[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Istposition und Ortung eines
Eisenbahnfahrzeugs in einem Gleisnetz nach dem Oberbegriff des Anspruch 1, sowie ein
Eisenbahnfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruch 7.
[0002] Das Verfahren und das Eisenbahnfahrzeug sind insoweit bekannt durch die DE 195 32
104 C1. Dabei führt das Eisenbahnfahrzeug eine Objekterkennungseinheit, einen Weglängenmeßsensor
sowie eine Drehwinkelmeßeinheit mit. Durch Korrelation der Meßdaten wird die jeweilige
Position des Fahrzeugs ermittelt.
[0003] Dieses Verfahren und die dazu erforderlichen Einrichtungen sind nicht nur aufwendig,
sondern auch ungenau, da Drehwinkelmeßeinheiten in vertretbarer technischer Ausgestaltung
eine unvermeidbare Drift aufweisen, die unkontrollierbar ist und das gesamte Meßergebnis
verfälscht. Daher kann nicht zuverlässig festgestellt werden, an welcher auf dem Gleisweg
gelegenen Position sich das Fahrzeug befindet.
[0004] Durch die DE 195 32 104 C1 und die US-PS 5 129 605 ist es auch bekannt, ein Satellitenortungssystem
(GPS-Empfangsteil) an dem Fahrzeug vorzusehen.
[0005] Abgesehen davon, daß das GP-System auch heute noch eine gewisse Ungenauigkeit aufweist,
hat die Anwendung des Satellitenortungssystems auch den Nachteil, daß damit eine geodätische
Position des Fahrzeugs ermittelt wird, die nicht einer Position auf dem Gleisweg entspricht.
Unvermeidbar ist auch, daß das GPS stellenweise mangels Kontakt, d.h.: Radiosichtbarkeit
mit allen erforderlichen Satelliten nicht funktioniert und daher zur Steuerung des
Eisenbahnbetriebs nicht geeignet ist.
[0006] Aufgabe der Erfindung ist es, bei geringem technischen Aufwand eine laufende Bestimmung
der Position eines Eisenbahnfahrzeugs auf dem Gleisweg zu ermöglichen, die zuverlässig
und sicher und zur manuellen oder automatischen Steuerung des Eisenbahnbetriebs verwendbar
ist.
[0007] Die Lösung ergibt sich aus Anspruch 1.
[0008] Das Schwergewicht dieser Erfindung liegt darauf, daß eine eindimensionale Positionsbestimmung
in der durchfahrenen, rektifizierten Gleistrasse erfolgt. Die die Position auf der
Erdoberfläche wird ausschließlich aus dem bekannten Gleisverlauf gewonnen, Die Erfindung
beruht auf der Erkenntnis, daß eine geodätisch objektive zwei- oder dreidimensionale
Positionsbestimmung
◆ zum einen nicht erforderlich ist, da für die Steuerung und Sicherheit des Zugverkehrs
ausschließlich die relative Position des Fahrzeugs auf dem Gleisweg maßgebend ist,
◆ zum anderen aber mit erheblichen Unsicherheiten belastet ist, die mit den Sicherheitsanforderungen
des Eisenbahnverkehrs nicht in Einklang zu bringen sind.
[0009] Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Bestimmung der Istposition eines Eisenbahnfahrzeugs
in einem Gleisnetz mit Hilfe eines Rechners (Positionsrechner) gewonnen, das auch
für die automatische oder halbautomatische Betriebsleitung der Fahrzeuge eines Gleisnetzes
geeignet ist.
[0010] Ein besonderes Problem stellt die Kalibrierung oder Eichung des Wegsensors dar, dessen
Genauigkeit nicht nur apparativ sondern auch durch den unvermeidlichen Schlupf der
Räder durch ihren Antrieb und durch das Befahren von Kurven bedingt ist. Es werden
daher ergänzend Verfahren zur Kalibrierung und/oder Eichung des Wegmeßgeräts zur Verfügung
gestellt.
