DE102004063049A1

DE102004063049A1 - Method and device for train signaling

Info

Publication number: DE102004063049A1
Application number: DE102004063049A
Authority: DE
Inventors: Thomas Prof. Dr. Strang; Michael zu Hörste Dr.-Ing. Meyer
Original assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Current assignee: Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Priority date: 2004-12-22
Filing date: 2004-12-22
Publication date: 2006-07-13
Also published as: EP1674371A1; DE502005004569D1; ATE399693T1; ES2308365T3; EP1674371B1

Abstract

The train signaling method involves determination of the train position by the position determination system (15) and sending to signaling unit (18), in which routing period and signaling data are deposited. The routing period and signaling data deposited in the signaling unit can be modified. An independent claim is also included for the system for implementation of the method.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zugsignalisierung, bei dem eine von einem Positionsbestimmungssystem ermittelte Zugposition an eine Signalisierungseinheit gesendet wird, in der Streckenpunkte und zugeordnete Signalisierungsdaten hinterlegt sind, und bei Übereinstimmung der Zugposition mit einem hinterlegten Streckenpunkt von der Signalisierungseinheit dem Streckenpunkt zugeordnete Signalisierungsdaten an die Zugsteuereinheit gesendet werden, die die Signalisierungsdaten auswertet. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein System zur Durchführung des Verfahrens.The The present invention relates to a method for train signaling. at a train position determined by a positioning system a signaling unit is sent in the waypoints and assigned signaling data are stored, and in case of agreement the train position with a stored waypoint from the signaling unit signaling data associated with the waypoint to the train control unit are sent, which evaluates the signaling data. Farther The present invention relates to a system for carrying out the Process.

Derzeit zwingen länderspezifische und daher unterschiedliche Zugsicherungssysteme für den schienengebundenen Verkehr noch zu kostenintensiven Mehrfachausrüstungen auf Triebfahrzeugen für den grenzüberschreitenden Verkehr in Europa. Deshalb wird ein System entwickelt, das im Hinblick auf eine einheitliche Lösung zur weiteren Standardisierung von Sicherungsanlagen auf Triebfahrzeugen beiträgt und damit zugleich Kosten senkt. Dieses neue European Train Control System (ETCS) im European Railed Transport Management System (ERTMS) bildet die technische Grundlage für den interoperablen Bahnbetrieb in Europa.Currently force country-specific and therefore different train protection systems for the railbound Traffic still too costly multiple equipment on traction vehicles for the transboundary Traffic in Europe. Therefore, a system is being developed with regard to to a uniform solution contributes to the further standardization of safety systems on traction vehicles and thus at the same time reduces costs. This new European Train Control System (ETCS) in the European Rail Transport Management System (ERTMS) the technical basis for the interoperable railway operation in Europe.

Die ETCS-Spezifikation umfasst drei zentrale technische Ausrüstungslevel, die von 1 bis 3 durchnummeriert sind. Darüber hinaus wird die Fahrt in nicht ausgerüsteten Regionen bzw. Streckenabschnitten vereinfachend als Level 0 bezeichnet. Diese Level stellen keine Evolution oder Migrationsreihenfolge dar, sondern den Bereich der möglichen Anpassung an nationale, regionale oder betriebliche Anforderungen. In der ETCS-Spezifikation werden je nach Level verschiedene infrastrukturseitige bzw. gleisseitige wie zugseitige Komponenten vorgeschrieben, zu denen in Level 1 bis 3 infrastrukturseitig sogenannte Balisen gehören.The ETCS specification includes three key technical equipment levels, which are numbered from 1 to 3. In addition, the ride will be in not equipped Simplifying regions or sections as Level 0. These levels do not represent evolution or migration order but the range of possible Adaptation to national, regional or operational requirements. In the ETCS specification, depending on the level, different infrastructure-side ones or trackside as well as zugseitige components prescribed, too those in Level 1 to 3 on the infrastructure side include so-called balises.

Eine Balise ist ein passiver Transponder, der bei der Überfahrt durch einen Zug angeregt wird und anschließend Nachrichten an den Zug sendet. Eine an dem Zug angeordnete Antenne aktiviert während der Überfahrt die Balise durch Aussenden eines Energiesignals. Die Balise nutzt diese Energie, um Informationen zu senden, die im Zug empfangen und über einen internen Datenbus an eine Zugsteuereinheit zur Auswertung weitergeleitet werden.A Balise is a passive transponder during the crossing is stimulated by a train and then messages to the train sends. An antenna located on the train activates during the crossing the balise by emitting an energy signal. The balise uses this energy to send information received on the train and over an internal data bus to a train control unit for evaluation to get redirected.

Man unterscheidet hierbei generell zwei Typen der Balisen. Erstens Festdatenbalisen, die einen festen Datensatz, beispielsweise einen Ortscode, übertragen. Die Daten sind fest in der Balise gespeichert, lassen sich aber unter Verwendung eines Programmiergerätes kontaktlos umprogrammieren. Und zweitens transparente bzw. schaltbare Balisen, die an eine Signalquelle gekoppelt sind und in Abhängigkeit vom anliegenden Signal verschiedene Datensätze übertragen können. Dies können beispielsweise aus der Signalstellung resultierende Anweisungen zur Geschwindigkeitssteuerung sein.you this generally distinguishes two types of balises. First, fixed data balises, which transmit a fixed data record, for example a location code. The data is permanently stored in the balise, but can be reprogram contactlessly using a programming device. And second, transparent or switchable balises connected to a signal source are coupled and dependent be transmitted from the applied signal different records. This can be for example Signaling resulting speed control instructions be.

