DE102016217190A1

DE102016217190A1 - Verfahren zum Übermitteln einer Information von einer streckenseitigen Einrichtung zu einem Fahrzeug sowie Einrichtungen zum Durchführen eines solchen Verfahrens

Info

Publication number: DE102016217190A1
Application number: DE102016217190.9A
Authority: DE
Inventors: Andreas Liebig; Bhabani Nayak; Karsten Rahn
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2016-09-09
Filing date: 2016-09-09
Publication date: 2018-03-15
Also published as: WO2018046217A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf ein Verfahren zum Übermitteln zumindest einer Information von einer streckenseitigen Einrichtung (100), insbesondere einer Balise, zu einem passierenden Fahrzeug (400, 500), wobei bei dem Verfahren mit der streckenseitigen Einrichtung (100) ein streckenseitiges Informationssignal (INF) ausgesendet wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass von der streckenseitigen Einrichtung (100) ein von dem passierenden Fahrzeug (400, 500) ausgesendetes Identifikationssignal (ID1, ID2), das das passierende Fahrzeug (400, 500) oder eine Fahrzeugantenne (210) des passierenden Fahrzeugs (400, 500) identifiziert, empfangen wird und bei oder nach Empfang des fahrzeugseitigen Identifikationssignals (ID1, ID2) die streckenseitige Einrichtung (100) dieses Identifikationssignal (ID1, ID2) zusätzlich zu dem Informationssignal (INF) aussendet.

Description

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf ein Verfahren zum Übermitteln zumindest einer Information von einer streckenseitigen Einrichtung, insbesondere einer Balise, zu einem passierenden Fahrzeug, wobei bei dem Verfahren mit der streckenseitigen Einrichtung ein streckenseitiges Informationssignal ausgesendet wird.
In Eisenbahnanlagen werden bekanntermaßen Transponder oder transponderähnliche Systeme zur Übertragung von Informationen von der Strecke zum Fahrzeug eingesetzt. Die zu übertragenden Informationen können z. B. den jeweiligen Transponder identifizieren, dessen Ort angeben oder Signalzustände und/oder Eigenschaften der befahrenen Strecke beschreiben.
Beispielsweise ist für die Ortung von Schienenfahrzeugen die sogenannte Eurobalise bekannt. Bei der Eurobalise handelt es sich um eine passive Balise, die bei Annäherung eines Schienenfahrzeugs mittels auf elektromagnetischem Wege bei 27 MHz übertragener Energie in Betrieb genommen wird und nachfolgend auf einer Frequenz von 4,2 MHz als Informationssignal ein Positionssignal aussendet, das einem passierenden Schienenfahrzeug die Ortung ermöglicht. Konkret enthält das Positionssignal eine Kodierung, die die Balise identifiziert, so dass das Fahrzeug, dem die Positionen von im Streckennetz verlegten Balisen bekannt ist, seine eigene Position bestimmen kann.
Der Erfindung liegt u. a. die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Informationsübertragung von der Strecke zum Fahrzeug anzugeben, das ein besonders hohes Maß an Sicherheit hinsichtlich der Informationsübertragung gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass von der streckenseitigen Einrichtung ein von dem passierenden Fahrzeug ausgesendetes Identifikationssignal, das das passierende Fahrzeug oder eine Fahrzeugantenne des passierenden Fahrzeugs identifiziert, empfangen wird und bei oder nach Empfang des fahrzeugseitigen Identifikationssignals die streckenseitige Einrichtung dieses Identifikationssignal zusätzlich zu dem Informationssignal aussendet.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass fahrzeugseitig festgestellt werden kann, ob ein fahrzeugseitig empfangenes Signal tatsächlich von einer streckenseitigen Einrichtung kommt, von der das Fahrzeug Informationen empfangen möchte. Fahrzeugseitig kann nämlich festgestellt werden, ob ein von einer streckenseitigen Einrichtung erhaltenes Empfangssignal tatsächlich auf eine fahrzeugseitige Anregung übersandt worden ist und somit für das jeweilige Fahrzeug bestimmt bzw. gedacht ist. Da nämlich erfindungsgemäß die streckenseitige Einrichtung das vom Fahrzeug erhaltene Identifikationssignal zusätzlich zu dem Informationssignal zurücksendet bzw. zurückspiegelt, kann fahrzeugseitig geprüft werden, ob das Empfangssignal für das eigene Fahrzeug oder die das Empfangssignal empfangene Antenne bestimmt ist. Ein Fehlempfang oder eine Verwertung fremder Signale aufgrund von Cross-Talk bzw. Übersprechen und damit eine fälschliche Verwertung von Signalen anderer Sendeeinrichtungen, deren Daten nicht für das Fahrzeug oder deren jeweilige Antenne bestimmt sind, lässt sich somit vermeiden.
Das Identifikationssignal und das Informationssignal können nacheinander bzw. zeitlich versetzt gesendet werden; als vorteilhaft wird es jedoch mit Blick auf eine gleichzeitige Auswertung angesehen, wenn das Identifikationssignal und das Informationssignal gleichzeitig gesendet werden.