[0011] Die Kalibrierung des Wegmeßgeräts kann erfolgen durch
◆ GPS,
◆ maschinenlesbare Markierungen (TAG's) im Schienenweg (vgl. hierzu DE 198 25 257.9),
◆ Erfassung, insbesondere Bilderkennung bekannter Objekte oder
◆ sonstige Erfassung von Punkten, deren Lage bekannt ist.
[0012] Diese Kalibrierungsverfahren können zur Festlegung der Null-Lage (des Ausgangspunktes)
wie auch späterer Positionen erfolgen, insbesondere um die Auswirkungen eines Schlupfs
auf die Weglängenmessung zu korrigieren.
[0013] Sofern die Weglängenmessung schlupffrei möglich ist, kann ihre Kalibrierung entfallen.
[0014] Zur schlupffreien Weglängenmessung wird ein Bilderkennungssystem vorgeschlagen, bei
dem die Kamera bestimmte Objekte innerhalb ihres Öffnungswinkels verfolgt. Dazu ist
die Kamera normal, d.h.: senkrecht auf den Schienenweg, d.h.: die Schwellen und das
Gleisbett gerichtet. Man macht sich zunutze, daß bei einem Eisenbahnfahrzeug der Abstand
des Fahrzeugs und der an diesem befestigten Kamera von den Schwellen und dem Schienenweg
während der Fahrt im wesentlichen konstant ist. Aus der in vorgegebenen Zeitabständen
in sequentiellen Bildern aufgenommenen Lage eines auf dem Schienenweges erfaßten Gegenstandes,
z. B. einer Schwelle. relativ zur Kamera kann die zurückgelegte Wegstrecke des Fahrzeugs
ermittelt werden.
[0015] Die Besonderheit der Erfindung liegt auch darin, daß eine laufende oder auch nur
zeitweise Erfassung der Drehungen (Drehwinkel), die das Eisenbahnfahrzeug auf seiner
Fahrt beim Durchfahren von Kurven ausführt, nicht erforderlich ist. Es kommt nicht
auf die Genauigkeit der Drehwinkelmessung an, selbst wenn ein Drehwinkelmeßgerät verwandt
wird. Ausgewertet wird vielmehr nur die Drehrate, Darunter wird im wesentlichen die
Qualität der Richtungsänderung verstanden, also Richtungsänderung nach rechts (z.B.
positiv), Richtungsänderung nach links (z.B. negativ) oder keine Richtungsänderung
(null), wobei zur Vermeidung von Fehlmeldungen vorzugsweise auch noch das Überschreiten
bestimmter vorgegebener Schwellwerte der Richtungsänderung signalisiert und als Entscheidungskriterium
für das Befahren eines bestimmten Gleisstrangs, der sich an eine Weiche anschließt,
gewertet wird. Diese Schweltwerte können vor allem durch den eingespeicherten Streckenverlauf
vorgegeben sein.
[0016] Das Eisenbahnfahrzeug nach dieser Erfindung zeichnet sich demgemäß durch die Ausstattung
mit einem besonderen Drehwinkelmeßgerät und Rechner zur Ermittlung des befahrenen
Gleises aus, durch welche lediglich eine qualitative und nur hinsichtlich der Überschreitung
von Grenz- und Schwellwerten auch eine quantitative Auswertung des Meßsignals des
Drehwinkelmeßgeräts erfolgt.
[0017] Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele
beschrieben.
[0018] Es zeigen:
Fig. 1A bis Fig: 1C Gleisbilder aus einem Gleisnetz
Fig.2: ein Eisenbahnfahrzeug mit Meß- und Steuereinrichtungen auf einem Gleisnetz.
[0019] Die m folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen, was unter
der eindimensionalen Lagebestimmung zu verstehen ist.
