EVERS, Bernhard (Cuppelhuth 18, Braunschweig, 38116, DE)
BRABAND, Jens (Dürerstr. 1, Braunschweig, 38106, DE)
EVERS, Bernhard (Cuppelhuth 18, Braunschweig, 38116, DE)
| Patentansprüche 1. Verfahren zur Übertragung von Daten von einer streckensei- tigen Einrichtung (10) an ein Fahrzeug (20), wobei - von der streckenseitigen Einrichtung (10) ein Lichtsignal in Form von mit den zu übertragenden Daten moduliertem sichtbarem Licht (11) ausgesendet wird, wobei die zu übertragenden Daten eine die streckenseitige Einrichtung (10) identifizierende Kennung umfassen, - die mittels des Lichtsignals empfangene Kennung seitens des Fahrzeugs (20) mit einer erwarteten Kennung verglichen wird und die mit dem Lichtsignal empfangenen Daten seitens des Fahrzeugs (20) verworfen werden, sofern bei dem Vergleich eine Abweichung zwischen der empfangenen Kennung und der erwarteten Kennung festgestellt wird. 2. Verfahren 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 Daten von einer streckenseitigen Einrichtung (10) in Form einer Lichtsignalanlage ausgesendet werden. 3. Verfahren 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 Daten von einer streckenseitigen Einrichtung (10) in Form einer Beleuchtungseinrichtung ausgesendet werden. 4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Daten von einer in einem Tunnel angeordneten Beleuchtungseinrichtung ausgesendet werden. 5. Verfahren 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 Daten an ein Fahrzeug (20) in Form eines spurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, übertragen werden . 6. Verfahren 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 erwartete Kennung seitens des Fahrzeugs (20) mittels eines elektronischen Streckenatlasses ermittelt wird. 7. Verfahren 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 erwartete Kennung seitens des Fahrzeugs (20) mittels eines Navigationsgerätes ermittelt wird. 8. Verfahren 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 erwartete Kennung seitens des Fahrzeugs (20) anhand eines zuvor von einer streckenseitigen Vorrichtung empfangenen An- kündigungs-Signals ermittelt wird. 9. Verfahren 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 anhand der empfangenen Kennung die Position des Fahrzeugs (20) ermittelt wird. 10. Fahrzeugseitige Einrichtung (22, 23, 24) mit Mitteln - zum Empfangen eines Lichtsignals in Form von mit zu übertragenden Daten moduliertem sichtbarem Licht (11) von ei- ner streckenseitigen Einrichtung (10), wobei die zu übertragenden Daten eine die streckenseitige Einrichtung (10) identifizierende Kennung umfassen, - zum Vergleichen der mittels des Lichtsignals empfangenen Kennung mit einer erwarteten Kennung und - zum Verwerfen der mit dem Lichtsignal empfangenen Daten, sofern bei dem Vergleich eine Abweichung zwischen der emp- fangenen Kennung und der erwarteten Kennung festgestellt wird. 11. Fahrzeugseitige Einrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie eine Einrichtung eines Zugbeeinflussungssystems ist. 12. Fahrzeugseitige Einrichtung nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie zum Ermitteln der erwarteten Kennung mittels eines elekt- ronischen Streckenatlasses ausgebildet ist. 13. Fahrzeugseitige Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie zum Ermitteln der erwarteten Kennung mittels eines Navigationsgerätes ausgebildet ist. 14. Fahrzeugseitige Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie zum Ermitteln der erwarteten Kennung anhand eines zuvor von einer streckenseitigen Vorrichtung empfangenen Ankündigungs-Signals ausgebildet ist. 15. Fahrzeugseitige Einrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie zum Ermitteln ihrer Position anhand der empfangenen Kennung ausgebildet ist. 16. Streckenseitige Einrichtung (10) mit Mitteln zum Aussen- den eines Lichtsignals in Form von mit zu übertragenden Daten moduliertem sichtbarem Licht (11), wobei die zu übertragenden Daten eine die streckenseitige Einrichtung (10) identifizierende Kennung umfassen. 