Besonders einfach und damit vorteilhaft ist eine gleichzeitige Übertragung möglich, wenn das Identifikationssignal auf das Informationssignal unter Bildung eines Summensignals aufmoduliert wird, und zwar gemäß einem Frequenzmodulationsverfahren, einem Amplitudenmodulationsverfahren und/oder einem Phasenmodulationsverfahren, und das Summensignal gesendet wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass mit dem Identifikationssignal und dem Informationssignal in einem gemeinsamen Frequenzmodulationsverfahren, insbesondere in einem Frequenzumtastungsverfahren, ein Summensignal gebildet wird und das Summensignal ausgesendet wird.
Das Identifikationssignal und das Informationssignal sind bevorzugt binäre Signale, die jeweils eine logische "Eins" oder eine logische "Null" aufweisen.
In Abhängigkeit von der jeweiligen binären Information in den zwei binären Signalen wird vorzugsweise gemäß einem vorgegebenen Zuordnungsschema eine von vier vorgegebenen Frequenzen oder eines von vier vorgegebenen Frequenzbändern ausgewählt und es wird ein sowohl die jeweilige binäre Information des Identifikationssignals als auch die des Informationssignals enthaltendes Summensignal auf der ausgewählten Frequenz oder dem ausgewählten Frequenzband gesendet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein die jeweilige binäre Information des Identifikationssignals und des Informationssignals enthaltendes Summensignal gesendet wird,

– wobei das Summensignal auf einer ersten Frequenz oder in einem ersten Frequenzband gesendet wird, wenn das Identifikationssignal und das Informationssignal jeweils eine logische "Eins" aufweisen,
– wobei das Summensignal auf einer zweiten Frequenz oder in einem zweiten Frequenzband gesendet wird, wenn das Identifikationssignal eine logische "Eins" und das Informationssignal eine logische "Null" aufweisen,
– wobei das Summensignal auf einer dritten Frequenz oder in einem dritten Frequenzband gesendet wird, wenn das Identifikationssignal eine logische "Null" und das Informationssignal eine logische "Eins" aufweisen, und
– wobei das Summensignal auf einer vierten Frequenz oder in einem vierten Frequenzband gesendet wird, wenn das Identifikationssignal und das Informationssignal jeweils eine logische "Null" aufweisen.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Informationen des Informationssignals und des Identifikationssignals in einem Summensignal übertragen werden, wobei die Information des Informationssignals durch Frequenzmodulation des Summensignals und die Information des Identifikationssignals durch Phasenmodulation des Summensignals übermittelt werden.
So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass in Abhängigkeit von der jeweiligen binären Information in dem Informationssignal gemäß einem vorgegebenen Zuordnungsschema eine von zwei vorgegebenen Frequenzen oder eines von zwei vorgegebenen Frequenzbändern ausgewählt wird und Summensignal, das die jeweilige binäre Information des Identifikationssignals und die des Informationssignals enthält, auf der ausgewählten Frequenz oder dem ausgewählten Frequenzband gesendet wird, wobei die jeweilige binäre Information des Identifikationssignals phasenmoduliert über Phasenwechsel des Summensignals übermittelt wird.
Bei einer weiteren anderen bevorzugten Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Informationen des Informationssignals und des Identifikationssignals in einem Summensignal übertragen werden, wobei die Information des Informationssignals durch Frequenzmodulation des Summensignals und die Information des Identifikationssignals durch Amplitudenmodulation des Summensignals übermittelt wird. Die Amplitudenmodulationsfrequenz beträgt mit Blick auf übliche Fahrzeuggeschwindigkeiten vorzugsweise mindestens 10 kHz.
Auch kann das Summensignal binär gebildet werden, indem die Information des Identifikationssignals und die des Informationssignals zunächst binär zusammengefasst werden unter Bildung eines Summensignals in Form eines erweiterten binären Signals, das vorzugsweise nach einer Kodierung frequenz-, phasen- oder amplitudenmoduliert übertragen wird, beispielsweise mit Hilfe von Sende- und Empfangskomponenten bzw. unter Heranziehung von Hardwarekomponenten, wie sie bereits im Einsatz sind, beispielsweise bei der Eurobalise, dem Ebicab-System oder dem KVB-System.
Ein fahrzeugseitig empfangenes Informationssignal bleibt vorzugsweise fahrzeugseitig unberücksichtigt, falls das von der streckenseitigen Einrichtung zusätzlich gesendete Identifikationssignal ein anderes Fahrzeug oder eine andere Fahrzeugantenne identifiziert als das eigene Fahrzeug oder als die eigene Fahrzeugantenne, wenn also ein anderes Fahrzeug oder eine andere Fahrzeugantenne als in dem selbst ausgesendeten Identifikationssignal identifiziert wird.
Zur Aktivierung von streckenseitigen Einrichtungen wird bevorzugt fahrzeugseitig elektromagnetische Energie in Form eines elektromagnetischen Energiesignals ausgesendet. Das Identifikationssignal kann bei dieser letztgenannten Variante vom Fahrzeug zur streckenseitigen Einrichtung durch Modulation des Energiesignals übermittelt werden.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine streckenseitige Einrichtung, insbesondere Balise, mit einer streckenseitigen Sendeeinrichtung zum Senden eines streckenseitigen Informationssignals.