[0020] Zu Beginn einer bestimmten Fahrt des Eisenbahnfahrzeugs, z.B. vor Antritt der Fahrt
zwischen zwei Bahnhöfen, wird durch die Betriebsleitung (Disponent) die zu befahrende
Strecke festgelegt. Die befahrbaren Strecken des Gleisnetzes einschließlich der zu
befahrenden Strecke sind in einem Rechner gespeichert. Dabei kann es sich um den Zentralrechner
30 (Fig.4) handeln. Der Zentralrechner kann mit dem in dem Eisenbahnfahrzeug installierten
Fahrzeugrechner (Positionsrechner 5) über Funkgerät 6 kommunizieren und Daten austauschen.
Vorzugsweise wird für die Speicherung der Strecken jedoch der Positionsrechner 5 verwandt;
dadurch wird vermieden, daß Störungen und Fehler der Funkübertragung in die Positionsbestimmung
des Fahrzeugs eingehen und ein Sicherheitsrisiko darstellen.
[0021] Die ausgewählte zu befahrende Strecke kann geradlinig (Fig.1A) oder gekrümmt (Fig.1B)
sein oder entsprechende Stücke enthalten; sie kann auch Weichen enthalten (Fig.1C
und Fig.2).
[0022] In jedem Falle wird zunächst der Ausgangspunkt der Fahrtstrecke festgelegt. Dieser
Ausgangspunkt kann bereits bekannt sein.
[0023] Es kann sich z.B. um eine Signalanlage handeln, deren geographische Lage oder relative
Lage zum Gleis genau bekannt ist. In diesem Falle wird der Fahrzeugführer der Betriebsleitung
den bekannten Ausgangspunkt per Funk durchgeben oder bestätigen. Durch den Fahrzeugführer
oder die Betriebsleitung wird sodann dieser Ausgangspunkt in den entsprechenden Rechner
(5 bzw.30) eingegeben und an den jeweils anderen Rechner (5,30) übermittelt.
[0024] Der Ausgangspunkt kann auch durch besondere an dem Gleis bzw. dem Schienenweg angebrachte
ortsfeste Markierungen festgelegt sein. Diese Markierungen können
von Hand" oder durch ein am Fahrzeug angebrachtes Lesegerät lesbar sein. Dem entsprechend
erfolgt die Weitergabe an den Zentralrechner und die Betriebsleitung. Sofern der Ausgangspunkt
nicht geographisch bekannt ist, kann der Ausgangspunkt durch ein Satellitennavigationssystem
(Global Positioning System, GPS) bestimmt werden. Das GPS ist ein Ortungsverfahren,
welches mit mehreren, insbesondere mit mehreren geostationären Satelliten unidirektional
kommuniziert und dadurch den geographischen Aufenthaltsort des Fahrzeugs mit hoher
Genauigkeit bestimmt. Dies gilt insbesondere für das differentielle GPS (DGPS). Der
Aufenthaltsort wird sodann in dem Positionsrechner erfaßt und gespeichert und zur
Bestimmung der Ausgangsposition oder aber zur Kalibrierung mit der Weglangenmessung
verwandt. Wenn der Aufenthaltsort in dem Positionsrechner erfaßt und gespeichert wird,
kann der Aufenthaltsort gleichwohl per Funk -automatisch, oder durch den Fahrzeugführer
oder durch Abruf- an den Zentralrechner weitergegeben und dort weiter ausgewertet
werden.
[0025] Die ermittelte geographische Ausgangsposition stimmt nicht notwendiger Weise mit
der eingespeicherten Lage des Schierienweges überein. Daher wird in jedem der geschilderten
Fälle der exakte geographische Meßpunkt MP1 auf den eingespeicherten Schienenweg senkrecht
zu diesem (normal) projiziert und auf diese Weise der Ausgangspunkt P1 gewonnen, der
in die Rechner 5,30 einzuspeichern ist.
[0026] Von diesem Ausgangspunkt aus wird nunmehr die Position des Fahrzeugs in den Rechnern
5,30 fortgeschrieben, indem durch den Weglängenmesser 8, welcher an dem Fahrzeug installiert
ist und dessen Ausgangssignal an den Positionsrechner 5 laufend oder in bestimmten
zeitlichen Abständen übermittelt wird, die auf dem Gleis zurückgelegte Strecke gemessen
und in den Rechnern 5,30 als die aktuelle Position P2, P3 usw. des Fahrzeugs auf dem
Gleisnetz gespeichert wird.