17. Streckenseitige Einrichtung nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die streckenseitige Einrichtung (10) eine Lichtsignalanlage ist . 18. Streckenseitige Einrichtung nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Lichtsignalsanlage Bestandteil eines Systems zur Beeinflussung eines spurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, ist. 19. Streckenseitige Einrichtung nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die streckenseitige Einrichtung (10) eine Beleuchtungseinrichtung ist. 20. Streckenseitige Einrichtung nach Anspruch 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Beleuchtungseinrichtung in einem Tunnel angeordnet ist. 21. System zur Fahrzeugbeeinflussung mit zumindest einer fahrzeugseitigen Einrichtung (22, 23, 24) nach einem der Ansprüche 10 bis 15 sowie zumindest einer streckenseitigen Einrichtung (10) nach einem der Ansprüche 16 bis 20. 22. System zur Fahrzeugbeeinflussung nach Anspruch 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass es ein Zugbeeinflussungssystem ist. |
Verfahren zur Übertragung von Daten von einer streckenseiti- gen Einrichtung an ein Fahrzeug sowie fahrzeugseitige und streckenseitige Einrichtung
Insbesondere aufgrund der allgegenwärtigen Verfügbarkeit von Lichtquellen ist die gleichzeitige Nutzung des von diesen Lichtquellen ausgesendeten Lichts als Informationsträger zur Datenübertragung von großem Interesse. Entsprechende Kommunikationssysteme, die als Visible Light Communication (VLC) - Systeme bezeichnet werden, werden daher für unterschiedlichste Bereiche und Anwendungen in Betracht gezogen. Dabei sind als Lichtquellen beispielsweise übliche Glühbirnen oder - aufgrund der hierbei erreichbaren hohen Übertragungsraten - insbesondere auch schnell schaltende LEDs (Light Emitting Di- odes) verwendbar. Unabhängig hiervon erfolgt im Rahmen von VLC eine Übertragung der Daten mittels einer Modulation des von der Lichtquelle ausgesendeten Lichts, wobei die Modulati- on vorzugsweise derart erfolgt, dass sie für das menschliche Auge nicht erkennbar beziehungsweise störend ist.
Auch im Zusammenhang mit unterschiedlichen Verkehrssystemen bietet sich die Anwendung von VLC zur Erhöhung der Automati- sierung an. Dies gilt insbesondere dort, wo bereits heute Lichtsignalanlagen, z.B. in Form von Ampeln im Straßenverkehr, in Form von Bahnsignalen im Schienenverkehr oder auch in Form einer Rollfeldbefeuerung im Flugverkehr, eingesetzt werden. Aufgabe entsprechender Lichtsignalanlagen ist es hierbei üblicherweise, an den Fahrer beziehungsweise Kapitän des jeweiligen Fahrzeugs für den Betrieb notwendige Informationen zu übermitteln, die im Folgenden von dem Fahrer beziehungsweise Kapitän umzusetzen beziehungsweise zu berücksichtigen sind. So wird beispielsweise einem Triebfahrzeugführer mittels eines entsprechenden Signals angezeigt, dass er sein Triebfahrzeug aufgrund einer bestehenden Belegung eines in Fahrtrichtung vor ihm liegenden Gleisabschnitts abzubremsen oder anzuhalten hat.
Grundsätzlich bietet VLC nun die Möglichkeit, die bestehende Infrastruktur dahingehend zu erweitern, dass die visuell übermittelte Signalinformation zusätzlich in automatischer Form auswertbar von einer Streckeneinrichtung an ein Fahrzeug übertragen werden kann. Ein entsprechendes Verfahren, bei dem Daten mittels sichtbaren Lichts von einer streckenseitigen Einrichtung an ein Fahrzeug beziehungsweise eine fahrzeugsei- tige Einrichtung übertragen werden, ist beispielsweise aus dem Fachartikel „Visible Light Communication Systems Concep- tion and VIDAS", IETE Technical Review, Vol. 25, Issue 6, November - December 2008 von Navin Kumar, Nuno Lourenςo, Michael Spiez und Rui L. Aguiar bekannt. So wird hier ein intelligentes Verkehrssystem beschrieben, bei dem von streckenseitigen Einrichtungen in Form von mit LEDs ausgestatteten Ver- kehrsampeln Daten an Fahrzeuge in Form von Autos übertragen werden .