Bezüglich einer solchen streckenseitigen Einrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Einrichtung eine Einrichtung, insbesondere in Form eines Energieempfangsmoduls, zum Empfang eines fahrzeugseitigen Identifikationssignals, das ein passierendes Fahrzeug oder eine Fahrzeugantenne eines passierenden Fahrzeugs identifiziert, aufweist und die streckenseitige Sendeeinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie bei oder nach Empfang des fahrzeugseitigen Identifikationssignals dieses Identifikationssignal zusätzlich zu dem Informationssignal aussendet.
Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen streckenseitigen Einrichtung sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine fahrzeugseitige Einrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug, mit einer fahrzeugseitigen Empfangseinrichtung, die beim Passieren einer streckenseitigen Einrichtung einen Empfang eines streckenseitigen Informationssignals der streckenseitigen Einrichtung ermöglicht.
Bezüglich einer solchen fahrzeugseitigen Einrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass diese eine Sendeeinrichtung, die ein das eigene Fahrzeug oder ein die sendende Fahrzeugantenne des eigenen Fahrzeugs identifizierendes Identifikationssignal aussendet, eine Empfangseinrichtung, die ein von der streckenseitigen Einrichtung zusätzlich gesendetes Identifikationssignal empfangen kann, und eine Auswerteinrichtung aufweist, die ein fahrzeugseitig empfangenes Informationssignal unberücksichtigt lässt und/oder ein Fehlersignal erzeugt, falls ein von der streckenseitigen Einrichtung zusätzlich gesendetes Identifikationssignal ein anderes Fahrzeug oder eine andere Fahrzeugantenne identifiziert als das eigene Fahrzeug oder als die eigene Fahrzeugantenne, mit der fahrzeugseitig das Identifikationssignal gesendet wurde.
Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen fahrzeugseitigen Einrichtung sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.
Erfindungsgemäß bezieht sich die Erfindung auch auf ein Fahrzeug, insbesondere Schienenfahrzeug. Erfindungsgemäß ist diesbezüglich vorgesehen, dass das Fahrzeug mit einer fahrzeugseitigen Einrichtung ausgestattet ist, wie sie oben beschrieben ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
1 ein Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße streckenseitige Einrichtung in Form einer Balise, die mit einer fahrzeugseitigen Einrichtung zum Empfang eines streckenseitigen Informationssignals zusammenarbeitet, und
2 beispielhaft einen Streckenabschnitt mit zwei Fahrzeugen, die von der streckenseitigen Einrichtung gemäß 1 ein streckenseitiges Informationssignal erhalten.
In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
Die 1 zeigt eine streckenseitige Einrichtung 100, die eine Antenne 110 umfasst. Mit der Antenne 110 steht ein Energieempfangsmodul 120 in Verbindung, das ein von der Antenne 110 empfangenes moduliertes Energiesignal E(ID1) verarbeiten kann. Das Energieempfangsmodul 120 extrahiert ein in dem modulierten Energiesignal (E(ID1) enthaltenes Identifikationssignal ID1 – beispielsweise durch Filterung im Falle eines frequenzmodulierten Energiesignals – und speist dieses separat in eine nachgeordnete Sendeeinrichtung 130 ein.
Das Energieempfangsmodul 120 verwendet außerdem die in dem modulierten Energiesignal E(ID1) enthaltene Energie E dazu, die streckenseitige Einrichtung 100, insbesondere deren Sendeeinrichtung 130, zu betreiben. Eine solche Energieextraktion ist nötig, falls es sich bei der streckenseitigen Einrichtung 100 um eine passive Einrichtung ohne eigene Energieversorgung handelt. Bezüglich einer externen Energieversorgung kann auf bekannte technische Lösungen, wie sie von Transpondern oder von der Eurobalise bekannt sind, zurückgegriffen werden. Bei der Eurobalise erfolgt eine Energieübertragung bei einer Frequenz von 27 MHz.
Falls es sich bei der streckenseitigen Einrichtung 100 um eine aktive Einrichtung mit eigener Energieversorgung handelt, so kann die Energie E auch unberücksichtigt bleiben und nur das Identifikationssignal ID1 extrahiert und weiter verwertet werden.
Die dem Energieempfangsmodul 120 nachgeordnete Sendeeinrichtung 130 empfängt das Identifikationssignal ID1 von dem Energieempfangsmodul 120 und bildet mit diesem sowie einem Informationssignal INF ein Summensignal S(INF, ID1). Das Summensignal S(INF, ID1) wird durch eine Kombination des Identifikationssignals ID1 und des Informationssignals INF gebildet, beispielsweise indem das Identifikationssignal ID1 auf das Informationssignal INF aufmoduliert wird. Ein solches Aufmodulieren kann gemäß einem Frequenzmodulationsverfahren, einem Amplitudenmodulationsverfahren und/oder einem Phasenmodulationsverfahren erfolgen.
Zur Modulation des Identifikationssignals ID1 und des Informationssignals INF oder zur Aufmodulation des Identifikationssignals ID1 auf das Informationssignal INF weist die Sendeeinrichtung 130 ein Modulationsmodul 140 auf.
