen oder Güterwagen) umfassen.
Entlang der Strecke 100 sind eine erste Streckeneinrichtung 110 sowie eine zweite Streckeneinrichtung 120 angeordnet, welche entsprechend der Darstellung der Figur jeweils mindestens zwei gerichtete Antennen aufweisen, die entlang der Strecken- beziehungsweise Gleisachse in entgegen gesetzter Richtung zeigen. Darüber hinaus weisen die Streckeneinrichtungen 110, 120 jeweils Auswerteeinheiten zur Steuerung sowie Datenverarbeitung auf. Es sei darauf hingewiesen, dass zur Erhöhung der Zuverlässigkeit selbstverständlich auch eine redundante Anordnung der genannten Komponenten möglich ist.
Bei den Streckeneinrichtungen 110, 120 kann es sich beispielsweise um so genannte LPR-Basisstationen des Local Positioning Radars (LPR) der Symeo GmbH handeln. Hierbei handelt es sich um ein hinsichtlich einer präzisen Entfernungs- beziehungsweise Ortsbestimmung optimiertes radarbasiertes System. Die Erfindung ist jedoch keineswegs auf die Verwendung dieses Systems beschränkt, so dass selbstverständlich auch beliebige andere, für sich bekannte radarbasierte Systeme im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der erfindungsgemäßen Einrichtung verwendet werden können.
Im Rahmen eines Verfahrens zur Fahrwegsicherung der spurgebundenen Fahrzeuge 10, 20 können nun seitens der Streckeneinrichtungen 110, 120 Primärsignale 200, 220 ausgesendet werden.
Die Fahrzeuge 10, 20 weisen zur Detektion des jeweiligen Primärsignals 200, 220 sowie zur aktiven Beantwortung dieser Primärsignale 200, 220 fahrzeugseitige Sende-/Empfangseinrichtungen 30, 40 beziehungsweise 50, 60 auf. So wird in dem Ausführungsbeispiel der Figur das Primärsignal 200 von der fahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 40 des ersten Fahrzeugs 10 empfangen und durch das Aussenden eines Sekundärsignals 210 aktiv beantwortet. Dies bedeutet, dass es sich bei dem Sekundärsignal 210 nicht um die bloße Reflektion des Primärsignals 200 handelt, sondern dieses Signal von der fahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 30 des ersten Fahrzeugs 10 aktiv ausgesendet wird. Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass eine Bestimmung der Entfernung zwischen dem hinteren Ende des ersten Fahrzeugs 10 und der ersten Streckeneinrichtung 110 mit einer größeren Reichweite, d. h. über eine größere Entfernung hinweg, möglich ist.
Darüber hinaus besteht weiterhin vorteilhafterweise die Möglichkeit, dass von dem ersten Fahrzeug 10 beziehungsweise der fahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 40 mit dem Sekundärsignal 210 Informationen beziehungsweise Daten an die erste Streckeneinrichtung 110 übertragen werden. Bei solchen Informationen kann es sich beispielsweise um eine eindeutige Identifizierung des ersten Fahrzeugs 10 beziehungsweise der fahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 40 des ersten Fahrzeugs 10 oder beispielsweise auch um fahrzeugseitig ermittelte Werte bezüglich der Fahrtrichtung, der Geschwindigkeit sowie der Position des ersten Fahrzeugs 10 handeln. Die entsprechenden Informationen können seitens der ersten Streckeneinrichtung 110 vorteilhafterweise beispielsweise im Rahmen einer Konsistenzüberprüfung verwendet werden.
Seitens der ersten Streckeneinrichtung 110 kann nun anhand der Laufzeit des Primärsignals 200, d. h. genauer gesagt anhand des zeitlichen Abstands zwischen dem Aussenden des Primärsignals 200 sowie dem Empfang des Sekundärsignals 210 unter Berücksichtigung der bekannten Verarbeitungszeit der fahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 40 des ersten Fahrzeugs 10, die Entfernung zwischen dem hinteren Ende des ersten Fahrzeugs 10 und der ersten Streckeneinrichtung 110 ermittelt werden.
