CH714184A1

CH714184A1 - Verfahren zur Sicherstellung, dass ein Streckenblock einer Eisenbahnstrecke frei von der letzten Einheit eines Zuges ist.

Info

Publication number: CH714184A1
Application number: CH01163/17A
Authority: CH
Inventors: Marte Gerhard
Original assignee: Marte Gerhard
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2017-09-21
Publication date: 2019-03-29
Also published as: US20200223458A1; EP3684670A1; WO2019057823A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherstellung, dass ein Streckenblock (11, 13) einer Eisenbahnstrecke frei von der letzten Einheit (19) eines Zuges (17) ist, wobei jeder in den Streckenblock (11) einfahrende Zug (17) mit wenigstens einem Zugendgerät, genannt OTU – On-Train-Unit (21), am Ende des Zuges (19), definiert durch die Fahrtrichtung des Zuges (17), ausgerüstet ist, welche OTU (21) der periodischen Positionserfassung des Zuges dient. Das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte: a) In der OTU (21) ist wenigstens ein Polygon (23, 25), welches durch eine Mehrzahl von Geodaten definiert ist, pro Streckenblock (11, 13) hinterlegt. b) Das jeweils befahrene Polygon (23, 25) wird von der OTU (21) mittels GNSS wenigstens einmal registriert. c) Die OTU (21) sendet die Identifikation des jeweils befahrenen Polygons (23, 25) wenigstens einmal an ein EDV-System zur Auswertung.

Description

Beschreibung

Gebiet der Erfindung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Sicherstellung/ dass ein Streckenblock einer Eisenbahnstrecke frei von der letzten Einheit eines Zuges ist.

Stand der Technik [0002] Aus dem Stand der Technik sind Sicherheitsmassnahmen bekannt, welche die Vollständigkeit bzw. die Integrität eines Zuges überprüfen. Eine alte Sicherheitsmassnahme ist, dass der Fahrdienstleiter bei einem ausfahrenden Zug mit freiem Auge prüft, ob sich am Ende des Zugs ein Zugschlusssignal befindet.

[0003] Verbreitet sind automatische Achszähleinrichtungen, welche die die Anzahl der Achsen bei der Einfahrt in einen Bahnhof oder in einen Streckenblock zählen (Einzählen der Achsen). Bei den Achszähleinrichtungen handelt es sich um elektronische Bauteile mit Sensoren. Bei der Ausfahrt aus dem Bahnhof oder dem Streckenblock zählt eine weitere Achszähleinrichtung die Achsanzahl wieder herunter (Auszählen der Achsen). Wenn die Achszähleinrichtung auf 0 herunterzählt ist der Zug vollständig. Achszähleinrichtungen sind teuer in der Anschaffung und dem Unterhalt. Auch ist bekannt, dass sie bei hohen Temperaturen Funktionsprobleme haben können.

[0004] Zur Sicherung von Zugfahrten sind die unterschiedlichsten Massnahmen bekannt. Damit Züge, welche einander folgen oder sich entgegenkommen, nicht miteinander kollidieren, wurde das Fahren im festen Raumabstand eingeführt. Dabei werden die Strecken durch Signale in Streckenblöcke unterteilt. In einem Streckenblock darf sich immer nur ein Zug befinden. Dies wird dadurch erreicht, dass die Züge durch das an einem Übergang von einem ersten Streckenblock auf einen zweiten Streckenblock positionierte Signal geleitet bzw. geführt werden. Erst wenn ein Streckenblock geräumt ist, darf der nächste Zug in diesen Streckenblock einfahren. Die Sicherstellung, dass der Streckenblock geräumt ist wird mit oben beschriebenen Achszähleinrichtungen erreicht. Erst wenn die Achszähleinrichtung auf 0 heruntergezählt hat, also alle eingezählten Achsen auch ausgezählt werden können, wird der Streckenblock freigegeben.

Aufgabe der Erfindung [0005] Aus den Nachteilen des beschriebenen Stands der Technik resultiert die die vorliegende Erfindung initiierende Aufgabe ein Verfahren zur Zugsicherung vorzuschlagen, welches mit geringem Investitionsaufwand die Zugvollständigkeit sicherstellen kann.

[0006] Ausserdem soll das vorgeschlagene Verfahren zur Zugsicherung das bestehende Sicherungsverfahren ergänzen bzw. ersetzen können, wobei die notwendigen Infrastruktur-Investitionen möglichst gering sein sollen.

