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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Datenerfassung und Auswertung der erfassten Daten auf einem Schienenfahrzeug, wobei die Daten Positionen und/oder Bewegungsmuster von Objekten beschreiben, die das erfindungsgemäße System zur Bestimmung von Abständen zwischen Schienenfahrzug und diesen Objekten verwendet. So können beispielsweise Abstände zwischen Lokomotive und daran angehängten Wagons, oder zwischen einem Zug und anderen Zügen, Gegenständen, Personen oder Tieren ermittelt werden.
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Stand der Technik
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Die Bestimmung der absoluten geographischen Position eines Objekts mittels globaler Navigationssatellitensystemen, kurz GNSS ist bekannt. Es gibt GNSS Empfänger, die die von Satelliten ausgesendeten Signale empfangen und daraus die absolute Position berechnen und in standardisierten Koordinatensystemen, z.B. WGS84 aufzeichnen. Diese Empfänger, oft auch als Tracker bezeichnet, besitzen ein Speichermedium, fest eingebaut oder wechselbar, auf dem über einen längeren Zeitraum Position und zugehöriger Zeitstempel gespeichert werden können. Viele solcher Empfänger können zudem über Kurzreichweitenfunksysteme wie z.B. Bluetooth mit anderen Geräten gekoppelt werden und so entweder die aktuelle Position oder gespeicherte Positionsverläufe übermitteln. Koppelt man einen Tracker mit einem anderen Gerät, so ist auch eine indirekte Positionsbestimmung dieses Geräts unter Berücksichtigung der nur kurzen Reichweite des verwendeten Funksystems oder eines Kabels möglich.
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Systeme mit mehreren GNSS Empfänger in verschiedenen Geräten zur Bestimmung des Abstandes zwischen diesen Geräten sind ebenfalls bekannt.
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Aus
US 2018/0038938 A1 ist ein System bekannt, das einem an einem Fahrzeug befindlichen Hochfrequenzsender offenbart, der einen elektromagnetischen Impuls an einen Empfänger übermittelt, um so den Abstand zwischen Sender und Empfänger zu ermitteln.
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Aus
US 2002/0017979 A1 ist ein Verfahren zum Übertragen von Daten zwischen einem fahrzeuggebundenen Transponder und einem Empfänger außerhalb des Fahrzeugs bekannt. Dieser fahrzeuggebundene Transponder wird dabei über eine Ladestation drahtlos geladen.
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Die-Verwendung solcher Systeme zur Kollisionswarnung oder Abstandsmessung von Zügen stellt jedoch eine Herausforderung dar, da beispielsweise zwei sich richtungsmäßig aufeinander zu bewegende Objekte nicht unbedingt kollidieren müssen, beispielsweise weil die topologische Spurführung disjunkt ist.
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Die im Folgenden ausgeführten Ausführungsformen der Erfindung verbessern die derzeit bekannten Systeme zur Ermittlung von Abständen zwischen Schienenfahrzeugen und Objekten in der Umgebung des Schienenfahrzeugs. Dies kann durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs erreicht werden. Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der folgenden Beschreibung.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Datenerfassungssystem sowie einem mit dem Datenerfassungssystem gekoppelten Datenauswertesystem, welches üblicherweise, aber nicht notwendigerweise, im vorderen Teil eines Schienenfahrzeuges, z.B. einer Lokomotive installiert wird. Die Kopplung zwischen Datenerfassungssystem und Datenauswertesystem kann kabelgebunden oder drahtlos erfolgen, insbesondere kann auch das Datenauswertesystem oder auch die gesamte Vorrichtung portabel ausgeführt sein, so dass sie beispielsweise von einem Lokführer vor Betriebsbeginn in der Lokomotive oder einem Triebzug installiert werden kann. Alternativ kann die Vorrichtung auch fest in einem dafür vorgesehenen Gestell, z.B. einem normierten 19" oder 21" Rack installiert werden.