Analog zu der zuvor beschriebenen Vorgehensweise wird von der zweiten Streckeneinrichtung 120 ein Primärsignal 220 ausgesandt, das von der fahrzeugseitigen Sende-/Empfangseinrichtung 50 des zweiten Fahrzeugs 20 mit einem Sekundärsignal 230 beantwortet wird. Die zweite Streckeneinrichtung 120 ermittelt somit ebenfalls gemäß dem Prinzip des Sekundärradars die Entfernung zwischen dem vorderen Ende des zweiten Fahrzeugs 20 und der zweiten Streckeneinrichtung 120, so dass die Position des zweiten Fahrzeugs 20 – entweder relativ zu der zweiten Streckeneinrichtung 120 oder absolut unter Berücksichtigung des bekannten Ortes der zweiten Streckeneinrichtung 120 – bekannt beziehungsweise bestimmbar ist.
Nachdem nun sowohl die Position des ersten Fahrzeugs 10 entlang der Strecke 100 als auch die Position des zweiten Fahrzeugs 20 entlang der Strecke 100 bekannt sind, können die entsprechenden Informationen für eine Fahrwegsicherung verwendet werden.
Sofern ein Fahren im wandernden Raumabstand unterstützt werden soll, kann ein entsprechender Fahrbefehl für das zweite Fahrzeug 20 von einer zentralen Streckeneinrichtung 130 erzeugt und an das zweite Fahrzeug 20 übertragen werden. Der empfangene Fahrbefehl kann im Folgenden von einem Fahrzeuggerät 80 des zweiten Fahrzeugs zur Steuerung beziehungsweise Beeinflussung des zweiten Fahrzeugs 20 verwendet werden. Ein entsprechendes Fahrzeuggerät 70 weist auch das erste Fahrzeug 10 auf. In dem Fahrzeuggerät 80 des zweiten Fahrzeugs 20 kann auf Grundlage des erhaltenen Fahrbefehls, d. h. etwa unter Berücksichtigung der erhaltenen Information zu dem durch das hintere Ende des ersten Fahrzeugs 10 gebildeten Gefahrpunkt, eine Bremskurve ermittelt werden, die im Folgenden durch das Fahrzeuggerät 80 des zweiten Fahrzeugs 20 überwacht wird.
In dem Ausführungsbeispiel der Figur sei jedoch angenommen, dass ein Fahren im festen Raumabstand unterstützt werden soll. Dabei wird ein Fahrbefehl 260 für das zweite Fahrzeug 20 unter Berücksichtigung der bestimmten Position des ersten Fahrzeugs 10 sowie zumindest eines vorgegebenen Blockabschnitts der Strecke 100 erzeugt.
Im Einzelnen geschieht dies entsprechend der Darstellung der Figur derart, dass von der ersten Streckeneinrichtung 110 unter Berücksichtigung der bestimmten Position des ersten Fahrzeugs 10 sowie des zumindest einen Blockabschnitts ein den Belegungszustand des zumindest einen Blockabschnitts anzeigendes Signal 240 erzeugt und an die zentrale Streckeneinrichtung 130 übermittelt wird. Unter Berücksichtigung des Signals 240, das somit einem Freimeldungs- beziehungsweise Belegtmeldungssignal entspricht, wird von der zentralen Streckeneinrichtung 130 ein Fahrbefehl 260 für das zweite Fahrzeug 20 erzeugt. Der solchermaßen erzeugte Fahrbefehl 260 wird von der zentralen Streckeneinrichtung 130 an die erste Streckeneinrichtung 110 und von dieser über die zweite Streckeneinrichtung 120 an das zweite Fahrzeug 20 beziehungsweise dessen fahrzeugseitige Sende-/Empfangseinrichtung 50 übertragen. Dabei ist zu beachten, dass die zweite Streckeneinrichtung 120 selbst nicht unmittelbar an die zentrale Streckeneinrichtung 130 angebunden ist. Eine Kommunikation zwischen der zweiten Streckeneinrichtung 120 und der zentralen Streckeneinrichtung 130 erfolgt daher immer unter Zwischenschaltung der ersten Streckeneinrichtung 110, welche die entsprechenden Signale beziehungsweise Nachrichten ähnlich einer Stafette jeweils an den vorgesehenen Empfänger weiterreicht.
