用于警告机动车以防撞上有轨车辆的方法和系统与流程

本发明涉及一种用于警告机动车以防撞上有轨车辆的方法和系统。

de102005046875a1公开一种铁路警告装置，用于向交通参与者发出轨道车辆在接近危险区域的警告。铁路警告装置包括可安装在铁路车辆中的接近信号仪器，其通过无线电直接或间接地向其它交通参与者发送接近警告信号。此外，铁路警告装置包括用于安装在其它交通参与者的车辆中的警告信号装置，其设立用于接收接近警告信号。各接近信号装置获取铁路车辆的当前所在位置以及包含危险区域所在位置的清单。根据清单中所记录的下一危险区域的所在位置，接近信号装置可以发送接近警告信号。各警告信号装置在其被安装在相应车辆中的状态下获取相应车辆的当前所在位置，以便在收到接近警告信号后根据车辆当前所在位置和涉及接近警告信号的危险区域所在位置来生成警告信号。因此，该铁路警告装置确定是否在相应车辆中产生警告信号。

us2013/0194423a1涉及一种用于向接近铁路交道口的车辆显示警告消息的警告系统。铁路交道口包括可供火车行进的铁路和横穿铁路且可供车辆行进的公路。该警告系统包含用于识别至少一个车辆识别特征(例如车牌、车型等)的识别系统。火车识别系统获取关于沿铁路接近铁路交道口的火车的至少一个火车特征(例如存在、位置、速度)。车辆识别系统获取关于沿公路接近铁路交道口的车辆的至少一个车辆特征(例如存在、位置、速度)。该警告系统还包括显示系统，用于依据所采集的火车特征和车辆特征而向车辆显示警告消息。

本发明的任务是提供一种用于警告机动车以防撞上有轨车辆的方法和系统，借此能很简单地向机动车发出防撞警告。

根据本发明，该任务通过一种具有独立权利要求的特征的用于警告机动车以防撞上有轨车辆的方法和系统完成。在各自从属权利要求中以及以下说明中说明了具有合适的发明改进方案的有利设计。

本发明涉及一种用于警告机动车以防撞上有轨车辆的方法，其中，借助车外的电子计算装置来接收有轨车辆的表征有轨车辆位置和/或速度的第一运动数据。为了很有利地采集第二运动数据并且保证很高的位置数据实时性而规定，借助车外的电子计算装置，从固定安装于轨道网上的传感器装置接收和/或依据电子行车时刻表来获取有轨车辆的第一运动数据。有轨车辆的第一运动数据由固定安装且因此固定在轨道网(尤其是可供有轨车辆运动的轨道上)的传感器装置来确定。该传感器装置例如如此安置在轨道网的轨道附近区域内，即，借助传感器装置在有轨车辆驶过规定轨道部段时能够确定第一运动数据。通过传感器装置，第一运动数据可以被很准确可靠地采集且可被提供给该计算装置。还替代地或附加地，根据有轨车辆的电子行车时刻表数据来确定第一运动数据。电子行车时刻表数据尤其可以包含有轨车辆在各所属时刻的规定目标位置。依据电子行车时刻表数据和相应时间，可以确定有轨车辆的第一运动数据。电子行车时刻表数据可以例如被存储在车外的电子计算装置中。通过电子行车时刻表数据，能很可靠地预测有轨车辆的未来运动，从而能很准确地确定第一运动数据。尤其为了特别准确地确定第一运动数据，可以将该电子行车时刻表数据与由传感器装置所确定的第一运动数据相比较，以验证第一运动数据和/或确定第一运动数据的精确性。

在该方法中还规定了，根据所述第一运动数据和根据至少一个铁路交道口的表征铁路交道口位置/平交路口位置的位置数据来识别险情，并且依据所述险情给机动车提供可由机动车调用的表征该险情的危险信息信号。这意味着，借助电子计算装置来确定：有轨车辆距离铁路交道口的距离和/或有轨车辆按照何种速度向铁路交道口运动或离开铁路交道口。根据有轨车辆的所述距离和/或速度来判断险情。在这里，除了位置和/或速度外，第一运动数据还可以表征有轨车辆运动方向。所述至少一个铁路交道口的位置数据可被存储在计算装置中和/或可以借助该计算装置由另一电子计算装置来接收。在该方法中，可以借助于计算装置根据第一运动数据来确定距铁路交道口位置的极限距离，并且如果有轨车辆小于该极限距离，则确定有险情。换句话说，借助电子计算装置并依据有轨车辆的位置和/或速度来计算有轨车辆的极限距离。

