[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung zumindest eines
auf einen Ort und/oder zumindest eine Bewegungsgröße eines spurgebundenen Fahrzeugs
bezogenen Messwertes.
[0002] Moderne Zugsicherungs- beziehungsweise Zugbeeinflussungssysteme benötigen genaue
Informationen in Bezug auf den aktuellen Ort und/oder in Bezug auf aktuelle Bewegungsgrößen
des jeweiligen spurgebundenen Fahrzeugs, etwa in Form von Informationen zu einer von
dem Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke und einer aktuellen Geschwindigkeit. Zur Bestimmung
und Bereitstellung dieser Informationen werden üblicherweise unterschiedliche diversitäre
Sensoren verwendet. Bei entsprechenden Sensoren kann es sich beispielsweise um Wegimpulsgeber,
Beschleunigungssensoren, Radarsysteme, Balisensysteme oder auch satellitengestützte
Sensoren beziehungsweise Ortungssysteme, etwa auf der Basis von GPS (Global Positioning
System), handeln. Durch eine Zusammenführung der Daten der verschiedenen Sensoren
werden hierbei auch als Odometriedaten bezeichnete Daten ermittelt, die üblicherweise
neben den jeweiligen Weg- und Geschwindigkeitswerten zugehörige Vertrauensintervalle
umfassen. Diese stellen ein Maß für die Genauigkeit beziehungsweise Ungenauigkeit
des jeweiligen Messwerts dar, wobei eine größere Unsicherheit bei der Bestimmung der
jeweiligen Messgröße beziehungsweise des jeweiligen Messwertes ein größeres Vertrauensintervall
zur Folge hat.
[0003] In der Praxis kann sich die Situation ergeben, dass die Leistungsfähigkeit eines
Zugsicherungssystems, welches die entsprechenden Messwerte zur Steuerung beziehungsweise
Sicherung des jeweiligen spurgebundenen Fahrzeugs verwendet, aufgrund der durch das
Vertrauensintervall ausgedrückten Unsicherheit in Bezug auf den jeweiligen Messwert
eingeschränkt ist. Dies kann insbesondere dazu führen, dass eine Reduzierung der Geschwindigkeit
des jeweiligen spurgebundenen Fahrzeugs (oder auch anderer in dem System verkehrender
spurgebundener Fahrzeuge) erforderlich ist oder vor Gefahrenpunkten vergrößerte Sicherheitsabstände
einzuhalten sind.
[0004] Das Dokument
DE 10 2005 046456 A beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung des Orts und/oder einer Bewegungsgröße von
sich bewegenden Objekten, insbesondere von sich bewegenden spurgebundenen Fahrzeugen,
wobei mindestens ein Vorverarbeitungsrechner vorgesehen ist. Um eine hohe Genauigkeit
sicherzustellen, werden mindestens drei Sensoren verwendet, die Sensordaten ermitteln
und an Prozesse von Vorverarbeitungsrechnern übergeben. Jeder Prozess berechnet einen
Differenzfaktor aus den Sensordaten von je zwei Sensoren. Die Prozesse tauschen die
Differenzfaktoren untereinander aus und die Sensorgüte für jeden Sensor wird ermittelt.
[0005] Gemäß der internationalen Norm IEC 61508 beziehungsweise spezifisch für den Bahnbereich
gemäß der europäischen Norm EN 50129 werden für Sicherheitsfunktionen vier Sicherheits-Integritätslevel
(SIL) beziehungsweise Sicherheitsanforderungsstufen unterschieden. Hierbei stellt
der Sicherheits-Integritätslevel 4 die höchste und der Sicherheits-Integritätslevel
1 die niedrigste Stufe der Sicherheits-Integrität dar. Der jeweilige Sicherheits-Integritätslevel
beeinflusst das Vertrauensintervall eines Messwertes dahingehend, dass das Vertrauensintervall
für den Fall besonders groß ist, dass seitens der jeweiligen Vorrichtung ein hoher
Sicherheits-Integritätslevel zu erfüllen beziehungsweise bereitzustellen ist. Damit
ergeben sich Einschränkungen aufgrund vergleichsweise ungenauer Messwerte und des
damit verbundenen vergleichsweise großen Vertrauensintervalls insbesondere für solche
Systeme, welche die höchsten Sicherheits-Integritätslevel SIL4 oder SIL3 erfüllen.
[0006] Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der deutschen
Offenlegungsschrift
DE 10 2005 046 456 A1 bekannt. Diese beschreibt eine Vorrichtung, bei der Sensordaten mehrerer Sensoren
zusammengeführt werden und unter Berücksichtigung der jeweiligen Sensorgüte der Ort
beziehungsweise die jeweilige Bewegungsgröße des spurgebundenen Fahrzeugs ermittelt
wird.
[0007] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bestimmung
zumindest eines auf einen Ort und/oder zumindest eine Bewegungsgröße eines spurgebundenen
Fahrzeugs bezogenen Messwertes anzugeben, die flexibel einsetzbar ist und zugleich
betriebliche Einschränkungen aufgrund ungenauer Messwerte und damit verbundener großer
Vertrauensintervalle reduziert.