Entsprechend den vorstehenden Ausführungen wird seitens der zweiten Streckeneinrichtung 120 bezüglich des zweiten Fahrzeugs 20 ebenfalls ein den Belegungszustand des betreffenden Blockabschnitts anzeigendes Signal 250 erzeugt und über die erste Streckeneinrichtung 110 an die zentrale Streckeneinrichtung 130 übertragen. Hierdurch wird es der zentralen Streckeneinrichtung 130 ermöglicht, ein aktuelles Abbild der Belegung der Strecke 100 zu halten und basierend hierauf für die gesamte Strecke 100 eine Fahrwegsicherung vorzunehmen.
Es sei darauf hingewiesen, dass zur Unterstützung des Fahrens im wandernden Raumabstand im Vergleich zur Unterstützung des Fahrens im festen Raumabstand vorteilhafterweise keine zusätzlichen Komponenten erforderlich sind. Dies bedeutet, dass eine Umstellung beispielsweise ausgehend vom Fahren im festen Raumabstand zum Fahren im wandernden Raumabstand mit vergleichsweise wenig Aufwand möglich ist.
Generell bieten das zuvor beschriebene Verfahren sowie die entsprechende Einrichtung zur Fahrwegsicherung den Vorteil, dass eine separate Sensorik zur Gleisfreimeldung vorteilhafterweise gegebenenfalls vollständig entfallen kann oder nur noch in reduzierter Form installiert zu werden braucht, da das Übertragungsmedium, d. h. das verwendete Radarsystem, über die Signallaufzeit auch eine Weg- und Geschwindigkeitsmessung erlaubt. Hierdurch wird vorteilhafterweise insbesondere der Verkabelungsaufwand entlang der Strecke erheblich reduziert.
Da die Streckeneinrichtungen 110, 120 darüber hinaus vorteilhafterweise sowohl untereinander als auch mit den Fahrzeugen 10, 20 in Kommunikationsbeziehung stehen, kann auch der Verkabelungsaufwand der Streckeneinrichtung 110, 120, die auch als Access Points bezeichnet werden können, untereinander reduziert werden. Des Weiteren ermöglicht eine Kommunikationsbeziehung zwischen den Streckeneinrichtungen 110, 120 auch eine einfache Ausfalloffenbarung.
Da das beschriebene Verfahren sowie die eingesetzte Einrichtung neben der Möglichkeit der Datenübertragung auch die Möglichkeit der Erfassung von Weg- und Geschwindigkeitsinformationen bietet, stehen darüber hinaus vorteilhafterweise zusätzliche Kriterien zur Verfügung, welche die fahrzeugseitige Ortung stützen können. Des Weiteren bietet die Nutzung eines radarbasierten Systems, etwa in Form einer drahtlosen Transponder-Reader-Technologie, den Vorteil, dass eine Vielzahl zusätzlicher Funktionen realisierbar ist. Vorzugsweise erfolgt hierbei eine Kommunikation jeweils über die Streckeneinrichtung 110, 120, erforderlichenfalls nach Art einer Stafette, um eine Datenübertragung auch bei höheren Geschwindigkeiten im Betrieb zu ermöglichen. Somit können auch längere Distanzen beziehungsweise Entfernungen zwischen dem jeweiligen Fahrzeug und einer streckenseitigen Komponente überbrückt werden.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die Verwendung eines aktiven Radarsystems entsprechend den vorstehenden Ausführungen auch eine Kommunikation zwischen den Streckeneinrichtungen sowie den Streckeneinrichtungen und den jeweiligen Fahrzeugen ermöglicht. Dies hat zur Folge, dass auf separate weitere Kommunikationskanäle, wie etwa Kommunikationskanäle konventioneller punkt- oder linienförmig wirkender Zugsicherungssysteme, vorteilhafterweise ganz oder teilweise verzichtet werden kann.