Nachfolgend wird beispielhaft davon ausgegangen, dass es sich bei dem Identifikationssignal ID1 und dem Informationssignal INF um binäre Signale handelt, die zu jedem Zeitpunkt jeweils eine logische "Eins" oder eine logische "Null" aufweisen.
Vorzugsweise werden die jeweiligen binären Informationen des Identifikationssignals ID1 und des Informationssignals INF in einem gemeinsamen Summensignal S(INF, ID1) zusammengeführt, das nachfolgend ausgesendet wird. Vorteilhaft ist es beispielsweise, wenn als Summensignal ein Signal konstanter oder zumindest näherungsweise konstanter Amplitude auf einer ersten Frequenz oder in einem ersten Frequenzband gesendet wird, wenn das Identifikationssignal und das Informationssignal jeweils eine logische "Eins" aufweisen. Die erste Frequenz kann beispielsweise 4,6 MHZ betragen.
Wenn das Identifikationssignal eine logische "Eins" und das Informationssignal eine logische "Null" aufweist, wird als Summensignal beispielsweise ein Signal konstanter oder zumindest näherungsweise konstanter Amplitude auf einer zweiten Frequenz oder in einem zweiten Frequenzband gesendet. Die zweite Frequenz kann beispielsweise 4,0 MHZ betragen.
Wenn das Identifikationssignal eine logische "Null" und das Informationssignal eine logische "Eins" aufweist, wird als Summensignal beispielsweise ein Signal konstanter oder zumindest näherungsweise konstanter Amplitude auf einer dritten Frequenz oder in einem dritten Frequenzband gesendet. Die dritte Frequenz kann beispielsweise 4,5 MHZ betragen.
Wenn das Identifikationssignal und das Informationssignal jeweils eine logische "Null" aufweisen, wird als Summensignal beispielsweise ein Signal konstanter oder zumindest näherungsweise konstanter Amplitude auf einer vierten Frequenz oder in einem viertem Frequenzband gesendet. Die vierte Frequenz kann beispielsweise 3,9 MHZ betragen.
Mit anderen Worten wird das Summensignal also beispielsweise gemäß folgender Tabelle ermittelt:

INF ID1 Frequenz / MHz

1 0 4,5

1 1 4,6

0 0 3,9

0 1 4,0
Die obigen Frequenzen sind bezüglich des Informationssignals INF identisch mit bzw. sehr ähnlich zu den Frequenzen, wie sie zum Übermitteln des Informationssignals INF beim ETCS-Standard bzw. bei Eurobalisen verwendet werden. Die obigen Frequenzpaare ermöglichen es somit, auf Baukomponenten herkömmlicher Einrichtungen auf der Basis des ETCS-Standards oder beispielsweise der Eurobalise zurückzugreifen und den Aufwand für die technische Umsetzung auf ein Minimum zu begrenzen. Auch ermöglichen die obigen Frequenzpaare prinzipiell eine Kompatibilität der streckenseitigen Einrichtung 100 auch mit solchen Fahrzeugen oder fahrzeugseitigen Einrichtungen, die nur das Informationssignal INF verarbeiten können oder sollen, also zum Beispiel auch solchen Fahrzeugen, die nur mit herkömmlichen Eurobalisen zusammenarbeiten können oder sollen.
Das von dem Modulationsmodul 140 erzeugte Summensignal S(INF, ID1) gelangt zu der Antenne 110, die das Summensignal absendet.
In der 1 erkennt man darüber hinaus eine fahrzeugseitige Einrichtung 200, die eine fahrzeugseitige Antenne 210 umfasst. Die fahrzeugseitige Antenne 210 steht mit einem Kommunikationsmodul 220 der Einrichtung 200 in Verbindung.
Das Kommunikationsmodul 220 umfasst eine Sendeeinrichtung 230, der eine Auswerteinrichtung 240 vorgeordnet ist. Die Sendeeinrichtung 230 erhält von der Auswerteinrichtung 240 ein Identifikationssignal ID1, das ein mit der fahrzeugseitigen Einrichtung 200 ausgestattetes Fahrzeug oder dessen Antenne 210 identifiziert. Die letztgenannte Variante, bei der das Identifikationssignal ID1 die Antenne 210 identifiziert, wird als besonders vorteilhaft angesehen, insbesondere für den Fall, dass das Fahrzeug mehrere Antennen aufweist.
Ein Modulationsmodul 231 der Sendeeinrichtung 230 erzeugt mit dem Identifikationssignal ID1 ein moduliertes Energiesignal E(ID1), das in die Antenne 210 eingespeist und von letzterer gesendet wird. Durch die Modulation wird die Information des Identifikationssignals ID1 mit dem Energiesignal mitübertragen.
Bei dem modulierten Energiesignal E(ID1) kann es sich beispielsweise um ein frequenzmoduliertes, amplitudenmoduliertes oder phasenmoduliertes Signal handeln, das bezüglich einer Trägerfrequenz von beispielsweise 27 MHz moduliert ist. Eine Trägerfrequenz von 27 MHz ist vorteilhaft, da bei dieser Frequenz Energie zum Betrieb passiver Balisen, die dem ETCS-Standard entsprechen wie beispielsweise die Eurobalisen, übertragen werden kann. Die Trägerfrequenz von 27 MHz ermöglicht somit eine Kompatibilität der fahrzeugseitigen Einrichtung 200 auch mit solchen streckenseitigen Einrichtungen 100, die den ETCS-Standard nutzen wie beispielsweise Eurobalisen, aber ein zusätzlich übersandtes Identifikationssignal ID1 nicht verarbeiten können.