[0008] Diese Aufgabe wird für eine Vorrichtung zur Bestimmung zumindest eines auf einen
Ort und/oder zumindest eine Bewegungsgröße eines spurgebundenen Fahrzeugs bezogenen
Messwertes erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung derart ausgebildet
ist, dass ihr ein Sicherheits-Integritätslevel vorgebbar ist, und die Vorrichtung
zu dem Messwert oder zu zumindest einem der Messwerte ein von dem jeweiligen vorgegebenen
Sicherheits-Integritätslevel abhängiges Vertrauensintervall ermittelt.
[0009] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es sich bei der zumindest einen Bewegungsgröße
insbesondere um eine von dem spurgebundenen Fahrzeug zurückgelegte Wegstrecke, eine
Geschwindigkeit des spurgebundenen Fahrzeugs und/oder eine Beschleunigung des spurgebundenen
Fahrzeugs handeln. Der zumindest eine Messwert kann das unmittelbare Ergebnis einer
Messung sein oder auch ein aus einer oder mehreren entsprechenden Messungen abgeleiteter
oder ermittelter Wert.
[0010] Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist derart ausgebildet, dass ihr ein Sicherheits-Integritätslevel
vorgebbar ist. Dies bedeutet, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung abweichend von
vorbekannten entsprechenden Vorrichtungen bei der Bestimmung von Messwerten des Ortes
und/oder der zumindest einen Bewegungsgröße des spurgebundenen Fahrzeugs unterschiedliche
Sicherheits-Integritätslevel ansetzen beziehungsweise zugrunde legen kann. Damit ist
das Sicherheits-Integritätslevel nicht fest vorbestimmt, sondern flexibel vorgebbar.
In Abhängigkeit von dem jeweiligen vorgegebenen Sicherheits-Integritätslevel ermittelt
die Vorrichtung zu dem jeweiligen Messwert ein entsprechendes Vertrauensintervall.
Für den Fall, dass der Vorrichtung ein niedrigerer Sicherheits-Integritätslevel vorgegeben
ist, wird von ihr somit ein kleineres Vertrauensintervall ermittelt als für den Fall,
dass ihr ein höherer Sicherheits-Integritätslevel vorgegeben ist.
[0011] Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den Vorteil auf, dass sie nicht auf einen
Sicherheits-Integritätslevel festgelegt ist. Stattdessen kann dieselbe Vorrichtung
zur Realisierung unterschiedlicher Sicherheits-Integritätslevel verwendet werden.
Zur Vermeidung von Missverständnissen sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass
sich ein der Vorrichtung vorgegebener Sicherheits-Integritätslevel in der Regel ausschließlich
auf die Ermittlung des jeweiligen Vertrauensintervalls auswirken wird. Dies bedeutet,
dass eine Vorrichtung, die beispielsweise das höchste Sicherheits-Integritätslevel
SIL4 erfüllen soll, hardware- sowie gegebenenfalls auch softwaretechnisch grundsätzlich
derart auszuführen ist, dass dieses Sicherheits-Integritätslevel erreicht wird beziehungsweise
erreicht werden kann. Dies kann beispielsweise eine Verwendung eines signaltechnisch
sicheren Rechners sowie eine Entwicklung der Software gemäß den anzuwendenden Vorschriften
einschließen. Auch wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung damit dahingehend grundsätzlich
beispielsweise SIL4-tauglich sein kann, zeichnet sie sich gerade dadurch aus, dass
sie in Bezug auf die von ihr bereitgestellten Messgrößen in der Lage ist, die Vertrauensintervalle
der Messwerte gemäß unterschiedlicher Sicherheits-Integritätslevel zu ermitteln. Dabei
hängt die Größe des jeweiligen Vertrauensintervalls insbesondere von dem bei dem jeweiligen
Sicherheits-Integritätslevel zugrunde gelegten Konfidenzniveau ab. So ist ein Vertrauensintervall
beispielsweise bei einem Konfidenzniveau von 95% deutlich kleiner als im Falle eines
Konfidenzniveaus von 99,9999%.
[0012] In der Regel wird die erfindungsgemäße Vorrichtung fahrzeugseitig angeordnet sein
beziehungsweise für einen fahrzeugseitigen Einsatz vorgesehen sein. Jedoch kann die
Vorrichtung in Abhängigkeit von der jeweiligen Realisierung gegebenenfalls auch streckenseitige
Komponenten umfassen. Dies bedeutet insbesondere, dass die Ermittlung des von dem
jeweiligen vorgegebenen Sicherheits-Integritätslevel abhängigen Vertrauensintervalls
grundsätzlich sowohl fahrzeugseitig als auch streckenseitig erfolgen kann.
[0013] Es sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung vorzugsweise signaltechnisch
sicher ausgeführt ist. Dies bedeutet, dass durch entsprechende - für sich genommen
dem Fachmann auf dem Gebiet der Eisenbahnsignaltechnik bekannte - Maßnahmen gewährleistet
wird, dass die Vorrichtung den besonders hohen Sicherheitsanforderungen des Bahnbetriebes
nach den von der jeweiligen Zulassungsbehörde maßgeblichen Vorschriften genügt. Eine
entsprechende signaltechnisch sichere Ausführung wird dabei in der Regel insbesondere
in Bezug auf die Vorgabe des Sicherheits-Integritätslevels sowie die Ermittlung des
von dem jeweiligen vorgegebenen Sicherheits-Integritätslevel abhängigen Vertrauensintervalls
zweckmäßig beziehungsweise erforderlich sein.
