EP3245115B1 - Verfahren und vorrichtung zum ermitteln eines signalbegriffes für ein schienenfahrzeug - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum ermitteln eines signalbegriffes für ein schienenfahrzeug Download PDF

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EP3245115B1
EP3245115B1 EP16706166.2A EP16706166A EP3245115B1 EP 3245115 B1 EP3245115 B1 EP 3245115B1 EP 16706166 A EP16706166 A EP 16706166A EP 3245115 B1 EP3245115 B1 EP 3245115B1
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cbtc
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route
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Christina LÜBKE
Peter Lührs
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
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    • B61L5/00—Local operating mechanisms for points or track-mounted scotch-blocks; Visible or audible signals; Local operating mechanisms for visible or audible signals
    • B61L5/12—Visible signals
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    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • B61L3/02—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
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    • B61L23/00—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
    • B61L23/06—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for warning men working on the route

Definitions

  • the invention relates to a method for determining a signal condition representing the free or busy state of a line section for a rail vehicle, in particular a maintenance or construction vehicle, on a CBTC - Communication Based Train Control route, wherein the rail vehicle does not have a CBTC onboard device and a related device.
  • CBTC routes In the case of CBTC routes, the travel permits are transmitted to the CBTC on-board devices of the rolling stock by radio. Track signals are not required.
  • the problem of driving on the CBTC route is that there is no CBTC on-board unit in the rail vehicles. This applies in particular to maintenance vehicles and construction vehicles that do not run regularly on the CBTC route.
  • the invention has for its object to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a method and a device of the generic type, which allow a signal term determination for a non CBTC-capable rail vehicle on a CBTC track with less hardware complexity.
  • the object is also achieved by a device in which an app that can be activated by means of a smartphone for determining a route section to be traveled on the basis of a photographically recorded route beacon ID and for interrogating the signal concept of the route section at a CBTC route center.
  • the app support according to the invention also offers the advantage that a fallback level for CBTC vehicles results in a simple manner when the CBTC on-board unit is disturbed or has failed.
  • the app transmits the signal concept to the driver analogously to a light signal, whereby "green” gives permission to drive and “red” denies permission to drive without the influence of the human factor being affected by the error.
  • the location of the rail vehicle is first determined by the app takes a picture of the next route beacon of the CBTC route by means of the camera of the smartphone.
  • Route beacon here any placemarks are subsumed, for example, marker boards or announcement boards for marker boards.
  • Route beacons are usually distributed along the railway line on the type of motorway kilometer stones. Each route beacon is marked with a specific ID in the form of a visually recognizable signature.
  • the app evaluates the optical signature and sends the route beacon ID to the CBTC route center, which determines the associated route section based on the route beacon ID from a tabular register.
  • This route section information can additionally or alternatively also be determined by the app and transmitted to the CBTC route center, preferably by radio.
  • a computer of the CBTC route center determines the free or busy state for the route section and transmits the associated signal concept back to the app, which brings this signal concept on the smartphone for display.
  • the determination of the route beacon ID according to step B) is carried out by reading a track-beacon-specific QR code.
  • the QR code is particularly suitable as a signature of the route beacon because of its excellent visibility and easy photographic evaluation. But other signatures, such as marker board IPs or mileage on milestones can be photographically recorded and read by the app.
  • the transmission of the route beacon ID according to step C) and receiving the signal term according to step D) via a public communication network If available, the use of a dedicated GSM-R network for the security needs of rail transport should be preferred; However, public communication networks such as GSM and fixed network are essentially always available at any location.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines den Frei- oder Besetztzustand eines Streckenabschnittes repräsentierenden Signalbegriffes für ein Schienenfahrzeug, insbesondere ein Wartungs- oder Baufahrzeug, auf einer CBTC - Communication Based Train Control - Strecke, wobei das Schienenfahrzeug nicht über ein CBTC-Bordgerät verfügt sowie eine diesbezügliche Vorrichtung.
  • Bei CBTC-Strecken werden die Fahrterlaubnisse an die CBTC-Bordgeräte der Schienenfahrzeuge per Funk übermittelt. Streckensignale sind nicht erforderlich. Problematisch ist die Befahrung der CBTC-Strecke, wenn in den Schienenfahrzeugen kein CBTC-Bordgerät vorhanden ist. Das betrifft insbesondere Wartungsfahrzeuge und Baufahrzeuge, die nicht regelmäßig auf der CBTC-Strecke verkehren.
  • Damit auch Schienenfahrzeuge ohne CBTC-Bordgerät die CBTC-Strecke befahren können, sind folgende Vorgehensweisen bekannt:
    1. 1. Mittels mündlicher oder schriftlicher Kommunikation zwischen einer CBTC-Streckenzentrale und dem Fahrzeugführer wird die dem Signalbegriff entsprechende Fahrterlaubnis oder deren Verweigerung festgestellt und übermittelt. Die Fahrzeugführer orientieren sich dabei mit ihrer Streckenkenntnis oder anhand von Streckenmarkierungen wie Kilometertafeln und dergleichen. Zur technischen Unterstützung der Orientierung können gemäß EP 2 527 226 A2 streckenseitige Funkbaken vorgesehen sein, die einzelne Streckenabschnitte begrenzen und eine Ortsbestimmung des Schienenfahrzeuges als Voraussetzung für eine Fahrterlaubnis ermöglichen, indem der Fahrzeugführer über ein Mobilgerät die Position der Funkbake abfragt.
