DE10131585A1 - Verfahren zur Identifikation von Fahrzeugen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifikation von Fahrzeugen mittels an den Fahrzeugen angebrachter Identifikationselemente, ortsfester Auslese- bzw. Abfrageelemente, welche an mindestens eine übergeordnete Datenverarbeitungs- und Speichereinheit angekoppelt sind, sowie mindestens einer Empfangseinheit zur Auswertung der erfassten Informationen im Rahmen eines an sich bekannten Ist-/Soll-Wert-Vergleiches. DOLLAR A Hierbei werden aus den Identifikationselementen fahrzeugspezifische Informationen ausgelesen und für jeden Zugverband abgespeichert, so daß eine feste Zuordnung zwischen Informationsinhalt und Position des entsprechenden Fahrzeuges im Zugverband geschaffen wird, wobei die Identifikationselemente Informationen enthalten, durch die in unveränderlicher Weise gleichbleibende Eigenschaften des Fahrzeuges beschrieben und/oder in veränderlicher Weise aktuelle Zustände bzw. aktuelle Eigenschaften des Fahrzeuges und/oder seiner Ladung beschrieben werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Identifikation von Fahrzeugen mittels an den Fahrzeugen angebrachter Identifikationselemente, ortsfester Auslese- bzw. Abfrage­ elemente, welche an mindestens eine übergeordnete Datenverarbeitungs- und Spei­ chereinheit angekoppelt sind, sowie mindestens einer Empfangseinheit zur Auswertung der erfassten Informationen im Rahmen eines an sich bekannten Soll-/Ist-Wert- Vergleiches.

Der allgemein gegenwärtige Zwang zur kostenorientierten Optimierung der Produkti­ onsverfahren gilt auch für Betreiber von Eisenbahnverkehren und Schienenverkehrs- Infrastrukturen. Trotz der bislang erreichten Fortschritte bestimmen immer noch Zeit- und kapitalintensive Produktionsverfahren das Geschehen.

So ist es z. B. Stand der Technik, daß nach dem Neu- bzw. Umbilden von Zugverbän­ den die einzelnen Fahrzeuge des Zugverbandes durch einen Mitarbeiter abgeschritten werden, wobei dieser die an den Fahrzeugen bzw. Fahrzeugbegleitpapieren ange­ schriebenen Daten manuell erfasst (Wagenliste) und anschließend auf dieser Basis die erforderlichen Parameter zur Einstellung der Zugbremse berechnet und dem Lokführer übergibt. Abgesehen von der Langwierigkeit dieser Prozedur wirkt sich auch die Ver­ schmutzungsanfälligkeit dieser optisch erkennbaren Codes (Tafeln etc. . . .) negativ aus. Bisherige Automatisierungsansätze auf diesem Gebiet basieren auf einer Vernetzung des führenden Fahrzeuges ("Master") mit den übrigen Fahrzeugen ("Slaves") über ei­ nen elektronischen Zugbus. Dies hat jedoch den Nachteil, daß eine durchgängige Aus­ rüstung aller Fahrzeuge mit diesem Zugbus sichergestellt sein muss. Eine manuelle Aufnahme einzelner nicht mit Zugbus ausgerüsteter Fahrzeuge in das System ist nicht möglich. Zudem ist die Nachrüstung eines Zugbusses bei den im Bestand befindlichen Fahrzeugen mit einem hohen Engineering-Aufwand und entsprechend hohen Kosten verbunden.

Ein anderes Beispiel stellen die bislang angewandten Verfahren der Freigabe eines Gleisabschnittes für den nächstfolgenden Zug nach dem Befahren durch einen vor­ ausfahrenden Zug dar.

Es ist Stand der Technik, die Belegung eines Gleisabschnittes durch physikalische Wirkmechanismen zu prüfen, wie z. B. Gleisstromkreise oder zu Beginn und am Ende des Gleisabschnittes angeordnete Gleisschaltmittel (meist Achszähler). Wichtigster Nachteil dieser Verfahren ist der durch die notwendige streckenseitige Verkabelung bedingte hohe Kapitalaufwand. Ansätze zur Überwindung dieser Problematik orientie­ ren sich an einer Vernetzung der streckenseitigen Elemente über Datenfunk.