在该方法中，第一运动数据和位置数据可被提供给车外的电子计算装置，并且借助车外的电子计算装置被相互比较，以便根据比较结果来确定险情并且根据所确定的险情给机动车提供危险信息信号。通过在车外的电子计算装置中将第一运动数据与位置数据进行集中比较，用于判断是否有险情的位置数据能够总是最新的，因为这些在车外电子计算装置中经过集中处理的位置数据可被很简单地更新。当在有轨车辆和/或机动车中分散处理所述至少一个铁路交道口的位置数据时，检查确保所有有轨车辆和机动车中的所有位置数据随时都是最新的是既辛苦又困难的。因此，该方法允许可靠精确地确定第一运动数据以及在车外计算装置中集中处理第一运动数据。

为了避免不必要地提供危险信息信号而还规定，借助机动车的车载电子计算装置给车外的电子计算装置提供机动车的表征机动车位置和/或速度的第二运动数据，并且车外的电子计算装置依据机动车的第二运动数据给机动车提供危险信息信号。在这种情况下，借助电子计算装置依据在机动车与具有险情的铁路交道口之间的距离给机动车提供该危险信息信号。因此，机动车将其第二运动数据传输至车外的计算装置，其给机动车提供表征在机动车环境中的险情的危险信息信号。除了机动车位置和/或速度外，机动车的第二运动数据还可以表征机动车运动方向。为了能特别有利地将第一运动数据与第二运动数据相互关联起来，特别是关于计算距离和判断是否给机动车提供危险信息信号而言，第一和/或第二运动数据可以具有相应的时间戳。依据时间戳可以识别有轨车辆或机动车在哪个时刻具有或已具有由各自运动数据表征的位置和/或速度。通过带有相应时间戳的各自运动数据，尤其可以很有利地形成关于机动车和/或有轨车辆的各自未来位置的相应预测，以及依据所述预测来确定机动车距铁路交道口的距离和/或有轨车辆距铁路交道口的距离。在所述方法中特别有利的是能借助该方法警告大量的不同的机动车以防止撞上有轨车辆，这是因为各机动车仅需设计成用于提供第二运动数据并且接收由车外电子计算装置提供的危险信息信号。不需要在机动车中处理第一运动数据和/或位置数据。这样一来，能特别简单地警告各机动车以防撞上有轨车辆。

进一步规定，借助于车载计算装置并依据第二运动数据来计算机动车距铁路交道口位置的最大距离，并且在机动车小于该最大距离情况下在机动车中发出警报。这意味着，机动车通过将其第二运动数据提供给电子计算装置来问询在机动车周围所识别的险情。在收到表征机动车周围相应险情的至少一个危险信息信号后，机动车根据第二运动数据和最大距离之间的比较来判断是否要在机动车内发出警报。因此，仅当险情位于所规定的最大距离之内时，才在机动车中发出警报。在此情况下，该方法允许：当机动车和有轨车辆距铁路交道口较远、尤其是大于最大距离或极限距离时，可以不进行对司机的警告。例如该最大距离小于11公里，特别是小于4公里，特别是约3公里。通过该方法，可以避免对机动车司机的不必要警告，由此可以使司机对警报保持很高的关注度。