Beschreibung [0007] In der nachfolgenden Beschreibung sind die einzelnen, verwendeten Begriffe wie folgt definiert:

Polygon = Geofence = im OTU gespeicherte virtuelle Fläche über den zwei Geleisen eines Gleiskörpers ID = eindeutige Identifikation

Polygon-ID-Daten = Geodäten, Block-ID und Gleis-ID

Gleis-ID = Gleisnummer OTU = On-Train-Unit GNSS = Global Navigation Satellite System EDV-System = Elektronische Daten-Verarbeitung der OTUs

Bahn-EDV = Elektronische Daten, Verarbeitung des Bahnbetreibers

Lok-OTU = OTU beim Lok-Führerstand

Waggon-OTU = OTU am Ende des letzten Waggons

Streckenblock-ID = definierter Gleisabschnitt auf einer definierten Bahnstrecke POI - Point of Interest = punkthaftes Geoobjekt [0008] Die Lösung der gestellten Aufgabe gelingt bei einem Verfahren zur Sicherstellung, dass ein Streckenblock einer Eisenbahnstrecke frei von der letzten Einheit eines Zuges ist dadurch, dass in der OTU wenigstens ein Polygon, welches durch eine Mehrzahl von Geodäten definiert ist, pro Streckenblock hinterlegt ist, dass das jeweils befahrene Polygon von der OTU mittels GNSS wenigstens einmal registriert wird, wenn sich die Position der OTU innerhalb des Polygons (23, 25) befindet und dass die OTU die Identifikation des jeweils befahrenen Polygons wenigstens einmal an ein EDV-System zur Auswertung sendet.

[0009] Das Verfahren hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass es ohne die teuren und fehleranfälligen Achszähleinrichtungen und anderen Zuglängen-Kontrollsystemen auskommt. Das Verfahren zeigt mit höchster Sicherheit, dass ein erster Streckenblockfrei ist von der letzten Einheit eines Zuges, welche mit der OTU ausgerüstet ist. Dies ist durch die Logik des Verfahrens begründet. Erst wenn ein an den ersten Streckenblock anschliessender zweiter Streckenblock registriert wird, wird der erste Streckenblock freigegeben. Sollte die OTU nach Absetzen der Registrierung des ersten Streckenblocks ausfallen, dann bleibt sie durch die hinterlegte Logik in dem ersten Streckenblock, da der zweite Streckenblock nicht mehr registriert wird.

[0010] Es sind von der kostengünstigen OTU abgesehen, keine weiteren Infrastruktur Investitionen notwendig. Da das Verfahren ausschliesslich durch eine EDV Komponente umgesetzt wird, werden bestehende Bahn-Systemkomponenten nicht angetastet. Dadurch ist es möglich/ bestehende Sicherheitsverfahren kostengünstig zu ergänzen, um die Redundanz zu steigern. Genauso ist es möglich Bahnstrecken, welche über kein Sicherheitsverfahren verfügen, ob ein Streckenblock frei von der letzten Einheit eines Zuges ist, mit dem erfindungsgemässen Verfahren auszurüsten.

[0011] Zudem können durch das Verfahren Auffahr- und Zusammenstoss-Gefahren erkannt werden, welche auf menschlichem Versagen begründet sind.

[0012] Die OTU (Waggon-OTU) ersetzt datentechnisch das Zugschlusssignal, wodurch die OTU in dem EDV-System zusätzlich als Zugschlusssignal registriert werden kann.

[0013] In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beinhaltet die Auswertung der Identifikation den Zeitpunkt und die Reihenfolge der befahrenen Polygone und den Zeitpunkt wann die OTU von einem Streckenblock in einen angrenzenden Streckenblock wechselt. Dadurch kann in Echtzeit erfasst werden, welcher Streckenblock gerade besetzt ist und welche Streckenblöcke gerade frei sind.

[0014] Die Erfindung zeichnet sich bevorzugt dadurch aus, dass die Identifikation des jeweiligen Polygons Geodäten, die Identifikation des entsprechenden Streckenblocks und die entsprechende Gleis-Identifikation beinhaltet. Die Polygon-ID ermöglicht es, dass die Position der letzten Einheit des Zuges eindeutig einem bestimmten Streckenblock zuordenbar ist und Verwechslungen ausgeschlossen sind.