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Das Datenerfassungssystem kommuniziert erfindungsgemäß drahtlos mit einem oder mehreren kombinierten Sende-Empfängern, im folgenden Transceiver genannt. Diese Transceiver besitzen die Möglichkeit, Daten zu senden und Funksignale eines globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) auszuwerten und so absolute Zeit- und Positionsangaben zu ermitteln, speichern und auszugeben. Vorzugsweise erfolgt die Speicherung auf einem Speichermedium, das entweder im Transceiver fest verbaut ist oder als herausnehmbare Speicherkarte ausgeführt ist. Es gibt auch eine Ausführungsform der Transceiver ohne GNSS-Empfänger, bei dem sich Abstand und/oder Richtung zum Datenerfassungssystem aus den Kenndaten des verwendeten Funkübertragungssystems zwischen Transceiver und Datenerfassungssystem über bekannte Verfahren ermitteln lässt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Transceiver mit weiteren Sensoren ausgerüstet wie beispielsweise einem Lagesensor, einem Kompass, einem Erdmagnetfeldsensor oder Inertialsensoren wie z.B. Beschleunigungssensor und/oder gyroskopische Sensoren, die Drehraten und Beschleunigungen in je drei Achsen bestimmen können. Außerdem ist jeder Transceiver durch eine eindeutige Identifikationsnummer (ID). bestehend aus Ziffern und/oder Buchstaben gekennzeichnet, die es dem Datenerfassungs- und Auswertesystem ermöglichen, einen Transceiver eindeutig zu identifizieren und dessen übermittelten Daten zuzuordnen. Eine Sensorfusionsalgorithmik sorgt für eine optimierte Zusammenfassung. der einzelnen Messwerte, um die Position eines Objekts möglichst genau zu bestimmen.
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Die Transceiver kommunizieren mit dem Datenerfassungssystem vorzugsweise mit einer Funktechnik zur Überbrückung mittlerer Distanzen, wie etwa dem Bündelfunksystem TETRA (Terrestial Trunked Rade), vorzugsweise im DMO-Modus. Dieser DMO-Modus (Direct Mode Operation) erlaubt eine Kommunikation zwischen zwei Endgeräten ohne weitere Netzinfrastruktur, insbesondere ohne Basisstation. Eine Kommunikation mittels Public Land Mobile Network (PLMN), beispielsweise per GSM oder LTE ist aber alternativ ebenso möglich wie auch eine Nutzung eines Standards zur Fahrzug-zu-Fahrzeug Kommunikation, etwa dem IEEE 802.11p Standard oder anderer öffentlicher verfügbarer Funkdienste wie z.B. Sogfox oder LoRA.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kommuniziert der Transceiver mit dem Datenerfassungssystem mittels satellitengestützter Funktechnik, beispielsweise dem Galileo SAR (Search and Rescue) Service oder anderen, die Erde regelmäßig umkreisenden Satelliten oder einer Raumstation, die ausgestattet sind, die Funksignale des Transceivers entweder nur zu empfangen oder mit dem Transceiver bidirektional Daten auszutauschen. Satellit oder Raumstation kommunizieren dabei üblicherweise rückseitig über eine Bodenkontrollstation, die wiederum Daten in einem Rechenzentrum ablegen kann, worauf andere Systeme, beispielsweise ein weiteres Datenerfassungs- und Auswertesystem auf einem anderen Zug oder von einem anderen Betreiber zugreifen kann.
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Die vorgenannten Ausführungsformen erlauben die Übermittlung von ID, Position, Bewegungsrichtung, Zeit und ggf. auch Lage, Drehbewegung und Beschleunigung des Transceivers an das Datenauswertesystem. Es können sowohl Momentanwerte als auch Verläufe über einen entweder fest vorkonfigurierten oder einen variabel konfigurierten Zeitraum übermittelt werden.
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Bei variablen Zeiträumen können diese entweder vom gekoppelten Datenauswertesystem konfiguriert werden oder durch ein externes, vorzugsweise mobiles System zur Konfiguration des Transceivers gesetzt werden. Die Konfiguration kann auch alle andere Parameter und Sensoren des Transceivers umfassen, z.B. können Schwellwerte des Bewegungs- oder Lagesensor vorgegeben werden, die eine Protokollierung der Position im Transceiver starten oder beenden.
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Das erfindungsgemäße Datenauswertesystem kann Abstände zwischen dem Datenerfassungssystem und jedem mit diesem gekoppelten Transceiver ermitteln. Standardmäßig wird hierzu der zweidimensionale euklidische, also der kürzeste horizontale Abstand aus den Koordinaten des Datenerfassungssystems und jedes Transceivers ermittelt.