Die aufwendigen Justagearbeiten an den elektrischen und mechanischen Komponen­ ten der Gleiskreise bzw. Achszähler bleiben jedoch bestehen. Ein weiterer Vorschlag, der diese Nachteile kompensieren kann, ist der in JP 2000-016292 A beschriebene Einsatz der Transponder-Technologie. Allerdings ist die Konzeption dieses System deutlich auf den zuggattungs-reinen Einrichtungs-Betrieb - wie er z. B. bei U-Bahnen oder Stadtbahnen typisch ist - ausgerichtet und kann keine Produktionsprozesse unter­ stützen, für die die Kenntnis zug- bzw. fahrzeugspezifischer Daten erforderlich ist. Eine generelle Beschreibung des berührungslosen automatisierten Auslesens von Daten aus Fahrzeugen - wenngleich auf einen anderen Anwendungsfall (Straßenmaut) bezogen und mit einer abweichenden Lehre bezüglich der Verwendung der ausgelesenen Daten - findet sich auch in DE 69 02 8756.

Andere Entwicklungsansätze, deren Ziel ebenfalls der Verzicht auf ortsfeste Einrichtun­ gen zur Gleisfreimeldung sind, konzentrieren sich auf eine ausschließlich mit bordeige­ nen Vorrichtungen realisierbare Zugvollständigkeitsüberwachung. Sie befinden sich allerdings derzeit in einer technologischen Sackgasse, da die Praxistests keine be­ triebstauglichen Ergebnisse liefern.

Ferner beschreibt DE 198 33 279 die Überwachung der Zugvollständigkeit mittels GPS. Es ist jedoch weithin bekannt, daß in abgeschatteten Bereichen - also Streckenverläu­ fen mit ungünstiger Topographie, Einschnitten, Tunnels, . . . - kein Kontakt zum Satelliten und damit auch keine Funktionalität des Überwachungssystems gegeben ist. Dies ist jedoch für eine sicherungstechnische Anwendung nicht akzeptabel.

Zugvollständigkeitssysteme, die mittels am Zugschluss angebrachter Vorrichtungen aktiv ihren Status ermitteln, haben sich als anfällig gegenüber Verlust (insbesondere Diebstahl) und extrem kostenintensiv erwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Identifikation von Eisen­ bahnfahrzeugen zu entwickeln, das die Produktionsprozesse sowohl bei bei den Betrei­ bern von Zügen als auch von ortsfesten Schienenverkehrs-Infrastrukturen unterstützen kann, dessen Einsatz einen vergleichsweise geringen Zeit- und Kapitalaufwand erfor­ dert und das die Verfügbarkeit der benötigten fahrzeug- und zugspezifischen Daten im Produktionssystem erhöht. Zusätzlich muss das Verfahren auch in Verbindung mit ein­ zelnen technisch hierfür nicht ausgerüsteten Fahrzeuge funktionsfähig und betrieblich anwendbar bleiben, damit Migrationsszenarien realisierbar sind.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfin­ dungsgemäß dadurch gelöst, dass aus den Identifikationselementen fahrzeugspezifi­ sche Informationen ausgelesen und für jeden Zugverband abgespeichert werden, so daß eine feste Zuordnung zwischen Informationsinhalt und Position des entsprechen­ den Fahrzeuges im Zugverband geschaffen wird, wobei die Identifikationselemente Informationen enthalten, durch die in unveränderlicher Weise gleichbleibende Eigen­ schaften des Fahrzeuges beschrieben und I oder in veränderlicher Weise aktuelle Zu­ stände bzw. aktuelle Eigenschaften des Fahrzeuges und 1 oder seiner Ladung be­ schrieben werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren stellt beim Passieren des Zuges an stationären Ab­ frage- bzw. Auslesestationen entlang der Schienenstrecke Daten an nachgelagerte dispositive, leittechnische oder sicherungstechnische Systeme (z. B. Transportüberwa­ chung oder Stellwerke) zur Verfügung, wobei sichergestellt wird, daß bei dieser nach­ folgenden Verwendung der Daten beide Abfragewege möglich sind: es können sowohl ausgehend vom gesamten Zugverband Informationen zu einzelnen Fahrzeugen lokali­ siert werden ebenso wie Zustandsinformationen über den gesamten Zugverband aus der Relation zum Einzelelement "Fahrzeug" generierbar sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens besteht in der Nutzung der Informatio­ nen über Wagennummer, Länge und Leergewicht des Wagens sowie Ladungsgewicht zur Erstellung von Wagenlisten und Bremszetteln. Bei Nutzung der Informationen zu Absender und Empfänger der Ladung ist zusätzlich die Erstellung elektronischer Frachtbegleitpapiere möglich. Die Empfangs- und Auswerteeinheit befindet sich sinn­ vollerweise im unmittelbaren Arbeitsbereich des Triebfahrzeugführers, so daß die zeit­ aufwendige und mit Fehlerrisiko behaftete Übergabe der Daten an diesen ebenso wie die Vorhaltung von Papierdokumenten auf dem Führerstand entfallen kann.