[0014] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Vorrichtung
derart ausgebildet, dass ihr der Sicherheits-Integritätslevel hardwaremäßig und/oder
softwaremäßig vorgebbar ist. Eine hardwaremäßige Vorgabe des Sicherheits-Integritätslevels
kann hierbei beispielsweise mittels einer entsprechenden, vorzugsweise signaltechnisch
sicher ausgeführten Hardware-Kodierung der Vorrichtung erfolgen. Zusätzlich oder alternativ
hierzu kann der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung auch softwaremäßig vorgegeben
sein beziehungsweise werden, etwa in Form einer vorzugsweise signaltechnisch sicher
ausgestalteten Projektierung.
[0015] Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch derart weitergebildet sein,
dass der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung durch eine entsprechende Konfiguration,
Parametrierung oder Einstellung vorgebbar ist. Eine Vorgabe des Sicherheits-Integritätslevels
der Vorrichtung durch eine entsprechende Konfiguration, Parametrierung oder Einstellung
ist dahingehend vorteilhaft, dass hierdurch der jeweils gewünschte beziehungsweise
erforderliche Sicherheits-Integritätslevel auf besonders einfache und flexible Art
und Weise einstellbar ist. Dabei kann die Konfiguration, Parametrierung oder Einstellung
vorteilhafterweise insbesondere softwarebasiert erfolgen. Dies kann beispielsweise
mittels eines entsprechenden Konfigurationsparameters geschehen, in Abhängigkeit von
dessen Wert von der Vorrichtung unterschiedliche Sicherheits-Integritätslevel verwendet
beziehungsweise angesetzt werden.
[0016] Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung kann der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung auch durch eine
kommunikationstechnisch an die Vorrichtung angebundene Steuereinrichtung vorgebbar
sein. Dies bietet den Vorteil, dass die betreffende Steuereinrichtung selbst den jeweiligen
Sicherheits-Integritätslevel auswählen beziehungsweise festlegen kann. Vorzugsweise
ist hierbei auch die kommunikationstechnische Anbindung signaltechnisch sicher ausgeführt.
[0017] Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch derart ausgestaltet sein,
dass der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung dynamisch während des laufenden
Betriebes der Vorrichtung vorgebbar ist. Dies ist vorteilhaft, da eine dynamische
Vorgabe des Sicherheits-Integritätslevels während des laufenden Betriebs der Vorrichtung
ein flexibles Umschalten zwischen verschiedenen Sicherheits-Integritätslevel ermöglicht.
Hierdurch besteht somit insbesondere die Möglichkeit einer dynamisch dem Betrieb angepassten
Vorgabe des Sicherheits-Integritätslevels und der damit jeweils verbundenen betrieblichen
Einschränkungen.
[0018] Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung anwendungsabhängig
und/oder situationsabhängig vorgebbar. Hierdurch wird es vorteilhafterweise beispielsweise
ermöglicht, dass Anwendungen beziehungsweise Funktionen, die hohe Sicherheitsanforderungen
haben, mit einem konservativen, d.h. großen, Vertrauensintervall rechnen beziehungsweise
arbeiten können. Bei einer entsprechenden Funktion kann es sich beispielsweise um
eine Gefahrenpunktsicherung mit Sicherheits-Integritätslevel beziehungsweise Sicherheitsanforderungsstufe
SIL4 handeln. Andererseits können Anwendungen beziehungsweise Funktionen, für die
ein kleineres Sicherheits-Integritätslevel ausreicht, d.h. beispielsweise ein Fahrgastwechsel
beziehungsweise eine Fahrgastevakuierung, mit einem kleineren Vertrauensintervall
rechnen beziehungsweise arbeiten und somit eine verbesserte, dem jeweiligen Sicherheits-Integritätslevel
angepasste Genauigkeit erzielen. Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass betriebliche
Einschränkungen, etwa in Form einer Geschwindigkeitsreduzierung, aufgrund eines großen
beziehungsweise zu groß angesetzten Vertrauensintervalls minimiert werden. Alternativ
oder zusätzlich zur Berücksichtigung der Art der jeweiligen Anwendung kann die Vorgabe
des jeweiligen Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung auch in Abhängigkeit von
der jeweiligen Situation erfolgen, d.h. abhängig von den jeweiligen konkreten betrieblichen
Gegebenheiten.
[0019] Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch weitergebildet sein, den
zumindest einen Messwert sowie das zu diesem ermittelte Vertrauensintervall an eine
Steuereinrichtung eines Zugbeeinflussungssystems auszugeben. Hierdurch wird es vorteilhafterweise
ermöglicht, dass die genannten Größen von der Steuereinrichtung des Zugbeeinflussungssystems
bei der Steuerung beziehungsweise Sicherung des spurgebundenen Fahrzeugs verwendet
werden.