在本发明的其它设计中被证明有利的是，在收到危险信息信号时，根据铁路交道口的性质在机动车内发出警报。在此情况下尤其可以规定，危险信息信号表征铁路交道口性质，因此电子计算装置通过危险信息信号给机动车提供铁路交道口的性质。铁路交道口的性质例如可以是铁路交道口的可见性和/或铁路交道口的限道情况。因此，铁路交道口的性质例如可以表征交道口是否清晰可见和/或是否被限道。根据铁路交道口性质，可以在机动车中发出警报，或者不在机动车中发出警报。例如在铁路交叉道口有限道机构情况下不在机动车中发出警报，而在铁路交叉道口无限道机构情况下在机动车中发出警报。警报能够以光学和/或触觉和//或声音的方式被发出。在这种情况下，警报尤其在机动车的车辆内室中被发出，以就碰撞而言警告机动车司机。根据铁路交道口的性质来调设警报的相应设计。例如，警报的强度和/或频率可根据铁路交道口的性质来调设。替代地或附加地，可以通过控制机动车来发出警报，其中，该警报是以机动车纵向引导和/或横向引导的形式、例如通过短暂急刹车来输出的。因此可以有利地通过该警报向机动车司机通知铁路交道口的性质。

在本发明的一个改进方案中被证明有利的是，借助电子计算装置并根据第一运动数据来确定有轨车辆在包含该铁路交道口的有轨车辆用轨道网上的相应位置和运动。换句话说，轨道网被储存在电子计算装置中，其中，该电子计算装置可以依据第一运动数据来跟踪有轨车辆沿轨道网的相应运动。通过轨道网，可以有利地以很简单的方式做出对有轨车辆未来预期运动的预测。尤其是，轨道网详尽规定有轨车辆的可能位置。另外，因为假定有轨车辆始终在轨道网上，故轨道网允许在当前以及在未来的各个时刻很精确地确定有轨车辆的相应位置。通过该轨道网，可以特别简单地且特别可靠地确定有轨车辆的未来行车路线。因此，即使当第一运动数据在有轨车辆和电子计算装置之间的传输中断时，也能借助轨道网根据第一运动数据很精确地预测出有轨车辆的未来位置，故轨道网允许特别精确地计算该距离。

在本发明的一个替代的或附加的设计方案中规定，借助电子计算装置并依据第二运动数据来确定机动车在包含铁路交道口的机动车用公路网上的相应位置和运动。通过机动车的相应第一运动数据和预先规定的公路网，可以很精确地设定在公路网上的机动车的未来行车路线。在确定机动车的未来运动时，可以假定该机动车以规定的预先确定的概率沿公路网行驶。该概率尤其可以根据机动车运动方向和/或位置且因此根据第二运动数据来确定。因此，通过机动车的相应位置和/或相应运动方向来确定机动车在不久的将来在公路网上行驶的概率有多大。另外，可以依据机动车位置和/或运动方向来计算其在公路网上的不同行车路线的相应概率。即便当在机动车与电子计算装置之间的第二运动数据传输中断时，通过特别精确地确定机动车的未来运动也允许很准确地计算机动车至铁路交道口的距离。

与之相关地已被证明特别有利的是，根据公路网和第二运动数据以及位置数据来计算穿行概率，该穿行概率表征铁路交道口的机动车穿行事件的概率。在此规定，在收到危险信息信号时，根据所确定的穿行概率在机动车内发出警报。因此可以借助电子计算装置并结合运动数据来确定：在轨道网上的有轨车辆和在公路网上的机动车是否在驶向公路网与轨道网相交的铁路交道口，以及机动车以何种穿行概率穿过铁路交道口。此外，在此可以确定机动车和有轨车辆是否在同一时刻穿越铁路交道口且因此可能出现碰撞。替代地，车外的计算装置给机动车提供危险信息信号，机动车依据第二运动数据计算穿行概率。例如，可以依据所算得的穿行概率水平而在机动车中发出警报。在计算机动车与铁路交道口之间的穿行概率时可以规定，机动车始终只能在由轨道网与公路网的各交叉处所限定的铁路交道口处穿过轨道网。因此，如果机动车驶向轨道网，则假定机动车没有穿过轨道网或者仅在铁路交道口处穿过轨道网。例如可以排除机动车在绕过铁路交道口情况下穿过轨道网。因此可以例如根据轨道网和公路网以及第二运动数据和位置数据来非常准确地确定穿行概率。