Mit der fahrzeugseitigen Antenne 210 steht darüber hinaus eine Empfangseinrichtung 250 des Kommunikationsmoduls 220 in Verbindung. Die Empfangseinrichtung 250 weist ein Demodulationsmodul 251 auf, das ein von der Antenne 210 empfangenes Summensignal S(INF, ID1) demodulieren kann. Konkret ist das Demodulationsmodul 251 dazu geeignet, ein in dem Summensignal enthaltenes Identifikationssignal ID1 von einem ebenfalls darin enthaltenen Informationssignal INF zu trennen und beide Signale getrennt voneinander zur Auswerteinrichtung 240 zu übermitteln. Im Falle des oben beispielhaft beschriebenen Frequenzmodulationsverfahrens kann das Trennen der Signale durch eine Filterung im Frequenzbereich erfolgen.
Die Auswerteinrichtung 240 ist somit in der Lage, das von der Empfangseinrichtung 250 empfangene Identikationssignal ID1 mit dem seitens der Sendeeinrichtung 230 weggesandten Identifikationssignal ID1 zu vergleichen. Stimmen die beiden Identifikationssignale überein, so kann die Auswerteinrichtung 240 daraus schließen, dass die streckenseitige Einrichtung 100 das von der fahrzeugseitigen Einrichtung 200 gesandte modulierte Energiesignal E(ID1) erhalten hat und das Informationssignal INF, das die streckenseitige Einrichtung 100 aussendet, tatsächlich für die fahrzeugseitige Einrichtung 200 gemäß 1 gedacht ist. Stimmen die beiden Identifikationssignale überein, so wird die Auswerteinrichtung 240 an einem Ausgang A240 das im Summensignal S(INF, ID1) enthaltene Informationssignal INF ausgeben. Stimmen die beiden Identifikationssignale hingegen nicht überein, so wird die Auswerteinrichtung 240 die Ausgabe des Identifikationssignals INF unterdrücken und beispielsweise stattdessen ein Fehlersignal F ausgeben.
Die Anordnung gemäß 1 wird vorzugsweise wie folgt betrieben:
Wird die fahrzeugseitige Einrichtung 200 an der streckenseitigen Einrichtung 100 vorbeigeführt, so wird das von der Sendeeinrichtung 230 erzeugte modulierte Energiesignal E(ID1) zur Antenne 110 der streckenseitigen Einrichtung 100 gelangen. Das empfangene modulierte Energiesignal E(ID1) gelangt zu dem Energieempfangsmodul 120, das die Energie E nutzt, um die streckenseitige Einrichtung 100 in Betrieb zu nehmen, insbesondere deren Sendeeinrichtung 130.
Sobald die Sendeeinrichtung 130 mit der Energie E des Energieempfangsmoduls 120 versorgt wird, kann dieses ein Informationssignal INF aussenden. Das Informationssignal INF kann beispielsweise Informationen enthalten, die die streckenseitige Einrichtung 100 identifizieren. Alternativ oder zusätzlich kann das Informationssignal INF den Ort der streckenseitigen Einrichtung 100 angeben, beispielsweise in Form eines GPS-Signals oder einer Kilometrierung, die sich auf die mit der streckenseitigen Einrichtung 100 ausgestattete Strecke bezieht.
Das Modulationsmodul 140 wird das Informationssignal INF modulieren, und zwar mit dem Identifikationssignal ID1, das von dem Energieempfangsmodul 120 aus dem modulierten Energiesignal E(ID1) extrahiert worden ist, und/oder ein Summensignal S(INF, ID1) bilden, wie dies oben beispielhaft erläutert worden ist.
Das von dem Modulationsmodul 140 erzeugte Summensignal S(INF, ID1) wird von der Antenne 110 ausgesandt und nachfolgend von der fahrzeugseitigen Antenne 210 empfangen. Das empfangene Summensignal S(INF, ID1) gelangt zu dem Demodulationsmodul 251, das das Identifikationssignal ID1 und das Informationssignal INF beispielsweise durch Filterung voneinander trennt. Die Auswerteinrichtung 240 wird – wie oben bereits erläutert – das ausgesandte Identifikationssignal ID1 mit dem empfangenen Identifikationssignal ID1 vergleichen. Stimmen beide Identifikationssignale überein, so wird ausgangsseitig das Informationssignal INF ausgegeben.
Die 2 zeigt beispielhaft die streckenseitige Einrichtung 100, die an einer Strecke, beispielsweise in einem Eisenbahngleis 300, installiert ist. Auf dem Eisenbahngleis 300 befinden sich zwei Schienenfahrzeuge 400 und 500, die jeweils mit einer fahrzeugseitigen Einrichtung 200, wie sie beispielhaft im Zusammenhang mit der 1 oben erläutert worden ist, ausgestattet sind.