[0020] Die Erfindung umfasst ferner ein Zugbeeinflussungssystem mit zumindest einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung beziehungsweise zumindest einer Vorrichtung gemäß einer der zuvor beschriebenen
bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
[0021] Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung
zur Bestimmung zumindest eines auf einen Ort und/oder zumindest eine Bewegungsgröße
eines spurgebundenen Fahrzeugs bezogenen Messwertes.
[0022] Hinsichtlich des Verfahrens liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Bestimmung zumindest eines auf einen
Ort und/oder zumindest eine Bewegungsgröße eines spurgebundenen Fahrzeugs bezogenen
Messwertes anzugeben, das besonders flexibel einsetzbar ist und zugleich betriebliche
Einschränkungen aufgrund ungenauer Messwerte und damit verbundener großer Vertrauensintervalle
reduziert.
[0023] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer
Vorrichtung zur Bestimmung zumindest eines auf einen Ort und/oder zumindest eine Bewegungsgröße
eines spurgebundenen Fahrzeugs bezogenen Messwertes, wobei der Vorrichtung ein Sicherheits-Integritätslevel
vorgegeben wird und von der Vorrichtung zu dem Messwert oder zu zumindest einem der
Messwerte ein von dem jeweiligen vorgegebenen Sicherheits-Integritätslevel abhängiges
Vertrauensintervall ermittelt wird.
[0024] Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen denjenigen der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, so dass diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen
verwiesen wird. Gleiches gilt hinsichtlich der im Folgenden genannten bevorzugten
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens in Bezug auf die jeweilige entsprechende
Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, so dass auch diesbezüglich auf die
vorstehenden entsprechenden Erläuterungen verwiesen wird.
[0025] Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Vorrichtung
der Sicherheits-Integritätslevel hardwaremäßig und/oder softwaremäßig vorgegeben.
[0026] Vorteilhafterweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart ausgestaltet sein,
dass der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung durch eine entsprechende Konfiguration,
Parametrierung oder Einstellung vorgegeben wird.
[0027] Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung durch eine kommunikationstechnisch
an die Vorrichtung angebundene Steuereinrichtung vorgegeben.
[0028] Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch derart weitergebildet sein, dass der Sicherheits-Integritätslevel
der Vorrichtung dynamisch während des laufenden Betriebes der Vorrichtung vorgegeben
wird.
[0029] Entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung anwendungsabhängig und/oder situationsabhängig
vorgegeben.
[0030] Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart ausgeprägt sein, dass
der zumindest eine Messwert sowie das zu diesem ermittelte Vertrauensintervall von
der Vorrichtung an eine Steuereinrichtung eines Zugbeeinflussungssystems ausgegeben
werden.
[0031] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Hierzu zeigt die
- Figur
- in einer schematischen Skizze ein spurgebundenes Fahrzeug mit einem Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
[0032] In der Figur ist ein spurgebundenes Fahrzeug 10 in Form eines Schienenfahrzeugs erkennbar.
Alternativ hierzu könnte es sich bei dem spurgebundenen Fahrzeug 10 beispielsweise
auch um ein spurgeführtes Fahrzeug mit Gummibereifung oder eine Magnetschwebebahn
handeln. Das spurgebundene Fahrzeug 10 bewegt sich entlang eines Gleises beziehungsweise
einer Strecke 100. Zur Steuerung und Sicherung des spurgebundenen Fahrzeugs 10 werden
insbesondere in Bezug auf den jeweiligen Ort sowie die jeweilige Geschwindigkeit des
spurgebundenen Fahrzeugs 10 genaue Informationen benötigt. Dabei kann der Ort beispielsweise
absolut oder als Distanz beziehungsweise zurückgelegte Strecke relativ zu einem Referenzpunkt
angegeben werden. Darüber hinaus kann zusätzlich oder alternativ zu den genannten
Bewegungsgrößen auch die Beschleunigung des spurgebundenen Fahrzeugs als Bewegungsgröße
erfasst beziehungsweise bestimmt und für die Steuerung des spurgebundenen Fahrzeugs
10 verwendet werden.
[0033] Das spurgebundene Fahrzeug 10 weist eine Vorrichtung 20 auf, die auch als Odometrieeinrichtung
bezeichnet werden kann. Die Vorrichtung 20 umfasst einen Rechner beziehungsweise Odometrierechner
30, der signaltechnisch sicher ausgeführt ist. An den Rechner 30 ist ein erster Sensor
40 kommunikationstechnisch angebunden, bei dem es sich beispielsweise um einen Wegimpulsgeber
oder eine Radareinrichtung handeln kann. Darüber hinaus ist der Rechner 30 auch an
einen zweiten Sensor 50 kommunikationstechnisch angebunden, der beispielsweise zur
satellitengestützten Positionsbestimmung beispielsweise mittels GPS dienen kann und
hierzu an eine Antenne 60 angebunden ist. Alternativ oder zusätzlich zu den beispielhaft
genannten Sensoren 40 und 50 könnte die Vorrichtung 20 auch beliebige andere, für
sich bekannte Sensoren umfassen.