[0027] Dabei macht es keinen Unterschied, ob der Schienenweg geradlinig oder gekrümmt ist
und/oder positiv oder negativ geneigt ist. Da der Schienenweg gespeichert ist, laßt
sich durch die eindimensionale Wegmessung und Aufzeichnung die Position des Fahrzeugs
auf dem eingespeicherten Schienenweg stets genau und mit absoluter Sicherheit festlegen,
sofern
◆ zum einen zur Ausschaltung der Ungenauigkeit durch Schlupf des messenden Rades -zB.
durch den Antrieb oder durch den Verzug in Kufven- in angemessenen zeitlichen oder
streckenmäßigen Abstanden eine Rekalibrierung (Nacheichung) des Wegsensors 8 erfolgt,
◆ die Fahrtrichtung (vorwärts, rückwärts) durch Signalumkehr erfaßt wird und
◆ zum anderen die erforderlichen Entscheidungen an Weichen getroffen und erfaßt und
als befahrene Strecke in die Rechner eingegeben bzw. gegenüber der von der Fahrleitung
vorgegebenen Strecke bestätigt werden.
[0028] So wird z.B. in Fig. 1B dargestellt, daß durch Fortschreibung der Weglängenmessung
zunächst die Position P5' als aktuelle Position des Fahrzeugs ermittelt wird. Es erfolgt
jedoch ein Positionsmessung mittels des GPS 12 an dem Fahrzeug. Der ermittelte exakte
geographische Meßpunkt MP2 wird auf den eingespeicherten Schienenweg senkrecht zu
diesem (normal) projiziert und auf diese Weise die Position P5 gewonnen, die in die
Rechner 5,30 einzuspeichern ist.
[0029] Gleichzeitig wird das Wegmessgerät bzw. werden die Rechner neu geeicht und auf die
ermittelte Position P5 eingestellt (rekalibriert).
[0030] Anhand von Fig. 1C und 2 wird das Eisenbahnfahrzeug und das Entscheidungsverfahren
in Weichenbereichen beschrieben.
[0031] Wie gesagt, ist das Eisenbahnfahrzeug (4) mit einem Drehratenmesser (9) ausgerüstet,
der vor einer Weiche (1) auf ein vorgegebenes Ausgangssignal, insbesondere
Null" setzbar ist und der zumindest die Qualität vorzugsweise auch die Überschreitung
einer vorgegebenen Quantität (Schwellwert) der Richtungsänderung in der Weiche erfaßt.
Dabei wird die Qualität der Richtungsänderung und gfls, auch die Quantität der Richtungsänderung
gemessen. Die Meßwerte werden über den Positionsrechner (Rechner (5) des Fahrzeugs
oder Zentralrechner (30)) mit der vorgegebenen Qualität der Richtungsänderung bzw.
mit der vorgegebenen Mindest-Quantität (Schwellwert) der Richtungsänderung der in
der Weiche befahrbaren Gleisstränge verglichen.
[0032] Durch deren Übereinstimmung wird ermittelt, welcher Gleisstrang befahren und ob der
befahrene Gleisstrang der richtige ist. Wenn die Weiche in einem Gleisbogen Liegt,
wird entsprechend verfahren: Die bekannte und gespeicherte Richtungsänderung des Bogens
wird bei der Einfahrt in die Weichenanlage zur Vorgabe des Schwellwerts der Richtungsänderung
zusätzlich berücksichtigt.