Erfindungsgemäß wird weiterhin vorgeschlagen, die Identifikation auffälliger bzw. de­ fekter Fahrzeuge (z. B. heißgelaufene Achslager, feste Bremsen, unzulässige Querbe­ schleunigungswerte, . . .) durch die Kopplung einer Auswertestation mit der an sich be­ kannten Sensorik zur Gefahrenerkennung zu erleichtern.

Ebenso ist es von besonderem Vorteil, wenn Informationen über die Existenz und Art vorhandener Gefahrstoffe, sowie deren Position im Zugverband, sowohl dem Triebfahr­ zeugführer als auch den transportüberwachenden Einrichtungen/Systemen gesondert und automatisiert zur Verfügung gestellt werden können. Die Sendungsverfolgung wird dadurch deutlich erleichtert.

Ein besonderes Anwendungsfeld des erfinderischen Gedankens stellt die Gleisfreimel­ dung dar. Diese ist Voraussetzung für das Erteilen einer Fahrerlaubnis an einen nach­ folgenden Zug und setzt eine vollständige Räumung des zu befahrenden Gleisab­ schnittes durch den vorausfahrenden Zug voraus. Die Empfangs- und Auswerteeinheit ist in diesem Fall Bestandteil eines Systems der Zugsicherung (z. B. Stellwerk). Dabei bieten sich grundsätzlich zwei verschiedene, an sich bekannte Methoden der Prüfung an, ob ein Zug den Gleisabschnitt vollständig geräumt hat:
Die Überwachung, ob erstes und letztes Fahrzeug den Prüfort passiert haben, liefert nur dann zuverlässige Ergebnisse, wenn gleichzeitig durch betriebliche Maßnahmen sichergestellt ist, daß keine Fahrzeuge ohne Identifikation-Element an das - dem Sys­ tem bereits als solches bekannte - letzte Fahrzeug angekuppelt werden können. Dies kann bei Stadtbahn- und U-Bahn-Systemen mit artreinen Verkehren und deren Zugver­ bände durch Ein- bzw. Ausstellen von Fahrzeugen nicht gestärkt bzw. geschwächt wer­ den aureichend sein. Für den durch Mischverkehre und Rangiervorgänge geprängten Betrieb der meisten Vollbahnen sind hingegen die Überwachung der Zuglänge sowie der Zugvollständigkeit ("letztes Fahrzeug passiert Prüfort") unabdingbar.

Schließlich ist es zweckmäßig, wenn das letzte Fahrzeug auf einfache Weise nachträg­ lich und/oder vorübergehend mit einem Identifikationselement ausgestattet werden kann. Hier bietet sich beispielsweise die an allen Fahrzeugen in gleicher Weise vorhan­ dene Signalstütze an. Dadurch ist die Funktionsfähigkeit des Verfahrens zum Zwecke der Gleisfreimeldung auch dann gewährleistet, wenn die durchgängige Ausrüstung aller auf einem Netz verkehrenden Fahrzeuge mit Identifikationselementen nicht gewähr­ leistet werden kann.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, auf das sie jedoch keineswegs eingeschränkt ist. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungs­ form wird der erfinderische Gedanke auf einen schienengebundenen Zug angewendet. Es nähert sich ein aus einem führenden Fahrzeug, mittleren Fahrzeug und einem letz­ ten Fahrzeug bestehender Zug auf einem Gleis in Fahrtrichtung einer ortsfesten Meßstation. Das führende Fahrzeug besitzt hier einen Fahrzeugrechner und ist für eine funkbasierte Datenkommunikation ausgerüstet. Alle Wagen sind mit Identifikationsele­ menten - im Ausführungsbeispiel auf jeder Wagenseite jeweils ein Transponder - aus­ gerüstet. Die Meßstation weist hier ein Näherungsortungssystem, einen Transpon­ derscanner und ein Sende/Empfangssystem auf.