[0034] Entsprechend der Darstellung der Figur ist der Rechner 30 der Vorrichtung 20 weiterhin
an eine Speichereinrichtung 70 angebunden. Diese umfasst für einen Betrieb der Vorrichtung
20 erforderliche Daten und Softwareprogramme, d.h. beispielsweise Steuerungssoftware,
einen elektronischen Streckenatlas und/oder Konfigurationsparameter. In diesem Zusammenhang
sei nachdrücklich darauf hingewiesen, dass die Figur lediglich eine schematische Darstellung
zeigt. Dies bedeutet, dass weitere für sich bekannte Komponenten aus Gründen der Übersichtlichkeit
nicht gezeigt sind und die Vorrichtung 20 auch anders aufgebaut sein kann. So kann
beispielsweise die Speichereinrichtung 70 alternativ aus mehreren getrennten Speichereinrichtungen
bestehen. Darüber hinaus können der Rechner 30 sowie die Speichereinrichtung 70 selbstverständlich
auch als eine gemeinsame Komponente ausgeführt sein.
[0035] Der Rechner 30 der Vorrichtung 20 ist darüber hinaus an eine Steuereinrichtung 80
eines Zugbeeinflussungs- beziehungsweise Zugsicherungssystems angebunden. Dabei kann
es sich bei dem entsprechenden Zugbeeinflussungssystem um ein beliebiges für den Nah-
beziehungsweise Fernverkehr verwendetes System handeln. Beispielhaft sei genannt,
dass es sich bei dem Steuereinrichtung 80 um einen Rechner beziehungsweise ein Fahrzeuggerät
des europäischen Zugbeeinflussungssystems ETCS (European Train Control System) oder
auch um ein Fahrzeuggerät eines im Nahverkehr verwendeten kommunikationsbasierten
Zugbeeinflussungssystems (Communications-Based Train Control, CBTC) handeln kann.
[0036] Unabhängig von der Art des jeweiligen Zugbeeinflussungs- beziehungsweise Zugsicherungssystems
stellt die Vorrichtung 20 beziehungsweise in dem darstellten Ausführungsbeispiel der
Rechner 30 derselben der Steuereinrichtung 80 Messwerte zur Verfügung, die sich auf
einem Ort und/oder zumindest eine Bewegungsgröße des spurgebundenen Fahrzeugs 20 beziehen.
Unter Berücksichtigung der seitens der Vorrichtung 20 bereitgestellten Messwerte erfolgt
durch den Steuerrechner 80, gegebenenfalls in Zusammenspiel mit weiteren fahrzeugseitigen
und/oder streckenseitigen Komponenten, die Steuerung sowie Sicherung des spurgebundenen
Fahrzeugs 10. Dabei ist der Sicherheits-Integritätslevel beziehungsweise die Sicherheitsanforderungsstufe
des Zugbeeinflussungssystems, d.h. beispielsweise SIL4, auch für den Fall sicherzustellen
beziehungsweise zu garantieren, dass die von der Vorrichtung 20 bereitgestellten Messwerte
beziehungsweise Daten eine vergleichsweise große Ungenauigkeit aufweisen. Um eine
Berücksichtigung der jeweiligen Genauigkeit durch das Zugbeeinflussungs- beziehungsweise
Zugsicherungssystem zu ermöglichen, weisen die Messwerte hierbei jeweils eine Genauigkeits-
beziehungsweise Ungenauigkeitsangabe in Form eines Vertrauensintervalls auf. Dabei
gibt das Vertrauensintervall die Präzision der Lageschätzung der jeweiligen Messgröße
an, wobei jeweils ein Konfidenzniveau zugrunde gelegt wird. Bei einer vergleichsweise
großen Ungenauigkeit der seitens der Vorrichtung 20 bereitgestellten Messwerte ergibt
sich hierbei nun die Situation, dass das Vertrauensintervall entsprechend vergrößert
wird, was zur Folge hat, dass die Leistungsfähigkeit des Zugbeeinflussungssystems
eingeschränkt sein kann. Dies gilt insbesondere in Bezug auf eine mögliche Geschwindigkeitsreduzierung
des spurgebundenen Fahrzeugs 10 beziehungsweise ein Ansetzen vergrößerter Sicherheitsabstände
vor Gefahrenpunkten.
[0037] Bei vorbekannten Vorrichtungen in Form entsprechender Odometrie-Einrichtungen ist
der Zusammenhang zwischen dem Sicherheits-Integritätslevel und dem jeweiligen Vertrauensintervall
von bestimmten Messwerten unveränderbar bezogen auf einen festen Sicherheits-Integritätslevel
definiert. Bei diesem festen Sicherheits-Integritätslevel handelt es sich häufig beziehungsweise
üblicherweise um das höchste Sicherheits-Integritätslevel SIL4. Dies bedeutet, dass
entsprechende Odometrie-Einrichtungen so ausgelegt werden, dass auch bei Sensorungenauigkeiten
durch Anpassung des Vertrauensintervalls, das auch als "confidence interval" bezeichnet
wird, der fest vorgegebene Sicherheits-Integritätslevel eingehalten wird. Die jeweilige
Vorrichtung wird somit speziell für den jeweiligen Sicherheits-Integritätslevel entwickelt,
so dass die Vorrichtung für diesen Sicherheits-Integritätslevel, d.h. beispielsweise
SIL2 oder SIL4, spezifisch ist.