[0033] Grundsätzlich wird -wie bereits ausgeführt- zwar die Fahrtrichtung, nicht jedoch
die absolute Orientierung des Fahrzeuges erfaßt, da eine ausschließlich eindimensionale
Wegmessung erfolgt. Wenn jedoch das Fahrzeug in den Entscheidungsbereich E1, E2 usw.
einer Weiche einfährt, so wird es von dem Näherungsschalter 7 erfaßt. Der Näherungsschalter
gibt sein Signal an den Rechner (Positionsrechner 5 oder Zentralrechner 30), in welchem
die Gleistrasse gespeichert ist, also z.B. Zentralrechner 30. In diesem Falle wird
gleichzeitig das Signal über Funk an das Fahrzeug übertragen und mittels des Fahrzeugrechners
5 der Drehratensensor 9 aktiviert. Dabei wird der Drehratensensor 9 auf Null zurückgesetzt.
[0034] Alternativ kann die Aktivierung und Zurücksetzung des Drehratensertsors 9 auch durch
den jeweiligen Positions- bzw Fahrwegrechner (5 bzw. 30) erfolgen, wenn der Rechner
feststellt, daß der Beginn des Entscheidutigsbereichs E1 (Punkt P
E ) überfahren wird. Hierzu wird in dem Rechner ein Punkt P
E gespeichert, der mit dem Entscheidungsbereich korreliert und vorgegeben ist. Dies
ist dann zweckmäßig oder notwendig, wenn keine Näherungsschalter installiert sind
und das Entscheidungsverfahren daher unabhängig von einem von außen kommenden externen
Signals eingeleitet werden muß. Drehratensensor erfaßt nunmehr in dem Entscheidungsbereich
E1, dessen Länge zB. und vorzugsweise streckenmäßig definiert ist, ob im Anschluß
an das Befahren des Beginn des Entscheidungsbereichs E1 bzw. des Näherungsschalters
eine Richtungsänderung stattfindet, welcher Art (Qualität) die Richtungsänderung ist,
und vorzugsweise, ob die Richtungsänderung einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.
In dem Positions- bzw. Fahrwegrechner (5 bzw. 30) sind die topologisch geordneten
Streckendaten hinterlegt, insbesondere auch der Krümmungsverlauf, d.h. Art und Größe
des Krümmungsverlaufs. Dabei kann ein bestimmter Mindestwert der Krümmung als Schwellwert
vorgegeben sein. Es wird auf diese Weise vermieden, daß nicht eindeutige Meßsignale
des Drehratensensors als Richtungsänderung des Fahrzeugs mißdeutet werden.
[0035] Wenn der Drehratensensor die Art der Richtungsänderung, z.B. Lirikskurve = negativ,
und den Maximalwert der durchfahrenen Krümmung aufnimmt und diese Werte auf einen
der im Entscheidungsbereich E1 befahrbaren Gleisstränge (G1 oder G3) zutrifft, so
wird die Auswahl dieses Gleisstrangs (G1) in dem Positionsrechner 5 und/oder in dem
Zentralrechner 30 gespeichert und die weiterhin stattfindende Weglängenmessung auf
diesem Gleisstrang fortgeschrieben. Im dargestellten Entscheidungsbereich E1 steht
also die Entscheidung zwischen Gleissträngen Gleis 1 und Gleis 3 an. Wenn der Drehratensensor
keine Richtungsänderung anzeigt, so ist dies das Zeichen, daß die Weiche auf dem Gleis
1 befahren wird. Wenn der Drehratensensor eine negative Richtungsänderung (nach links)
anzeigt, und wenn diese Richtungsänderung eine bestimmte Größe überschreitet, so ist
dies das Zeichen, daß die Weiche auf dem Gleis 3 befahren wird. Dasselbe Verfahren
wird nunmehr in dem Entscheidungsbereich E2 bzw. E3 wiederholt, sobald der dort angeordnete
Näherungssensor oder der Positions- bzw. Fahrwegrechner das Einfahren in diesen Bereich
(Punkt P
E) anzeigt.
[0036] Das Eisenbahnfahrzeug befindet sich nach Fig.2 in einer Gleisantage nach Fig. 1C
eines Rangierbahnhofs. Dabei ist in Fig. 2 das Schema der zugeordneten Weichen-Steuerung
eingeblendet.