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Die vorliegende Erfindung kann ist in zweierlei Hinsicht vorteilhaft: Zum einen kann das erfindungsgemäße System zur Vermeidung von Kollisionen von eines schienengeführten Zuges mit einem oder mehreren Objekten in der Umgebung des Zuges eingesetzt werden, im folgenden als Anwendungsfall „Kollisionswarnung“ bezeichnet. Eines dieser Objekte kann insbesondere auch ein mit einem Transceiver versehener anderer Zug sein, oder auch mit einem Transceiver versehenes Tier oder jegliches andere den Bahnbetrieb gefährdendes mit einem Transceiver versehenes stationäres Objekt (z.B. ein auf die Gleise ragender Kran) oder mobiles Objekt (z.B. Lastkraftwagen) Zum anderen kann das erfindungsgemäße System zur Überprüfung der Vollständigkeit eines Zuges eingesetzt werden, im Folgenden als Anwendungsfall „Zugvollständigkeitskontrolle“ bezeichnet.
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Ausführungsformen betreffend- „Kollisionswarnung“:
- Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung besitzt das Datenauswertesystem weitere Information über die Topologie des Schienennetzes und weiteren Umgebungsmerkmalen, vorgehalten im Datenauswertesystem in einer digitalen Streckenkarte (Datenbank), die entweder von einer zentralen Leitstelle übermittelt wird, oder das Datenauswertesystem aus in der Vergangenheit abgefahrenen Gleisstrecken im Sinne eines selbstlernenden Systems ermittelt.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung berechnet das Datenauswertesystem Trajektorien, also Bewegungspfade aktuell und prognostisch durch die zeitliche Sequenz von Positionen, angegeben als geographische, streckenbezogene (Track-ID und Gleiskilometer) oder symbolische (z.B. Bahnhof A-Stadt) Koordinaten, während der Laufzeit. Hierzu nutzt das Datenauswertesystem einerseits die vorgenannte elektronische Streckenkarte über das Schienennetz als auch die von den Transceivern übermittelten zeitlichen Sequenzen. Erkennt das Datenauswertesystem eine mögliche Kreuzung von Bewegungspfaden zu einem zukünftigen Zeitpunkt, so gibt es eine Kollisionswarnung aus. Diese Kollisionswarnung kann von einer dem Datenauswertesystem nachgeschalteten Signalisierungsvorrichtung optisch und/oder akustisch und/oder haptisch (z.B. durch Vibration) dem Triebfahrzeugführer signalisiert werden. Die topologische Information in der elektronischen Streckenkarte kann um geometrische (z.B. Krümmungsradien der Gleisbögen, Neigungen etc.) und orographische Information ergänzt werden, die beispielsweise die Fließrichtung von Gewässern oder Böschungen von Flussufern und Hügeln berücksichtigen.
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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung verwendet das Datenauswertesystem weitere topologische und/oder geologische und geographische Information wie z.B. Straßenverläufe und Sperren wie z.B. Zäune und Mauern, um falsch-positive Kollisionswarnungen zu vermeiden, beispielsweise wenn sich zwischen Schiene und den erfassten Transceivern ein nicht überwindbares Hindernis befindet.
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Die vorgenannten Ausführungsformen können auch zur Anwendung kommen, wenn mehrere Datenerfassungs- und Datenauswertesysteme, etwa auf verschiedenen Zügen, untereinander kommunizieren. Diese Kommunikation ist besonders vorteilhaft, da so der Erfassungsradius vergrößert wird, wenn etwa ein Transceiver sich nur im Funkbereich eines ersten Datenerfassungssystems befindet, und mittels Kopplung zu einem zweiten Datenerfassungssystem die vom ersten Datenerfassungssystem aufgenommene Information vom Datenauswertesystem, das mit dem zweiten Datenerfassungssystem per Funk, etwa per TETRA DMO, gekoppelt ist ausgewertet werden kann. Ist ein vorausfahrender Zug zudem mit einem Transceiver ausgerüstet, so bestehen zwei unabhängige Kommunikationswege für die Erkennung und Abstandsbestimmung zur Verfügung was ein wichtiger Aspekt der Zuverlässigkeit eines Gesamtsystems zur Kollisionswarnung ist.
