VERFAHREN UND ON-BOARD-UNIT ZUR KONTINUIERLICHEN ANPASSUNG UND ERWEITERUNG VON STRECKENDATEN FÜR EIN SCHIENENFAHRZEUG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Aktualisierung von Streckendaten, insbesondere durch Einbeziehung von Betriebsdaten mindestens eines Schienenfahrzeugs.

Für den Betrieb von Schienenfahrzeugen mit Fahrerassistenz-Systemen auf Bahnstrecken und auch für die Verwaltung und Erfassung streckenbezogener Infrastruktur ist eine datenbasierte Übersicht über die gesamte Infrastruktur- und streckenbezogene Information erforderlich.

Heute existiert für Schienennetze eine Vielzahl von streckenbezogenen Datensätzen in elektronischer Form. Aufgrund unterschiedlicher Datenquellen und unterschiedlicher Datenformate, liegen diese Datensätze in unterschiedlichen Formaten sowie in lückenhafter Form vor.

Daher sind diese Datensätze in der Regel für den Betrieb von Schienenfahrzeugen mit Fahrerassistenzsystemen ungenügend. Der zuverlässige Betrieb eines Schienenfahrzeugs erfordert konsistente, vollständige Datensätze, die auch eine entsprechende Detailtiefe und Qualität aufweisen, da die Fahrerassistenzsysteme aufgrund dieser Datensätze entweder Informationen an den Fahrer liefern, wie die weiteren Streckenabschnitte zu befahren sind, oder das Schienenfahrzeug autonom bewegen.

Bisher wurden die bereits bestehenden Datensätze mit dem Ziel zusammengeführt, daraus einen zentralen Datensatz mit den oben beschriebenen, benötigten Eigenschaften zu erzeugen.

Allerdings bringt diese Zusammenführung der einzelnen Datensätze diverse Probleme mit sich. Als Beispiele seien hierfür Informationslücken in den Datensätzen, oder widersprüchliche Informationen zweier Ursprungsdatensätze für denselben Streckenabschnitt genannt. Zudem ist der so gewonnene zentrale Datensatz statisch, d.h. Änderungen der Strecke sind dem Verfahren nachträglich zur Verfügung zu stellen, damit der zentrale Datensatz aktualisiert wird.

Um dieses Problem zu beheben, könnten zur Erfassung der Strecke und somit zum Schließen der Informationslücken, Messfahrten unternommen werden, welche die benötigten Informationen bereitstellen. Jedoch sind diese Messfahrten aufwändig sowie kostspielig. Zudem müssten in gewissen Zeitabständen weitere Fahrten unternommen werden, um die Aktualität der Streckendaten zu gewährleisten.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem die Qualität dieser Datensätze kontinuierlich verbessert werden kann.

Diese Aufgabe wird mittels der unabhängigen Ansprüche gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß werden mehrere Eingangsdatensätze aus unterschiedlichen Quellen und unterschiedlicher Struktur zu einem zentralen Datensatz zusammengeführt. Dabei greift das Verfahren nicht nur auf bestehende Datensätze zurück, sondern nutztauch Daten von Schienenfahrzeugen, die einen betreffenden Streckenabschnitt im regulären Betrieb befahren.

Vorzugsweise durchlaufen die Datensätze, welche den Inhalt der zentralen Datenbank bilden, mehrere Bearbeitungs- und Analyseabschnitte, welche nachfolgend näher erläutert werden.

Die Erfindung weist vorzugsweise einen Datenfusionsabschnitt auf, der Eingangsdaten zusammenführt. Diese Eingangsdaten beschreiben das Schienennetz und sind, wie oben beschrieben, von unterschiedlicher Struktur, da sie für unterschiedliche Anwendungen vorgesehen sind und aus unterschiedlichen Quellen stammen. Daher werden diese initialen Eingangsdaten durch den Datenfusionsabschnitt auf das benötigte Format gebracht. Der Datenfusionsabschnitt stellt diese Daten dem Verfahren als Basisda- tensatz zur Verfügung. Stehen außer den Eingangsdaten keine weiteren Daten zur Verfügung, ist der Basisdatensatz mit der zentralen Datenbank identisch.

Des Weiteren weist die Erfindung vorzugsweise einen Empfangsabschnitt auf. Dieser empfängt die Betriebsdaten eines Schienenfahrzeugs. Mittels geeigneter Bewertungsmethoden werden die empfangenen Daten plausibilisiert und nicht plausible Werte entfernt oder korrigiert.

Vorzugsweise erfolgt anschließend ein Abgleich mit den entsprechenden Daten der zentralen Datenbank. Dabei werden Datenlücken oder Datenabweichungen der neu empfangenen Datensätze von denen der zentralen Datenbank identifiziert.

