用于运行轨道车辆的方法与流程

用于运行轨道车辆的方法
1.本发明涉及一种用于运行轨道车辆的方法。此外，本发明还涉及一种设备、一种计算机程序、一种计算机可读的存储介质和一种系统。
2.本发明所要解决的技术问题在于，说明一种用于运行轨道车辆的方法，利用该方法可以在固定空间距离中的行驶(英语：fixed block system)和移动的空间距离内的行驶(英语：moving block system)之间安全地切换。本发明所要解决的另外的技术问题在于，说明一种用于执行这种方法的设备、计算机程序、计算机可读的存储介质和系统。
3.当第一轨道车辆沿第一行驶方向在轨道上行驶时，根据用于运行第一轨道车辆的方法的至少一个实施方式执行该方法，该第一行驶方向被划分为n个区块，其中适用的是，n》2。每两个相邻的区块通过一个区块边界分离。此外，第二轨道车辆在轨道上行驶，其中，沿第一行驶方向看，第二轨道车辆在第一轨道车辆的前方行驶。第二轨道车辆可以沿与第一轨道车辆相同的方向或相反的方向行驶。
4.轨道车辆优选在具有两条轨道的轨道上行驶。例如，第一和第二轨道车辆分别是火车的轨道车辆。第一轨道车辆例如是第一火车中的在第一行进方向上看在前方的轨道车辆。第二轨道车辆例如是第二火车中的在第一行驶方向上看在后方的轨道车辆。火车可以是客运和/或货运火车。第一和第二轨道车辆没有连接，因此尤其没有配属于共同的火车。
5.优选地，区块分别比第一和/或第二轨道车辆或比相关的火车的长度更长，使得第一和/或第二轨道车辆或第一和/或第二火车完全适配于一个区块中。例如，轨道被划分成至少五个或至少十个区块。
6.例如，区块边界是视觉上不可感知的并且轨道的物理特性不会改变的虚拟的边界。备选地，区块边界可以例如通过在区块边界处的可视觉感知的信号发射器、例如信号被视觉感知。备选地或附加地，轨道的物理特性在区块边界处改变。例如，轨道中的电路在区块边界处中断。
7.例如，通过自动火车控制系统(英语communication-based train control，简称为cbtc)控制第一和/或第二轨道车辆。对第一和/或第二轨道车辆的控制例如通过etcs等级3混合件(etcs level 3 hybrid)进行。
8.根据至少一个实施方式，该方法包括步骤a)，在该步骤a)中提供第一信息。第一信息代表在第一时间点，第一轨道车辆的关于第一方向在前方的端部跨越第i个区块和沿第一行驶方向在后面的第i 1个区块之间的区块边界。例如根据第一测量信号确定并且提供第一信息。第一轨道车辆的前端部是沿第一行驶方向看在前方的端部。
9.根据至少一个实施方式，该方法包括步骤b)，在步骤b)中提供第二信息。第二信息代表在第二时间点，第二轨道车辆的关于第一方向在后方的端部跨越第j个区块和沿第一行驶方向在后面的第j 1个区块之间的区块边界。例如根据第二测量信号确定并且提供第二信息。第二轨道车辆的后端部是沿第一行驶方向看在后方的端部。
[0010]“前方”和“后方”以及“前方的”和“后方的”就空间布置而言在此和随后涉及关于第一行驶方向的布置。
[0011]
第一时间点例如在第二时间点之前或之后。
[0012]
根据至少一个实施方式，该方法包括步骤c)，在步骤c)中，根据第一和第二信息确定第三信息。第三信息代表在第一时间点和第二时间点之前和/或之间，在包含第i l个区块和第j个区块之间的区块(或者说在第i l个区块和第j个区块之间的也包含了第i l个区块和第j个区块的区块)是否被另外的轨道车辆占据。在第一和第二时间点之间也包括第一和第二时间点。在第一和第二时间点之前是指在两个时间点之前。
[0013]
例如根据第三测量信号确定第三信息。例如借助轨道空闲报警系统确定和提供第三信息。轨道空闲报警系统例如基于至少一个轨道电路和/或至少一个音频轨道电路和/或至少一个计轴电路，以便确定区块(也被称为空闲警告区段)的占据。
[0014]