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In einer weiteren Ausführungsform verfügen die Transceiver zusätzliche Ein- oder Ausgangskontakte. Die Eingangskontakte können verwendet werden, um besondere Situationen, etwa den Anschluss an eine externe Stromquelle zu erkennen oder in Verbindung mit externen Systemen besondere Umstände, sog. toxische Situationen wie z.B. Gasaustritt zu erkennen. Ausgangskontakte können verwendet werden um beispielsweise in besonderen Situationen ein optisches/akustisches Signal am Transceiver oder ein Bremssystem auslösen zu können.
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Ausführungsformen betreffend „Zugvollständigkeitskontrolle“:
- Bei der Zugvollständigkeitskontrolle wird mittels technischem System die Länge des Zuges ermittelt und überprüft, ob ein Zug vollständig bleibt, insbesondere keinen Wagen verloren hat.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden ein oder mehrere Transceiver einem Datenerfassungssystem zugeordnet, welches in zeitlichem Abstand überprüft, ob sich der Abstand zu einem oder zwischen mehreren Transceiver verändert, insbesondere vergrößert.
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Bei der Zuglängenbestimmung erkennt das Datenauswertesystem den maximalen Abstand zwischen Datenerfassungssystem und einem oder mehreren Transceivern. Dieser maximale Abstand entspricht der Länge des Zuges. Da die Zuglänge während der Fahrt systembedingt leicht variiert („atmet“)., ist ein geeignetes Toleranzmaß hinsichtlich der maximalen Zuglänge vorgesehen, damit beispielsweise bei Anfahrsituationen keine Fehlalarme ausgelöst werden. Darüber hinaus ist auch eine minimale Abweichung in Abhängigkeit des Streckenverlaufs berücksichtigt, da der euklidische Abstand zwischen Datenauswertesystem und am Zugende angebrachtem Transceiver in engen Kurven bis hin zu Kreisfahrten deutlich geringer als die Zuglänge entlang der Strecke gemessen sein kann.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden ein oder mehrere Transceiver einem Datenerfassungssystem zugeordnet, welches den maximalen Abstand aller Transceiver zum Datenerfassungssystem ermittelt. Die Zuordnung („Pairing“) der Transceiver zu einem Datenerfassungssystem erfolgt in dieser Ausführungsform automatisch, es ist somit kein manuelles Pairing notwendig. Bei stehenden Zügen erfolgt die Zuordnung über den ermittelten statischen Abstand der Transceiver zum Datenerfassungssystem, sobald sich der Zug in Bewegung setzt, wird die Zuordnung mittels synchroner Beschleunigungs- bzw. Verzögerungsprofilen der Transceiver und des Datenerfassungssystem fortlaufend überprüft.
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In einer weiteren Ausführungsform erfolgt die Zuordnung der Transceiver aus den vorangegangenen Ausführungsformen durch das Datenauswertesystem durch Erfassung des Bewegungsmusters eines jeden Transceivers sowie des Datenerfassungssystems. Weisen die Bewegungsmuster Gemeinsamkeiten, insbesondere bezüglich ihres Geschwindigkeitsvektors auf, so ordnet das Datenauswertesystem diese Transceiver dem Datenerfassungssystem zu.
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Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
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1 zeigt das erfindungsgemäßes Datenerfassungssystem 2 und Datenauswertesystem 3 zum Bestimmen des Abstandes zwischen einem Schienenfahrzeug 1 und einem oder mehrere Objekten 9;10. Schienenfahrzeuge können motorisiert (Lokomotiven, Triebzüge, Triebwagen, Schienentraktoren, Bahndienstfahrzeuge wie Schienenbaufahrzeuge, Turmwagen, Zweiwegefahrzeug, oder Schienenreinigungsfahrzeuge, Schienenautomobile) oder unmotorisiert sein (Waggons, Schienenfahrräder, Handhebel-Draisinen), Objekte können andere Schienenfahrzeuge oder andere bewegliche Objekte, Personen oder Tiere sein. 1 zeigt exemplarisch eine Lokomotive 1, zwei Wägen 9 sowie zwei Tiere 10.
