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Title:
DEVICE FOR DETERMINING AT LEAST ONE MEASUREMENT VALUE RELATED TO A LOCATION AND/OR AT LEAST ONE MOVEMENT VARIABLE OF A TRACK-BOUND VEHICLE, AND METHOD FOR OPERATING SUCH A DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/177677
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device (20) for determining at least one measurement value related to a location and/or at least one movement variable of a track-bound vehicle (10). According to the invention, the device (20) is designed such that a safety integrity level can be specified for the device. The device (20) additionally ascertains a confidence interval which depends on the respective specified safety integrity level in response to the measurement value or at least one of the measurement values. The device (20) according to the invention can be used in a flexible manner and at the same time reduces operational constraints due to imprecise measurement values and large confidence intervals connected thereto. The invention additionally relates to a method for operating such a device (20).

Inventors:
PÖSEL BERNHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2018/055043
Publication Date:
October 04, 2018
Filing Date:
March 01, 2018
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS MOBILITY GMBH (DE)
International Classes:
B61L25/02
Domestic Patent References:
WO2013135533A12013-09-19
WO2005095174A12005-10-13
Foreign References:
DE102005046456A12007-03-29
EP1418109A12004-05-12
EP0881136A21998-12-02
DE102005046456A12007-03-29
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung (20) zur Bestimmung zumindest eines auf einen Ort und/oder zumindest eine Bewegungsgröße eines spurgebunde- nen Fahrzeugs (10) bezogenen Messwertes,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- die Vorrichtung (20) derart ausgebildet ist, dass ihr ein Sicherheits-Integritätslevel vorgebbar ist, und

- die Vorrichtung (20) zu dem Messwert oder zu zumindest ei- nem der Messwerte ein von dem jeweiligen vorgegebenen

Sicherheits-Integritätslevel abhängiges Vertrauensinter¬ vall ermittelt.

2. Vorrichtung (20) nach Anspruch 1,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Vorrichtung (20) derart ausgebildet ist, dass ihr der Sicherheits-Integritätslevel hardwaremäßig und/oder software¬ mäßig vorgebbar ist. 3. Vorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung (20) durch eine entsprechende Konfiguration, Parametrierung oder Einstellung vorgebbar ist.

4. Vorrichtung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung (20) durch eine kommunikationstechnisch an die Vorrichtung (20) angebun- dene Steuereinrichtung (80) vorgebbar ist.

5. Vorrichtung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung (20) dyna- misch während des laufenden Betriebes der Vorrichtung (20) vorgebbar ist.

6. Vorrichtung (20) nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung (20) anwen¬ dungsabhängig und/oder situationsabhängig vorgebbar ist. 7. Vorrichtung (20) nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

die Vorrichtung (20) ausgebildet ist, den Messwert sowie das zu diesem ermittelte Vertrauensintervall an eine Steuerein¬ richtung eines Zugbeeinflussungssystems auszugeben.

8. Zugbeeinflussungssystem mit zumindest einer Vorrichtung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.

9. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung (20) zur Bestim- mung zumindest eines auf einen Ort und/oder zumindest eine

Bewegungsgröße eines spurgebundenen Fahrzeugs (10) bezogenen Messwertes ,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

- der Vorrichtung (20) ein Sicherheits-Integritätslevel vor- gegeben wird und

- von der Vorrichtung (20) zu dem Messwert oder zu zumindest einem der Messwerte ein von dem jeweiligen vorgegebenen Sicherheits-Integritätslevel abhängiges Vertrauensinter¬ vall ermittelt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Vorrichtung (20) der Sicherheits-Integritätslevel hard¬ waremäßig und/oder softwaremäßig vorgegeben wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung (20) eine entsprechende Konfiguration, Parametrierung oder

Stellung vorgegeben wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung (20) durch eine kommunikationstechnisch an die Vorrichtung (20) angebundene Steuereinrichtung (80) vorgegeben wird. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung (20) dyna¬ misch während des laufenden Betriebes der Vorrichtung (20) vorgegeben wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung (20) anwen¬ dungsabhängig und/oder situationsabhängig vorgegeben wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass

der zumindest eine Messwert sowie das zu diesem ermittelte Vertrauensintervall von der Vorrichtung (20) an eine Steuer- einrichtung eines Zugbeeinflussungssystems ausgegeben werden.