Mittels der Sende/Empfangseinrichtung kann die Meßstation das für Datenfunk- Kommunikation ausgerüstete führende Fahrzeug kontaktieren.

Das führende Fahrzeug fährt nun mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf die Meß­ station zu, die mittels Näherungssensor aktiviert wird. Nach einer bestimmten Zeit be­ findet sich der Transponder des führenden Fahrzeugs im Lesebereich des Transpon­ derscanner. In diesem Lesebereich werden die Daten des Transponders des führenden Fahrzeugs in den Ortsrechner (ortsfester Rechner) eingelesen und mit zusätzlichen Daten, insbesondere Zeitangaben und Ortsangaben, abgespeichert. So ergibt sich ein Dateninhalt in dem Ortsrechner von z. B.:
Auslesezeitpunkt vom Transponder des führendes Fahrzeugs: 19:54:31 (hh, mm, ss)
Erfasstes Fahrzeug: 365 465
Erfasste Funk Adresse des Fahrzeug: 35777 (GSM R)
Standort des Transponderscanners: Strecke Alzey; Streckenkilometer 12.23

Während der Zug am Transponderscanner vorbeifährt, werden alle vorhandenen Transponder aller Wagen eingelesen und an den ortsfester Rechner weitergeleitet. Nach einer bestimmten Zeit fährt das letzte Fahrzeug an dem Transponderscan­ ner/Näherungsortungssystem vorbei. Vom Transponderscanner werden auch diese Daten in den ortsfester Rechner eingelesen. Vom Näherungsortungssystem wird ab einer bestimmten Zeit kein Gegenstand/Fahrzeug mehr erkannt und z. B. unter Verwen­ dung einer Zeitablaufsteuerung der Erfassungsvorgang deaktiviert. Das letzte ausgele­ sene Identifikationselement wird als Zugschluß definiert.

Alle während der Vorbeifahrt des Zuges ausgelesenen Daten werden an die Fahr­ zeug-Funkadresse des erkannten führendes Fahrzeug gesendet und an den Auswerte­ rechner auf dem Fahrzeug weitergeleitet.

Als Ergebnis der Datenerfassung liegen somit vor:

• - Länge des Zuges; Soll-Ist-Vergleich mit dem abgelegten Referenzwert
• - Nummer des letzten Fahrzeuges; Soll-Ist-Vergleich mit dem abgelegten Referenz­ wert
• - Freimeldung des zurückliegenden, bis zur Abfragestation (Transponderscanner) reichenden Streckenabschnittes; Übermittlung der Freimeldung an die Zentrale für die Zugsteuerung
• - Ermittlung aller mitgeführten Wagen des Zuges; Bereitstellung dieser Daten für lo­ gistische bzw. dispositive Aufgaben (z. B. Transportüberwachung, Sendungsverfol­ gung).

Da durch das erfindungsgemäße Verfahren ist die genaue Ortsbestimmung sowohl des führenden als auch des letzten Fahrzeuges eines Zuges möglich ist, eignet es sich auch als funktionale Rückfallebene der neuen funkbasierten europäischen Zugsiche­ rungssysteme nach dem ETCS-Standard (European Train Control System), z. B. bei Ausfall des dortigen Fahrzeug-Ortungs-Systems.

Das erfindungsgemäße System kann auch durch Mitnutzung von an sich bekannten Gefahrenmeldeanlagen - wie z. B. Heißläuferortungsanlagen zur Erkennung von erhitz­ ten Radsatzlagern von Schienenfahrzeugen - für eine schnelle Identifikation des auffäl­ ligen Wagens/Fahrzeugs genutzt werden (d. h. es wird festgestellt, daß z. B. an dem Fz 365 456 9 im Gleis 3 auf dem Streckenabschnitt zwischen Alzey und Worms am Stre­ ckenkilometer 13,5 km am 3. 4. 1999 um 13:05 Uhr eine Gefahr durch ein überhitztes Radsatzlager besteht). Der bisher notwendige "Suchaufwand", z. B. durch Abzählen der Achsen des betroffenen Zuges, entfällt.