Balisen werden u. a. zur Übermittlung einer Identität zur topologischen Ortsreferenzierung ("elektronischer Kilometerstein") verwendet, können aber auch umfangreichere Nachrichten übermitteln. Die Empfangseinrichtung im Zug wird als Balisenübertragungseinheit (Balise Transmission Modul – BTM) bezeichnet, die selbst wie der an das ETCS-Fahrzeuggerät bzw. die Zugsteuereinheit angeschlossen ist, welches u. a. die empfangenen Signalinformationen verarbeitet. Das ETCS-Fahrzeuggerät kann damit die Signalinformationen, beispielsweise ein Stopsignal, sowie die Positionsinformationen auswerten. Das ETCS-Fahrzeuggerät steht darüber hinaus temporär über eine bahnspezifisch modifizierte Mobilfunkverbindung durch eine so genannte Radio Infill Unit (RIU) mit dem zuständigen ETCS Radio Block Center in Verbindung. Das ETCS Radio Block Center ist eine Zentrale zur Steuerung des schienengebundenen Verkehrs.Balise be u. a. for transmission an identity but can also be used for topological location referencing ("electronic milestone") submit larger messages. The receiving device in the train is called Balisenübertragungseinheit (Balise Transmission Module - BTM) itself, such as the to the ETCS vehicle unit or the Zugsteuereinheit is connected, which u. a. the received Signal information processed. The ETCS vehicle unit can thus use the signal information For example, a stop signal, as well as the position information evaluate. The ETCS vehicle unit is above it also temporarily over a Railway-specific modified mobile radio connection by a so-called Radio Infill Unit (RIU) with the responsible ETCS Radio Block Center in connection. The ETCS Radio Block Center is a hub for the Control of rail traffic.

Die Verbauung der Balisen in der Infrastruktur führt allerdings zu relativ hohen Kosten. Das führt beispielsweise dazu, dass zwar der Ausrüstungsgrad der europäischen Hauptstrecken mit Balisen recht hoch ist und somit die Blockgröße angemessen klein ist. Mit Blockgröße wird hierbei der Abstand zwischen zwei verbauten Balisen bezeichnet. Auf Nebenstrecken ist jedoch aufgrund des Kostendrucks die Dichte der Verbauung wesentlich geringer. Dies führt zu einer ungenaueren und inhärent diskreten Zugortung und folglich zu einer schlechteren Ausnutzung der Kapazität der Strecke.The However, the build-up of balises in the infrastructure leads to relatively high levels Costs. This leads, for example to that, although the degree of equipment of the European Main routes with balises is quite high and therefore the block size appropriate is small. With block size becomes this designates the distance between two installed balises. On secondary lines, however, the density is due to the cost pressure the obstruction much lower. This leads to a less accurate and inherent discrete train location and thus to a poorer utilization the capacity the way.

In vielen Regionen, beispielsweise in neuen EU-Ländern und in Südosteuropa, ist ferner die betriebliche Interoperabilität nicht gewährleistet, da viele Regional- und Nebenverkehrstrecken als Strecken mit ETCS-Level 0 überhaupt nicht mit Balisen ausgerüstet sind. In diesen Regionen drohen gar durch die Forderung nach Interoperabilität mit ETCS-Level 1 bis 3 ein massiver Streckenabbau und eine Verlagerung des Verkehrs auf die Straße.In many regions, for example in new EU countries and in south-east Europe, Furthermore, operational interoperability is not ensured as many and minor traffic routes as routes with ETCS level 0 at all not equipped with balises are. These regions are threatened by the need for interoperability with ETCS levels 1 to 3 a massive de-track and a shift in traffic on the street.

Weiterhin ist von Nachteil, dass die örtliche Veränderung von Balisen sehr unflexibel und teuer ist. Derzeit werden Balisen – sofern an der richtigen Stelle vorhanden – auch zusätzlich dazu verwendet, herannahenden Zügen anzuzeigen, dass sich im weiteren Gleisbereich Bauarbeiter aufhalten bzw. Bauarbeiter vor herannahenden Zügen zu warnen. Eine Ummontage der Balisen ist sehr aufwendig. Deshalb müssen die Bauarbeiter üblicherweise Gleiskontakte auslegen und diese über zum Teil einige Kilometer lange Kabel mit einer Hornanlage verbinden. Bei einem Überfahren der Kontakte durch den Zug wird diese Hornanlage ausgelöst und dadurch den Bauarbeitern akustisch angezeigt, dass sie nur noch wenig Zeit haben, üblicherweise nur wenige Sekunden, um den Gefahrenbereich der Gleisbaustelle sicher und ungefährdet zu verlassen.Furthermore, it is disadvantageous that the local change of balises is very inflexible and expensive. Currently, balises, if present in the right place, are also used to indicate that trains approach construction workers or warn construction workers of approaching trains. A conversion of the balises is very expensive. That's why construction workers usually have Lay out track contacts and connect them to a horn system using cables that are sometimes several kilometers long. When the contacts are run over by the train, this horn system is triggered, thereby acoustically indicating to the construction workers that they have little time left, usually only a few seconds, to leave the danger zone of the track construction site safely and safely.