[0015] Zweckmässigerweise ist pro Streckenblock an beiden Enden des Streckenblocks ein Polygon in der OTU hinterlegt. Dadurch kann der Streckenblock frühestmöglich als frei gemeldet werden, da der Abstand der angrenzenden Polygone zweier benachbarter Streckenblöcke möglichst gering ist.

[0016] Von Vorteil ist es, wenn auf der gesamten Länge des Streckenblocks eine Mehrzahl von aneinander anschliessenden Polygonen in der OTU hinterlegt ist. In dieser Variante findet eine ununterbrochene Polygon-ID-Meldung innerhalb des Streckenblocks statt. Dies führt zu einer hohen Sicherheit, da die OTU in Echtzeit zu nahezu jedem Zeitpunkt erfassbar ist.

[0017] Die Erfindung zeichnet sich bevorzugt dadurch aus, dass der Abstand zwischen einem ersten Polygon, welches am Ende eines ersten Streckenblocks hinterlegt ist und einem an das erste Polygon angrenzenden zweiten Polygons, welches an dem dem ersten Streckenblock zugewandten Ende eitles zweiten Streckenblocks hinterlegt ist, dem maximalen Bremsweg des Zuges entspricht. Diese Abstandswahl angrenzender Polygone zweier Streckenblöcke stellt sicher, dass ein Zug, welcher durch ein Bahnsignal gestoppt wird, begründet durch seinen Bremsweg, nicht in das zweite Polygon gelangt. Dadurch dass in diesem Fall das zweite Polygon sicher nicht von der OTU erreicht wird, garantiert die Logik des Verfahrens, dass der erste Streckenblock nicht freigegeben wird. Dies auch dann, wenn das erste Polygon von dem OTU verlassen wird, solange das zweite Polygon nicht erreicht wird.

[0018] Als zweckdienlich hat es sich erwiesen, wenn der Zug an seiner Spitze, definiert durch die Fahrtrichtung, mit einer weiteren OTU (Lok-OTU) ausgerüstet ist und bei einem Fahrtrichtungswechsel die weitere OTU von dem EDV-System als die OTU am Ende des Zuges erkannt wird. Dadurch ist auch, bei einem Fahrtrichtungswechsel des Zuges immer die letzte Einheit des Zuges mit einer OTU ausgerüstet. Ein manueller Wechsel einer OTU von der Spitze des Zuges zum Ende des Zuges, welche zu Fehlern oder dem Vergessen des Wechsels führen kann, ist daher nicht notwendig.

[0019] Zweckmässigerweise sendet die OTU zusätzlich, zu der Identifikation die Polygon-Identifikation, die Fahrtrichtung des Zuges und den Status der Stromversorgung an das EDV-System sendet. Weiter Daten, welche in der OTU hinterlegt und erfasst sind und an das EDV-System gesendet werden können sind die OTU-ID, das Datum, die Uhrzeit, die Geschwindigkeit, die Richtung, die Daten des G-Sensors, die Anzahl der Satelliten, ein Meter-Summenzähler der zurückgelegten Distanz, die Funk-Provider-ID und er Status der OTU.

[0020] Als vorteilhaft erweist es sich, wenn bei einer vorgegebenen Taktung der Positionsbestimmung die OTU die Mindestlänge des Polygons durch die maximale Geschwindigkeit des Zuges bestimmt wird und die maximale Länge des Polygons durch die Länge des Streckenblocks definiert ist, für welchen das Polygon in der OTU hinterlegt ist. Wird beispiels weise von der OTU die eigene Position im Sekundentakt berechnet, so muss die Polygonlänge grösser als 100 m sein, wenn der Zug 360 km/fährt und in dem Polygon registriert werden soll.

[0021] Die Erfindung zeichnet sich auch bevorzugt dadurch aus, dass die Breite eines ersten Polygons wenigstens der maximalen Breite des Zuges entspricht und bei einer mehrgleisigen Bahnstrecke die Breite des ersten Polygons derart bemessen ist, dass das erste Polygon überlappungsfrei von weiteren dritten Polygonen ist, welche in der OTU für weitere Gleise hinterlegt sind. Die Festlegung der Breite des ersten Polygons im oben beanspruchten Bereich ermöglicht es, dass die Position der OTU sicher innerhalb des ersten Polygons liegt, da die Positionsgenauigkeit unter einem Meter liegt und ein Zug immer breiter als ein Meter ist. Dadurch, dass sich Polygone nebeneinanderliegender Gleise nicht überlappen ist eine Verwechslung von Polygonen bzw. den Polygonen zugeordneten Streckenblöcken ausgeschlossen.