[0038] Die Vorrichtung 20 zeichnet sich nun dadurch aus, dass ihr ein Sicherheits-Integritätslevel
vorgebbar ist. Dabei kann die entsprechende Vorgabe des Sicherheits-Integritätslevels
hardwaremäßig oder auch softwaremäßig erfolgen, insbesondere durch eine entsprechende
Konfiguration, Parametrierung oder Einstellung. So ist es beispielsweise denkbar,
dass der jeweilige Sicherheits-Integritätslevel durch einen in der Speichereinrichtung
70 abgelegten Konfigurationsparameter vorgebbar ist, wobei eine entsprechende Vorgabe
beispielsweise durch ein entsprechendes signaltechnisch sicheres Eingeben oder Auswählen
auf einem Bildschirm erfolgen kann. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es auch
möglich, dass der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung 20 durch die kommunikationstechnisch
an die Vorrichtung 20 angebundene Steuereinrichtung 80 vorgegeben beziehungsweise
durch diese ausgewählt wird. Dabei kann eine entsprechende Vorgabe entweder statisch,
d.h. beispielsweise einmalig vor einer Betriebsaufnahme der Vorrichtung 20, oder auch
dynamisch während des laufenden Betriebs der Vorrichtung 20 sowie des spurgebundenen
Fahrzeugs 10 erfolgen. Hierbei ist es beispielsweise möglich, dass der Sicherheits-Integritätslevel
der Vorrichtung 20 von der Steuereinrichtung 80 in Abhängigkeit von der jeweiligen
Anwendung und/oder der jeweiligen Situation vorgegeben wird.
[0039] Unabhängig davon, in welcher Form beziehungsweise auf welche Art und Weise der Vorrichtung
20 der Sicherheits-Integritätslevel vorgebbar ist, ist die Vorrichtung 20 derart ausgebildet,
dass sie zu dem Messwert oder zu zumindest einem der Messwerte zumindest ein von dem
jeweiligen vorgegebenen Sicherheits-Integritätslevel abhängiges Vertrauensintervall
ermittelt. Vorzugsweise wird hierbei jeweils für jeden der Messwerte ein entsprechendes
Vertrauensintervall ermittelt.
[0040] Die Vorrichtung 20 ist somit in der Lage mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Sicherheits-Integritätslevel
zu arbeiten und zu den bestimmten Messwerten Vertrauensintervalle zu ermitteln, die
von dem jeweiligen vorgegebenen Sicherheits-Integritätslevel abhängen. Die Sicherheits-Integritätslevel
sind damit dahingehend skalierbar, dass bei einem hohen Sicherheits-Integritätslevel,
z.B. SIL4, ein sehr konservatives Vertrauensintervall angesetzt wird, das eine vergleichsweise
große Ungenauigkeit ausdrückt und zu vergleichsweise großen betrieblichen Einschränkungen
führt, während bei einem kleineren Sicherheits-Integritätslevel, z.B. SIL2, ein kleineres
Vertrauensintervall ermittelt wird.
[0041] Die Vorrichtung 20 beziehungsweise der Rechner 30 derselben ist ausgebildet, den
zumindest einen Messwert sowie das zumindest eine zu dem Messwert oder zu zumindest
einem der Messwerte ermittelte Vertrauensintervall an die Steuereinrichtung 80 des
Zugbeeinflussungssystems zu übermitteln. Hierdurch wird es der Steuereinrichtung 80
des Zugbeeinflussungssystems somit ermöglicht, den Ort und/oder die jeweilige Bewegungsgröße
des spurgebundenen Fahrzeugs 10 bei der Steuerung des spurgebundenen Fahrzeugs 20
zu berücksichtigen. Dabei erlaubt die flexible Vorgabe des jeweiligen Sicherheits-Integritätslevels
eine flexible Modellierung von odometrieabhängigen Funktionen in Zugbeeinflussungssystemen.
Dies bedeutet, dass Funktionen mit einer hohen Sicherheitsanforderungsstufe, d.h.
beispielsweise eine Gefahrenpunktsicherung, mit einem konservativen (großen) Vertrauensintervall
rechnen können, während Funktionen mit kleineren Sicherheitsanforderungsstufen, d.h.
z.B. ein Fahrgastwechsel oder eine Evakuierung, mit einem kleineren beziehungsweise
minimierten Vertrauensintervall rechnen können. Im letzteren Fall werden somit betriebliche
Einschränkungen aufgrund eines hohen Vertrauensintervalls reduziert beziehungsweise
minimiert.
[0042] Durch die Vorrichtung 20 wird somit eine Odometrie-Architektur realisiert, die bezüglich
des jeweils ermittelten Vertrauensintervalls flexibel beziehungsweise skalierbar ist.
Hierdurch wird es insbesondere möglich, in Zugsicherungssystemen spezifisch für den
jeweiligen Sicherheits-Integritätslevel odometrieabhängige Funktionen zu optimieren
beziehungsweise anzupassen. So kann wie bereits erwähnt beispielsweise ein nach SIL2
eingestufter Fahrgastwechsel mit einem kleinen Vertrauensintervall behandelt werden.
