Verfahren zur Positionsbestimmung eines Schienenfahrzeugs

Die Erfindung betri f ft ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Schienenfahrzeugs .

Im Betrieb und in der Verwaltung von Schienenfahrzeugen ist es von größter Bedeutung, die Position eines Schienenf ahr- zeugs sowohl auf einer Strecke als auch im Depot zu kennen .

Zur Positionserfassung eines Schienenfahrzeugs ist es bekannt , GPS-Empfänger im Schienenfahrzeug, beispielswiese in einer Lokomotive , einzusetzen . Im Schienenfahrzeug werden Funkmodule eines Mobil funksystems eingesetzt . Diese werden neben weiteren Aufgaben auch dazu verwendet , die mit Hil fe von GPS ermittelte Position des Schienenfahrzeugs an eine örtlich entfernte Kontrollstelle , die als Landseite bezeichnet wird, zu übermitteln .

Diese GPS-Empf änger-basierte Lösung ist kostenintensiv .

Aufgrund von Sicherheitsstandards wird ein erhöhter Wartungsaufwand benötigt .

Zusätzlich verbraucht der GPS-Empfänger beim abgerüsteten Schienenfahrzeug wertvolle elektrische Leistung, die von einer Bordbatterie mit ohnehin begrenzter elektrischer Kapazität zusätzlich zur Verfügung gestellt werden muss .

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Positionsbestimmung eines Schienenfahrzeugs anzugeben, mit dem diese Nachteile adressiert bzw . verbessert werden . Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst . Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben .

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Positionsbestimmung eines Schienenfahrzeugs wird ein Mobil funkgerät im Schienenfahrzeug verwendet , dessen Mobil funkstandard es einem Mobilfunkbetreiber erlaubt , die Position des Mobil funkgeräts und damit des Schienenfahrzeugs auf eine Anforderung hin festzustellen .

Die festgestellte Position wird vom Mobil funkbetreiber bevorzugt an eine vom Schienenfahrzeug entfernte , orts feste Kontrollstelle übertragen . Diese Kontrollstelle wird als landseitige Kontrollstelle bezeichnet .

Alternativ oder ergänzend dazu übermittelt der Mobil funkbetreiber die Positionen an das Schienenfahrzeug .

In einer bevorzugten Weiterbildung wird die Ermittlung der Position durch die Kontrollstelle beim Mobil funkbetreiber veranlasst .

In einer bevorzugten Weiterbildung wird als Mobil funkstandard der 5G-Mobil funkstandard verwendet , der eine als "Location Managed Function" bezeichnete Funktion zur Positionsbestimmung bereitstellt .

Bekanntermaßen baut der 5G-Mobil funkstandard auf dem bestehenden Standard „Long Term Evolution" ( LTE ) auf . Dabei hat die zuständige Standardisierungsorganisation 3GPP im Dezember 2018 mit Release 15 den ersten Standard veröf fentlicht , der Funktionen von 5G beinhaltet , während weitere Funktionen mit Release 16 im Juli 2020 festgelegt wurden . In einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt die Positionsbestimmung seitens des Mobil funkbetreibers durch eine Lauf zeitmessung eines Signals , das über mehrere stationäre Mobil funkantennen bzw . Basisstationen und dem Mobil funkgerät übertragen wird .

In einer bevorzugten Weiterbildung wird das Mobil funkgerät mit Hil fe einer Kennung von der Kontrollstelle beim Mobilfunkbetreiber zur Durchführung der Positionsermittlung angemeldet .

Mit Hil fe der Kennung erfolgt die Positionsbestimmung entweder einmalig, beispielsweise beim Einschalten des Mobil funkgeräts , oder wiederkehrend, indem das Mobil funkgerät entsprechende Anforderungen zur Durchführung der Positionsbestimmung an den Mobil funkbetreiber sendet .

Als Kennung wird beispielsweise die sogenannte „International Mobile Station Equipment Identity, IMEI" verwendet , die als Seriennummer dem Mobil funkgerät als Endgerät zur weltweiten Identi fikation eindeutig zugeordnet ist .

In einer bevorzugten Weiterbildung erkennt der Mobil funkbetreiber eine Bewegung des Schienenfahrzeugs über die erfolgenden Positionsbestimmungen . Der Mobil funkbetreiber sendet dann aktuelle Positionen des Mobil funkgeräts , solange eine Funkverbindung zum Mobil funkgerät besteht .

Die vorliegende Erfindung ist leicht realisierbar und mit nur geringem Aufwand nachrüstbar .

Die vorliegende Erfindung benötigt weder GPS-Empfänger noch GPS-Antennen am Schienenfahrzeug und ist höchst zuverlässig aus führbar . Die vorliegende Erfindung ist unabhängig von globalen Positionsbestimmungssystemen und unabhängig von einer über einen Betreiberstaat eingestellten bzw . vorgegebenen Genauigkeit .

Durch die vorliegende Erfindung wird der Aufwand bei der Inbetriebnahme des Schienenfahrzeugs reduziert .

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erklärt .

Dabei zeigt die einzige Figur FIG eine Lokomotive LOK als Schienenfahrzeug, dessen Position POS bestimmt werden soll .

Dazu wird im Schienenfahrzeug LOK ein Mobil funkgerät MFG verwendet , das mit einem Mobil funkstandard betrieben wird, der eine Bestimmung der Position POS des Mobil funkgeräts MFG durch einen Mobil funkbetreiber MFB erlaubt .

Eine landseitige Kontrollstelle VERW sendet eine Auf forderung zur Bestimmung der Position POS des Mobil funkgeräts MFG an den Mobil funkbetreiber MFB .

Der Mobil funkbetreiber MFB verwendet dann eine Lauf zeitmessung eines Signals S IG, das über mehrere stationäre Basisstationen BTS und dem Mobil funkgerät MFG übertragen wird, dazu, um die Bestimmung der Position POS vorzunehmen .

Das Signal S IG sowie die Lauf zeitmessung wird über den Mobilfunkbetreiber MFB initialisiert und durchgeführt , der zu diesem Zweck über eine als „Location-Managed- Function" bezeichnete Funktion FZPOS zur Positionsbestimmung verfügt .

Die bestimmte Position POS wird an die Kontrollstelle VERW und/oder an das Mobil funkgerät MFG übertragen bzw . als Posi- tion des Schienenfahrzeugs LOK zur Verfügung stellt - beispielsweise , um im Rahmen einer Leittechnik LEIT des Schienenfahrzeugs LOK verwendet zu werden .