[0022] In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung führt die Identifikation eines Polygons dazu, dass der dem zweiten Polygon zugeordnete zweite Streckenblock von dem EDV-System als besetzt bzw. blockiert gemeldet wird und der zuvor von dem Zug durchfahr eine erste Streckenblock von dem EDV-System als frei gemeldet wird. Wie bereits weiter oben beschrieben, führt diese Logik des Verfahrens dazu, dass ein Streckenblock ausschliesslich dann freigemeldet wird, wenn ein anderer Streckenblock dadurch identifiziert wurde, indem sich die OTU-Position innerhalb eines Polygons befindet, welches dem anderen Streckenblock zugeordnet ist. Befindet sich die OTU zwischen Streckenblöcken, wird ein verlassener Streckenblock nicht freigegeben.

[0023] Zweckmässigerweise wird die Zugintegrität dadurch festgestellt, dass die OTU von einem zu einem anderen Streckenblock gewechselt hat. Falls es zu einer Trennung der letzten Einheit von der Zugspitze kommt, erreicht die OTU kein Polygon, welches dem anderen Streckenblock zugeordnet ist. Falls die letzte Einheit mitsamt der OTU weiter rollen sollte, wird der Streckenblock erst dann freigegeben, wenn die letzte Einheit ein Polygon erreicht, welches dem anderen Streckenblock zugeordnet ist. Wenn die letzte Einheit vor dem anderen Streckenblock zum Stehen kommt, wird der weitere Streckenblock nicht mehr freigegeben.

[0024] In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die OTU und die weitere OTU vom EDV-System synchronisiert, um einen Abstand zwischen den beiden OTUs in dem EDV-System zu berechnen und eine Abstandsänderung der beiden OTUs, beispielsweise hervorgerufen durch einen Kupplungsbruch des Zuges, an das EDV-System des Zuges zu senden. Dadurch kann auf einfache Weise die Vollständigkeit des Zuges jederzeit festgestellt werden, zusätzlich zur Erfassung innerhalb welchen Polygons sich die OTU der letzten Einheit befindet.

[0025] In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Beginn und das Ende eines Bereiches eines Streckenblocks, an welchem der GNSS-Empfang der OTU nicht ausreichend ist, in der OTU mit einem Beginn-Polygon bzw. einem End-Polygon hinterlegt und der Bereich gilt als durchfahren, wenn die Polygon-Identifikation des End-Polygons von der OTU durch das EDV-System empfangen wird. Bereiche mit schlechtem oder keinem GNSS-Empfang körnten Tunnel oder Schluchten sein. Durch obige Merkmale ist sichergestellt, dass ein Tunnel oder ein Schlucht erst dann freigegeben wird, wenn die letzte Einheit des Zuges diesen Bereich durchfahren hat und sich die OTU innerhalb des End-Polygons befindet und dort identifiziert wurde.

[0026] Als zweckdienlich erweist es sich, wenn die Waggon-Identifikationen der einzelnen Waggone eines Zuges an die OTU übertragen werden, um Position und Zeitpunkt der einzelnen Waggons an das EDV-System senden zu können. Dadurch bietet das vorliegende Verfahren den Zusatznutzen, dass nicht nur die letzte Einheit des Zuges überwachbar ist, sondern alle Waggons in dem EDV-System erfassbar sind. Dafür sind keine weiteren Hardware-Komponenten notwendig, da die OTU zur Verwaltung der Waggon-Identifikationen herangezogen werden kann. Die Wagen-Identifikation kann vorzugsweise mit einem Texterkennungsprogramm (OCR) eingescannt werden und drahtlos, beispielsweise mit WLAN an die OTU übermittelt werden.

[0027] Zweckmässigerweise werden die Waggon-Identifikationen mit den Frachtdokumenten des jeweiligen Waggons verknüpft. Dadurch kann jedes Frachtdokument bis zum Zielbahnhof jederzeit geortet werden.