Des Weiteren ist es als Vorteil anzusehen, dass die Anzahl der im Gleis angeordneten und damit hohen mechanischen Belastungen, etwa in Form von Vibrationen, ausgesetzten Komponenten insgesamt reduziert werden kann. Hierdurch vereinfacht sich der Instandhaltungsprozess insbesondere im Falle von Strecken in Form von Gleisen beziehungsweise Schienen. So sind bei einer Durcharbeitung des Oberbaus, beispielsweise mit Stopfmaschinen, vorteilhafterweise weniger Komponenten aus- und nach Beendigung der Arbeiten wieder einzubauen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Bahnsicherungstechnik-Steuern, Sichern und Überwachen von Fahrwegen und Fahrgeschwindigkeiten im Schienenverkehr”, W. Fenner, P. Naumann, J. Trinckauf, Publicis Verlag, 2003 in Kapitel 4 [0001]

Claims

Verfahren zur Fahrwegsicherung spurgebundener Fahrzeuge (10, 20), wobei – die Position eines sich entlang einer Strecke (100) bewegenden ersten Fahrzeugs (10) mittels einer radarbasierten Bestimmung der Entfernung zwischen dem ersten Fahrzeug (10) und einer Streckeneinrichtung (110) ermittelt wird, – unter Berücksichtigung der bestimmten Position des ersten Fahrzeugs (10) ein Fahrbefehl (260) für ein dem ersten Fahrzeug (10) entlang der Strecke (100) nachfolgendes zweites Fahrzeug (20) erzeugt wird und – der erzeugte Fahrbefehl (260) an das zweite Fahrzeug (20) übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung zwischen dem ersten Fahrzeug (10) und der Streckeneinrichtung (110) von der Streckeneinrichtung (110) anhand der Laufzeit eines von ihr ausgesendeten Primärsignals (200) bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgesendete Primärsignal (200) seitens des ersten Fahrzeugs (10) durch das Aussenden eines Sekundärsignals (210) aktiv beantwortet wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Primärsignal (200) und/oder dem Sekundärsignal (210) Informationen zwischen dem ersten Fahrzeug (10) und der Streckeneinrichtung (110) übertragen werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des ersten Fahrzeugs (10) mittels einer radarbasierten Bestimmung der Entfernung zwischen dem in Fahrtrichtung (25) gesehen hinteren Ende des ersten Fahrzeugs (10) und der Streckeneinrichtung (110) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Fahrbefehl (260) für das zweite Fahrzeug (20) unter Berücksichtigung der bestimmten Position des ersten Fahrzeugs (10) sowie zumindest eines vorgegebenen Blockabschnitts der Strecke (100) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass – von der Streckeneinrichtung (110) unter Berücksichtigung der bestimmten Position des ersten Fahrzeugs (10) sowie des zumindest einen Blockabschnitts ein den Belegungszustand des zumindest einen Blockabschnitts anzeigendes Signal (240) erzeugt und an eine zentrale Streckeneinrichtung (130) übermittelt wird und – der Fahrbefehl (260) für das zweite Fahrzeug (20) von der zentralen Streckeneinrichtung (130) unter Berücksichtigung des den Belegungszustand des zumindest einen Blockabschnitts anzeigenden Signals (240) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das den Belegungszustand des zumindest einen Blockabschnitts anzeigende Signal (240) unter Zwischenschaltung zumindest einer weiteren Streckeneinrichtung an die zentrale Streckeneinrichtung (130) übermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erzeugte Fahrbefehl (260) über die Streckeneinrichtung (110) oder über eine andere Streckeneinrichtung an das zweite Fahrzeug (20) übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der erzeugte Fahrbefehl (260) unter Zwischenschaltung zumindest einer sonstigen Streckeneinrichtung an das zweite Fahrzeug (20) übertragen wird.