In dem Artikel „The RUNE Projekt: Design and Demonstration of a GPS/EGNOS-Based Railway User Navigation Equipment" von Angelo Ganghi et al., ION GPS/GNSS 2003, 9–12 September 2003, Portland, OR, wird ein System zur Bestimmung von dem zurückgelegten Weg und der Geschwindigkeit auf der Basis der GNSS-Information beschrieben. An bestimmten, vorher festgelegten Referenzpunkten werden definierte Ereignisse ausgelöst. Durch die festgelegten Referenzpunkte, sind auf die Weise virtuelle Balisen implementiert. Nachteil des RUNE-Projektes ist, dass die Referenzpunkte vor dem Fahrtbeginn festgelegt werden und erst verändert werden können, wenn das System bei einem Stillstand des Zuges neu implementiert wird. Folglich ist es mit einer virtuellen Balise gemäß dem RUNE-Projekt nicht möglich, zeitnah die Zugsignalisierung an aktuelle Umstände anzupassen.In the article "The RUNE Project: Design and Demonstration of a GPS / EGNOS-Based Railway User Navigation Equipment "from Angelo Ganghi et al., ION GPS / GNSS 2003, 9-12 September 2003, Portland, OR, a system for determining the distance traveled and the speed is established the basis of the GNSS information. At certain, before defined reference points, defined events are triggered. By the fixed reference points are virtual balises in the way implemented. Disadvantage of the RUNE project is that the reference points be determined before the start of the journey and only be changed can, when the system re-implements when the train stops becomes. Hence it is with a virtual balise according to the RUNE project not possible, to quickly adapt the train signaling to current circumstances.

Vor diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zugsignalisierung anzugeben, durch die eine Anpassung an besondere Situationen zeitnah ermöglicht ist.In front In this context, it is the object of the present invention indicate a train signaling, by which an adaptation to special situations possible in a timely manner is.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.These The object is achieved by a method having the features of the claim 1 and solved by a system having the features of claim 7.

Erfindungsgemäß können bei einem gattungsgemäßen Verfahren die der Signalisierungseinheit hinterlegten Streckenpunkte und/oder zugeordnete Signalisierungsdaten modifiziert werden.According to the invention can in a generic method the route points deposited in the signaling unit and / or assigned signaling data to be modified.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine zeitnahe Anpassung der virtuellen Balise generiert, d.h. die Zugsteuereinheit erhält die erforderliche Information, die die aktuelle und besondere Situation berücksichtigt. Hierzu sind in der Signalisierungseinheit Ortskoordinaten der festgelegten Streckenpunkte gespeichert, für die jeweili ge Signalisierungsdaten hinterlegt sind. Die von dem Positionsbestimmungssystem an die Signalisierungseinheit übermittelten Zugpositionen werden von dieser überwacht und bei dem Durchfahren einer Position, die zu einem bestimmten Streckenpunkt gehört, werden die entsprechenden Signalisierungsdaten an die Zugsteuereinheit gesendet. Die Zugsteuereinheit wird nun die empfangenen Signalisierungsdaten genauso auswerten, wie im Stand der Technik die von im Streckennetz verbauten physikalischen Balisen bei dem Überfahren an das Triebfahrzeug gesendeten Nachrichten. Durch die zeitnahe Anpassung können Veränderungen in der Verkehrsplanung bzw. Streckenführung berücksichtigt werden.By the inventive method a timely adaptation of the virtual balise is generated, i. the train control unit receives the required information that takes into account the current and special situation. For this purpose, in the signaling unit location coordinates of the specified Waypoints saved for the respective signaling data are stored. The one of the Positioning system to the signaling unit transmitted train positions are monitored by this and when passing through a position that belongs to a particular Waypoint heard, the corresponding signaling data are sent to the train control unit Posted. The train control unit will now receive the received signaling data evaluate the same as in the state of the art of the in the route network installed physical balises when driving over to the locomotive sent messages. Through timely adjustment, changes can be made be taken into account in traffic planning or routing.

Hierdurch können auch Streckenabschnitte mit einem schwachen und mäßigen Verkehr (SMV), für die eine Verbauung mit physischen Balisen aus Kostengründen unwirtschaftlich und nicht sinnvoll wäre, für den schienengebundenen Verkehr genutzt werden.hereby can also sections with weak and moderate traffic (SMV), for The cost of uneconomical installation with physical balises and would not make sense for the rail-bound traffic.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die in der Signalisierungseinheit hinterlegten Streckenpunkte und/oder Signalisierungsdaten über eine Funkverbindung von einer Zentrale aus modifiziert werden können, beispielsweise über eine bahn-spezifisch modifizierte Funkverbindung wie GSM-R von dem zuständigen ETCS Radio Block Center. Dadurch ist eine Anpassung auch nach Fahrtantritt ermöglicht.In an advantageous embodiment is provided that in the Signaling unit deposited waypoints and / or signaling data via a Radio link can be modified from a control center, for example via a Railway-specific modified radio link such as GSM-R from the competent ETCS Radio Block Center. This is an adaptation even after departure allows.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Streckenpunkte in Abhängigkeit aktueller Randbedingungen dynamisch bestimmt werden. Diese Randbedingungen werden vorteilhaft von am Zug vorgesehenen Sensoren erfasst. Parameter können beispielsweise aktuelle Zuggeschwindigkeit, Höchstgeschwindigkeit, maximales Beschleunigungs- und Bremsvermögen aber auch Zuglänge und witterungsabhängige Einflüsse sein.at an advantageous embodiment the method according to the invention is provided that the waypoints depending on current constraints be determined dynamically. These boundary conditions will be advantageous detected by train provided sensors. For example, parameters can be current train speed, maximum speed, maximum acceleration and braking power but also train length and weather-dependent influences be.

Bevorzugt wird zur Positionsbestimmung ein Satellitennavigationssystem (Global Navigation Satellite System – GNSS), beispielsweise Galileo, verwendet. Dies ermöglicht die Ausführung des Verfahrens auf allen Streckenabschnitten, die nicht überbaut sind (Tunnel o. ä.), in dem gesamten grenzüberschreitenden Gebiet, in dem Signale von Galileo-Satelliten empfangen werden können.Prefers For positioning, a satellite navigation system (Global Navigation Satellite System - GNSS), for example Galileo. This allows the execution of the Procedure on all sections of track that are not overbuilt (Tunnel o. Ä.), throughout the cross-border Area where signals from Galileo satellites can be received.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass von der Zugsteuereinheit in Abhängigkeit von den Signalisierungsdaten die Aussendung eines Funksignals zur Verkehrssteuerung und/oder Warnung ausgelöst wird.A further preferred embodiment of the method according to the invention provides that from the train control unit depending on the signaling data the transmission of a radio signal for traffic control and / or Warning is triggered.