在此情况下被证明特别有利的是，在收到危险信息信号时根据穿行概率在机动车内发出警报。例如当穿行概率高于或等于针对发出警报所规定的最低穿行概率时，发出警报。如果所确定的穿行概率低于规定的最低穿行概率，则例如可以不在机动车中发出警报。替代地或附加地，警报能在机动车中以光学和/或触觉和/或声学的方式被发出，其中，可以根据穿行概率来选择相应设计。作为在机动车内室中发出警报的替代或补充，机动车可以作为警报就其纵向引导或横向引导而言被控制。可以根据穿行概率来调设警报的强度和/或频率。如果警报以光学和/或声学的方式在机动车车内被发出，则可以根据穿行概率来选择警报的相应警报文本。通过根据穿行概率来设计警报，允许在机动车穿行铁路交道口的概率等于或高于最低穿行概率时可以特别有利地借助警报来警告机动车司机。

本发明还涉及一种用于警告机动车以防止撞上有轨车辆的系统，其中，该系统包括车外电子计算装置和机动车。借助车外电子计算装置，可以从固定安装在轨道网上的传感器装置接收和/或依据电子行车时刻表来确定该有轨车辆的表征有轨车辆位置和/或速度的第一运动数据。为此，该系统可以包括传感器装置。此外，可以借助该计算装置并根据第一运动数据和至少一个铁路交道口的表征铁路交道口位置的位置数据来判断险情。此外，该电子计算装置能够用于依据险情给机动车提供可由机动车调用的表征该险情的危险信息信号。在收到危险信息信号时，可以借助机动车发出用于警告机动车司机的警报。尤其在收到危险信息信号时可以在机动车内室中发出警报，以就碰撞而言警告司机。本发明的方法的优点和有利改进方案被视为本发明的系统的优点和有利改进方案，反之亦然。因此缘故，在此不再说明根据本发明的系统的优点和有利改进方案。

为了特别有利地判断有轨车辆与机动车辆的碰撞而尤其规定，借助电子计算装置，可以接收机动车的表征机动车位置和/或速度的第二运动数据，根据第二运动数据和位置数据可以计算机动车距铁路交道口的距离，并且依据该距离可以给机动车提供危险信息信号。换句话说，机动车被设计成用于给电子计算装置提供第二运动数据。电子计算装置又设计成用于接收第一运动数据和第二运动数据两者，并且从第一运动数据、第二运动数据和位置数据中确定机动车距铁路交道口的距离以及有轨车辆距铁路交道口的距离。因此，用于计算所述距离的运动数据和位置数据在电子计算装置内被集中处理。电子计算装置设立用于确定多辆机动车的各自距离和多辆有轨车辆的各自距离，并根据各自所确定的距离给机动车提供相应的危险信息信号。因此可以利用很少的计算能力而就分别撞上相应有轨车辆向很多机动车发出警告。在收到危险信息信号时，各机动车可判断是否在机动车内室中发出表征危险信息信号的警报，以警告相应机动车的司机。

从以下对优选实施例的说明中以及结合图得到本发明的其它优点、特征和细节。以上在说明书中提到的特征和特征组合以及以下在附图说明中提到的和/或在唯一的图中被单独示出的特征和特征组合不仅在各自所指明的组合中、也在其它组合中或单独地可采用，而没有超出本发明范围。

在此，唯一的图示出铁路交道口的立体图，在铁路交道口处，在轨道网上行驶的有轨车辆穿过机动车所行驶的公路，在此，设有一种用于警告机动车以防止撞上有轨车辆的系统，它具有车外的电子计算装置，借此可以计算机动车距铁路交道口的距离并且借此能够根据所算得的距离给机动车提供危险信息信号。

在唯一的图中示出铁路交道口/平交路口10。在铁路交道口10处，轨道网12和公路网14相交。至少一辆有轨车辆、在此是火车16沿轨道网12或在轨道网上移动。至少一辆机动车、在此是汽车18且尤其是轿车沿公路网14或在公路网上移动。在轨道网12和公路网14之间的由铁路交道口10表征的各交叉口处可能出现火车16和汽车18相撞。

为了能就与火车16相撞而言警告汽车18的司机，设有一种包括汽车18和车外高级/上位电子计算装置20的系统。尤其是，电子计算装置20是互联网计算装置，特别是云设备。在唯一的图中用小盒示意性示出了尤其可能是服务器设备的电子计算装置20。电子计算装置20被设计成用于计算汽车18距铁路交道口10的距离，并根据所算得的距离给汽车18提供危险信息信号22，用于向汽车18发出碰撞警告。