另外的轨道车辆是不同于第一轨道车辆和第二轨道车辆的轨道车辆，并且没有与第一轨道车辆和第二轨道车辆连接。例如，另外的轨道车辆是施工车辆。
[0015]
第三信息例如代表在第三时间点，在包含第i l个区块和第j个区块之间的区块是否被另外的轨道车辆占据。第三时间点例如是在第一和第二时间点的更早的那个之前的最多10s或最多5s或最多1s。
[0016]
也可以根据两个轨道车辆的行驶方向来选择是否针对第三信息考虑在第一和第二时间点之前和/或之间的时间点。
[0017]
例如，如果第一时间点位于第二时间点之前，并且两个轨道车辆沿相同的第一行驶方向行驶，那么第一轨道车辆的至少一部分已经位于第i l个区块上，而第二轨道车辆至少部分仍然位于第j个区块上。然后，第三信息优选代表在第一时间点之前或在第一时间点中，另外的轨道车辆是否位于在包含第i l个和第j-1个区块之间的区块中的一个上，并且在第二时间点中，另外的轨道车辆是否位于第i 2个区块和第j个区块之间的区块中的一个上。
[0018]
如果第一时间点位于第二时间点之后，并且两个轨道车辆沿相同的第一行驶方向行驶，那么第一轨道车辆也还部分尚未位于第i l个区块上，而第二轨道车辆已经离开第j个区块。第三信息例如代表在第二时间点中，另外的轨道车辆是否位于在包含第i l个和第j个区块之间的区块中的一个上。
[0019]
如果两个轨道车辆相向行驶，那么第三信息优选代表在第一和第二时间点之前是否存在另外的轨道车辆。
[0020]
可能的是，j＝i l。
[0021]
换句话说，在步骤c)中确定第三信息，其代表在第一和第二时间点之前和/或之间，在第一和第二轨道车辆之间的既没有被第一轨道车辆，也没有被第二轨道车辆部分或完全占据的任何区块是否被另外的轨道车辆占据。
[0022]
根据至少一个实施方式，该方法包括步骤d)，在步骤d)中，如果第三信息代表在第一和第二时间点之前和/或之间，在包含第i l个区块和第j个区块之间的区块没有被另外的轨道车辆占据，那么根据第三信息开启针对第一轨道车辆的第一运行状态，其中，第一运行状态是在移动的空间距离内的行驶。
[0023]
换言之，当存在第三信息时，并且当第三信息代表在第一和第二时间点之前和/或之间，在包含第i l个区块和第j个区块之间的区块没有被另外的轨道车辆占据时，开启第一运行状态。
[0024]
开启第一运行状态是指，允许第一运行状态。例如接通第一运行状态，从而使得第
一轨道车辆以移动的空间距离行驶。尤其地，在步骤d)中存在从另外的运行状态转移到第一运行状态的运行状态或第一运行状态。
[0025]
在铁路信号技术中，在移动的空间距离内的行驶的运行状态(英文moving block system)是一种在每辆轨道车辆周围实时定义安全区的信号闭塞系统(或称为信号分段系统、信号区块系统)。后方的/第一轨道车辆必须与下一个前方的/第二轨道车辆保持预设的最小距离。因此，在后方的轨道车辆和前方的轨道车辆之间存在空间距离。该空间距离随着第一和第二轨道车辆移动。在这种情况下，在轨道的一个区块中也允许有多个轨道车辆。为了确保第一轨道车辆和第二轨道车辆之间的安全的空间距离，应当连续确定两个轨道车辆的位置，并且优选还确定其速度。
[0026]
第一轨道车辆和第二轨道车辆在行驶时可以分别跨越多个区块边界。在该方法中提供多个分别具有第一时间点的第一信息和/或多个分别具有第二时间点的第二信息。优选根据这种第一和第二信息(在其中，相关的第一和第二时间点彼此最接近)确定第三信息。根据第三信息执行步骤d)。
[0027]
在用于运行第一轨道车辆的方法的至少一个实施方式中，其中，
[0028]-第一轨道车辆在轨道上沿第一行驶方向行驶，
[0029]-轨道被划分为n个区块，其中，n》2，
[0030]-每两个相邻的区块通过区块边界分离，
[0031]-第二轨道车辆在轨道上行驶，
[0032]-第二轨道车辆沿第一行驶方向看在第一轨道车辆前方行驶，