Schließlich ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass bei einem Überfahren einer physischen Balise die von der Balise übertragenen Daten anhand der in der Signalisierungseinheit hinterlegten und dem Streckenpunkt zugeordneten Signalisierungsdaten überprüft werden. Dies eröffnet die Möglichkeit, die virtuelle Balise zur Überwachung und Kontrolle physischer Balisen einzusetzen.Finally is in an advantageous embodiment the method according to the invention provided that when driving over a physical balise the data transmitted by the balise on the basis of stored in the signaling unit and the waypoint associated signaling data to be checked. This opens the Possibility, the virtual balise for monitoring and control of physical balises.

Das System zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist ein Positionsbestimmungssystem zur Ermittlung der Zugposition, eine Signalisierungseinheit, in der Streckenpunkte und zugeordnete Signalisierungsdaten modifizierbar hinterlegt sind, und eine Zugsteuereinheit zur Auswertung der Signalisierungsdaten auf. Hierdurch wird ein triebfahrzeug- bzw. zugseitiges System geschaffen, das durch fahrzeugseitige Ermittlung der aktuellen Zugposition und Abgleich der Zugposition mit fahrzeugseitig hinterlegten Streckenpunkten Signalisierungsdaten für die Zugsignalisierung einer Zugsteuereinheit unter Berücksichtigung besonderer Situationen zur Verfügung stellt. Das hier geschaffene System ist unabhängig von möglichen im Streckennetz verbauten Balisen.The System for implementation the method according to the invention has a position determination system for determining the train position, a Signaling unit, in the waypoints and associated signaling data are modifiable deposited, and a train control unit for evaluation the signaling data. As a result, a driveline or zugseitiges system created by the vehicle-side determination the current train position and adjustment of the train position with the vehicle side deposited route points signaling data for Zugsignalisierung a train control unit under consideration special situations available provides. The system created here is independent of possible built in the route network Balise.

Bevorzugt weist das Positionsbestimmungssystem ein Satellitennavigationssystem auf.Prefers the positioning system has a satellite navigation system on.

Vorteilhaft ist das erfindungsgemäße System mit einer Zugsteuereinheit ausgerüstet, die zu dem European Train Control System (ETCS) im European Rail Transport Ma nagement System (ERTMS) kompatibel ist. Hierdurch wird die Möglichkeit für ein europaweit einheitliches Zugsignalisierungssystem geschaffen.Advantageous is the inventive system with equipped with a train control unit, the European Train Control System (ETCS) at European Rail Transport Management System (ERTMS) is compatible. This will the possibility for a Europe-wide standardized train signaling system created.

Bevorzugt weist das erfindungsgemäße System ein Sende/Empfangsgerät zum Empfangen von Funknachrichten zur Modifizierung der hinterlegten Streckenpunkte und/oder Signalisierungsdaten und/oder zum Senden von Steuerdaten an eine Zentrale oder einer Warnnachricht an eine Warneinrichtung auf. Hierdurch besteht die Möglichkeit, zeitnah und situationsabhängig den Schienenverkehr zu steuern.Prefers has the system according to the invention a transceiver for receiving radio messages for modifying the stored route points and / or signaling data and / or for sending control data to a central office or a warning message to a warning device on. This gives you the opportunity timely and situation-dependent to control the rail traffic.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und den beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Diese zeigen in:following The present invention will become apparent from an embodiment and the accompanying drawings example closer explained. These show in:

1 – eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Systems zur Zugsignalisierung, 1 A schematic representation of the train signaling system according to the invention,

2 – in der Draufsicht eine vereinfachte Darstellung eines Zugstreckenabschnitts. 2 - In the plan view a simplified representation of a Zugstreckenabschnitts.

In 1 ist ein erfindungsgemäßes System zur Zugsignalisierung schematisch skizziert. In der Figur ist ein schienengebundenes Triebfahrzeug 1 gezeigt. Das Triebfahrzeug 1 weist in seinem vorderen Bereich einen Steuerstand 2 auf, an dem das Triebfahrzeug 1 durch einen Triebfahrzeug- bzw. Zugführer 3 gesteuert und bedient wird. Bei dem hier gezeigten Triebfahrzeug 1 handelt es sich um eine auf Schienen 4 fahrende Elektrolok mit Stromabnehmern 5. In den Schienen 4 ist ein Gleisstromkreis integriert. Ferner sind herkömmlich bekannte Balisen 6 und 7 gezeigt. Die Balisen 6 und 7 sind passive Transponder, die bei einer Überfahrt durch das Triebfahrzeug 1 angeregt werden und anschließend Nachrichten an den Zug senden.In 1 an inventive system for Zugsignalisierung is schematically sketched. In the figure is a rail-bound traction vehicle 1 shown. The locomotive 1 has a helm in its front area 2 on, on which the locomotive 1 by a locomotive or train driver 3 is controlled and operated. In the locomotive shown here 1 it is a on rails 4 moving electric locomotive with pantographs 5 , In the rails 4 a track circuit is integrated. Further, conventionally known balises 6 and 7 shown. The balises 6 and 7 are passive transponders when crossing the locomotive 1 be stimulated and then send messages to the train.