Die beiden Fahrzeuge 400 und 500 bzw. deren fahrzeugseitige Einrichtungen 200 senden jeweils ein moduliertes Energiesignal aus, wobei sich die Energiesignale hinsichtlich des darin enthaltenen Identifikationssignals unterscheiden. So lässt sich in der 2 erkennen, dass das in der 2 rechte Fahrzeug 400 ein moduliertes Energiesignal E(ID1) aussendet, das ein die Antenne 210 des Fahrzeugs 400 identifizierendes Identifikationssignal ID1 enthält. Das in der 1 linke Fahrzeug 500 sendet ein moduliertes Energiesignal E(ID2) aus, das ein die Antenne 210 des Fahrzeugs 500 identifizierendes Identifikationssignal ID2 enthält.
Wie sich in der 2 erkennen lässt, befindet sich das Fahrzeug 400 in unmittelbarer Nähe zur streckenseitigen Einrichtung 100. Aus diesem Grunde kann die streckenseitige Einrichtung 100 das modulierte Energiesignal E(ID1) vom Fahrzeug 400 erhalten. Die streckenseitige Einrichtung 100 wird demgemäß von dem modulierten Energiesignal E(ID1) des Fahrzeugs 400 in Betrieb genommen und wird – wie im Zusammenhang mit der 1 erläutert – ihr Informationssignal INF mit dem Identifikationssignal ID1 des Fahrzeugs 400 modulieren und ausgangsseitig ein Summensignal S(INF, ID1) erzeugen, das das Identifikationssignal ID1 der Antenne 210 des Fahrzeugs 400 enthält.
Aufgrund der wellenleitenden Eigenschaften von Gleisen, insbesondere des Eisenbahngleises 300 gemäß 2, kann es zu Cross-Talk und insbesondere dazu kommen, dass das Summensignal S(INF, ID1), das die streckenseitige Einrichtung 100 aussendet, auch von der Antenne 210 des Fahrzeugs 500 empfangen wird. Das Kommunikationsmodul 220 des Fahrzeugs 500 wird das in dem Summensignal S(INF, ID1) enthaltene Identifikationssignal ID1 extrahieren und mit dem eigenen Identifikationssignal ID2 vergleichen, das das Fahrzeug 500 über seine Antenne 210 aussendet. Bei diesem Vergleich wird das Kommunikationsmodul feststellen, dass die Identifikationssignale ID1 und ID2 voneinander abweichen. Aus diesem Grunde wird die fahrzeugseitige Einrichtung 200 des Fahrzeugs 500 bzw. deren Auswerteinrichtung 240 (vgl. 1) das in dem empfangenen Summensignal S(INF, ID1) enthaltene Informationssignal INF nicht verwerten bzw. verwerfen und alternativ ein Fehlersignal F erzeugen, das auf einen fehlerhaften Empfang hindeutet.
Zusammengefasst wird durch das im Zusammenhang mit den 1 und 2 beschriebene Verfahren, bei dem fahrzeugseitig ein die jeweilige Sendeantenne identifizierendes Identifikationssignal ID1 bzw. ID2 übersandt wird, ermöglicht, ein Empfangssignal einer streckenseitigen Einrichtung dahingehend zu überprüfen, ob die in dem Empfangssignal enthaltene Information verarbeitet werden soll oder nicht. Fehler bzw. eine fehlerhafte Datenübertragung durch Cross-Talk bzw. Übersprechen können somit auf ein Minimum reduziert werden.
Mit Blick auf eine möglichst einfache und zuverlässige Überprüfung, ob das empfangene Identifikationssignal mit dem selbst gesendeten Identifikationssignal übereinstimmt, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn den Antennen herstellerseitig möglichst sehr unterschiedliche Identifikationssignale zugeordnet werden, insbesondere solche, die sich an möglichst vielen Bitstellen voneinander unterscheiden bzw. eine möglichst große Hammingdistanz aufweisen.
Im Zusammenhang mit den 1 und 2 wurde die Bildung des Summensignals S(INF, ID1) am Beispiel einer Frequenzmodulation erläutert. Alternativ ist es möglich, das Identifikationssignal ID1 bzw. ID2 auf das Informationssignal INF im Rahmen anderer Modulationsverfahren aufzumodulieren, beispielsweise mittels Amplitudenmodulation und/oder Phasenmodulation.