Hierdurch wird der Fahrgastwechsel zuverlässig ermöglicht, da das sogenannte "stopping
window" robust getroffen wird. Hingegen wäre im Falle eines Sicherheits-Integritätslevels
von SIL4 ein größeres Vertrauensintervall erforderlich, wodurch das zuverlässige Treffen
des "stopping windows" eingeschränkt werden kann.
[0043] Entsprechend der vorstehenden Erläuterungen im Zusammenhang mit den beschriebenen
Ausführungsbeispielen ermöglichen die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße
Verfahren im Ergebnis eine Ausbalancierung zwischen den jeweiligen Sicherheitserfordernissen
(definiert durch den jeweiligen Sicherheits-Integritätslevel) und dem jeweiligen Vertrauensintervall
von bereitgestellten Messwerten (beziehungsweise dem zugehörigen Konfidenzniveau,
d.h. letztendlich der zugrunde gelegten beziehungsweise erforderlichen Genauigkeit).
1. Vorrichtung (20) zur Bestimmung zumindest eines auf einen Ort und/oder zumindest eine
Bewegungsgröße eines spurgebundenen Fahrzeugs (10) bezogenen Messwertes,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Vorrichtung (20) derart ausgebildet ist, dass ihr ein Sicherheits-Integritätslevel
vorgebbar ist, und
- die Vorrichtung (20) zu dem Messwert oder zu zumindest einem der Messwerte ein von
dem jeweiligen vorgegebenen Sicherheits-Integritätslevel abhängiges Vertrauensintervall
ermittelt.
2. Vorrichtung (20) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (20) derart ausgebildet ist, dass ihr der Sicherheits-Integritätslevel
hardwaremäßig und/oder softwaremäßig vorgebbar ist.
3. Vorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung (20) durch eine entsprechende Konfiguration,
Parametrierung oder Einstellung vorgebbar ist.
4. Vorrichtung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung (20) durch eine kommunikationstechnisch
an die Vorrichtung (20) angebundene Steuereinrichtung (80) vorgebbar ist.
5. Vorrichtung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung (20) dynamisch während des laufenden
Betriebes der Vorrichtung (20) vorgebbar ist.
6. Vorrichtung (20) nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung (20) anwendungsabhängig und/oder
situationsabhängig vorgebbar ist.
7. Vorrichtung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung (20) ausgebildet ist, den Messwert sowie das zu diesem ermittelte
Vertrauensintervall an eine Steuereinrichtung eines Zugbeeinflussungssystems auszugeben.
8. Zugbeeinflussungssystem mit zumindest einer Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche
1 bis 7.
9. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (20) zur Bestimmung zumindest eines auf
einen Ort und/oder zumindest eine Bewegungsgröße eines spurgebundenen Fahrzeugs (10)
bezogenen Messwertes,
dadurch gekennzeichnet, dass
- der Vorrichtung (20) ein Sicherheits-Integritätslevel vorgegeben wird und
- von der Vorrichtung (20) zu dem Messwert oder zu zumindest einem der Messwerte ein
von dem jeweiligen vorgegebenen Sicherheits-Integritätslevel abhängiges Vertrauensintervall
ermittelt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Vorrichtung (20) der Sicherheits-Integritätslevel hardwaremäßig und/oder softwaremäßig
vorgegeben wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung (20) durch eine entsprechende Konfiguration,
Parametrierung oder Einstellung vorgegeben wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung (20) durch eine kommunikationstechnisch
an die Vorrichtung (20) angebundene Steuereinrichtung (80) vorgegeben wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung (20) dynamisch während des laufenden
Betriebes der Vorrichtung (20) vorgegeben wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung (20) anwendungsabhängig und/oder
situationsabhängig vorgegeben wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass
der zumindest eine Messwert sowie das zu diesem ermittelte Vertrauensintervall von
der Vorrichtung (20) an eine Steuereinrichtung eines Zugbeeinflussungssystems ausgegeben
werden.
1. Device (20) for determining at least one measurement value related to a location and/or
at least one movement variable of a track-bound vehicle (10),
characterised in that
- the device (20) is embodied in such a way that a safety integrity level can be specified
for it, and
- the device (20) calculates a confidence interval that is dependent on the respective
specified safety integrity level for the measurement value or for at least one of
the measurement values.
2. Device (20) according to claim 1,
characterised in that
the device (20) is embodied in such a way that the safety integrity level can be specified
for it by hardware and/or software means.
3. Device (20) according to claim 1 or 2,
characterised in that
the safety integrity level can be specified for the device (20) by means of a corresponding
configuration, parameterisation or setting.
4. Device (20) according to one of the preceding claims,
characterised in that
the safety integrity level can be specified for the device (20) by means of a control
device (80) connected to the device (20) for communication purposes.
5. Device (20) according to one of the preceding claims,
characterised in that
the safety integrity level can be specified for the device (20) dynamically during
the ongoing operation of the device (20) .
6. Device (20) according to claim 5,
characterised in that
the safety integrity level can be specified for the device (20) on an application-dependent
and/or situation-dependent basis.
7. Device (20) according to one of the preceding claims,
characterised in that
the device (20) is embodied to output the measurement value and the confidence interval
calculated for the same to a control device of a train control system.