An der Unterseite des Triebfahrzeugs 1 ist eine Empfangseinrichtung 8 angeordnet, die auch als Balisenübertragungseinheit (Balise Transmission Modul – BTM) bezeichnet wird. Die Empfangseinrichtung 8 ist über einen zuginternen Datenbus mit einer Zugsteuereinheit 9 verbunden, die im vorliegenden Beispiel ein ETCS-Fahrzeuggerät ist. Die Zugsteuereinheit 9 wertet die von der Balise 6 gesendeten Signalisierungsdaten aus und leitet ausgewertete Signalinformationen an den Fahrzeugstand 2 weiter.At the bottom of the locomotive 1 is a receiving device 8th which is also referred to as a balise transmission module (BTM). The receiving device 8th is via an in-train data bus with a train control unit 9 connected, which is an ETCS vehicle unit in the present example. The train control unit 9 Evaluate those of the balise 6 sent signaling data and passes evaluated signal information to the vehicle 2 further.

Die 1 zeigt ferner eine Signalquelle 10, die über eine Leitung 11 mit einem Stellwerk 12 verbunden ist und von dem Stellwerk 12 gesteuert wird. Ferner ist die Signalquelle 10 mit einer gleisseitig angeordneten elektronischen Einheit 13 (Lineside Electronic Unit – LEU) verbunden, die über eine Leitung 14 mit der schaltbaren Balise 7 verbunden ist. Bei einem Überfahren der Balise 7 durch das Triebfahrzeug 1 werden von dieser Datensätze in Abhängigkeit des an der Signalquelle 10 anliegenden Signals übertragen.The 1 also shows a signal source 10 over a line 11 with a signal box 12 is connected and from the signal box 12 is controlled. Further, the signal source 10 with a trackside arranged electronic unit 13 (Lineside Electronic Unit - LEU) connected via a line 14 with the switchable balise 7 connected is. When crossing the balise 7 through the locomotive 1 These records depend on the signal source 10 transmitted signals.

Das Triebfahrzeug 1 weist ferner ein Positionsbestimmungssystem 15 auf, das über eine Antenne 16 Satellitensignale zur Positionsbestimmung empfängt. Zur Vereinfachung ist in der 1 lediglich ein Satellit 17 gezeigt, der beispielsweise Bestandteil des Satellitennavigationssystems Galileo ist. Die vorstehend beschriebenen Bestandteile des Systems sind bereits im Stand der Technik bekannt. Nachfolgend werden die erfindungsgemäß zusätzlichen Komponenten und ihre Funktion beschrieben.The locomotive 1 also has a position determination system 15 on, that via an antenna 16 Receives satellite signals for position determination. For simplicity's sake in the 1 just a satellite 17 shown, for example, part of the satellite navigation system Galileo. The components of the system described above are already known in the art. In the following, the additional components according to the invention and their function will be described.

Die ermittelten Positionsdaten werden von dem Positionsbestimmungssystem 15 an eine Signalisierungseinheit 18 weitergeleitet. Die Signalisierungseinheit 18 bildet die übermittelte Positionsinformation auf die zugseitig gemäß ETCS-Spezifikation vorhandene topologische Streckenkarte ab. Die Signalisierungseinheit 18 kann dann an in der Signalisierungseinheit 18 hinterlegten, frei wählbaren Streckenpunkten diesen zugeordnete Signalisierungsdaten an die Zugsteuereinheit 9 absetzen, die von der Zugsteuereinheit 9 in der üblichen Weise ausgewertet und weitergeleitet werden. Die Streckenpunkte und/oder die Signalisierungsdaten sind dabei unter Berücksichtigung aktueller Ereignisse und Randbedingungen modifizierbar. Da auf diese Weise die Zugsteuereinheit 9 ortsspezifische Signalisierungsdaten empfängt, ohne dass notwendigerweise eine der beiden Balisen 6, 7, die im Schienennetz 4 verbaut sind, eine entsprechende Signalnachricht senden, kann die Signalisierungseinheit 18 auch als virtuelle Balise bezeichnet werden.The determined position data are from the position determination system 15 to a signaling unit 18 forwarded. The signaling unit 18 maps the transmitted position information to the topological route map available on the zug side according to the ETCS specification. The signaling unit 18 can then on in the signaling unit 18 stored, freely selectable waypoints this associated signaling data to the train control unit 9 settle by the train control unit 9 evaluated and forwarded in the usual way. The route points and / or the signaling data can be modified taking into account current events and boundary conditions. Because in this way the train control unit 9 Receive location-specific signaling data, without necessarily one of the two Balisen 6 . 7 who are on the rail network 4 are installed, a corresponding signal message sen the, can the signaling unit 18 also called virtual balises.

Die Zugsteuereinheit 9 wertet die Signalisierungsinformation sowie die Positionsinformation aus. Ferner kann die Zugsteuereinheit 9 zeitweise über eine bahnspezifisch modifizierte Mobilfunkverbindung (GSM-R) durch eine an dem Triebfahrzeug 1 angeordnete Radio Infill Unit (RIU) 19 mit einer zuständigen externen Zentrale 20, beispielsweise ein ETCS Radio Block Center, in Verbindung stehen. Über diese Funkverbindung kann die Zugposition sowie weitere Fahrparameter der Zentrale 20 übermittelt werden, wodurch in der Zentrale 20 die Informationen über mehrere Züge entsprechend zur Steuerung des Gesamtverkehrs verwendet werden können. Die Ausnutzung der Streckenkapazitäten ist somit optimiert und Wartezeiten einzelner Züge können auf das unbedingt erforderliche Maß reduziert werden.The train control unit 9 evaluates the signaling information as well as the position information. Furthermore, the train control unit 9 At times via a railway-specific modified mobile radio connection (GSM-R) by one on the locomotive 1 arranged Radio Infill Unit (RIU) 19 with a competent external headquarters 20 for example, an ETCS Radio Block Center. Via this wireless connection, the train position and other driving parameters of the control center 20 be transmitted, which means in the headquarters 20 the information about several trains can be used accordingly to control the overall traffic. The utilization of the route capacities is thus optimized and waiting times of individual trains can be reduced to the absolutely necessary level.