Auch ist es möglich, das Summensignal binär zu bilden, indem die Information des Identifikationssignals und die des Informationssignals zunächst binär zusammengefasst werden unter Bildung eines Summensignals in Form eines erweiterten binären Signals, das vorzugsweise nach Kodierung frequenz-, phasen- oder amplitudenmoduliert übertragen wird, beispielsweise mit Hilfe von Sende- und Empfangskomponenten, wie sie bereits im Einsatz sind, beispielsweise bei der Eurobalise, dem Ebicab-System oder dem KVB-System, also unter Heranziehung vorhandener Hardwarekomponenten.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

100: streckenseitige Einrichtung
110: Antenne
120: Energieempfangsmodul
130: Sendeeinrichtung
140: Modulationsmodul
200: fahrzeugseitige Einrichtung
210: Antenne
220: Kommunikationsmodul
230: Sendeeinrichtung
231: Modulationsmodul
240: Auswerteinrichtung
250: Empfangseinrichtung
251: Demodulationsmodul
300: Eisenbahngleis
400: Schienenfahrzeug
500: Schienenfahrzeug
A240: Ausgang
E: Energie
E(ID1): Energiesignal
E(ID2): Energiesignal
F: Fehlersignal
ID1: Identifikationssignal
ID2: Identifikationssignal
INF: Informationssignal
S(INF, ID1): Summensignal

Claims

Verfahren zum Übermitteln zumindest einer Information von einer streckenseitigen Einrichtung (100), insbesondere einer Balise, zu einem passierenden Fahrzeug (400, 500), wobei bei dem Verfahren mit der streckenseitigen Einrichtung (100) ein streckenseitiges Informationssignal (INF) ausgesendet wird, dadurch gekennzeichnet, dass – von der streckenseitigen Einrichtung (100) ein von dem passierenden Fahrzeug (400, 500) ausgesendetes Identifikationssignal (ID1, ID2), das das passierende Fahrzeug (400, 500) oder eine Fahrzeugantenne (210) des passierenden Fahrzeugs (400, 500) identifiziert, empfangen wird und – bei oder nach Empfang des fahrzeugseitigen Identifikationssignals (ID1, ID2) die streckenseitige Einrichtung (100) dieses Identifikationssignal (ID1, ID2) zusätzlich zu dem Informationssignal (INF) aussendet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifikationssignal (ID1, ID2) und das Informationssignal (INF) gleichzeitig gesendet werden.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Identifikationssignal (ID1, ID2) auf das Informationssignal (INF) unter Bildung eines Summensignals (S(INF, ID1)) aufmoduliert wird, und zwar gemäß einem Frequenzmodulationsverfahren, einem Amplitudenmodulationsverfahren und/oder einem Phasenmodulationsverfahren, und – das Summensignal (S(INF, ID1)) gesendet wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – mit dem Identifikationssignal (ID1, ID2) und dem Informationssignal (INF) in einem gemeinsamen Frequenzmodulationsverfahren, insbesondere in einem Frequenzumtastungsverfahren, ein Summensignal (S(INF, ID1)) gebildet wird und – das Summensignal (S(INF, ID1)) ausgesendet wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Identifikationssignal (ID1, ID2) und das Informationssignal (INF) binäre Signale sind und – in Abhängigkeit von der jeweiligen binären Information in den zwei binären Signalen gemäß einem vorgegebenen Zuordnungsschema eine von vier vorgegebenen Frequenzen oder eines von vier vorgegebenen Frequenzbändern ausgewählt wird und ein sowohl die jeweilige binäre Information des Identifikationssignals (ID1, ID2) als auch die des Informationssignals (INF) enthaltendes Summensignal (S(INF, ID1)) auf der ausgewählten Frequenz oder dem ausgewählten Frequenzband gesendet wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Identifikationssignal (ID1, ID2) und das Informationssignal (INF) binäre Signale sind, die jeweils eine logische "Eins" oder eine logische "Null" aufweisen und – ein die jeweilige binäre Information des Identifikationssignals (ID1, ID2) und des Informationssignals (INF) enthaltendes Summensignal (S(INF, ID1)) gesendet wird, – wobei das Summensignal (S(INF, ID1)) auf einer ersten Frequenz oder in einem ersten Frequenzband gesendet wird, wenn das Identifikationssignal (ID1, ID2) und das Informationssignal (INF) jeweils eine logische "Eins" aufweisen, – wobei das Summensignal (S(INF, ID1)) auf einer zweiten Frequenz oder in einem zweiten Frequenzband gesendet wird, wenn das Identifikationssignal (ID1, ID2) eine logische "Eins" und das Informationssignal (INF) eine logische "Null" aufweisen, – wobei das Summensignal (S(INF, ID1)) auf einer dritten Frequenz oder in einem dritten Frequenzband gesendet wird, wenn das Identifikationssignal (ID1, ID2) eine logische "Null" und das Informationssignal (INF) eine logische "Eins" aufweisen, und – wobei das Summensignal (S(INF, ID1)) auf einer vierten Frequenz oder in einem vierten Frequenzband gesendet wird, wenn das Identifikationssignal (ID1, ID2) und das Informationssignal (INF) jeweils eine logische "Null" aufweisen.