Description:
Beschreibung

Vorrichtung zur Bestimmung zumindest eines auf einen Ort und/oder zumindest eine Bewegungsgröße eines spurgebundenen Fahrzeugs bezogenen Messwertes sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Be ¬ stimmung zumindest eines auf einen Ort und/oder zumindest ei- ne Bewegungsgröße eines spurgebundenen Fahrzeugs bezogenen Messwertes .

Moderne Zugsicherungs- beziehungsweise Zugbeeinflussungssys ¬ teme benötigen genaue Informationen in Bezug auf den aktuel- len Ort und/oder in Bezug auf aktuelle Bewegungsgrößen des jeweiligen spurgebundenen Fahrzeugs, etwa in Form von Informationen zu einer von dem Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke und einer aktuellen Geschwindigkeit. Zur Bestimmung und Bereitstellung dieser Informationen werden üblicherweise unter- schiedliche diversitäre Sensoren verwendet. Bei entsprechen ¬ den Sensoren kann es sich beispielsweise um Wegimpulsgeber, Beschleunigungssensoren, Radarsysteme, Baiisensysteme oder auch satellitengestützte Sensoren beziehungsweise Ortungssys ¬ teme, etwa auf der Basis von GPS (Global Positioning System) , handeln. Durch eine Zusammenführung der Daten der verschiedenen Sensoren werden hierbei auch als Odometriedaten bezeichnete Daten ermittelt, die üblicherweise neben den jeweiligen Weg- und Geschwindigkeitswerten zugehörige Vertrauensintervalle umfassen. Diese stellen ein Maß für die Genauigkeit be- ziehungsweise Ungenauigkeit des jeweiligen Messwerts dar, wo ¬ bei eine größere Unsicherheit bei der Bestimmung der jeweili ¬ gen Messgröße beziehungsweise des jeweiligen Messwertes ein größeres Vertrauensintervall zur Folge hat. In der Praxis kann sich die Situation ergeben, dass die Leistungsfähigkeit eines Zugsicherungssystems, welches die ent ¬ sprechenden Messwerte zur Steuerung beziehungsweise Sicherung des jeweiligen spurgebundenen Fahrzeugs verwendet, aufgrund der durch das Vertrauensintervall ausgedrückten Unsicherheit in Bezug auf den jeweiligen Messwert eingeschränkt ist. Dies kann insbesondere dazu führen, dass eine Reduzierung der Ge ¬ schwindigkeit des jeweiligen spurgebundenen Fahrzeugs (oder auch anderer in dem System verkehrender spurgebundener Fahrzeuge) erforderlich ist oder vor Gefahrenpunkten vergrößerte Sicherheitsabstände einzuhalten sind.