Da die Zentrale 20 auch weitere Bahninfrastruktur ansteuert, beispielsweise Weichen und Bahnübergänge, können diese zu einem optimalen Zeitpunkt angesteuert werden. Dieser Zeitpunkt ist in der Regel abhängig von der Zugposition und den Fahrparametern. Unnötiges langes Warten von Straßenfahrzeugen vor einem Bahnübergang kann somit vermieden werden.Because the central office 20 Also, other railway infrastructure controls, such as switches and railroad crossings, these can be controlled at an optimal time. This time is usually dependent on the train position and the driving parameters. Unnecessary long waiting of road vehicles in front of a railroad crossing can thus be avoided.

Die Hinterlegung der den Streckenpunkten zugeordneten Signalisierungsdaten in der zugseitigen Signalisierungseinheit 18 kann statisch oder dynamisch erfolgen, beispielsweise per Eingabe durch den Fahrzeugführer 3 am Fahrzeugstand 2 oder über die modifizierte Mobilfunkverbindung von dem zuständigen externen ETCS Radio Block Center 20 aus. Auch können von zugseitig vorhandenen Sensoren ermittelte Parameter im System Berücksichtigung finden.The deposit of the route points associated signaling data in the train-side signaling unit 18 can be static or dynamic, for example, by input by the driver 3 at the vehicle stand 2 or via the modified mobile connection from the responsible external ETCS Radio Block Center 20 out. It is also possible for parameters determined by the sensors on the train side to be taken into account in the system.

Im statischen Fall bildet die virtuelle Balise bzw. die Signalisierungseinheit 18 einen Ersatz für physische, verbaute Balisen. Mit Hilfe des Positionsbestimmungssystems 15 werden an bestimmten Streckenpunkten, die vorher festgelegt werden, die jeweiligen Signalisierungsdaten an die Zugsteuereinheit 9 übergeben. Im dynamischen Fall werden diese Streckenpunkte, die bestimmte Signalisierungsdaten erfordern dynamisch ermittelt. Die Anforderungen, nach denen die dynamische Ermittlung erfolgt, sind unter anderem abhängig von den Fahrparametern des Zuges, beispielsweise die aktuelle Geschwindigkeit, die Höchstgeschwindigkeit, maximales Brems- sowie Beschleunigungsvermögen. Somit werden die Streckenpunkte für eine Auslösung bestimmter Signalisierungsdaten auch in Abhängigkeit von dem Verhalten des Fahrzeugs oder Zuges bestimmt.In the static case, the virtual balise or the signaling unit forms 18 a replacement for physical, built-in balises. With the help of the positioning system 15 At certain route points, which are previously determined, the respective signaling data to the train control unit 9 to hand over. In the dynamic case, these waypoints, which require certain signaling data, are determined dynamically. The requirements according to which the dynamic determination takes place depend, among other things, on the driving parameters of the train, for example the current speed, the maximum speed, maximum braking and acceleration capacity. Thus, the waypoints for triggering particular signaling data are also determined depending on the behavior of the vehicle or train.

Der dynamische Fall erlaubt ferner die zeitnahe Anpassung der Signalisierungsdaten an besondere verkehrstechnische Situationen. Dies kann beispielsweise eine stetig aktualisierte Kennzeichnung einer Gleiswanderbaustelle sein. Der Einsatz der virtuellen Balise bzw. die Signalisierungseinheit 18 bei einer stetig verändernden Ortsposition eines Streckenpunktes ist vom Aufwand her in keiner Weise mit der Ummontage physischer Balisen 6, 7 zu vergleichen. Die Verwendung virtueller dynamischer Balisen erlaubt es, auf ETCS-Level 0 Strecken einen gewissen Grad an Interoperabilität zu erreichen, so dass durch geeignete betriebliche Maßnahmen zwei ETCS-Level 1 bis 3 Strecken durch eine so ausgestattete ETCS-Level 0 Strecke miteinander verbunden werden können.The dynamic case also allows the timely adaptation of the signaling data to special traffic situations. This can be, for example, a constantly updated identification of a track-laying construction site. The use of the virtual balise or the signaling unit 18 with a steadily changing position of a route point is in terms of effort in any way with the Ummontage physical balises 6 . 7 to compare. The use of virtual dynamic balises allows a certain degree of interoperability to be achieved on ETCS level 0 routes, so that two ETCS level 1 to 3 routes can be interconnected by a suitable ETCS level 0 route by suitable operational measures.

Damit ist die operative Durchgängigkeit gewährleistet, sofern keine sonstigen Hindernisse, beispielsweise veränderliche Spurbreiten oder unterschiedliche Stromsysteme, vorliegen. Das Verfahren ist somit auch eine Verbesserung der Migrationsfähigkeit vorhandener Systeme auf Kompatibilität zu der ETCS-Spezifikation. Eine satellitengestützte Lösung bietet ferner die Chance, ohne Antastung der bestehenden Systeme eine neue einheitliche Lösung zu schaffen.In order to is the operative consistency guaranteed if there are no other obstacles, such as changeable ones Track widths or different power systems, present. The procedure is thus also an improvement of the migration capacity of existing systems on compatibility to the ETCS specification. A satellite-based solution also offers the opportunity without probing the existing systems a new uniform solution too create.