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Das in 1 gezeigte erfindungsgemäße Datenerfassungssystem 2 sowie das Datenauswertesystem 3 befindet sich vorzugsweise in einem Schienenfahrzeug, üblicherweise in einer Lokomotive oder Triebwagen, bei nicht-autonomen Zugbetrieb im Zugriffsbereich eines Lokführers. Das Datenerfassungssystem und Datenauswertesystem sind kommunikativ gekoppelt. Diese kommunikative Kopplung kann kabelgebunden oder drahtlos erfolgen. Beide Systeme können portabel ausgeführt sein oder vorzugsweise in einem Gestell wie z.B. einem 19" oder 21" Rack in der Lokomotive oder dem Triebwagen befestigt sein. Das Datenerfassungssystem kommuniziert drahtlos mit den Transceivern, beispielsweise über das Bündelfunksystem TETRA, vorzugsweise in dessen DMO Modus. Transceiver und Datenerfassungssystem enthalten GNSS Empfänger, die Signale eines GNSS 11 empfangen und so in der Lage sind, Zeit und Ortsinformation, üblicherweise in einem WGS-84 Koordinatensystem erfassten Positionsdaten zu verarbeiten und zu speichern. Das Datenerfassungssystem ist somit in der Lage, die eigene Position sowie deren zeitlichen Verlauf, sowie die Position und deren zeitlichen Verlaufs aller im Empfangsbereich des Datenerfassungssystem befindlichen Transceiver zu ermitteln. Hierzu ist keine durchgehend verfügbare Funkverbindung erforderlich. Es ist auch möglich, dass die Transceiver die erfassten Positionsdaten und Zeitinformation so lange speichern, bis eine stabile Funkverbindung zum Datenerfassungssystem aufgebaut werden kann.
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Die Transceiver können zusätzlich mit einer Kommunikationseinrichtung versehen sein, die eine Kommunikation mit einem oder mehreren Satelliten 12 oder einer Raumstation ermöglichen, wobei diese oder die Satelliten die Erde entweder umkreisen oder sich auf einer geostationären Umlaufbahn befinden. Sobald Satellit und Transceiver in Reichweite für eine direkte Kommunikation befinden, sendet der Transceiver die gespeicherten Verläufe von Zeit und Position an den Satelliten, der diese Daten entweder erneut speichert oder unmittelbar in einer Funktion als Relais an eine Erdfunkstelle weiterleitet. Von dort gelangen die Daten über weitere Zwischenstationen zum Datenerfassungssystem. Diese Zwischenstationen können z.B. aus dem Stand der Technik bekannte Cloud-Speichersysteme sowie die Leitstelle des Schienennetzes sein.
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Während das Datenerfassungssystem üblicherweise eine Stromversorgung über den Zug besitzt, können Transceiver auch batteriebetrieben sein, gegebenenfalls ergänzt um eine Solarstromerzeugung. Diese eingeschränkte Verfügbarkeit von elektrischer Energie erfordert Stromsparmaßnahmen wie zum Beispiel eine diskontinuierliche Auswertung der aktuellen Position. Hierzu können im Transceiver weitere Sensoren verbaut sein, die es erlauben, die Lage und Bewegung des Transceivers zu bestimmen und nur bei Änderung von Lage und/oder beim Erkennen einer Bewegung die energieintensivere Bestimmung der absoluten Position mittels GNSS zu aktivieren. Die Konfiguration dieser Schwellwerte kann entweder durch das Datenerfassungssystem erfolgen oder über ein externes, vorzugsweise mobiles System zur Konfiguration 13 der Transceivers. Dieses mobile System kommuniziert ebenfalls per Funk mit den Transceivern, so dass es genügt, mit dem mobilen System zur Konfiguration in die Nähe eines Transceivers zu gehen um diesen zu konfigurieren. Inbesondere wenn die Transceiver mit aufladbaren Batterien betrieben werden, kann zur Konfiguration der Transceiver auch eine in die Ladestation integrierte drahtgebundene Kommunikation verwendet werden.
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Besonderes Augenmerk muss auf die Zuordnung von Transceiver und Datenerfassungssystem gelegt werden: Beide sind nach dem Einschalten zunächst nur mit einer eindeutigen numerischen oder alphanumerischen Identifikationsnummer versehen. In einem Beispiel erfolgt die Zuordnung durch manuelle Eingabe oder durch Vorgabe einer Leitstelle. Damit wertet das Datenauswertesystem nur die Daten eines Datenerfassungssystems sowie von Transceivern aus, deren ID vorher konfiguriert wurden. Es kann aber auch ein selbstanlernendes Verfahren genutzt werden, bei dem ein Datenauswertesystem stets alle Daten aller verfügbaren Datenerfassungssystemen und Transceivern auswertet und insbesondere anhand von gemeinsamen Bewegungsmustern entscheidet, welches Datenerfassungssystem und welche Transceiver als zusammengehörig betrachtet werden. So sind z.B. bei einem aus mehreren aneinandergekoppelten Wagons bestehenden Zug aufgrund der festen Kopplung sowohl die Abstände wie auch die Geschwindigkeits- und Fahrtrichtungsvektoren aller an den Wagons befindlichen Transceiver sowie des Datenerfassungssystems auf der Lokomotive nahezu gleich, d.h sie variiert während der Fahrt nur leicht, etwa bei beim Anfahren des Zuges oder beim Durchfahren einer Kurve.