    2. 2. Eine weitere Verfahrensweise besteht darin, feste Signale zu installieren oder transportable Signale für den Zeitraum der Befahrung durch das nicht CBTC-fähige Schienenfahrzeug aufzustellen und durch die Streckenzentrale anzusteuern.
    3. 3. Prinzipiell ist es auch möglich, alle Wartungs- und Baufahrzeuge, die die CBTC-Strecke befahren sollen, mit einer weitestgehend abgerüsteten CBTC-Bordausstattung auszustatten.
  • Diese Lösungsansätze beruhen auf extrem hohem Hardware-Aufwand oder genügen zumindest teilweise nur zweckgebunden verringerten sicherheitstechnischen Bestimmungen.
  • Aus der EP 1 942 041 A2 ist ein Verfahren zum Ermitteln eines den Frei- oder Besetztzustand eines Streckenabschnitts repräsentirenden Signalbegriffs für ein Schienenfahrzeug auf einer CBTC Strecke bekannt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile aus dem Stand der Technik zu beseitigen und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung gattungsgemäßer Art anzugeben, welche eine Signalbegriffsermittlung für ein nicht CBTC-fähiges Schienenfahrzeug auf einer CBTC-Strecke mit geringerem Hardware-Aufwand ermöglichen.
  • Verfahrensgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine App auf einem Smartphone folgende Schritte initiiert:
    1. A) Fotografieren einer in Fahrtrichtung befindlichen Streckenbake,
    2. B) Feststellen der ID - Identifikationssignatur - der Streckenbake,
    3. C) Senden der Streckenbaken-ID an eine CBTC-Streckenzentrale und
    4. D) Empfangen des durch die CBTC-Streckenzentrale ermittelten Signalbegriffes für den mit der Streckenbake beginnenden Streckenabschnitt.
  • Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung gelöst, bei der eine mittels Smartphone aktivierbare App zur Ermittlung eines zu befahrenden Streckenabschnittes anhand einer fotografisch erfassten Streckenbaken-ID und zur Abfrage des Signalbegriffes des Streckenabschnittes bei einer CBTC-Streckenzentrale vorgesehen ist.
  • Gegenüber den oben beschriebenen Lösungsansätzen 1. bis 3. besteht vor allem der Vorteil, dass weder Funkbaken noch Streckensignale noch CBTC-Bordausstattung erforderlich ist. Außerdem kann die Fehlerrate, die insbesondere bei dem 1. Lösungsansatz aufgrund des "menschlichen Faktors" besonders groß ist, auf ein Minimum reduziert werden. Die Ausstattung aller Wartungs- und Baufahrzeuge mit CBTC-Bordgeräten gemäß dem 3. Lösungsansatz ist darüber hinaus hinsichtlich fehlender Kompatibilität mit anderen streckenseitigen Zugbeeinflussungssystemen nachteilig.
  • Die erfindungsgemäße App-Unterstützung bietet außerdem den Vorteil, dass sich auf einfache Weise eine Rückfallebene für CBTC-Fahrzeuge ergibt, wenn das CBTC-Bordgerät gestört oder ausgefallen ist.
  • Die App übermittelt dem Fahrzeugführer den Signalbegriff beispielsweise analog zu einem Lichtsignal, wobei "grün" Fahrterlaubnis erteilt und "rot" Fahrterlaubnis verweigert bedeuten, ohne den Fehlereinfluss des menschlichen Faktors. Dazu wird zunächst der Ort des Schienenfahrzeuges festgestellt, indem die App mittels der Kamera des Smartphones ein Bild der nächsten Streckenbake der CBTC-Strecke aufnimmt. Unter "Streckenbake" sind hier jegliche Ortsmarkierungen subsummiert, beispielsweise auch Marker Boards oder Ankündigungstafeln für Marker Boards. Streckenbaken sind üblicherweise entlang der Bahnstrecke nach Art der Autobahnkilometersteine verteilt. Jede Streckenbake ist mit einer bestimmten ID in Form einer optisch erkennbaren Signatur gekennzeichnet. Die App wertet die optische Signatur aus und sendet die Streckenbaken-ID an die CBTC-Streckenzentrale, die anhand der Streckenbaken-ID aus einem tabellarischen Register den zugehörigen Streckenabschnitt ermittelt. Diese Streckenabschnitts-Information kann zusätzlich oder alternativ auch von der App ermittelt und an die CBTC-Streckenzentrale, vorzugsweise per Funk, übermittelt werden. Ein Rechner der CBTC-Streckenzentrale ermittelt für den Streckenabschnitt den Frei- oder Belegtzustand und übermittelt den zugehörigen Signalbegriff zurück an die App, welche diesen Signalbegriff auf dem Smartphone zur Anzeige bringt.
  • Gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, dass das Feststellen der Streckenbaken-ID gemäß Schritt B) durch Lesen eines streckenbakenspezifischen QR-Codes erfolgt. Der QR-Code ist wegen besonders guter Erkennbarkeit und einfacher fotografischer Auswertbarkeit als Signatur der Streckenbake besonders geeignet. Aber auch andere Signaturen, beispielsweise Marker Board IPs oder Kilometerangaben auf Kilometersteinen können von der App fotografisch erfasst und gelesen werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 3 erfolgt das Senden der Streckenbaken-ID gemäß Schritt C) und das Empfangen des Signalbegriffes gemäß Schritt D) über ein öffentliches Kommunikationsnetz. Falls vorhanden, sollte zwar die Nutzung eines speziell für die Sicherheitsbedürfnisse des Bahnverkehrs vorgesehenen GSM-R-Netzes bevorzugt werden; öffentliche Kommunikationsnetze wie GSM und Festnetz stehen jedoch im Wesentlichen immer und an jedem Ort zur Verfügung.
  • Gemäß Anspruch 4 ist vorgesehen, dass das Senden der Streckenbaken-ID gemäß Schritt C), das Empfangen des Signalbegriffes gemäß Schritt D) und die Datenverarbeitung durch die App sowie die Visualisierung des Signalbegriffes auf dem Smartphone unter Einbeziehung sicherheitstechnischer Verfahren erfolgt.
  • Insbesondere bei Nutzung eines öffentlichen Kommunikationsnetzes, bei dem die Sicherheit durch unerwünschte Eingriffe, beispielsweise Hackerattacken, besonders gefährdet ist, bewirkt die App, dass zum Beispiel Verschlüsselungsverfahren, Sicherheitsprotokolle oder Authentifikationsverfahren automatisch ausgeführt werden.
  • Andererseits wird durch spezielle sicherheitstechnische Verfahren, beispielsweise diversifizierte Übertragung als Text- und Bildinformation, auch der Schutz gegen technische Fehlfunktionen verbessert.
  • Auf diese Weise kann signaltechnische Sicherheit auf CBTC-Strecken auch für Schienenfahrzeuge erreicht werden, welche selbst nicht mit CBTC-Bordgeräten ausgestattet sind.