Die hier vorgestellte virtuelle Balise bzw. die Signalisierungseinheit 18 kann zusätzlich zur Verifikation und Überwachung verbauter, physischer Balisen 6, 7 dienen. Hierzu sind in der Zugsteuereinheit 9 Prüfroutinen hinterlegt, die in einem normaloperativen Betrieb die korrekte Funktionsfähigkeit physischer Balisen 6, 7 überprüfen. Die von den Balisen 6, 7 empfangenen Signalisierungsdaten werden mit den Signalisierungsdaten verglichen, die für die definierten Streckenpunkte bzw. für die geografischen Positionsangaben in der Signalisierungseinheit 18 hinterlegt sind. Diese Überwachung führt zu einer höheren Sicherheit für den schienengebundenen Verkehr.The here presented virtual balise or the signaling unit 18 can be used in addition to verification and monitoring of built-up physical balises 6 . 7 serve. These are in the train control unit 9 Check routines that in a normal-operative operation the correct functioning of physical balises 6 . 7 to verify. The of the balises 6 . 7 received signaling data are compared with the signaling data for the defined waypoints or for the geographical position information in the signaling unit 18 are deposited. This monitoring leads to a higher safety for the rail-bound traffic.

Anhand der 2 wird die Erfindung am Beispiel einer zu sichernden Wanderbaustelle 21 beschrieben. Es ist eine stark vereinfachte Draufsicht auf einen Streckenabschnitt mit Gleisen 4 zu erkennen, auf dem ein Zug mit einem Triebfahrzeug 1 in Richtung des Pfeils 22 fährt. Zur Positionsbestimmung empfängt das Triebfahrzeug 1 Signale eines Satellitennavigationssystems, das hier durch den Satelliten 17 repräsentiert wird. Es ist in der 2 eine physische Balise 6 dargestellt, die bei einem Überfahren eine Signalisierung auslöst und zusätzlich mittels einer Hornanlage 25 an der Wanderbaustelle 21 ein akustisches Warnsignal auslöst. Hierfür ist an der Position der Balise 6 zusätzlich ein mit der Hornanlage verbundener Gleiskontakt vorgesehen.Based on 2 the invention is based on the example of a to be secured hiking site 21 described. It is a highly simplified plan view of a stretch of track 4 to recognize, on which a train with a locomotive 1 in the direction of the arrow 22 moves. The locomotive receives the position determination 1 Signals of a satellite navigation system, here by the satellite 17 is represented. It is in the 2 a physical balise 6 represented, which triggers a signaling when driving over and additionally by means of a horn system 25 at the construction site 21 an acoustic warning signal triggers. This is at the position of the balise 6 additionally provided with a connected to the horn system track contact.

In dem Fall, dass der Zug sich bereits hinter der letzten physischen Balise 6 befindet, aber die Fahrt nicht normal fortgesetzt hat, beispielsweise weil er nach einer Notbremsung und längerem Stillstand wieder anfährt, ist eine Warnung für die Wanderbaustelle 21 nicht mehr auslösbar. Mit Hilfe der virtuellen Balise, die in der 2 durch ein Balisensymbol 23 dargestellt wird, kann sichergestellt werden, dass bei dem Überfahren des der virtuellen Balise 23 zugeordneten Streckenpunktes durch den Zug die Hornanlage 25 ausgelöst wird.In the event that the train is already behind the last physical balise 6 is located, but the Ride has not continued normally, for example, because it starts again after an emergency stop and a long stoppage, is a warning to the hikers 21 no longer triggerable. With the help of the virtual balise, which is in the 2 through a balise symbol 23 can be ensured that when crossing the virtual balise 23 assigned path point by the train the horn system 25 is triggered.

Die Position der virtuellen Balise kann zusammen mit den üblichen Parametern vor Beginn der Abfahrt eines Zuges definiert werden. Diese statische Vorgehensweise berücksichtigt allerdings nicht, dass die Wanderbaustelle 21 ihre Position während der Fahrt des Zuges verändern kann. Besser ist daher eine dynamische Anpassung der definierten Position bzw. der Streckenpunkte zur Auslösung einer Signalisierung noch während der Zugfahrt. Dies kann beispielsweise per Cell-Broadcast im GSM-R (in entsprechend funktechnisch abgedeckten Gebieten) oder per Geocast (beispielsweise DVB-T/S, DAB) erfolgen. Insbesondere könnte hier auch das mit Galileo eingeführte Two-Way-Messaging-Verfahren gewinnbringend eingesetzt werden, da dieses System inhärent eine globale Abdeckung haben wird und die verfügbare Bandbreite für diese Art der Anwendung absolut ausreichen würde.The position of the virtual balise can be defined together with the usual parameters before the departure of a turn. However, this static approach does not take into account that the construction site 21 change their position while the train is moving. It is therefore better to dynamically adapt the defined position or the route points to trigger a signaling during the train journey. This can be done for example by cell broadcast in the GSM-R (in correspondingly radio-covered areas) or by geocasting (for example DVB-T / S, DAB). In particular, the two-way messaging approach introduced with Galileo could be used profitably here, as this system will inherently have global coverage and the available bandwidth would be absolutely sufficient for this type of application.

Durch ein geeignetes Konfigurationsterminal wäre bei einem dynamischen Verfahren der Bautrupp selbst in die Lage versetzt, die virtuelle Warnbalise entsprechend der Bedürfnisse in ausreichendem Abstand hinter sich herzuziehen. Dies bedeutet, dass nach einer Verschiebung bzw. Wanderung der Gleisbaustelle 21 in Fahrtrichtung 22 des Zuges die Signalisierung erst an einem späteren Streckenpunkt ausgelöst wird, der mit der Bezugsziffer 24 als virtuelle Balise in der 2 dargestellt ist.With a suitable configuration terminal, in a dynamic process, the builder would be able to drag the virtual warning beacon sufficiently far behind itself according to needs. This means that after a shift or hike the track construction site 21 in the direction of travel 22 the train signaling is triggered only at a later waypoint, with the reference numeral 24 as a virtual balise in the 2 is shown.