Gemäß der internationalen Norm IEC 61508 beziehungsweise spe- zifisch für den Bahnbereich gemäß der europäischen Norm EN 50129 werden für Sicherheitsfunktionen vier Sicherheits- Integritätslevel (SIL) beziehungsweise Sicherheitsanforde- rungsstufen unterschieden. Hierbei stellt der Sicherheits- Integritätslevel 4 die höchste und der Sicherheits- Integritätslevel 1 die niedrigste Stufe der Sicherheits- Integrität dar. Der jeweilige Sicherheits-Integritätslevel beeinflusst das Vertrauensintervall eines Messwertes dahinge ¬ hend, dass das Vertrauensintervall für den Fall besonders groß ist, dass seitens der jeweiligen Vorrichtung ein hoher Sicherheits-Integritätslevel zu erfüllen beziehungsweise be ¬ reitzustellen ist. Damit ergeben sich Einschränkungen aufgrund vergleichsweise ungenauer Messwerte und des damit ver ¬ bundenen vergleichsweise großen Vertrauensintervalls insbe ¬ sondere für solche Systeme, welche die höchsten Sicherheits- Integritätslevel SIL4 oder SIL3 erfüllen.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art ist beispielswei ¬ se aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2005 046 456 AI bekannt. Diese beschreibt eine Vorrichtung, bei der Sen- sordaten mehrerer Sensoren zusammengeführt werden und unter Berücksichtigung der jeweiligen Sensorgüte der Ort beziehungsweise die jeweilige Bewegungsgröße des spurgebundenen Fahrzeugs ermittelt wird. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bestimmung zumindest eines auf einen Ort und/oder zumindest eine Bewegungsgröße eines spurgebundenen Fahrzeugs bezogenen Messwertes anzugeben, die flexibel ein- setzbar ist und zugleich betriebliche Einschränkungen aufgrund ungenauer Messwerte und damit verbundener großer Vertrauensintervalle reduziert. Diese Aufgabe wird für eine Vorrichtung zur Bestimmung zumindest eines auf einen Ort und/oder zumindest eine Bewegungs ¬ größe eines spurgebundenen Fahrzeugs bezogenen Messwertes er ¬ findungsgemäß dadurch gelöst, dass die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass ihr ein Sicherheits-Integritätslevel vorgebbar ist, und die Vorrichtung zu dem Messwert oder zu zumindest einem der Messwerte ein von dem jeweiligen vorgegebenen Sicherheits-Integritätslevel abhängiges Vertrauensin ¬ tervall ermittelt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es sich bei der zumindest einen Bewegungsgröße insbesondere um eine von dem spurgebundenen Fahrzeug zurückgelegte Wegstrecke, eine Ge ¬ schwindigkeit des spurgebundenen Fahrzeugs und/oder eine Be ¬ schleunigung des spurgebundenen Fahrzeugs handeln. Der zumin- dest eine Messwert kann das unmittelbare Ergebnis einer Mes ¬ sung sein oder auch ein aus einer oder mehreren entsprechenden Messungen abgeleiteter oder ermittelter Wert.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist derart ausgebildet, dass ihr ein Sicherheits-Integritätslevel vorgebbar ist. Dies be ¬ deutet, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung abweichend von vorbekannten entsprechenden Vorrichtungen bei der Bestimmung von Messwerten des Ortes und/oder der zumindest einen Bewegungsgröße des spurgebundenen Fahrzeugs unterschiedliche Sicherheits-Integritätslevel ansetzen beziehungsweise zugrun ¬ de legen kann. Damit ist das Sicherheits-Integritätslevel nicht fest vorbestimmt, sondern flexibel vorgebbar. In Abhän ¬ gigkeit von dem jeweiligen vorgegebenen Sicherheits- Integritätslevel ermittelt die Vorrichtung zu dem jeweiligen Messwert ein entsprechendes Vertrauensintervall. Für den Fall, dass der Vorrichtung ein niedrigerer Sicherheits- Integritätslevel vorgegeben ist, wird von ihr somit ein kleineres Vertrauensintervall ermittelt als für den Fall, dass ihr ein höherer Sicherheits-Integritätslevel vorgegeben ist .

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist den Vorteil auf, dass sie nicht auf einen Sicherheits-Integritätslevel festgelegt ist. Stattdessen kann dieselbe Vorrichtung zur Realisierung unterschiedlicher Sicherheits-Integritätslevel verwendet wer ¬ den. Zur Vermeidung von Missverständnissen sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass sich ein der Vorrichtung vor- gegebener Sicherheits-Integritätslevel in der Regel aus ¬ schließlich auf die Ermittlung des jeweiligen Vertrauensintervalls auswirken wird. Dies bedeutet, dass eine Vorrich ¬ tung, die beispielsweise das höchste Sicherheits-Integritäts ¬ level SIL4 erfüllen soll, hardware- sowie gegebenenfalls auch softwaretechnisch grundsätzlich derart auszuführen ist, dass dieses Sicherheits-Integritätslevel erreicht wird beziehungs ¬ weise erreicht werden kann. Dies kann beispielsweise eine Verwendung eines signaltechnisch sicheren Rechners sowie eine Entwicklung der Software gemäß den anzuwendenden Vorschriften einschließen. Auch wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung damit dahingehend grundsätzlich beispielsweise SIL4-tauglich sein kann, zeichnet sie sich gerade dadurch aus, dass sie in Bezug auf die von ihr bereitgestellten Messgrößen in der Lage ist, die Vertrauensintervalle der Messwerte gemäß unter- schiedlicher Sicherheits-Integritätslevel zu ermitteln. Dabei hängt die Größe des jeweiligen Vertrauensintervalls insbeson ¬ dere von dem bei dem jeweiligen Sicherheits-Integritätslevel zugrunde gelegten Konfidenzniveau ab. So ist ein Vertrauens ¬ intervall beispielsweise bei einem Konfidenzniveau von 95% deutlich kleiner als im Falle eines Konfidenzniveaus von 99, 9999% .