[0028] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beinhalten die in der OTU hinterlegten Polygone Informationen zur Position von Bahnsignalen und die Position der Bahnsignale sind im Führerstand des Zuges visuali-sierbar. Dadurch ist der Zugführer über herankommende Bahnsignale immer ausreichend früh informiert, auch wenn die Sicht, beispielsweise durch Nebel und Schneefall, beeinträchtigt sein sollte. Denkbar ist es, dass der Abstand zu dem herannahenden Bahnsignal durch eine dynamische Anzeige visualisiert wird. Beispielsweise kann ein Balken auf einem Display immer kürzer werden, bis das Bahnsignal passiert wird.

[0029] Sowohl das EDV-System als auch die OTU (Waggon-OTU) und die weitere OTU (Lok-OTU) verfügen über Satellitenfunk. Bei einem Ausfall der terrestrischen Funkverbindungen kann die OTU und die weitere OTU daher eine Funkverbindung über Satellitenempfang aufbauen. Die OTU sendet bei Ausfall der terrestrischen Funkverbindungen einen von dem Zugführer zu bestätigenden Alarm und die OTU leitet bei Ausbleiben der Bestätigung des Zugführers eine Bremsung des Zuges ein. Die OTU ist mit dem Bremssystem des Zuges derart verbunden, dass die OTU eine Bremsung des Zuges auslösen kann. Dadurch ist sichergestellt, dass bei Ausfall terrestrischer Funksysteme und einer überbrückten Totmann-Schaltung im Führerstand eine Notbremsung durch die OTU eingeleitet werden kann.

[0030] In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die OTU derart mit der Bremsanlage des Zuges verschaltet, dass bei einem Ausfall der terrestrischen Funkverbindungen die OTU eine Funkverbindung über Satellitenempfang aufbauen kann.

[0031] Zweckmässigerweise sendet die OTU bei Ausfall der terrestrischen Funkverbindungen einen von dem Zugführer zu bestätigenden Alarm und die OTU leitet bei Ausbleiben der Bestätigung des Zugführers eine Notbremsung des Zuges ein.

[0032] Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die schematischen Darstellungen. Es zeigt in nicht massstabsgetreuer Darstellung:

Fig. 1: ein erstes Verfahrensschema eines Verfahrens zur Sicherstellung, dass ein Streckenblock einer Eisenbahnstrecke frei von der letzten Einheit eines Zuges ist;

Fig. 2: eine ergänzende Darstellung zum Verfahrensschema aus Fig. 1;

Fig. 3: ein Gleis mit einer Darstellung unterschiedlicher Polygonvarianten;

Fig. 4: eine Draufsicht auf eine zweigleisige Bahnstrecke mit über die Gleise gelegten Polygonen und

Fig. 5: ein Verfahrensschema, welches den Abstand eines ersten und zweiten Polygons durch den Bremsweg des Zuges definiert.

[0033] In den Fig. 1 und 2 ist das Funktionsschema des Verfahrens dargestellt Bestehende Bahnstrecken bzw. Gleise 27 sind standardmässig in Streckenblöcke unterteilt, wobei am Übergang von einem ersten Streckenblock 11 zum benachbarten zweiten Streckenblock 13 ein Bahnsignal 15 positioniert ist. Das Bahnsignal 15 gibt den zweiten Streckenblock 13 frei oder sperrt ihn. Bei einer mehrgleisigen Bahnstrecke ist jedes Gleis in eine Mehrzahl von Streckenblöcken unterteilt. Es existieren daher keine Streckenblöcke, welche sich über nebeneinander liegende Gleise gleichzeitig erstrecken.

[0034] Über jeden Streckenblock ist wenigstens eine gedachte Begrenzung gelegt, welche als Geofence oder als Polygon bezeichnet wird. Im Rahmen der vorliegenden Patentanmeldung ist unter einem Polygon eine virtuelle Fläche zu verstehen, welche wenigstens über einen Teil eines Streckenblocks gelegt ist, sodass ein Teil des Streckenblockes innerhalb des Polygons liegt. Das Polygon ist durch eine Vielzahl von Geodäten definiert. Die Geodäten beschreiben die Peripherie eines geschlossenen Vielecks. Denkbar ist es auch, dass sich das Polygon über den gesamten Streckenblock erstreckt.