为了能很有利地输出危险信息信号22，电子计算装置20设计成用于接收火车16的表征火车16位置和/或速度的第一运动数据24。此外，电子计算装置20设立用于从汽车18接收汽车18的第二运动数据26，其中，第二运动数据26表征汽车18的位置和/或速度。此外，电子计算装置20设计成用于接收和/或存储表征铁路交道口10位置的位置数据28。另外，电子计算装置20设计成用于处理运动数据24、26以及位置数据28，以便根据处理结果来判断险情并且依据所确定的险情给汽车18提供危险信息信号22。

为了特别有利地获取火车16的第一运动数据24而规定，由固定安装在轨道网12上的传感器装置采集第一运动数据24，并将其提供给电子计算装置20。该传感器装置检测到火车16经过传感器装置，在此，借助传感器装置在火车16经过传感器装置时确定第一运动数据24。作为传感器装置的替代或补充，可以使用电子行车时刻表来获取第一运动数据。在电子行车时刻表中，尤其针对许多列火车16存储了这些火车16在哪个时刻应该处于哪个位置。该电子行车时刻表可与由传感器装置提供的第一运动数据24相比较。根据比较结果，可以验证和/或调整第一运动数据24。经过验证和/或调整的第一运动数据24允许很精确地判断火车16接近铁路交道口10。

借助汽车18，第二运动数据26可被提供给车外的电子计算装置20。通过提供第二运动数据26，汽车18从电子计算装置20处问询所确定的在汽车18周围的险情。因为收到第二运动数据26，故电子计算装置20判断哪些所确定的险情位于以由第二运动数据26表征的汽车18的位置为中心的规定范围内。表征在该范围内确定的险情的相应危险信息信号22由电子计算装置20提供给汽车18，汽车可以根据收到的危险信息信号22发出警报以警告汽车18的司机。

为了能就与火车16碰撞而言警告汽车18而规定电子计算装置20定期重复地接收第一运动数据24和第二运动数据26，从而电子计算装置20获知火车16和/或汽车18的相应位置和/或速度。为了能以很高的精度来计算汽车18距铁路交道口10的距离以及火车16距铁路交道口10的距离，有关轨道网12和/或公路网14的信息可被提供给电子计算装置20和/或保存在电子计算装置20中。依据轨道网12或公路网14，可以针对未来的规定时刻很精确地预测火车16或汽车18的相应运动和位置，由此可以借助电子计算装置20和/或汽车18来很准确地确定汽车18与火车16之间的碰撞概率。

为了能避免不必要地警告汽车18的司机和由此避免使司机对相应警告变得麻木而规定，借助计算装置20并依据第一运动数据24来计算距铁路交道口10位置的极限距离30，并且借助汽车18且根据第二运动数据26来计算距铁路交道口10位置的最大距离32。如果电子计算装置20确定火车16达到或低于极限距离30，并且汽车18确定汽车18已达到或小于距铁路交道口10的最大距离32，则电子计算装置20给汽车18提供危险信息信号22以警告汽车18的司机有碰撞危险，并且汽车18在收到危险信息信号22时发出表征险情的警报。火车16或汽车18的各自速度越高，则各自所对应配属的极限距离30或最大距离32越大，其中从低于该极限距离起给汽车18提供危险信息信号22，从小于该最大距离起在汽车18内发出警报。

为了能很容易地向汽车18的司机通知铁路交道口10的相应状况而规定，当收到危险信息信号22时，根据铁路交道口10的状况在汽车18内发出警报。铁路交道口10的状况是指铁路交道口10的性质、在此特别是铁路交道口10的限道情况和/或潜在危险和/或可见性。此外，汽车18的司机通过根据危险信息信号22的接收而在汽车18内发出的警报尤其有利地获悉可能会撞上火车16，做法是依据所算得的穿行概率在汽车18内发出警报。该穿行概率表征汽车18穿过铁路交道口10的几率。