Einrichtung zur Fahrwegsicherung spurgebundener Fahrzeuge (10, 20), wobei die Einrichtung zumindest eine Streckeneinrichtung (110) umfasst und ausgebildet ist – zum Ermitteln der Position eines sich entlang einer Strecke (100) bewegenden ersten Fahrzeugs (10) mittels einer radarbasierten Bestimmung der Entfernung zwischen dem ersten Fahrzeug (10) und der Streckeneinrichtung (110), – zum die bestimmte Position des ersten Fahrzeugs (10) berücksichtigenden Erzeugen eines Fahrbefehls (260) für ein dem ersten Fahrzeug (10) entlang der Strecke (100) nachfolgendes zweites Fahrzeug (20) und – zum Übertragen des erzeugten Fahrbefehls (260) an das zweite Fahrzeug (20).
Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckeneinrichtung (110) ausgebildet ist, die Entfernung zwischen sich und dem ersten Fahrzeug (10) anhand der Laufzeit eines von ihr ausgesendeten Primärsignals (200) zu bestimmen.
Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckeneinrichtung (110) zum Empfangen eines seitens des ersten Fahrzeugs (10) auf den Empfang des Primärsignals (200) hin aktiv ausgesendeten Sekundärsignals (210) ausgebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit dem Primärsignal (200) und/oder dem Sekundärsignal (210) zum Übertragen von Informationen zwischen dem ersten Fahrzeug (10) und der Streckeneinrichtung (110) ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Ermitteln der Position des ersten Fahrzeugs (10) mittels einer radarbasierten Bestimmung der Entfernung zwischen dem in Fahrtrichtung (25) gesehen hinteren Ende des ersten Fahrzeugs (10) und der Streckeneinrichtung (110) ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Erzeugen des Fahrbefehls (260) für das zweite Fahrzeug (20) unter Berücksichtigung der bestimmten Position des ersten Fahrzeugs (10) sowie zumindest eines vorgegebenen Blockabschnitts der Strecke (100) ausgebildet ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine zentrale Streckeneinrichtung (130) umfasst und derart ausgebildet ist, dass – von der Streckeneinrichtung (110) unter Berücksichtigung der bestimmten Position des ersten Fahrzeugs (10) sowie des zumindest einen vorgegebenen Blockabschnitts ein den Belegungszustand des zumindest einen Blockabschnitts anzeigendes Signal (240) erzeugt und an die zentrale Streckeneinrichtung (130) übermittelt wird und – der Fahrbefehl (260) für das zweite Fahrzeug (20) von der zentralen Streckeneinrichtung (130) unter Berücksichtigung des den Belegungszustand des zumindest einen Blockabschnitts anzeigenden Signals (240) erzeugt wird.
Einrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest eine weitere Streckeneinrichtung umfasst und das den Belegungszustand des zumindest einen Blockabschnitts anzeigende Signal (240) unter Zwischenschaltung der zumindest einen weiteren Streckeneinrichtung an die zentrale Streckeneinrichtung (130) übermittelt wird.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Übertragen des erzeugten Fahrbefehls (260) über die Streckeneinrichtung (110) oder über eine andere Streckeneinrichtung an das zweite Fahrzeug (20) ausgebildet ist.
Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Übertragen des erzeugten Fahrbefehls (260) unter Zwischenschaltung zumindest einer sonstigen Streckeneinrichtung an das zweite Fahrzeug (20) ausgebildet ist.