[0035] Die eindeutige Identifikation (ID) eines Polygons erfolgt über folgende Polygon-ID-Daten: Die Geodäten, die Streckenblock-ID und die Gleis-ID. Dabei ist jeder Streckenblock und jedes Gleis eindeutig, beispielsweise durch eine Nummer oder einen Buchstaben, identifiziert.

[0036] Ein Zug 17 ist an seinem Ende mit einem Zugendgerät ausgerüstet. Das Zugendgerät wird also am Zugende 19 mit diesem mitgeführt und ist als OTU (On-Train Unit) 21 bezeichnet. Das Zugende 19 ist durch dessen Fahrtrichtung definiert. Das Zugende passiert also als letzter Teil des Zuges 17 einen Streckenpunkt. Das Zugende 19 entspricht der letzten Einheit 19 des Zuges 17. Die letzte Einheit 19 kann ein Waggon, eine Lokomotive, ein Triebwagen oder ein Steuerwagen sein, je nachdem in welche Richtung sich der Zug 17 bewegt und wie er zusammengestellt ist.

[0037] Die OTU 21 ist mit einem Speicher und einem GNSS (Global Navigation Satellite System) ausgerüstet. Die Stromversorgung der OTU 21 kann durch eine Batterie oder eine externe Stromversorgung erfolgen. In dem Speicher sind wenigstens alle Polygone der zufahrenden Strecke bzw. der Streckenblöcke, welche passiert werden, abgespeichert.

[0038] Die OTU 21 registriert mittels GNSS das momentan befahrene Polygon einmal oder mehrmals. Sobald der Position der OTU 21 das entsprechende Polygon zugeordnet ist, wird die Polygon-ID mit Funk an ein EDV-System zur Auswertung gesendet. Die Versendung der Polygon-ID kann zeitgleich oder zeitversetzt mit der Zuordnung des Polygons erfolgen. Die Auswertung der Polygon-IDs ermöglich es mit höchster Sicherheit festzustellen, wann und in welcher Reihenfolge welche Polygone befahren wurden und wann die OTU 21 von dem ersten Streckenblock 11 in den zweiten Streckenblock gewechselt hat. Durch die Erfassung in Echtzeit, in welchem Polygon sich die OTU 21 befindet, ist zwangsläufig bekannt, welcher Streckenblock besetzt ist und welche Streckenblöcke frei sind. In den Fig. 1 und 2 sind ein erstes Polygon 23 und ein zweites Polygon 25 gezeigt. Das erste Polygon 23 ist dem ersten Streckenblock 11 zugeordnet und das zweite Polygon 25 ist dem zweiten Streckenblock 13 zugeordnet.

[0039] Kommt es, wie in Fig. 2 gezeigt, zu einem Kupplungsbruch an einer der Waggonkupplungen des Zuges 17, kommt das OTU nicht in der Fläche des zweiten Polygons 25 an. Deshalb wird der erste Streckenblock 11 nicht freigegeben.

[0040] Das vorliegende Verfahren ermöglicht es, ohne die Verwendung von Achszähleinrichtungen sicher zu stellen, dass der erste Streckenblock 11 frei von der letzten Einheit 19 des Zuges 17 ist.

[0041] POIs (Point of Interest) sind Punktkoordinaten auf einer digitalen Karte und werden allgemein zur Navigation bzw. zur Annäherung zu einem Fahrziel wie Apotheke, Museum etc. benutzt. Bei eingleisigen Bahnstrecken eignen sich POIs zur Feststellung, dass ein definierter POI überfahren wurde. Bei mehrgleisigen Bahnkörpern kann nicht systemautark festgestellt werden, auf welchem Gleis bzw. auf welchem Streckenblock sich ein Zug bewegt, befindet oder befand. POIs sind daher ungeeignet, um festzustellen, ob ein Streckenblock einer Eisenbahnstrecke frei ist.

[0042] In der Fig. 3 sind drei unterschiedliche Varianten gezeigt, wie Polygone pro einem Streckenblock in der OTU 21 hinterlegt sein können.

[0043] Bei der Variante A ist ein Polygon 23 pro Streckenblock hinterlegt. Der Datenverkehr ist bei dieser Variante geringer als bei den Varianten B und C. Im Vergleich zu den Varianten B und C entsteht jedoch ein Zeitverlust bis zur Freimeldung des Streckenblocks 25 und es existiert keine Positionsmeldung zwischen Polygonen der benachbarten Streckenblöcke.