In der Regel wird die erfindungsgemäße Vorrichtung fahrzeug- seitig angeordnet sein beziehungsweise für einen fahrzeugsei- tigen Einsatz vorgesehen sein. Jedoch kann die Vorrichtung in Abhängigkeit von der jeweiligen Realisierung gegebenenfalls auch streckenseitige Komponenten umfassen. Dies bedeutet ins ¬ besondere, dass die Ermittlung des von dem jeweiligen vorge- gebenen Sicherheits-Integritätslevel abhängigen Vertrauensintervalls grundsätzlich sowohl fahrzeugseitig als auch stre- ckenseitig erfolgen kann. Es sei darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Vorrich ¬ tung vorzugsweise signaltechnisch sicher ausgeführt ist. Dies bedeutet, dass durch entsprechende - für sich genommen dem Fachmann auf dem Gebiet der Eisenbahnsignaltechnik bekannte - Maßnahmen gewährleistet wird, dass die Vorrichtung den beson- ders hohen Sicherheitsanforderungen des Bahnbetriebes nach den von der jeweiligen Zulassungsbehörde maßgeblichen Vorschriften genügt. Eine entsprechende signaltechnisch sichere Ausführung wird dabei in der Regel insbesondere in Bezug auf die Vorgabe des Sicherheits-Integritätslevels sowie die Er- mittlung des von dem jeweiligen vorgegebenen Sicherheits- Integritätslevel abhängigen Vertrauensintervalls zweckmäßig beziehungsweise erforderlich sein.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die er- findungsgemäße Vorrichtung derart ausgebildet, dass ihr der

Sicherheits-Integritätslevel hardwaremäßig und/oder software ¬ mäßig vorgebbar ist. Eine hardwaremäßige Vorgabe des Sicher ¬ heits-Integritätslevels kann hierbei beispielsweise mittels einer entsprechenden, vorzugsweise signaltechnisch sicher ausgeführten Hardware-Kodierung der Vorrichtung erfolgen. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann der Sicherheits- Integritätslevel der Vorrichtung auch softwaremäßig vorgege ¬ ben sein beziehungsweise werden, etwa in Form einer vorzugs ¬ weise signaltechnisch sicher ausgestalteten Projektierung.

Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch der ¬ art weitergebildet sein, dass der Sicherheits- Integritätslevel der Vorrichtung durch eine entsprechende Konfiguration, Parametrierung oder Einstellung vorgebbar ist. Eine Vorgabe des Sicherheits-Integritätslevels der Vorrich ¬ tung durch eine entsprechende Konfiguration, Parametrierung oder Einstellung ist dahingehend vorteilhaft, dass hierdurch der jeweils gewünschte beziehungsweise erforderliche Sicher- heits-Integritätslevel auf besonders einfache und flexible Art und Weise einstellbar ist. Dabei kann die Konfiguration, Parametrierung oder Einstellung vorteilhafterweise insbesondere softwarebasiert erfolgen. Dies kann beispielsweise mit- tels eines entsprechenden Konfigurationsparameters geschehen, in Abhängigkeit von dessen Wert von der Vorrichtung unterschiedliche Sicherheits-Integritätslevel verwendet bezie ¬ hungsweise angesetzt werden. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Sicherheits- Integritätslevel der Vorrichtung auch durch eine kommunikati ¬ onstechnisch an die Vorrichtung angebundene Steuereinrichtung vorgebbar sein. Dies bietet den Vorteil, dass die betreffende Steuereinrichtung selbst den jeweiligen Sicherheits- Integritätslevel auswählen beziehungsweise festlegen kann. Vorzugsweise ist hierbei auch die kommunikationstechnische Anbindung signaltechnisch sicher ausgeführt. Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch der ¬ art ausgestaltet sein, dass der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung dynamisch während des laufenden Betriebes der Vorrichtung vorgebbar ist. Dies ist vorteilhaft, da eine dy ¬ namische Vorgabe des Sicherheits-Integritätslevels während des laufenden Betriebs der Vorrichtung ein flexibles Umschal ¬ ten zwischen verschiedenen Sicherheits-Integritätslevel er ¬ möglicht. Hierdurch besteht somit insbesondere die Möglich ¬ keit einer dynamisch dem Betrieb angepassten Vorgabe des Sicherheits-Integritätslevels und der damit jeweils verbunde- nen betrieblichen Einschränkungen.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Sicherheits- Integritätslevel der Vorrichtung anwendungsabhängig und/oder situationsabhängig vorgebbar. Hierdurch wird es vorteilhafterweise beispielsweise ermöglicht, dass Anwendungen bezie ¬ hungsweise Funktionen, die hohe Sicherheitsanforderungen haben, mit einem konservativen, d.h. großen, Vertrauensinter- vall rechnen beziehungsweise arbeiten können. Bei einer entsprechenden Funktion kann es sich beispielsweise um eine Ge- fahrenpunktsicherung mit Sicherheits-Integritätslevel bezie ¬ hungsweise Sicherheitsanforderungsstufe SIL4 handeln. Ande- rerseits können Anwendungen beziehungsweise Funktionen, für die ein kleineres Sicherheits-Integritätslevel ausreicht, d.h. beispielsweise ein Fahrgastwechsel beziehungsweise eine Fahrgastevakuierung, mit einem kleineren Vertrauensintervall rechnen beziehungsweise arbeiten und somit eine verbesserte, dem jeweiligen Sicherheits-Integritätslevel angepasste Genau ¬ igkeit erzielen. Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass betriebliche Einschränkungen, etwa in Form einer Geschwindig ¬ keitsreduzierung, aufgrund eines großen beziehungsweise zu groß angesetzten Vertrauensintervalls minimiert werden. Al- ternativ oder zusätzlich zur Berücksichtigung der Art der jeweiligen Anwendung kann die Vorgabe des jeweiligen Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung auch in Abhängigkeit von der jeweiligen Situation erfolgen, d.h. abhängig von den jeweiligen konkreten betrieblichen Gegebenheiten.

Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch wei ¬ tergebildet sein, den zumindest einen Messwert sowie das zu diesem ermittelte Vertrauensintervall an eine Steuereinrich ¬ tung eines Zugbeeinflussungssystems auszugeben. Hierdurch wird es vorteilhafterweise ermöglicht, dass die genannten

Größen von der Steuereinrichtung des Zugbeeinflussungssystems bei der Steuerung beziehungsweise Sicherung des spurgebunde ¬ nen Fahrzeugs verwendet werden. Die Erfindung umfasst ferner ein Zugbeeinflussungssystem mit zumindest einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beziehungsweise zumindest einer Vorrichtung gemäß einer der zuvor beschriebenen bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung .

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Bestimmung zumindest ei- nes auf einen Ort und/oder zumindest eine Bewegungsgröße ei ¬ nes spurgebundenen Fahrzeugs bezogenen Messwertes.

Hinsichtlich des Verfahrens liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Bestimmung zumindest eines auf einen Ort

und/oder zumindest eine Bewegungsgröße eines spurgebundenen Fahrzeugs bezogenen Messwertes anzugeben, das besonders fle ¬ xibel einsetzbar ist und zugleich betriebliche Einschränkun- gen aufgrund ungenauer Messwerte und damit verbundener großer Vertrauensintervalle reduziert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Bestimmung zumindest ei- nes auf einen Ort und/oder zumindest eine Bewegungsgröße ei ¬ nes spurgebundenen Fahrzeugs bezogenen Messwertes, wobei der Vorrichtung ein Sicherheits-Integritätslevel vorgegeben wird und von der Vorrichtung zu dem Messwert oder zu zumindest ei ¬ nem der Messwerte ein von dem jeweiligen vorgegebenen Sicher- heits-Integritätslevel abhängiges Vertrauensintervall ermit ¬ telt wird.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechen denjenigen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, so dass diesbe- züglich auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Gleiches gilt hinsichtlich der im Folgenden genannten bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens in Bezug auf die jeweilige entsprechende Weiter ¬ bildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, so dass auch dies- bezüglich auf die vorstehenden entsprechenden Erläuterungen verwiesen wird.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Vorrichtung der Sicherheits-Integritäts- level hardwaremäßig und/oder softwaremäßig vorgegeben.

Vorteilhafterweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart ausgestaltet sein, dass der Sicherheits-Integritäts- level der Vorrichtung durch eine entsprechende Konfiguration, Parametrierung oder Einstellung vorgegeben wird.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Sicherheits-

Integritätslevel der Vorrichtung durch eine kommunikations ¬ technisch an die Vorrichtung angebundene Steuereinrichtung vorgegeben . Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch derart weitergebil ¬ det sein, dass der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrich ¬ tung dynamisch während des laufenden Betriebes der Vorrichtung vorgegeben wird. Entsprechend einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung anwendungsabhängig und/oder situationsabhängig vorgegeben . Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart ausgeprägt sein, dass der zumindest eine Messwert sowie das zu diesem ermittelte Vertrauensintervall von der Vorrichtung an eine Steuereinrichtung eines Zugbeeinflussungssystems aus ¬ gegeben werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei ¬ spielen näher erläutert. Hierzu zeigt die