[0033]
在该方法中执行以下步骤：
[0034]
a)提供第一信息，其代表在第一时间点，第一轨道车辆的关于第一行驶方向在前方的端部已经跨越第i个区块和沿第一行驶方向接下来的第i 1个区块之间的区块边界，
[0035]
b)提供第二信息，其代表在第二时间点，第二轨道车辆的关于第一行驶方向在后方的端部已经跨越第j个区块和沿第一行驶方向接下来的第j 1个区块之间的区块边界，
[0036]
c)根据第一和第二信息确定第三信息，其中，第三信息代表在两个时间点之前和/或之间，在包含第i l个区块和第j个区块之间的区块是否被另外的轨道车辆占据。
[0037]
d)如果第三信息代表在两个时间点之前和/或之间，在包含第i l个区块和第j个区块之间的区块没有被另外的轨道车辆占据，那么根据第三信息开启针对第一轨道车辆的第一运行状态，其中，第一运行状态是在移动的空间距离内的行驶。
[0038]
本发明此外基于以下知识，即如果轨道车辆的位置以及它们之间的距离是已知的并且被监控，那么轨道车辆在移动的空间距离的运行模式下的运行是可能的。这种轨道车辆被称为通信轨道车辆。然而，在轨道上也可能存在非通信的车辆，其在轨道上的位置无法被监控。为了切换到移动的空间距离的第一运行模式而必须确保，在每两个依次行驶的通信的轨道车辆之间没有另外的、非通信的轨道车辆。
[0039]
这例如可以以如下方式得到确保，即在开启第一运行状态之前，从轨道或整个轨道网络移除所有非通信的轨道车辆。
[0040]
如果想避免移除所有非通信的轨道车辆，那么必须确定两个连续的通信的轨道车辆之间的路线是否是空闲的。例如，可以通过现有的轨道空闲报警系统来监控第一和第二轨道车辆之间的区块。轨道空闲报警系统对通信和非通信的轨道车辆都做出反应。然而，轨
道空闲报警系统通常只能确定区块是否被轨道车辆占据，而不能确定在区块上有多少个轨道车辆。因此出现以下问题，即如何查明在同一区块上，在第一轨道车辆之前是否存在非通信的轨道车辆，或者在同一区块上，在第二轨道车辆之后是否存在非通信的轨道车辆。
[0041]
单独通过轨道空闲报警系统来确定这一点的可能性是，第一轨道车辆的前端部行如此近地行驶到下一个区块边界，从而最短的轨道车辆不再适配于(或者说适合)前端部和区块边界之间。然后确保在第一轨道车辆之前，在同一区块上完全不能布置另外的轨道车辆。以类似的方式，第二轨道车辆的后端部可以非常靠近它后面的区块边界，或者至多如此程度地驶离它后面的区块边界，从而最短的轨道车辆不再适配于第二轨道车辆的后端部与它后面的区块边界之间。如果轨道空闲报警系统还指示第一和第二轨道车辆之间的所有区块是空闲的，则可以假设在第一和第二轨道车辆之间没有另外的轨道车辆。该方法一般要求第一和第二轨道车辆缓慢接近相应的区块边界，因为来自轨道空闲报警系统的信号可能具有相当大的时间延迟。
[0042]
在本发明中利用以下构思，即不依赖于或不仅依赖于轨道空闲报警系统，而且附加地还使用运行流程的知识、例如接近区块边界的适用的调节。只有当前端部和区块边界之间没有另外的轨道车辆时，轨道车辆的前端部才会跨越区块边界。因此，第一轨道车辆的前端部跨越第i个和第i l个区块之间的区块边界是一个确定的指示，即在该时间点(第一时间点)，在第i个区块上，在第一辆轨道车辆之前没有另外的轨道车辆。
[0043]
同样，在第二轨道车辆的后端跨越第j个或j l个区块之间的区间边界的时间点(第二时间点)可以假设，在该时间点，在第j 1个区块上，在第二轨道车辆后方不能够存在另外的轨道车辆。现在，如果在由第一和第二轨道车辆占据的区块之间的区块也还没有另外的轨道车辆(例如可以通过轨道空闲报警系统确定这一点)，那么可以假设在第一和第二轨道车辆之间没有另外的轨道车辆。开启针对第一轨道车辆的第一运行状态于是是安全的。第一和第二轨道车辆为此也不必非常缓慢地运动。
[0044]