Claims (5)

  1. Verfahren zum Ermitteln eines den Frei- oder Besetztzustand eines Streckenabschnittes repräsentierenden Signalbegriffes für ein Schienenfahrzeug, insbesondere ein Wartungs- oder Baufahrzeug, auf einer CBTC - Communication Based Train Control - Strecke, wobei das Schienenfahrzeug nicht über ein CBTC-Bordgerät verfügt,
    dadurch gekennzeichnet, dass eine App auf einem Smartphone folgende Schritte initiiert:
    A) Fotografieren einer in Fahrtrichtung befindlichen Streckenbake,
    B) Feststellen der ID - Identifikationssignatur - der Streckenbake,
    C) Senden der Streckenbaken-ID an eine CBTC-Streckenzentrale und
    D) Empfangen des durch die CBTC-Streckenzentrale ermittelten Signalbegriffes für den mit der Streckenbake beginnenden Streckenabschnitt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Feststellen der Streckenbaken-ID gemäß Schritt B) durch Lesen eines streckenbakenspezifischen QR-Codes erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Senden der Streckenbaken-ID gemäß Schritt C) und das Empfangen des Signalbegriffes gemäß Schritt D) über ein öffentliches Kommunikationsnetz erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,dass
    das Senden der Streckenbaken-ID gemäß Schritt C), das Empfangen des Signalbegriffes gemäß Schritt D) und die Datenverarbeitung durch die App sowie die Visualisierung des Signalbegriffes auf dem Smartphone unter Einbeziehung sicherheitstechnischer Verfahren erfolgt.
  5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine mittels Smartphone aktivierbare App zur Ermittlung eines zu befahrenden Streckenabschnittes anhand einer fotografisch erfassten Streckenbaken-ID und zur Abfrage des Signalbegriffes des Streckenabschnittes bei einer CBTC-Streckenzentrale vorgesehen ist.
EP16706166.2A 2015-03-12 2016-02-22 Verfahren und vorrichtung zum ermitteln eines signalbegriffes für ein schienenfahrzeug Not-in-force EP3245115B1 (de)

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