[0044] In der Variante B ist jeweils ein Polygon 23a, 23b an den beiden Enden des Streckenblocks in der OTU 21 hinterlegt. Der Streckenblock wird frühestmöglich als frei gemeldet, da der Abstand der angrenzenden Polygone 23 und 25 der Streckenblöcke 11 und 13 möglichst gering ist. Zwischen den Polygonen 23a und 23b ist keine Positionsmeldung vorhanden.

[0045] In der Variante C ist eine Polygonkette auf der gesamten Länge des Streckenblocks 11 in der OTU 19 hinterlegt. In dieser Variante findet eine ununterbrochene Polygon-ID-Meldung innerhalb des Streckenblocks 11 statt. Alle drei Varianten sind fahrrichtungsunabhängig, da es für die Meldung der Polygon-ID unabhängig ist, von welcher Fahrtrichtung das Polygon 23 erfasst wird.

[0046] In der Fig. 4 ist eine mehrgleisige Bahnstrecke mit einem ersten Gleis 27 und einem daneben verlaufenden zweiten Gleis 29 gezeigt. Ein Gleisabschnitt des ersten und zweiten Gleises 27, 29 ist als erster und dritter Streckenblock 11 und 14 definiert. Für den ersten und dritten Streckenblock 11, 14 ist in dem OTU 21 ein erstes und drittes Polygon 23, 26 hinterlegt. Das erste und dritte Polygon 23, 26 sind in Ihrer Breite derart bemasst, dass sie sich nicht überlappen. Dadurch ist sichergestellt, dass für den ersten Streckenblock 11 nur das erste Polygon 23 zugeordnet werden kann und nicht das dritte Polygon 26. Andererseits dürfen das erste und das dritte Polygon 23, 26 nicht zu schmal bemessen sein, damit die GNSS Position des OTU 21 zuverlässig innerhalb des entsprechenden Polygons liegt. Deshalb ist es zweckmässig, wenn die Polygonbreite wenigstens der maximalen Breite des Zuges 17 entspricht.

[0047] In der Fig. 5 ist zwischen dem ersten Polygon 23 und dem zweiten Polygon 25 ein Abstand 31 gezeigt, welcher dem maximalen Bremsweg des Zuges entspricht, berechnet aus der Höchstgeschwindigkeit des Zuges, welche er im ersten Streckenblock 11 fährt. Der Abstand 31 stellt sicher, dass das OTU 21 nicht innerhalb des zweiten Polygons 25 zu liegen kommt, wenn der Zug durch das Bahnsignal 15 zwischen den beiden Streckenblöcken 11, 13 zum Halten gezwungen wird. Das Vorsehen des Abstands 31 verhindert daher, dass das Zugende 19 mit der OTU 21 bei einem Bremsmanöver an dem Bahnsignal 15 in das zweite Polygon 25 «rutscht» und dadurch der erste Streckenblock 11 fälschlicher Weise freigegeben wird.

Legende [0048] 11 Erster Streckenblock 13 Zweiter Streckenblock 14 Dritter Streckenblock 15 Bahnsignal 17 Zug 19 Zugende, letzte Einheit eines Zuges 21 OTU, On-Train-Unit 23 Erstes Polygon 25 Zweites Polygon 26 Drittes Polygon 27 Erstes Gleis 29 Zweites Gleis 31 Abstand