Figur in einer schematischen Skizze ein spurgebunde- nes Fahrzeug mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In der Figur ist ein spurgebundenes Fahrzeug 10 in Form eines Schienenfahrzeugs erkennbar. Alternativ hierzu könnte es sich bei dem spurgebundenen Fahrzeug 10 beispielsweise auch um ein spurgeführtes Fahrzeug mit Gummibereifung oder eine Magnet ¬ schwebebahn handeln. Das spurgebundene Fahrzeug 10 bewegt sich entlang eines Gleises beziehungsweise einer Strecke 100. Zur Steuerung und Sicherung des spurgebundenen Fahrzeugs 10 werden insbesondere in Bezug auf den jeweiligen Ort sowie die jeweilige Geschwindigkeit des spurgebundenen Fahrzeugs 10 ge ¬ naue Informationen benötigt. Dabei kann der Ort beispielswei- se absolut oder als Distanz beziehungsweise zurückgelegte

Strecke relativ zu einem Referenzpunkt angegeben werden. Darüber hinaus kann zusätzlich oder alternativ zu den genannten Bewegungsgrößen auch die Beschleunigung des spurgebundenen Fahrzeugs als Bewegungsgröße erfasst beziehungsweise bestimmt und für die Steuerung des spurgebundenen Fahrzeugs 10 verwendet werden.

Das spurgebundene Fahrzeug 10 weist eine Vorrichtung 20 auf, die auch als Odometrieeinrichtung bezeichnet werden kann. Die Vorrichtung 20 umfasst einen Rechner beziehungsweise Odome- trierechner 30, der signaltechnisch sicher ausgeführt ist. An den Rechner 30 ist ein erster Sensor 40 kommunikationstechnisch angebunden, bei dem es sich beispielsweise um einen Wegimpulsgeber oder eine Radareinrichtung handeln kann. Darü- ber hinaus ist der Rechner 30 auch an einen zweiten Sensor 50 kommunikationstechnisch angebunden, der beispielsweise zur satellitengestützten Positionsbestimmung beispielsweise mittels GPS dienen kann und hierzu an eine Antenne 60 angebunden ist. Alternativ oder zusätzlich zu den beispielhaft genannten Sensoren 40 und 50 könnte die Vorrichtung 20 auch beliebige andere, für sich bekannte Sensoren umfassen.

Entsprechend der Darstellung der Figur ist der Rechner 30 der Vorrichtung 20 weiterhin an eine Speichereinrichtung 70 ange- bunden. Diese umfasst für einen Betrieb der Vorrichtung 20 erforderliche Daten und Softwareprogramme, d.h. beispielswei ¬ se Steuerungssoftware, einen elektronischen Streckenatlas und/oder Konfigurationsparameter. In diesem Zusammenhang sei nachdrücklich darauf hingewiesen, dass die Figur lediglich eine schematische Darstellung zeigt. Dies bedeutet, dass wei ¬ tere für sich bekannte Komponenten aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt sind und die Vorrichtung 20 auch an ¬ ders aufgebaut sein kann. So kann beispielsweise die Spei- chereinrichtung 70 alternativ aus mehreren getrennten Speichereinrichtungen bestehen. Darüber hinaus können der Rechner 30 sowie die Speichereinrichtung 70 selbstverständlich auch als eine gemeinsame Komponente ausgeführt sein.

Der Rechner 30 der Vorrichtung 20 ist darüber hinaus an eine Steuereinrichtung 80 eines Zugbeeinflussungs- beziehungsweise Zugsicherungssystems angebunden. Dabei kann es sich bei dem entsprechenden Zugbeeinflussungssystem um ein beliebiges für den Nah- beziehungsweise Fernverkehr verwendetes System han ¬ deln. Beispielhaft sei genannt, dass es sich bei dem Steuer ¬ einrichtung 80 um einen Rechner beziehungsweise ein Fahrzeuggerät des europäischen Zugbeeinflussungssystems ETCS (Euro ¬ pean Train Control System) oder auch um ein Fahrzeuggerät ei- nes im Nahverkehr verwendeten kommunikationsbasierten Zugbeeinflussungssystems (Communications-Based Train Control, CBTC) handeln kann.