Vorzugsweise bewertet das Verfahren anschließend, ob ermittelte Datenlücken durch die neu gewonnenen Informationen geschlossen werden sollen, oder ob eine Datenabweichung hinreichend bestätigt ist, um den Datensatz der zentralen Datenbank mit Hilfe der neu gewonnenen Informationen anzupassen.

Der auf diese Weise angepasste aktualisierte zentrale Datensatz, welcher das Schienennetz beschreibt, wird vorzugsweise anschließend dem Schienenfahrzeug wieder zugänglich gemacht, indem die entsprechenden Daten an das Schienenfahrzeug übertragen bzw. von ihm abgerufen werden.

Darüber hinaus werden die Daten der zentralen Datenbank auch vorzugsweise anderen Schienenfahrzeugen zugänglich gemacht, um auch diesen stets eine aktuelle Datengrundlage zur Verfügung zu stellen.

Durch dieses Verfahren ist eine kontinuierliche Verbesserung der zentralen Datenbank sichergestellt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Verfahren in der Lage zusätzliche streckenbezogene Informationen aus den aufgezeichneten Betriebsdaten der Schienenfahrzeuge zu antizipieren. So kann z.B. ein Streckenabschnitt durch die Analyse der dort gefahrenen Geschwindigkeiten bezüglich seiner maximal zulässi- gen Geschwindigkeit ausgewertet werden und das Ergebnis in die zentrale Datenbank übernommen werden.

Vorzugsweise ergänzt das Verfahren nicht vorhandene Daten zu Streckenabschnitten aufgrund der gemessenen Position des Schienenfahrzeugs. Somit kann in kurzer Zeit ein nicht dokumentiertes Streckennetz vermessen werden, indem lediglich die Fahrdaten der sich dort befindlichen Schienenfahrzeuge ausgewertet werden.

Vorzugsweise nutzt das Verfahren auch weitere Messgrößen des Schienenfahrzeugs, um eine Fahrt zu bewerten. So können z.B. Querbeschleunigungen des Schienenfahrzeugs ausgewertet werden, wodurch eine Bewertung eines Fahrzustandes bzw. der Belastung des Schienenfahrzeugs an einer bestimmten Position ermöglicht wird. Daraus können für künftige Fahrten Fahrempfehlungen für den Fahrer oder Steuerstrategien für den autonomen Fahrbetrieb abgeleitet werden.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung verarbeitet das Verfahren zusätzlich zu den übermittelten Betriebsdaten des Schienenfahrzeugs auch Fahrereingaben. Dabei kann es sich z.B. um eine Meldung eines Schadens auf der Strecke handeln, welcher durch die Betriebsdaten des Schienenfahrzeugs nicht abgebildet wäre. Dadurch wird dem Verfahren eine weitere Informationsquelle zur Verfügung gestellt, um die zentrale Datenbank zu erweitern.

Vorzugsweise ist das Verfahren auf einer geeigneten Datenverarbeitungsvorrichtung integriert. Dabei kann es sich z.B. um einen Server oder eine Cloud handeln, welche Verbindungen für einen Datenaustausch mit den Schienenfahrzeugen aufbauen.

Die Erfindung kann vorzugsweise in der Form eines Computerprogrammprodukts vorliegen, welches das oben beschriebene Verfahren abarbeitet, und welches vorzugsweise auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist eine On-Board-Unit (OBU) zum Einbau in ein Schienenfahrzeug vorgesehen. Die OBU ist in der Lage, Be- triebsdaten des Schienenfahrzeugs zu sammeln und diese an die Datenverarbeitungsvorrichtung zu übertragen.

Dadurch wird eine Möglichkeit geschaffen, Schienenfahrzeuge, welche die ohnehin zu vermessende Strecke befahren, als Messfahrzeuge einzusetzen. Dies erlaubt die Minimierung von kosten- und zeitaufwändigen Messfahrten auf der entsprechenden Strecke.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind Analyse- und Auswerteschritte nicht nur in der Datenverarbeitungsvorrichtung vorgesehen; vielmehr erfolgt die Analyse der eigenen Betriebsdaten und der Abgleich mit den Datensätzen der zentralen Datenbank im Schienenfahrzeug. Vorzugsweise werden diese Schritte in der zuvor genannten OBU durchgeführt.

Dies hat den Vorteil, dass zur Plausibilisierung und Analyse der Betriebsdaten auch fahrzeugeigene Analysevorrichtungen und Verfahren genutzt werden können, so dass letztlich das Verfahren der Erfindung lediglich eine Entscheidung über die Aktualisierung der zentralen Datenbank treffen muss.