Die Auslösung der Hornanlage 25 kann wiederum auch auf verschiedenen Kommunikationswegen erfolgen. So kann die virtuelle Balise 23 bzw. 24 die Hornanlage 25 beispielsweise direkt per Funk ansprechen, wenn diese sich in der Reichweite einer entsprechenden zusätzlichen Sende- und Empfangseinrichtung im Zug befindet. Ebenso kann die mit ETCS zugseitig vorhandene GSM-R Sende- und Empfangseinrichtung (RIU) bei entsprechender Netzabdeckung in der Region dazu verwendet werden, die im Profil der virtuellen Balise 23, 24 hinterlegte Telefonnummer der zu alarmierenden Hornanlage 25 anzurufen.The triggering of the horn system 25 can also be done on different communication channels. So can the virtual balise 23 respectively. 24 the horn system 25 For example, address directly by radio, if it is within range of a corresponding additional transmitting and receiving device in the train. Likewise, the GSM-R transmitting and receiving device (RIU) provided with the ETCS at the corresponding network coverage in the region can be used in the profile of the virtual beacon 23 . 24 stored telephone number of the horn system to be alarmed 25 to call.

Optimal im Sinne der Verfügbarkeit ist jedoch die Auslösung per erweitertem Galileo-SAR-Dienst, in dem die Auslösung als spezifische SAR Distressed Message erfolgt und der mit Galileo neu eingeführte SAR Rückkanal dazu verwendet wird, sowohl dem Zug das Absetzen der Meldung zu bestätigen, als auch gleichzeitig die Hornanlage über die Auslösung zu informieren. Hierbei ist insbesondere von Vorteil, dass der Galileo SAR Rückkanal als Geocast angesehen werden kann und in plausiblen Szenarien immer davon auszugehen ist, dass sich die Hornanlage 25 im gleichen geografischen Gebiet wie die auslösende Balise 24 befindet.Optimal in terms of availability, however, is the triggering via extended Galileo SAR service, where the triggering is done as a specific SAR distressed message and the Galileo newly introduced SAR return channel is used to both acknowledge the train's withdrawal of the message and at the same time to inform the horn system about the triggering. It is of particular advantage here that the Galileo SAR return channel can be regarded as a geocast and in plausible scenarios it can always be assumed that the horn system 25 in the same geographic area as the triggering balise 24 located.

Bei allen genannten Kommunikationsverfahren zur Auslösung der Hornanlage 25 ist die maximale Verbindungsaufbauzeit zu beachten, da hier jede Verzögerung bei schnell fahrenden Zügen die Vorwarnzeit des Bautrupps minimiert. Das hier beschriebene Verfahren geht von der Grundlage aus, dass bestimmte Reaktionen nach definierten zeitlichen oder räumlichen Anforderungen bestimmt werden, die auch von festen Randbedingungen des Fahrzeugs oder Zugs abhängen, beispielsweise Höchstgeschwindigkeit und maximales Beschleunigungs- und Bremsvermögen. Hiermit ergeben sich die Möglichkeiten, Einschalt- und Ausschaltpunkte – allgemeine Refferenzpunkte für die Auslösung von Ereignissen – dynamisch in Abhängigkeit vom Verhalten des Fahrzeugs oder Zugs zu bestimmen. Konkret wird die Warnung des Bautrupps der Wanderbaustelle 21 genau in dem Moment ausgelöst, an dem die minimale Zeit bis zur Ankunft an der Baustelle 21 für genau diesen Zug erreicht ist.For all mentioned communication methods for triggering the horn system 25 the maximum call setup time must be taken into consideration, since every delay in fast trains minimizes the advance warning time of the crew. The method described here is based on the basis that certain reactions are determined according to defined time or space requirements, which also depend on fixed boundary conditions of the vehicle or train, for example maximum speed and maximum acceleration and braking capacity. This gives rise to the possibilities of determining switch-on and switch-off points - general reference points for the triggering of events - dynamically as a function of the behavior of the vehicle or train. Specifically, the warning of the construction crew of the construction site 21 Triggered exactly at the moment when the minimum time to arrive at the construction site 21 for exactly this train is reached.

Claims

Method for train signaling, in which a train position determined by a position determination system is transmitted to a signaling unit ( 18 ), in which waypoints and associated signaling data are stored, and when the train position coincides with a stored waypoint from the signaling unit ( 18 ) signaling data associated with the route point to the train control unit ( 9 ), which evaluates the signaling data, characterized in that in the signaling unit ( 18 ) deposited waypoints and / or signaling data can be modified.

Method according to claim 1, characterized in that that the waypoints stored in the signaling unit and / or signaling data via a radio link can be modified by a central office.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the waypoints and / or signaling data dependent on current boundary conditions are determined dynamically.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that for determining the position of a satellite navigation system ver is used.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that of the train control unit in dependence from the signaling data, the transmission of a radio signal for traffic control and / or warning is triggered.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that when driving over a physical balise the data transmitted by the balise on the basis of stored in the signaling unit and the waypoint associated signaling data to be checked.

System for carrying out a method according to one of Claims 1 to 6, having a position determination system ( 15 ) for determining the train position, a signaling unit ( 18 ), in which waypoints and associated signaling data are modifiable, and a train control unit ( 9 ) for the evaluation of the signaling data.

System according to claim 7, characterized in that the position determining system ( 15 ) has a satellite navigation system.

System according to claim 7 or 8, characterized in that the train control unit ( 9 ) is compatible with the European Train Control System (ETCS) in the European Rail Transport Management System (ERTMS).

System according to one of claims 7 to 9, characterized in that a transceiver ( 19 ) is provided for receiving radio messages for modifying the stored route points and / or signaling data and / or for sending control data to a control center or a warning message to a warning device.