Unabhängig von der Art des jeweiligen Zugbeeinflussungs- be- ziehungsweise Zugsicherungssystems stellt die Vorrichtung 20 beziehungsweise in dem darstellten Ausführungsbeispiel der Rechner 30 derselben der Steuereinrichtung 80 Messwerte zur Verfügung, die sich auf einem Ort und/oder zumindest eine Bewegungsgröße des spurgebundenen Fahrzeugs 20 beziehen. Unter Berücksichtigung der seitens der Vorrichtung 20 bereitgestellten Messwerte erfolgt durch den Steuerrechner 80, gegebenenfalls in Zusammenspiel mit weiteren fahrzeugseitigen und/oder streckenseitigen Komponenten, die Steuerung sowie Sicherung des spurgebundenen Fahrzeugs 10. Dabei ist der Sicherheits-Integritätslevel beziehungsweise die Sicherheits- anforderungsstufe des Zugbeeinflussungssystems, d.h. bei ¬ spielsweise SIL4, auch für den Fall sicherzustellen beziehungsweise zu garantieren, dass die von der Vorrichtung 20 bereitgestellten Messwerte beziehungsweise Daten eine ver- gleichsweise große Ungenauigkeit aufweisen. Um eine Berück ¬ sichtigung der jeweiligen Genauigkeit durch das Zugbeeinflussungs- beziehungsweise Zugsicherungssystem zu ermöglichen, weisen die Messwerte hierbei jeweils eine Genauigkeits- be- ziehungsweise Ungenauigkeitsangabe in Form eines Vertrauens ¬ intervalls auf. Dabei gibt das Vertrauensintervall die Präzi ¬ sion der Lageschätzung der jeweiligen Messgröße an, wobei jeweils ein Konfidenzniveau zugrunde gelegt wird. Bei einer vergleichsweise großen Ungenauigkeit der seitens der Vorrich ¬ tung 20 bereitgestellten Messwerte ergibt sich hierbei nun die Situation, dass das Vertrauensintervall entsprechend ver ¬ größert wird, was zur Folge hat, dass die Leistungsfähigkeit des Zugbeeinflussungssystems eingeschränkt sein kann. Dies gilt insbesondere in Bezug auf eine mögliche Geschwindig ¬ keitsreduzierung des spurgebundenen Fahrzeugs 10 beziehungsweise ein Ansetzen vergrößerter Sicherheitsabstände vor Ge ¬ fahrenpunkten . Bei vorbekannten Vorrichtungen in Form entsprechender

Odometrie-Einrichtungen ist der Zusammenhang zwischen dem Sicherheits-Integritätslevel und dem jeweiligen Vertrauensin ¬ tervall von bestimmten Messwerten unveränderbar bezogen auf einen festen Sicherheits-Integritätslevel definiert. Bei die- sem festen Sicherheits-Integritätslevel handelt es sich häu ¬ fig beziehungsweise üblicherweise um das höchste Sicherheits- Integritätslevel SIL4. Dies bedeutet, dass entsprechende Odometrie-Einrichtungen so ausgelegt werden, dass auch bei Sensorungenauigkeiten durch Anpassung des Vertrauensinter- valls, das auch als „confidence interval" bezeichnet wird, der fest vorgegebene Sicherheits-Integritätslevel eingehalten wird. Die jeweilige Vorrichtung wird somit speziell für den jeweiligen Sicherheits-Integritätslevel entwickelt, so dass die Vorrichtung für diesen Sicherheits-Integritätslevel, d.h. beispielsweise SIL2 oder SIL4, spezifisch ist.

Die Vorrichtung 20 zeichnet sich nun dadurch aus, dass ihr ein Sicherheits-Integritätslevel vorgebbar ist. Dabei kann die entsprechende Vorgabe des Sicherheits-Integritätslevels hardwaremäßig oder auch softwaremäßig erfolgen, insbesondere durch eine entsprechende Konfiguration, Parametrierung oder Einstellung. So ist es beispielsweise denkbar, dass der je ¬ weilige Sicherheits-Integritätslevel durch einen in der Spei- chereinrichtung 70 abgelegten Konfigurationsparameter

vorgebbar ist, wobei eine entsprechende Vorgabe beispielswei ¬ se durch ein entsprechendes signaltechnisch sicheres Eingeben oder Auswählen auf einem Bildschirm erfolgen kann. Zusätzlich oder alternativ hierzu ist es auch möglich, dass der Sicher- heits-Integritätslevel der Vorrichtung 20 durch die kommuni ¬ kationstechnisch an die Vorrichtung 20 angebundene Steuereinrichtung 80 vorgegeben beziehungsweise durch diese ausgewählt wird. Dabei kann eine entsprechende Vorgabe entweder sta- tisch, d.h. beispielsweise einmalig vor einer Betriebsaufnahme der Vorrichtung 20, oder auch dynamisch während des laufenden Betriebs der Vorrichtung 20 sowie des spurgebundenen Fahrzeugs 10 erfolgen. Hierbei ist es beispielsweise möglich, dass der Sicherheits-Integritätslevel der Vorrichtung 20 von der Steuereinrichtung 80 in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung und/oder der jeweiligen Situation vorgegeben wird.