汽车18的司机可以很有利地通过警报的特定设计而获知铁路交道口10的性质。另外，可以根据所算得的穿行概率通过警报的特定设计向汽车18的司机表明警告的紧迫性。所述设计尤其应该是指选用特定手段来输出相应信息给司机。特别是，可以在汽车18内设置输出装置，借此可以在汽车18的车辆内室中以声音和/或触觉和/或光学的方式发出警报。在这种情况下，警报尤其可以与在车辆内室中以光学和/或声学方式所输出的文本的选择相关地被设置，以便很有利地向司机告知铁路交道口10的性质和/或警告紧迫性。例如可将文本“注意，有高速行驶的火车(刹车距离长)！”输出给司机。

替代地或附加地，可以依据第二运动数据26来确定汽车18预计将历时多久到达铁路交道口10。依据该历时的长度，可以调整警报的设计。

所述警报能以象形图/象形文字的形式在地图上被图形化地显示，并且在此情况下在汽车18内通过屏幕机构被输出。象形图/象形文字尤其可以依据所述历时的长度被标以红色边框。根据汽车18的速度，所述警报能以语音输出的形式被调整。由汽车18导航装置提供的对于汽车18的计划行车路线可以考虑用于计算该历时。

替代地或附加地，所述警报能够在汽车18内通过行驶参数例如速度的变化、尤其譬如通过执行短暂刹车过程和/或短暂加速过程来发出。

该系统以及借助系统可执行的方法允许给火车16的乘客和汽车18的乘客提供很高的安全性，因为通过向汽车18发出警告而能避免火车16与汽车18相撞。

特别是，所述系统和所述方法基于如下认识，即，通常在铁路交道口10处并且尤其是在无限道机构的铁路交道口处总是反复发生严重事故。其起因可能是粗心和鲁莽。由于火车16和/或汽车18的变皱区/撞击缓冲区较小，加之火车16的重量，故事故后果可能很严重。此外，严重的事故后果可能是由火车16相对于汽车18的高速决定的。在当前的用于就与火车16相撞而言警告汽车18的现有技术中，车对车无线电标准被用于火车16与汽车18之间的通信。为此在火车16和汽车18中都需要有相应的无线电硬件。

与该唯一的图相关地描述的系统允许尤其简单地且集中地判断是否需要给汽车18提供危险信息信号22，从而火车16和汽车18都不必自行确定是否需要这样做。在轨道网12的轨道中的传感器装置的帮助下，可以基于行车时刻表来获取火车16的第一运动数据24。第一运动数据24的另一来源可以是电子行车时刻表数据。所述电子行车时刻表数据应该是地理参照数据。当利用电子行车时刻表数据来确定第一运动数据24时，应确定火车16在停靠站点之间的相应位置。所确定的第一运动数据24被用于借助电子计算装置20来判断火车16是否接近铁路交道口10。如果借助电子计算装置20确定火车16以比极限距离30更近的距离接近铁路交道口10，则可通过在电子计算装置20与汽车18之间的“后端至车辆的通信”来警告汽车18的司机有撞车危险。可以通过显示器和/或报警音和/或语音输出和/或通过汽车18的主动反应来在汽车18内发出警报。因为有警告，故可向汽车18的司机警示撞车的碰撞概率，以允许司机启动避让操作以免碰撞。

为了能借助电子计算装置20判断火车16是否接近铁路交道口10，电子计算装置20将表征铁路交道口10位置的位置数据28纳入考虑。在此情况下，可以从数据库给电子计算装置20提供铁路交道口10的位置数据28。借助电子计算装置20，可以通过算法将火车16在各个对应时刻的相应位置与铁路交道口10位置进行比较。如果火车16与铁路交道口10之间的距离小于极限距离30，则只要汽车18与铁路交道口10之间的距离等于或小于最大距离32，就给汽车18提供危险信息信号22。极限距离30或最大距离32可能取决于具体时刻和/或在火车16与铁路交道口10之间的或在汽车18与铁路交道口10之间的相应距离和/或火车16或汽车18的速度。在这里，可以将安全系数考虑进来，以防因不准确而引起太晚警告。

关于唯一的图所描述的系统和方法的优点在于，除了当前已安装在火车16或汽车18中的组成部件，不需要附加的无线电硬件。