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Begegnen sich zwei Züge, so gelangen Transceiver von unterschiedlichen Zügen in den Funkbereich von mindestens zwei Datenerfassungssystemen. Dies kann genutzt werden, um bei einer Anomalie, z.B. einer unerwarteten Zugtrennung von einem in der Gegenrichtung fahrenden Zug abgekoppelte Wagons eines anderen Zuges zu erfassen und auf beiden Zügen einen Alarm und ggf. weitere Maßnahmen auszulösen.
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Im regulären Betrieb überwacht das Datenauswertesystem die Zugintegrität von Lokomotive und Wagons durch Ermittlung des maximalen Abstands zwischen dem Datenerfassungssystem in der Lokomotive und den dem Datenerfassungssystem zugeordneten Transceivern. Dieser Abstand entspricht zugleich der Zuglänge, d.h. der Entfernung von Lokomotive zum letzten, mit einem Transceiver ausgestattetem Wagon. Ändert sich dieser Abstand über eine vorgegebene Toleranzgrenze hinaus, so wird eine Warnmeldung 4 ausgegeben und der Lokführer kann weitere Maßnahmen ergreifen, z.B. den Zug zum Stillstand bringen. Alternativ kann der Bremsvorgang auch automatisiert ausgelöst werden. Verfügen die vom Rest des Zuges separierten Wagons über ein eigenes Bremssystem, so kann über optionale Ausgangskontakte der Transceiver das Bremssystem ausgelöst werden.
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Ein ebenso wichtiges Anwendungsbeispiel ist die Vermeidung einer Kollision mit Objekten, in 1 beispielhaft dargestellt durch große Tiere 10. Diese Objekte können ebenfalls mit Transceiver 7;8 ausgestattet werden, die wie voran bereits beschrieben mit der Datenerfassungseinrichtung durch die Übertragung eines Funksignals entweder direkt oder indirekt über ein terrestrisches Funksystem oder einen oder mehrere Satelliten 12 oder eine Raumstation kommunizieren. Hierbei erfolgt eine Zuordnung von allen Transceivern zu allen Datenauswertesystemen. Sobald ein Datenerfassungssystem Signale eines Transceivers empfängt, übermittelt dieses den ermittelten Abstand zwischen Transceiver und Datenerfassungssystem an das angeschlossene Datenauswertesystem. Unterschreitet der so ermittelte Abstand einen vorgegebenen Schwellwert, so wird eine Warnmeldung 4 ausgegeben und der Lokführer kann wie im vorangegangenen Beispiel der Zugintegritätsüberprüfung den Zug zum Stillstand bringen. Auch dieser Bremsvorgang kann automatisiert ausgelöst werden. Das Datenauswertesystem kann aber auch Trajektorien der Transceiver sowie des Datenerfassungssystems, also aktuell oder prognostisch Bewegungspfade durch die zeitliche Sequenz von Koordinaten während der Laufzeit ermitteln. Unterstützend kann das Datenauswertesystem topologische Information über das Schienennetz verwenden, um zukünftige Positionen von Transceiver und Datenerfassungssystem zu berechnen. Erkennt das Datenauswertesystem eine mögliche Kreuzung von Bewegungspfaden zu einem zukünftigen Zeitpunkt, so gibt es eine Warnmeldung 4 aus. Die Topologische Information kann beispielsweise eine digitale Streckenkarte enthalten, die entweder von einer zentralen Leitstelle übermittelt wird, oder vom Datenauswertesystem aus in der Vergangenheit abgefahrenen Gleisstrecken selbst ermittelt wird. Ebenso können topologische Information wie z.B. Straßenverläufe und Sperren wie z.B. Zäune und Mauern genutzt werden, um falsch-positive Kollisionswarnmeldungen zu vermeiden, z.B. wenn sich zwischen Schiene und den erfassten Transceivern ein nicht überwindbares Hindernis befindet.