Unabhängig davon, in welcher Form beziehungsweise auf welche Art und Weise der Vorrichtung 20 der Sicherheits-Integritäts- level vorgebbar ist, ist die Vorrichtung 20 derart ausgebil ¬ det, dass sie zu dem Messwert oder zu zumindest einem der Messwerte zumindest ein von dem jeweiligen vorgegebenen

Sicherheits-Integritätslevel abhängiges Vertrauensintervall ermittelt. Vorzugsweise wird hierbei jeweils für jeden der Messwerte ein entsprechendes Vertrauensintervall ermittelt.

Die Vorrichtung 20 ist somit in der Lage mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Sicherheits-Integritätslevel zu arbeiten und zu den bestimmten Messwerten Vertrauensintervalle zu er- mittein, die von dem jeweiligen vorgegebenen Sicherheits- Integritätslevel abhängen. Die Sicherheits-Integritätslevel sind damit dahingehend skalierbar, dass bei einem hohen

Sicherheits-Integritätslevel, z.B. SIL4, ein sehr konservati ¬ ves Vertrauensintervall angesetzt wird, das eine vergleichs- weise große Ungenauigkeit ausdrückt und zu vergleichsweise großen betrieblichen Einschränkungen führt, während bei einem kleineren Sicherheits-Integritätslevel, z.B. SIL2, ein klein ¬ eres Vertrauensintervall ermittelt wird. Die Vorrichtung 20 beziehungsweise der Rechner 30 derselben ist ausgebildet, den zumindest einen Messwert sowie das zu ¬ mindest eine zu dem Messwert oder zu zumindest einem der Messwerte ermittelte Vertrauensintervall an die Steuerein ¬ richtung 80 des Zugbeeinflussungssystems zu übermitteln.

Hierdurch wird es der Steuereinrichtung 80 des Zugbeeinflussungssystems somit ermöglicht, den Ort und/oder die jeweilige Bewegungsgröße des spurgebundenen Fahrzeugs 10 bei der Steue- rung des spurgebundenen Fahrzeugs 20 zu berücksichtigen. Dabei erlaubt die flexible Vorgabe des jeweiligen Sicherheits- Integritätslevels eine flexible Modellierung von odometrie- abhängigen Funktionen in Zugbeeinflussungssystemen. Dies bedeutet, dass Funktionen mit einer hohen Sicherheitsanforde- rungsstufe, d.h. beispielsweise eine Gefahrenpunktsicherung, mit einem konservativen (großen) Vertrauensintervall rechnen können, während Funktionen mit kleineren Sicherheitsanforde- rungsstufen, d.h. z.B. ein Fahrgastwechsel oder eine Evakuie ¬ rung, mit einem kleineren beziehungsweise minimierten Ver- trauensintervall rechnen können. Im letzteren Fall werden somit betriebliche Einschränkungen aufgrund eines hohen Ver ¬ trauensintervalls reduziert beziehungsweise minimiert.

Durch die Vorrichtung 20 wird somit eine Odometrie- Architektur realisiert, die bezüglich des jeweils ermittelten Vertrauensintervalls flexibel beziehungsweise skalierbar ist. Hierdurch wird es insbesondere möglich, in Zugsicherungssys ¬ temen spezifisch für den jeweiligen Sicherheits-Integritäts- level odometrieabhängige Funktionen zu optimieren beziehungs- weise anzupassen. So kann wie bereits erwähnt beispielsweise ein nach SIL2 eingestufter Fahrgastwechsel mit einem kleinen Vertrauensintervall behandelt werden. Hierdurch wird der Fahrgastwechsel zuverlässig ermöglicht, da das sogenannte „stopping window" robust getroffen wird. Hingegen wäre im Falle eines Sicherheits-Integritätslevels von SIL4 ein größe ¬ res Vertrauensintervall erforderlich, wodurch das zuverlässi ¬ ge Treffen des „stopping Windows" eingeschränkt werden kann. Entsprechend der vorstehenden Erläuterungen im Zusammenhang mit den beschriebenen Ausführungsbeispielen ermöglichen die erfindungsgemäße Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Ver ¬ fahren im Ergebnis eine Ausbalancierung zwischen den jeweili- gen Sicherheitserfordernissen (definiert durch den jeweiligen Sicherheits-Integritätslevel) und dem jeweiligen Vertrauens ¬ intervall von bereitgestellten Messwerten (beziehungsweise dem zugehörigen Konfidenzniveau, d.h. letztendlich der zugrunde gelegten beziehungsweise erforderlichen Genauigkeit) .