Die Erfindung ist nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen begrenzt. Vielmehr können durch Kombination von mindestens zwei Ausführungsformen weitere Ausführungsformen erhalten werden.

Im Folgenden erfolgt die Beschreibung der Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens anhand eines

Ablaufplans, um eine zentrale Datenbank 16 durch Betriebsdaten eines Schienenfahrzeugs 1 zu aktualisieren. Das Schienenfahrzeug 1 wird dabei neben den Eingangsdatensätzen 22 als weitere Informationsquelle für das Verfahren genutzt. Das Verfahren wird in einer Datenverarbeitungsvorrichtung 2 abgearbeitet. In der Datenverarbeitungsvorrichtung 2 ist eine zentrale Datenbank 16 vorgesehen. Diese enthält Datensätze, die das Streckennetz beschreiben.

Das Verfahren erzeugt mittels eines Datenfusionsabschnitts 20 aus diversen Eingangsdatensätzen 22 einen Basisdatensatz 23. Dieser ist, solange keine weiteren Informationen aus dem Betrieb der Schienenfahrzeuge 1 zur Verfügung stehen, mit der zentralen Datenbank 16 identisch.

Da dieser Basisdatensatz 23 aufgrund der unterschiedlichen Eingangsdatensätze 22 teilweise widersprüchlich, unvollständig oder in anderer Weise für den weiteren Betrieb des Schienenfahrzeugs 1 ungeeignet ist, erfolgt durch das Verfahren eine Aktualisierung der zentralen Datenbank 16 mittels der Daten eines Schienenfahrzeugs 1 , welches sich im normalen Betrieb auf einer entsprechenden Strecke befindet.

Das Schienenfahrzeug verfügt dabei über eine On-Board-Unit 10, welche unter anderem positionsbezogene Informationen der Strecke über eine GPS-Verbindung 1 1 ermittelt und weitere Informationen des Schienenfahrzeugs 1 aufzeichnet.

Die OBU 10 bildet dabei die Schnittstelle zwischen Schienenfahrzeug 1 und Datenverarbeitungsvorrichtung 2. Die OBU 10 überträgt die gesammelten Informationen an die Datenverarbeitungsvorrichtung 2 mittels einer geeigneten Datenverbindung 12.

In der Datenverarbeitungsvorrichtung 2 werden die Daten mittels eines Empfangsabschnitts 24 empfangen und plausibilisiert, so dass sichergestellt ist, dass keine fehlerhaften Informationen durch das Verfahren weiterverarbeitet werden.

Die so bestätigten Daten werden anschließend an einen Analyseabschnitt 26 übergeben. Dieser ermittelt in einer Delta-Betrachtung die Unterschiede zu den bestehenden Daten der zentralen Datenbank 16. Der Analyseabschnitt 26 bewertet darüber hinaus, ob die erhaltenen Daten der On- Board-Unit 10 des Schienenfahrzeugs 1 zur Vervollständigung oder Anpassung des zentralen Datensatzes 16 geeignet sind.

So wird die zentrale Datenbank 16 durch das Verfahren mittels der ermittelten Betriebsdaten des Schienenfahrzeugs 1 kontinuierlich aktualisiert und ergänzt, wodurch sich eine Datenbasis zum Betrieb weiterer Schienenfahrzeuge mit Assistenzsystemen mit einer steigenden Qualität und Detailtiefe ergibt, die den benötigten Anforderungen entspricht.

Die aktualisierten Daten der zentralen Datenbank 16 werden in einem weiteren Verfahrensschritt mittels eines Übertragungsabschnitts 18 an die On-Board-Unit 10 des Schienenfahrzeugs 1 mittels einer Datenverbindung 14 übertragen, wodurch der Betrieb mittels Fahrerassistenzsystemen sichergestellt ist.

Dabei handelt es sich bei den Datenverbindungen 12, 14 um drahtlose Verbindungen, um den Datenaustausch möglichst positionsunabhängig durchführen zu können. Diese Datenverbindungen 12, 14 nutzen das bestehende Mobilfunknetz.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Schienenfahrzeug

2 Datenverarbeitungsvorrichtung

10 On-Board-Unit (OBU)

1 1 GPS-Verbindung OBU

12 Verbindung OBU-Datenverarbeitungsvorrichtung 14 Verbindung Datenverarbeitungsvorrichtung-OBU 16 zentrale Datenbank

18 Übertragungsabschnitt

20 Datenfusionsabschnitt

22 Eingangsdatensätze

23 Basisdatensatz

24 Empfangsabschnitt

26 Analyseabschnitt