[0037] Die Gleisanlage enthält mehrere Weichen 1-3. Jede der Weichen ist durch einen elektrischen
Antrieb 11 betätigt und elektrisch ansteuerbar. Durch Betätigung der Weichen können
die Gleise 1 bis 4 befahren werden.
[0038] In dem dargestellten Beispiel wird angenommen, daß das Fahrzeug 4 sich auf Gleis
1 der Weiche 1 nähert und Gleis 3 fahren soll.
[0039] Das Fahrzeug besitzt einen Fahrzeugrechner 5, der mit einem Wegsensor 8 und einem
Drehratensensor 9 verbunden ist, Bei dem Wegsensor kann es sich zB. um ein Zählwerk
handeln, das die Umdrehungen eines Rades mißt, wobei die Umdrehungen des Rades über
seinen bekannten Durchmesser in eine Weglänge umgerechnet werden. Der Drehratensensor
weist ein Inertialsystem auf, das infolge seiner Trägheit Richtungsänderungen des
Fahrzeugs nicht oder nur beschränkt mitmacht und daher als Bezug für die Bestimmung
einer Richtungsänderung und der Überschreitung eines Schwellwertes dienen kann. Dabei
ist eine Drift des Inertialsystems unschädlich, da nur die Qualität, nicht aber auch
die Quantität der Richtungsänderung für das Verfahren nach der Erfindung benötigt
wird.
[0040] Der Rechner 5 ist ferner mit einem Global Positioning System 12 des Fahrzeugs verbunden
und kann über ein Funkgerät 6 (Sender und Empfänger) mit dem ortsfesten Funkgerät
10 (Sender und Empfänger) und dem Zentralrechner 30 kommunizieren.
[0041] Wenn das Fahrzeug den Radzähler (Näherungsschalter, Radschalter) 7 überfährt, gibt
der Radzähler durch seine beiden induktiven Spulen bzw. Schwingkreise bei Überfahren
eines Rades zwei Impulse ab. Der Zentralrechner 30 erfaßt diese beiden Impulse und
ebenso ihre Aufeinanderfolge (Signal der 1. Spule vor dem Signal der zweiten Spule
bzw. umgekehrt) und löst damit über Funk die Wirksam-Schaltung des Drehratensensors
9 aus, wenn das Fahrzeug sich der Weiche 1 nähert und damit in den Entscheidungsbereich
E1 einfährt. Gleichzeitig werden durch das Signal des Radzählers in dem Positionsrechner
5 die diesem Eritscheidungsbereich E1 zugeordneten Daten (befahrbare Gleise, Art und
Größenordnung der Krümmung) aufgerufen.
[0042] Die Steuerung der Weiche kann durch die Betriebsleitung schon vorher erfolgt sein.
[0043] Dazu stehen dem Fahrteiter der Zentralrechner 30 mit Bildschirm 32, Tastatur 31 und
Maus 33 zur Verfügung. Dabei erscheint auf dem Bildschirm 32 im Stand 35 des Disponenten
die gesamte Gleisanlage. Je nach dem angestrebten Ziel des herannahenden Zuges kann
der Disponent mit seiner Maus die den Fahrweg steuernden Ziel-Schaltflächen anklicken,
um die entsprechenden Weichen zu schalten.
[0044] Die Verstellung kann aber auch durch den Fahrzeugführer zB. über die FahrwegStelltafel
17 erfolgt sein, welche an der Weiche aufgestellt ist und eine Schaltung des Weichenantriebs
11 von Hand gestattet. Jedenfalls soll in dem Beispiel die Weichensteuerung11 der
Weiche 1 so gesteuert werden, daß das Fahrzeug in das Gleis 3 gelangt.
[0045] Die Weichenstellung wird dem Fahrzeugführer optisch sichtbar gemacht und zwar z.B.
durch einen Weichenlagemelder 14 mit den bekannten Lagesymbolen (vgl. DE-A 44 23 316)
oder durch die Sichtfläche auf der Fahrwegtafel 17 und die darauf erscheinende Ausleuchtung
des Fahrwegs.