根据至少一个实施方式，在步骤d)中，如果第三信息代表在第一和第二时间点之前和/或之间，在包含第i l个区块和第j个区块之间的区块没有被另外的轨道车辆占据，那么根据第三信息开启第二运行状态，其中，第二运行状态是在固定的空间距离中的行驶。备选地或附加地，在这些条件下，在步骤d)中禁止第一运行状态。
[0045]
第二运行状态在英语中被称为fixed-block-system(固定闭塞系统)。在此，在每个区块中分别只允许一个轨道车辆。例如，通过轨道空闲报警系统来识别区块的占据。如果第i个区块被轨道车辆占据，那么在其后面行驶的轨道车辆不能够进入第i个区块。例如，在第i个区块的区块边界处或前方，给后方的轨道车辆显示停止信号(红色信号)。如果第i个区块未被占据，那么最接近第i个区块的轨道车辆可以驶入第i个区块，例如通过空闲信号(绿色信号)向其显示这一点。
[0046]
根据至少一个实施方式，分别根据位置信息确定和提供第一和第二信息。位置信息代表第一和第二轨道车辆在轨道上的位置。位置信息优选还代表第一和第二轨道车辆的速度。换言之，轨道车辆是通信的轨道车辆。第一和第二轨道车辆的位置和可能还有速度例如分别以规则的例如最大1秒或最大0.1秒的时间间隔被确定。
[0047]
根据至少一个实施方式，借助位置检测系统提供位置信息。位置检测系统例如是能够检测第一轨道车辆和第二轨道车辆的位置的gps系统。备选地或附加地，位置检测系统
是查询器系统(balisen-system)。在此，例如，形式为应答器、例如rfid应答器的多个查询器沿轨道布置。第一和第二轨道车辆分别具有可与应答器通信的天线。当轨道车辆经过一个应答器时，会交换关于刚才经过哪个应答器的信息。例如，根据该信息确定位置并且提供位置信息。
[0048]
根据至少一个实施方式，位置检测系统提供的轨道车辆的位置的优于30m的精度，换言之，位置检测系统的位置分辨率优于30m。这可以通过gps系统实现。通过沿轨道以每两个查询器之间的最大30m的距离布置查询器，同样可以实现这种精度。
[0049]
根据至少一个实施方式，在计算机上执行该方法。尤其地，步骤a)、b)、c)和d)仅借助计算机执行。也可以在计算机上执行根据位置信息确定和提供第一和第二信息的步骤。第一、第二和第三信息以及位置信息因此优选是计算机上的数据。
[0050]
此外，说明了一种用于运行第一轨道车辆的设备。该设备包括处理器，处理器设计用于执行在此描述的用于控制第一轨道车辆的方法。
[0051]
此外，说明了一种用于运行第一轨道车辆的计算机程序。计算机程序包括指令，指令在通过具有处理器的计算机执行计算机程序时促使计算机执行在此描述的用于控制第一轨道车辆的方法。
[0052]
此外，说明了一种计算机可读的存储介质，在其上存储有在此描述的计算机程序。
[0053]
此外说明了一种系统。该系统尤其设计用于执行在此描述的用于控制第一轨道车辆的方法。所有结合用于控制第一轨道车辆的方法公开的特征因此也对于系统是公开的，反之亦然。
[0054]
根据至少一个实施方式，该系统包括第一轨道车辆、第二轨道车辆、轨道(其被划分为n个区块，其中n》2)以及用于确定第一和第二轨道车辆的位置的位置检测系统。每两个相邻的区块通过区块边界彼此分离。系统设计用于执行在此描述的用于控制第一轨道车辆的方法。
[0055]
例如，系统此外还包括如在此描述的设备。该设备例如是第一轨道车辆的一部分，或例如是第一和第二轨道车辆外部的外部设备。
[0056]
优选地，该系统还包括轨道空闲报警系统，利用该轨道空闲报警系统，在运行中可以确定区块是否被轨道车辆占据。
[0057]
本发明的上述的特性、特征和优点以及其如何实现的方式和方法通过随后对本发明的实施例的描述结合相应的附图被进一步阐述。相同的、类似的或相同作用的元件在附图中设有相同的附图标记。附图和在附图中示出的元件相互的大小比不应被视为是按比例的。相反，为了更好的可显示性和/或为了更好的可理解性，可以过大地示出各个元件。