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In einem weiteren Beispiel tauschen mehrere Datenauswertesysteme Information über erfasste Transceiver aus, so dass zum Beispiel ein Zug ein mit einem Transceiver versehenes Objekt erfasst und dessen Position und Bewegungspfad einem entgegenkommenden Zug übermittelt, so dass das Datenauswertesystem auf dem entgegenkommenden Zug ebenfalls berechnen kann, ob eine Kreuzung des eigenen Zuges mit dem Objekt zu erwarten ist. Hierdurch wird die Reaktionszeit deutlich verlängert und der Zug kann vor Kollision mit dem Objekt rechtzeitig zum Stehen gebracht werden. Diese Situation wird in 2 ausführlich dargestellt.
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2 zeigt zwei Schienenfahrzeuge 21, 22 mit Datenerfassungssystem und Datenauswertesystem, die sich auf zwei kreuzungsfrei verlaufenen Schienenpaaren aufeinander zu bewegen und sich somit kollisionsfrei begegnen und aneinander vorbei fahren können. Im Umfeld der beiden Schienenfahrzeuge bewegen sich Objekte 25, 26, 27 hier als Tiere dargestellt. Objekt 25 befindet sich im Kommunikationsbereich von Schienenfahrzeug 21, bewegt sich aber von den Schienen weg, so dass weder Schienenfahrzeug 21 abbremsen muss, noch eine Warnmeldung an das entgegenkommende Schienenfahrzeug 22 erfolgen muss. Objekt 26 befindet sich nur im Kommunikationsbereich von Schienenfahrzeug 22 und bewegt sich auf die Schienen zu. Das Datenauswertesystem im Schienenfahrzeug 22 ermittelt eine mögliche Kollision mit beiden Schienenfahrzeugen 21 und 22 und leitet daher eine Abbremsung von Schienenfahrzeug 22 ein. Gleichzeitig übermittelt es eine Warnung an das sich noch weiter entfernt befindende Schienenfahrzeug 21, damit dieses unter Berücksichtigung der eigenen Geschwindigkeit und des Fahrweges eine sowie der mit der Warnung übermittelten Position und Bewegungsrichtung des Objekts 26 eine eigene Berechnung einer möglichen Kollision durchführen kann und dann unter Berücksichtigung des eigenen Bremsweges eine rechtzeitige Abbremsung einleiten kann. Kommt das Objekt dann in den Kommunikationsbereich des Schienenfahrzeuges 21, so dass das Datenauswertesystem dieses Schienenfahrzeuges die Situation erneut evaluieren und ggf. den Abbremsvorgang. fortführen, beschleunigen (falls sich das Objekt schneller in Richtung Schiene bewegt) oder abbrechen kann, falls sich die Bewegungsrichtung des Objekts verändert hat und mit keiner Kollision mehr gerechnet werden muss. 2 zeigt außerdem noch ein weiteres Objekt 27, das sich zwar in Richtung Schienen bewegt, aber durch eine Begrenzung. 28, z.B. einen Zaun mit keiner Kollision zu rechnen ist. Die Datenauswertesysteme beider Schienenfahrzeuge erfassen diese Situation mittels im Gerät vorgehaltener elektronischer Streckenkarte. Neben topologischen Informationen kann die Streckenkarte Begrenzungen wie z.B. Zäune, Erdwälle, Hügel, Wasserlöcher sowie empirisch ermittelte Bewegungsmuster wie z.B. Trampelpfade enthalten. Letztere können ihrerseits wieder aus Bewegungsprofilen von erfassten Tranceivern gewonnen werden. Neben der Bewegung des Objekts kann auch die Lage des Objekts zur Beurteilung herangezogen werden, bei Tieren etwa die Information, ob ein Tier gerade steht, sich also jederzeit in Bewegung setzen kann, oder ob es liegt und somit eine Bewegung eher unwahrscheinlich ist oder zumindest ein anderes Beschleunigungsverhalten haben wird. Ebenso berücksichtigt werden können empirisch ermittelte Verhaltensmuster der Objekte, zum Beispiel hinsichtlich des Ortes eines Wasserlochs sowie die Tageszeit in Verbindung mit der Information ob es sich um tag oder nachtaktive Tiere handelt.