Obwohl die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert wurde, ist sie kei­ neswegs auf dieses begrenzt, sondern erstreckt sich auf anspruchsgemäße Ausges­ taltungen, die sich dem Fachmann schnell erschließen.

Claims (10)

1. Verfahren zur Identifikation von Fahrzeugen mittels an den Fahrzeugen ange­ brachter Identifikationselemente, ortsfester Auslese- bzw. Abfrageelemente, welche an mindestens eine übergeordnete Datenverarbeitungs- und Speichereinheit ange­ koppelt sind, sowie mindestens einer Empfangseinheit zur Auswertung der erfass­ ten Informationen im Rahmen eines an sich bekannten Soll-/Ist-Wert-Vergleiches dadurch gekennzeichnet, dass aus den Identifikationselementen fahrzeugspezifische Informationen ausgele­ sen und für jeden Zugverband abgespeichert werden, so daß eine feste Zuordnung zwischen Informationsinhalt und Position des entsprechenden Fahrzeuges im Zug­ verband geschaffen wird, wobei die Identifikationselemente Informationen enthalten, durch die in unveränderlicher Weise gleichbleibende Eigenschaften des Fahrzeuges beschrieben und/oder in veränderlicher Weise aktuelle Zustände bzw. aktuelle Ei­ genschaften des Fahrzeuges und/oder seiner Ladung beschrieben werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgelesenen In­ formationen in der Empfangseinheit zur Erstellung von Wagenlisten und/oder elektronischen Frachtapieren und/oder zur Berechnung der für den Zugverband er­ forderlichen Bremsparameter herangezogen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgelesene Infor­ mation, die die Art des Ladegutes beschreibt, in der Empfangseinheit auf Überein­ stimmung mit den in den einschlägigen gesetzlichen Regelwerken gelisteten Ge­ fahrstoffen überprüft wird und bei Übereinstimmung durch die Empfangs- und Aus­ werteeinheit ein entsprechendes Ausgangssignal "Gefahrgut" erzeugt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ausgelesenen In­ formation, die die Fahrzeug-Nummer beschreibt, in Kombination mit einer an sich bekannten Sensorik zum Detektieren von Unregelmäßigkeiten am Fahrzeug in der Empfangseinheit zur Identifizierung des schadhaften Fahrzeuges verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Vorbeifahren an den streckenseitigen Abfragelementen über die Identifikationselemente erfassten Längenmaße der einzelnen Fahrzeuge addiert und als Informationswert "Zuglänge" im Speicherelement abgelegt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Vorbeifahren an den streckenseitigen Abfragelementen über die Identifikationselemente erfasste Fahrzeugnummer des in Fahrtrichtung letzten Fahrzeuges eines Zugverbandes als Informationswert "Nummer des letzten Fahrzeuges" im Speicherelement abgelegt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Vorbeifahren an den streckenseitigen Abfragelementen über die Identifikationselemente erfasste Fahrzeugnummer des in Fahrtrichtung ersten Fahrzeuges eines Zugverbandes als Informationswert "Nummer des ersten Fahrzeuges" im Speicherelement abgelegt wird.

8. Verfahren nach Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Vor­ beifahren an den streckenseitigen Abfragelementen über die Identifikationselemente erfassten Informationen "Zuglänge" und "Nummer des letzten Fahrzeuges" mit den abgespeicherten Werten der letzten vorausliegenden Ablesung bzw. Erfassung ver­ glichen werden und bei Übereinstimmung eine Freimeldung des zurückliegenden Gleisabschnittes ausgegeben wird.

9. Verfahren nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Vor­ beifahren an den streckenseitigen Abfragelementen über die Identifikationselemente erfassten Informationen "Nummer des ersten Fahrzeuges" und "Nummer des letzten Fahrzeuges" mit den abgespeicherten Werten der letzten vorausliegenden Able­ sung bzw. Erfassung verglichen werden und bei Übereinstimmung eine Freimel­ dung des zurückliegenden Gleisabschnittes ausgegeben wird.

10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das in Fahrt­ richtung letzte Fahrzeug eines Zugverbandes bei der Zugbildung bzw. erstmaligen Zusammenstellung eines Zuges mit einem mobilen Identifikationselement als Mar­ kierung des Zugschlusses ausgestattet wird.