[0058]
其中：
[0059]
图1至4示出了用于运行第一轨道车辆的系统和方法的实施例，
[0060]
图5至6示出了用于根据流程图运行第一轨道车辆的方法的实施例。
[0061]
图1示出了一种在第一时间点t1的系统的实施例。系统包括轨道4，在轨道上布置有第一轨道车辆1和第二轨道车辆2。轨道车辆1、2从左向右行驶。轨道4被划分为多个区块40，这些区块分别通过区块边界41彼此分离。此外，给轨道4分配位置检测系统5。位置检测系统5当前是查询器系统，并且包括多个沿轨道4分布的查询器。第一轨道车辆1和第二轨道车辆2分别包括天线。在经过查询器时，在天线和查询器之间产生信息交换，由此，可以确定
轨道车辆的当前的位置。换言之，第一轨道车辆1和第二轨道车辆2是通信的轨道车辆。
[0062]
在图1中，第一轨道车辆1的沿第一行驶方向6看在前方的端部刚好跨越在第i个区块40i和第i 1个区块40
i 1
之间的区块边界41。例如利用位置检测系统5检测这一点。例如同样以位置检测系统5同样检测到发生这一点的时间点t1。测量位置的精度当前通过两个查询器的距离被确定，并且优选优于30米。根据位置检测系统5的测量结果提供第一信息i1(图5、6)，其代表在第一时间点t1，第一轨道车辆1的前端部跨越第i个区块40i和第i 1个区块40
i 1
之间的区块边界。第一信息i1例如以计算机数据的形式被提供。
[0063]
在第一时间点t1，第一轨道车辆1的前端部刚好跨越区块边界41的事实意味着，在第i个区块40i上，在第一轨道车辆1的前端部和区块边界41之间不能够存在另外的轨道车辆。
[0064]
图2示出了在稍后的第二时间点t2的系统。第一轨道车辆1和第二轨道车辆2沿轨道4向右运动(第一行驶方向6)。第二时间点t2是以下时间点，在该时间点中，第二轨道车辆2的关于第一行驶方向6在后方的端部跨越在第j个区块40j和第j 1个区块40
j 1
之间的区块边界41。又利用用于测量位置的位置检测系统5检测该结果、必要时还有该结果的时间点。由此确定并且提供第二信息i2(图5、6)，其代表在第二时间点t2，第二轨道车辆2的后端部跨越第j个区块40j和第j 1个区块40
j 1
之间的区块边界41。
[0065]
在第二时间点t2，第二轨道车辆2的后端部跨越在第j个区块40j和第j 1个区块40
j 1
之间的区块边界41的事实意味着，在第二时间点t2，在被跨越的边界41和第j 1个区块上的第二轨道车辆2之间不存在另外的轨道车辆。
[0066]
例如，借助附图中未示出的轨道空闲报警系统，现在还可以确定，在包含第i l个区块40
i i
和第j个区块40j之间的区块40、即第一轨道车辆1和第二轨道车辆2之间的未被第一轨道车辆1或第二轨道车辆占据的区块40是否被另外的轨道车辆占据。相应地，然后根据第一信息11和第二信息12确定并且提供第三信息13(图5、6)，其中，第三信息13代表在第一时间点t1和第二时间点t2之前和/或之间，在包含第i l个区块40
i i
和第j个区块40j之间的区块40是否被另外的轨道车辆占据。在当前的情况下，在第一轨道车辆1和第二轨道车辆2之间没有另外的轨道车辆。
[0067]
在随后的方法步骤中，根据第三信息i3开启用于第一轨道车辆1的第一运行状态z1。第一运行状态z1是在移动的空间距离内的行驶(移动区块运行状态)。这例如在分配给第一轨道车辆1的具有处理器的设备10中发生。
[0068]
图3示出了以下情况，在该情况中，针对第一轨道车辆1不应该/不能够接通第一运行状态z1。如可看到的那样，在轨道4上，另外的轨道车辆3位于第一轨道车辆1和第二轨道车辆2之间。
[0069]
在图3的位置中，在第一时间点t1，第一轨道车辆1的前端部跨越第i个区块40i和第i 1个区块40
i i