[0046] Zur schlupffreien Weglängenmessung führt das Fahrzeug ein Bilderkennungssystem 3
mit, bei dem die Kamera 2 mit Abstand auf den Schienenweg gerichtet ist. Die Kamera
erfaßt einzelne markante Objekte, z.B. Schwellen, die sich innerhalb des Öffnungswinkels
an der Kamera vorbeibewegen. In bestimmten Zeiten T1 und T2 wird die Relativlage des
Objektes innerhalb des Öffnungswinkels der Kamera 3 erfaßt und aus der ermittelten
Strecke (S(T1-T2) sowie aus dem Abstand der Kamera von dem Schienenweg mittels des
Rechners die zurückgelegte Wegstrecke berechnet.
Bezugszeichen:
[0047]
- 1
- Weiche
- 2
- Kamera 2
- 3
- Bilderkennungssystem 3
- 5
- Rechner, Fahrzeugrechner, Positionsrechner 5
- 6
- Funkgerät, Sender, Empfänger 6
- 7
- Radzähler, Näherungsschalter 7
- 8
- Wegsensor, Weglängenmeßgerät 8
- 9
- Drehwinkelmeßeinheit Drehratenmesser Drehratensensor Drehrichtungsmesser 9
- 10
- Funkgerät, Sender, Empfänger 10
- 11
- Weichensschaltung 11
- 12
- GPS Satellitennavigationsgerät 12
- 13
- 14
- Weichenlagemelder 14
- 15
- 16
- 17
- Fahrweg-Stelltafel, Fahrwegtafel 17
- 30
- Zentralrechner, Fahrweg-Rechner, FW-Rechner 30
- 31
- Tastatur 31
- 32
- Bildschirm 32
- 33
- Maus 33
1. Verfahren zur Bestimmung der Istposition eines Eisenbahnfahrzeugs in einem Gleisnetz
mit Hilfe eines Rechners, in dem das Gleisnetz topologisch geordnet gespeichert ist,
sowie eines Weglängenmeßsensors (8) sowie einer Drehwinkelmeßeinheit (9), die an dem
Fahrzeug angebracht sind;
Kennzeichen:
von einem bekannten Ausgangspunkt aus, welcher auf dem Gleisweg gelegen ist, erfolgt
eine eindimensionale Positionsbestimmung durch Weglängenmessung längs des in dem Rechner
gespeicherten Gleisweges;
in Weichen wird mittels der Drehwinkelmeßeinheit festgestellt, welcher der gespeicherten
in die Weiche mündenclen Gleisstränge (G1... Gx) befahren wird, indem die Gleisrichtung
vor Einfahrt in die Weiche (1) als Ausgangsrichtung vorgegeben und durch die Drehwinkelmeßeinheit
die Qualität der von dem Fahrzeug beim Durchfahren der Weiche erlittenen Richtungsänderung
erfaßt und mit den Qualitäten der Richtungsanderungen der bekannten Gleisstränge der
Weiche verglichen wird;
die Weglängenmessung des Fahrzeugs wird auf demjenigen Gleisstrang fortgesetzt und
in dem Rechner fortgeschrieben, dessen Qualität der Richtungsänderung mit der Qualität
der von dem Fahrzeug beim Durchfahren der Weiche erlittenen Richtungsänderung übereinstimmt
2. Verfahren nach Anspruch 1
Kennzeichen:
durch die Drehwinkelmeßeinheit (Drehratenmesser 9) wird zur Vermeidung von Fehlmeldungen
auch das Überschreiten bestimmter vorgegebener Schwellwerte der Richtungsänderung
signalisiert und als Entscheidungskriterium für das Befahren eines bestimmten Gleisstrangs
(G3), der sich an eine Weiche (1) anschließt, gewertet, wobei vorzugsweise die Schwellwerte
der Richtungsänderung durch den eingespeicherten Streckenverlauf vorgegeben sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2
Kennzeichen:
der Ausgangspunkt ist ein in einem Rechner (5,30) gespeicherter geographischer, d.h.:
tagemäßig bekannter Punkt (P1), der einen Punkt des Gleisnetzes definiert.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3
Kennzeichen:
Durch ein an dem Fahrzeug (4) installiertes Satellitenortungssystem (12) wird vor
Fahrtantritt die aktuelle geographische Position des Fahrzeugs bestimmt, die ermittelte
Position (MP0) normal auf die bekannte, topologisch geordnete Gleisgeometrie verschoben
und der ermittelte Punkt als Ausgangsposition (P1) des Eisenbahnfahrzeugs erfaßt und
gespeichert.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
Kennzeichen:
Durch ein an dem Fahrzeug installiertes Satellitenortungssystem wird an bestimmten
Punkten der gefahrenen Strecke, insbesondere in bestimmten zeitlichen Abständen, die
aktuelle geographische Position des Fahrzeugs bestimmt, die ermittelte Position (MP2)
normal auf die bekannte, topologisch geordnete Gleisgeometrie verschoben und der ermittelte
Punkt als aktuelle Position des Eisenbahnfahrzeugs erfaßt und die durch den Weglängenmeßsensor
(8) gemessene Strecke korrigiert und gespeichert und der Weglängenmeßsensor entsprechend
geeicht und/oder kalibriert.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5
Kennzeichen:
an vorgegebenen bekannten geographischen Positionen wird die durch den Weglängenmeßsensor
ermittelte Istposition des Eisenbahnfahrzeugs durch die vorgegebene bekannte geographische
Position korrigiert und der Weglängenmeßsensor entsprechend geeicht und/oder kalibriert..
7. Eisenbahnfahrzeug
mit einem Weglängenmeßsensor (8) zur Gewinnung der gefahrenen Weglänge auf dem Gleis,
welcher zur Bestimmung der jeweiligen Position mit einem Rechner zur Erfassung und
Verarbeitung der Weglängendaten in Verbindung steht,
Kennzeichen:
das Eisenbahnfahrzeug (4) ist mit einem Drehratenmesser (9) ausgerüstet, der vor einer
Weiche (1) auf ein vorgegebenes Ausgangssignal, insbesondere
Null" setzbar ist und der zumindest die Qualität vorzugsweise auch die Überschreitung
einer vorgegebenen Quantität (Schwellwert) der Richtungsänderung in der Weiche erfaßt,
wobei uber einen Positionsrechner (Rechner (5) des Fahrzeugs oder Zentralrechner (30)
)
die gemessene Qualität der Richtungsänderung mit der vorgegebenen Qualität der Richtungsänderung
und gfls. auch die gemessene Quantität der Richtungsänderung mit der vorgegebenen
Mindest-Quantität der Richtungsänderung
der in der Weiche befahrbaren Gleisstränge verglichen
und durch deren Übereinstimmung der befahrene Gleisstrang ermittelt wird.
8. Eisenbahnfahrzeug nach Anspruch 7
Kennzeichen:
das Eisenbahnfahrzeug führt den Rechner (5) zur Verarbeitung der von dem Wegsensor
erzeugten Ausgangssignale und zur Ermittlung der jeweiligen Ausgangs- und Istposition
mit.
9. Eisenbahnfahrzeug nach Anspruch 8
Kennzeichen:
das Eisenbahnfahrzeug führt ein Funkgerät (10) mit, durch welches sein Rechner mit
einem Zentralrechner verbunden ist.
10. Eisenbahnfahrzeug nach einem der Ansprüche 7-9
Kennzeichen:
Zur schlupffreien Weglängenmessung führt das Fahrzeug ein Bilderkennungssystem (3)
mit, dessen die Kamera (2) mit Abstand auf den Schienenweg gerichtet ist, bei dem
Objekte, die sich innerhalb des Öffnungswinkels an der Kamera vorbeibewegen, erfaßt
werden, und bei dem mittels des Rechners aus der während eines vorgegebenen Zeitraums
zurückgelegten Relativwegstrecke des Objektes und aus dem Abstand der Kamera von dem
Schienenweg die zurückgelegte Wegstrecke berechnet wird.