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – die Informationen des Informationssignals (INF) und des Identifikationssignals (ID1, ID2) in einem Summensignal (S(INF, ID1)) übertragen werden, – wobei die Information des Informationssignals (INF) durch Frequenzmodulation des Summensignals (S(INF, ID1)) und die Information des Identifikationssignals (ID1, ID2) durch Phasenmodulation des Summensignals (S(INF, ID1)) übermittelt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 3 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass – das Identifikationssignal (ID1, ID2) und das Informationssignal (INF) binäre Signale sind und – in Abhängigkeit von der jeweiligen binären Information in dem Informationssignal (INF) gemäß einem vorgegebenen Zuordnungsschema eine von zwei vorgegebenen Frequenzen oder eines von zwei vorgegebenen Frequenzbändern ausgewählt wird und ein die jeweilige binäre Information des Identifikationssignals (ID1, ID2) und des Informationssignals (INF) enthaltendes Summensignal (S(INF, ID1)) auf der ausgewählten Frequenz oder dem ausgewählten Frequenzband gesendet wird, – wobei die jeweilige binäre Information des Identifikationssignals (ID1, ID2) phasenmoduliert über Phasenwechsel des Summensignals (S(INF, ID1)) übermittelt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass – die Informationen des Informationssignals (INF) und des Identifikationssignals (ID1, ID2) in einem Summensignal (S(INF, ID1)) übertragen werden, – wobei die Information des Informationssignals (INF) durch Frequenzmodulation des Summensignals (S(INF, ID1)) und die Information des Identifikationssignals (ID1, ID2) durch Amplitudenmodulation des Summensignals (S(INF, ID1)) übermittelt wird, insbesondere mit einer Amplitudenmodulationsfrequenz von mindestens 10 kHz.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – das Summensignal (S(INF, ID1)) binär gebildet wird, indem die jeweilige Information des Identifikationssignals (ID1, ID2) und die des Informationssignals zunächst binär zusammengefasst werden unter Bildung eines Summensignals (S(INF, ID1)) in Form eines erweiterten binären Signals und – das Summensignal (S(INF, ID1)), vorzugsweise nach einer Kodierung, frequenz-, phasen- oder amplitudenmoduliert übertragen wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein fahrzeugseitig empfangenes Informationssignal (INF) fahrzeugseitig unberücksichtigt bleibt, falls das von der streckenseitigen Einrichtung (100) zusätzlich gesendete Identifikationssignal (ID1, ID2) ein anderes Fahrzeug (400, 500) oder eine andere Fahrzeugantenne (210) identifiziert als das eigene Fahrzeug (400, 500) oder als die eigene Fahrzeugantenne (210), also ein anderes Fahrzeug (400, 500) oder eine andere Fahrzeugantenne (210) als in dem selbst ausgesendeten Identifikationssignal (ID1, ID2) identifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass – zur Aktivierung von streckenseitigen Einrichtungen (100) fahrzeugseitig elektromagnetische Energie in Form eines elektromagnetischen Energiesignals (E(ID1)) ausgesendet wird und – das Identifikationssignal (ID1, ID2) vom Fahrzeug (400, 500) zur streckenseitigen Einrichtung (100) durch Modulation des Energiesignals (E(ID1)) übermittelt wird.
Streckenseitige Einrichtung (100), insbesondere Balise, mit einer streckenseitigen Sendeeinrichtung (130) zum Senden eines streckenseitigen Informationssignals (INF), dadurch gekennzeichnet, dass – die Einrichtung (100) eine Einrichtung, insbesondere in Form eines Energieempfangsmoduls (120), zum Empfang eines fahrzeugseitigen Identifikationssignals (ID1, ID2), das ein passierendes Fahrzeug (400, 500) oder eine Fahrzeugantenne (210) eines passierenden Fahrzeugs (400, 500) identifiziert, aufweist und – die streckenseitige Sendeeinrichtung (130) derart ausgestaltet ist, dass sie bei oder nach Empfang des fahrzeugseitigen Identifikationssignals (ID1, ID2) dieses Identifikationssignal (ID1, ID2) zusätzlich zu dem Informationssignal (INF) aussendet.
Fahrzeugseitige Einrichtung (200) für ein Fahrzeug (400, 500), insbesondere Schienenfahrzeug, mit einer fahrzeugseitigen Empfangseinrichtung (250), die beim Passieren einer streckenseitigen Einrichtung (100) einen Empfang eines streckenseitigen Informationssignals (INF) der streckenseitigen Einrichtung (100) ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass – die fahrzeugseitige Einrichtung (200) eine Sendeeinrichtung (230) aufweist, die ein das eigene Fahrzeug (400, 500) oder ein die sendende Fahrzeugantenne (210) des eigenen Fahrzeugs (400, 500) identifizierendes Identifikationssignal (ID1, ID2) aussendet, – die fahrzeugseitige Einrichtung (200) eine Empfangseinrichtung (250) aufweist, die ein von der streckenseitigen Einrichtung (100) zusätzlich gesendetes Identifikationssignal (ID1, ID2) empfangen kann, und – die fahrzeugseitige Einrichtung (100) eine Auswerteinrichtung (240) aufweist, die ein fahrzeugseitig empfangenes Informationssignal (INF) unberücksichtigt lässt und/oder ein Fehlersignal (F) erzeugt, falls ein von der streckenseitigen Einrichtung (100) zusätzlich gesendetes Identifikationssignal (ID1, ID2) ein anderes Fahrzeug (400, 500) oder eine andere Fahrzeugantenne (210) identifiziert als das eigene Fahrzeug (400, 500) oder als die eigene Fahrzeugantenne (210), mit der fahrzeugseitig das Identifikationssignal (ID1, ID2) gesendet wurde.
Fahrzeug (400, 500), insbesondere Schienenfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (400, 500) mit einer fahrzeugseitigen Einrichtung (100) nach Anspruch 14 ausgestattet ist.