之间的区块边界41。相应地，提供第一信息ii，其代表在时间t1处的跨越。
[0070]
在第一时间点t1中，第二轨道车辆2和另外的轨道车辆3在同一区块40j上。例如，轨道空闲报警系统只能识别区块40j被占据，而不能识别它被两个轨道车辆占据。为了识别紧接在第二轨道车辆2之后的另外的轨道车辆3，等待稍后的第二时间点t2，其在图4中示出。
[0071]
在图4中，第二轨道车辆2的后端部刚好跨越第j个区块40j和第j l个区块40
j i
之
间的区块边界41。在该时间点中确保，在第二轨道车辆2的后端部和刚好被跨越的区块边界41之间不能存在另外的轨道车辆3。提供第二轨道车辆2的后端部在第二时间点t2跨越区块边界41的信息作为第二信息12。
[0072]
此外，在第二时间点t2例如利用轨道空闲报警系统可以识别，第j个区块40j被另外的轨道车辆3占据。相应确定并且提供第三信息i3，其代表在包含第i l个区块40
i i
和第j个区块40j之间的区块被另外的轨道车辆3占据。因此，例如，针对第一轨道车辆1的第一运行状态z1被禁止。备选地或附加地，接通针对第一轨道车辆1的第二运行状态z2，其中，第二运行状态是在固定的空间距离中的行驶(固定区块运行状态)。
[0073]
在图3和图4中，与图1和图2不同，没有使用查询器系统、而是使用gps系统形式的位置检测系统5来确定第一轨道车辆1和第二轨道车辆2的位置。
[0074]
图5示出了用于运行第一轨道车辆的方法的第一实施例的流程图。例如，流程图涉及图1和图2或图3和图4的情况。
[0075]
在步骤a)中提供第一信息i1，其代表在第一时间点t1，第一轨道车辆1的前端部跨越第i个区块40i和第i 1个区块40
i 1
之间的区块边界41。在随后的步骤b)中提供第二信息i2，其代表在第二时间点t2，第二轨道车辆2的后端部跨越第j个区块40j和第j 1个区块40
j 1
之间的区块边界41。此外，在步骤c)中，根据第一信息i1和第二信息i2确定第三信息i3，其代表在两个时间点t1、t2之前和/或之间，在(也包含)第i l个区块40
i i
和第j个区块40j之间的区块40是否被另外的轨道车辆占据。在步骤d)中，如果第三信息i3代表在时间点t1、t2之前和/或之间，在包含第i l个区块40
i i
和第j个区块40j之间的区块40没有被另外的轨道车辆占据，那么根据第三信息i3开启针对第一轨道车辆1的第一运行状态z1。在图1的情况下，开启第一运行状态z1，因为不存在另外的轨道车辆。在图2的情况下，没有开启第一运行状态z1，因为存在另外的轨道车辆3。可能地，开启第二运行状态z2并且禁止第一运行状态z1。
[0076]
在图6的流程图中示出了用于运行第一轨道车辆1的方法的第二实施例。步骤a)至d)如结合图5那样被阐述。然而在此，在步骤a)之前执行步骤b)，因为例如第二时间点t2位于第一时间点t1之前。
[0077]
例如在处理器上执行步骤a)至d)，处理器包含在图1和2以及图3和4的设备10中。
[0078]
虽然本发明根据实施例被详细示出和描述，但本发明并不局限于公开的实施例和在其中阐述的具体的特征组合。本发明的另外的变型方案可以由本领域技术人员得到，而不会脱离要求保护的本发明的保护范围。
[0079]
附图标记清单
[0080]
1 第一轨道车辆
[0081]
2 第二轨道车辆
[0082]
3 另外的轨道车辆
[0083]
4 轨道
[0084]
5 位置检测系统
[0085]
6 第一行驶方向
[0086]
10 设备
[0087]
40 区块
[0088]
41 区块边界
[0089]
t1 第一时间点
[0090]
t2 第二时间点
[0091]
i1 第一信息
[0092]
i2 第二信息
[0093]
i3 第三信息
[0094]
z1 第一运行状态
[0095]
z2 第二运行状态
[0096]
a-d 方法步骤