8. Train control system having at least one device (20) according to one of claims 1
to 7.
9. Method for operating a device (20) for determining at least one measurement value
related to a location and/or at least one movement variable of a track-bound vehicle
(10),
characterised in that
- a safety integrity level is specified for the device (20) and
- a confidence interval dependent on the respective specified safety integrity level
is calculated by the device (20) for the measurement value or for at least one of
the measurement values.
10. Method according to claim 9,
characterised in that
the safety integrity level is specified for the device (20) by hardware and/or software
means.
11. Method according to claim 9 or 10,
characterised in that
the safety integrity level is specified for the device (20) by means of a corresponding
configuration, parameterisation or setting.
12. Method according to one of claims 9 to 11,
characterised in that
the safety integrity level is specified for the device (20) by means of a control
device (80) connected to the device (20) for communication purposes.
13. Method according to one of claims 9 to 12,
characterised in that
the safety integrity level is specified for the device (20) dynamically during the
ongoing operation of the device (20).
14. Method according to claim 13,
characterised in that
the safety integrity level is specified for the device (20) in an application-dependent
and/or situation-dependent manner.
15. Method according to one of claims 9 to 14,
characterised in that
the at least one measurement value and the confidence interval calculated for the
same are output by the device (20) to a control device of a train control system.
1. Installation (20) de détermination d'au moins une valeur de mesure se rapportant à
un lieu et/ou à une grandeur de déplacement d'un véhicule (10) guidé sur rail,
caractérisée en ce que
- l'installation (20) est constituée de manière à pouvoir lui prescrire un niveau
d'intégrité de sécurité, et
- l'installation (20) détermine, par rapport à la valeur de mesure ou par rapport
à au moins l'une des valeurs de mesure, un intervalle de confiance, qui dépend du
niveau d'intégrité de sécurité prescrit respectivement.
2. Installation (20) suivant la revendication 1,
caractérisée en ce que
l'installation (20) est constituée de manière à pouvoir lui prescrire, par matériel
et/ou par logiciel, le niveau d'intégrité de sécurité.
3. Installation (20) suivant la revendication 1 ou 2,
caractérisée en ce que
le niveau d'intégrité de sécurité de l'installation (20) peut être prescrit par une
configuration, un paramétrage ou un réglage adéquat.
4. Installation (20) suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
le niveau d'intégrité de sécurité de l'installation (20) peut être prescrit par un
dispositif (80) de commande rattaché à l'installation (20) en technique de communication.
5. Installation (20) suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
le niveau d'intégrité de sécurité de l'installation (20) peut être prescrit dynamiquement
pendant le fonctionnement en cours de l'installation (20).
6. Installation (20) suivant la revendication 5,
caractérisée en ce que
le niveau d'intégrité de sécurité de l'installation (20) peut être prescrit en fonction
de l'application et/ou en fonction de la situation.
7. Installation (20) suivant l'une des revendications précédentes,
caractérisée en ce que
l'installation (20) est constituée pour donner la valeur de mesure, ainsi que l'intervalle
de confiance déterminé pour celle-ci, à un dispositif de commande d'un système d'arrêt
automatique des trains.
8. Système d'arrêt automatique des trains ayant au moins une installation (20) suivant
l'une des revendications 1 à 7.
9. Procédé pour faire fonctionner une installation (20) de détermination d'au moins une
valeur de mesure se rapportant à un lieu et/ou à au moins une grandeur de déplacement
d'un véhicule (10) guidé sur rail,
caractérisé en ce que
- on prescrit un niveau d'intégrité de sécurité à l'installation (20) et
- on détermine, par l'installation (20), par rapport à la valeur de mesure ou par
rapport à au moins l'une des valeurs de mesure, un intervalle de confiance, qui dépend
du niveau d'intégrité de sécurité prescrit respectif.
10. Procédé suivant la revendication 9,
caractérisé en ce que
on prescrit, en matériel ou en logiciel, le niveau d'intégrité de sécurité à l'installation
(20).
11. Procédé suivant la revendication 9 ou 10,
caractérisé en ce que
on prescrit le niveau d'intégrité de sécurité à l'installation (20) par une configuration,
un paramétrage ou un réglage adéquat.
12. Procédé suivant l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que
caractérisé en ce que
on prescrit le niveau d'intégrité de sécurité à l'installation (20) par un dispositif
(80) de commande rattaché à l'installation (20) en technique de communication.
13. Procédé suivant l'une des revendications 9 à 12,
caractérisé en ce que
on prescrit le niveau d'intégrité de sécurité à l'installation (20) dynamiquement
pendant le fonctionnement en cours de l'installation (20).
14. Procédé suivant la revendication 13,
caractérisé en ce que
on prescrit le niveau d'intégrité de sécurité à l'installation (20) en fonction d'une
application et/ou en fonction d'une situation.
15. Procédé suivant l'une des revendications 9 à 14,
caractérisé en ce que
on donne la au moins une valeur de mesure, ainsi que l'intervalle de confiance déterminé
par rapport à celle-ci, par l'installation (20) à un dispositif de commande d'un système
d'arrêt automatique des trains.