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Sicherstellung, dass ein Streckenblock (11, 13) einer Eisenbahnstrecke frei von der letzten Einheit (19) eines Zuges (17) ist, wobei jeder in den Streckenblock (11) einfahrende Zug (17) mit wenigstens einem Zugendgerät (OTU - On-Train-Unit) (21) am Ende des Zuges (19), definiert durch die Fahrtrichtung des Zuges (17), ausgerüstet ist, welche OTU (21) der periodischen Positionserfassung des Zuges dient, dadurch gekennzeichnet, a) dass in der OTU (21) wenigstens ein Polygon (23, 25), welches durch eine Mehrzahl von Geodäten definiert ist, pro Streckenblock (11, 13) hinterlegt ist, b) dass das jeweils befahrene Polygon (23, 25) von der OTU (21) mittels GNSS wenigstens einmal registriert wird, wenn sich die Position der OTU innerhalb des Polygons (23, 25) befindet und c) dass die OTU (21) die Identifikation des jeweils befahrenen Polygons (23,25) wenigstens einmal an ein EDV-System zur Auswertung sendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Identifikation den Zeitpunkt und die Reihenfolge der befahrenen Polygone (23, 25) und den Zeitpunkt, wann die OTU (21) von einem Streckenblock (11) in einen angrenzenden Streckenblock (13) wechselt, beinhaltet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikation des jeweiligen Polygons (23, 25) Geodäten, die Identifikation des entsprechenden Streckenblocks (11, 13) und die entsprechende Gleis-Identifikation beinhaltet.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass pro Streckenblock (11, 13) an beiden Enden des Streckenblocks (11, 13) ein Polygon (23, 25) in der OTU (21) hinterlegt ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf der gesamten Länge des Streckenblocks (11, 13) eine Mehrzahl von aneinander anschliessenden Polygonen (23, 25) in der OTU (21) hinterlegt ist.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (31) zwischen einem ersten Polygon (23), welches am Ende eines ersten Streckenblocks (11) hinterlegt ist und einem an das erste Polygon (23) angrenzenden zweiten Polygons (25), welches an dem dem ersten Streckenblock (11) zugewandten Ende eines zweiten Streckenblocks (25) hinterlegt ist, dem maximalen Bremsweg des Zuges (17) entspricht.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zug (17) an seiner Spitze, definiert durch die Fahrtrichtung, mit einer weiteren OTU ausgerüstet ist und bei einem Fahrtrichtungswechsel die weitere OTU von dem EDV-System als die OTU (21) am Ende (19) des Zuges erkannt wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die OTU (21) zusätzlich zu der Identifikation die Polygon-Identifikation, die Fahrtrichtung des Zuges und den Status der Stromversorgung an das EDV-System sendet.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer vorgegebenen Taktung der Positionsbestimmung die OTU (21) die Mindestlänge des Polygons (23, 25) durch die maximale Geschwindigkeit des Zuges (17) bestimmt wird und die maximale Länge des Polygons (23, 25) durch die Länge des Streckenblocks (11, 13) definiert ist, für welchen das Polygon (23, 25) in der OTU (21) hinterlegt ist.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite eines ersten Polygons (23) wenigstens der maximalen Breite des Zuges (17) entspricht und bei einer mehrgleisigen Bahnstrecke die Breite des ersten Polygons (23) derart bemessen ist, dass das erste Polygon (23) überlappungsfrei von weiteren dritten Polygonen (26) ist, welche in der OTU (21) für weitere Gleise hinterlegt sind.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikation eines zweiten Polygons (25) dazu führt, dass der dem zweiten Polygon (25) zugeordnete zweite Streckenblock (13) von dem EDV-System als besetzt bzw. blockiert gemeldet wird und der zuvor von dem Zug (17) durchfahrene erste Streckenblock (11) von dem EDV-System als frei gemeldet wird.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugintegrität dadurch festgestellt wird, dass die OTU (21) von einem Streckenblock (11) zu einem anderen Streckenblock (13) gewechselt hat.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die OTU (21) und die weitere OTU vom EDV-System synchronisiert werden, um einen Abstand zwischen den beiden OTUs in dem EDV-System zu berechnen und eine Abstandsänderung der beiden OTUs, beispielsweise hervorgerufen durch einen Kupplungsbruch des Zuges (17), an das EDV-System des Zuges zu senden.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn und das Ende eines Bereiches eines Streckenblocks, an welchem der GNSS-Empfang der OTU nicht ausreichend ist, in der OTU mit einem Beginn-Polygon bzw. einem End-Polygon hinterlegt ist und dass der Bereich als durchfahren gilt, wenn die Polygon-Identifikation des End-Polygons von der OTU durch das EDV-System empfangen wird.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Waggon-Identifikationen der einzelnen Waggone eines Zuges (17) an die OTU (21) übertragen werden, um die relevante Position und Zeitpunkt der einzelnen Waggons an das EDV-System senden zu können.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Waggon-Identifikation mit den Frachtdokumenten des jeweiligen Waggons verknüpft wird.
17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die in der OTU (21) hinterlegten Polygone Informationen zur Positionierung von Bahnsignalen beinhalten und die Position der Bahnsignale im Führerstand des Zuges visualisierbar sind.