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Übertragung von Daten von einer streckenseiti- gen Einrichtung an ein Fahrzeug anzugeben, das vielseitig einsetzbar und aufgrund seiner Zuverlässigkeit auch für sicherheitskritische Anforderungen geeignet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Übertragung von Daten von einer streckenseitigen Einrichtung an ein Fahrzeug, wobei von der streckenseitigen Einrichtung ein Lichtsignal in Form von mit den zu übertragenden Daten moduliertem sichtbarem Licht ausgesendet wird, wobei die zu übertragenden Daten eine die streckenseitige Einrichtung identifizierende Kennung umfassen, die mittels des Lichtsignals empfangene Kennung seitens des Fahrzeugs mit einer erwarteten Kennung verglichen wird und die mit dem Lichtsignal empfangenen Daten seitens des Fahrzeugs verworfen werden, so- fern bei dem Vergleich eine Abweichung zwischen der empfangenen Kennung und der erwarteten Kennung festgestellt wird.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass sich die Verwendung von sichtbarem Licht zur Übertragung von Daten in der Praxis bei vielen Anwendungen im Bereich der Mobilität überaus schwierig gestaltet. So sind häufig mehrere Licht aussendende streckenseitige Einrichtungen, etwa in Form von Lichtsignalanlagen, anzutreffen, so dass eine Überlagerung des Lichts verschiedener Lichtquellen erfolgt. Darüber hinaus können auch andere Störungen, etwa verursacht durch Reflekti- onen, zu Fehlern bei der Übertragung von Daten von der stre- ckenseitigen Einrichtung an das Fahrzeug mittels sichtbaren Lichts führen. Grundsätzlich anwendbare Verfahren zur optischen Fokussierung und/oder Interferenzauswertung zur Aus- blendung beziehungsweise Herausrechnung ungewünschter Anteile des empfangenen Lichts weisen den grundlegenden Nachteil auf, dass nicht sichergestellt ist, dass diese Verfahren unter allen Bedingungen zuverlässig funktionieren. Dies ist insbesondere bei sicherheitskritischen Anforderungen, d.h. beispiels- weise im Falle der Übertragung von Steuerungsdaten von der streckenseitigen Einrichtungen an das Fahrzeug, problematisch beziehungsweise inakzeptabel.
Um nun auf einerseits vielseitig einsetzbare und andererseits gleichzeitig besonders zuverlässige Art und Weise eine Auslösung falscher beziehungsweise unerwünschter Aktionen durch von dem Fahrzeug empfangene Daten zu vermeiden, wird von der streckenseitigen Einrichtung erfindungsgemäß ein Lichtsignal in Form von mit den zu übertragenden Daten moduliertem sieht- barem Licht ausgesendet, wobei die Daten eine die strecken- seitige Einrichtung identifizierende Kennung umfassen. Dabei bietet die die streckenseitige Einrichtung identifizierende Kennung vorteilhafterweise die Voraussetzung dafür, dass es dem Fahrzeug ermöglicht wird, die aussendende streckenseitige Einrichtung zu identifizieren.
Gemäß der Erfindung wird die mittels des Lichtsignals empfangene Kennung zu diesem Zwecke seitens des Fahrzeugs mit einer erwarteten Kennung verglichen. Hierbei macht sich die Erfindung vorteilhafterweise zu nutze, dass in vielen Fällen beziehungsweise betrieblichen Situationen bekannt ist, von welcher streckenseitigen Einrichtung ein empfangenes Lichtsignal ausgesendet worden sein sollte. Dies gilt sowohl für Ver- kehrssysteme mit Fahrzeugen in Form von Autos, Flugzeugen oder Schiffen, als auch insbesondere im Falle eines Verkehrssystems mit spurgebundenen Fahrzeugen etwa in Form von Schienenfahrzeugen . So ist insbesondere im letzteren Fall der Fahrweg durch die
Spurführung eindeutig festgelegt. In Verbindung mit weiteren, für sich bekannten Methoden zur Positionsbestimmung kann somit auf vergleichsweise einfache Art und Weise vorab die für die jeweilige Situation relevante streckenseitige Einrichtung ermittelt werden. Hierdurch wird es seitens des Fahrzeugs ermöglicht, anhand des Vergleichs der mittels des Lichtsignals empfangenen Kennung mit der erwarteten Kennung eine Identifizierung beziehungsweise Überprüfung des empfangenen Lichtsignals beziehungsweise der aussendenden streckenseitigen Ein- richtung vorzunehmen.
Sofern bei dem Vergleich eine Abweichung zwischen der empfangenen Kennung und der erwarteten Kennung festgestellt wird, werden die mit dem Lichtsignal empfangenen Daten seitens des Fahrzeugs verworfen. Dies bedeutet, dass eine weitere Auswertung beziehungsweise Verwendung dieser Daten, etwa zur Steuerung des Fahrzeugs, nicht erfolgt. Somit wird es dem Fahrzeug insbesondere bei gleichzeitigem Empfang mehrerer Lichtsignale ermöglicht, das betrieblich relevante Signal auch in aufgrund der Übertragungsbedingungen schwierigen Situationen zuverlässig zu erkennen und lediglich die mit diesem Lichtsignal empfangenen Daten im Folgenden weiter zu berücksichtigen. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet weiterhin den Vorteil, dass es die Voraussetzung für eine erhebliche Vereinfachung der Infrastruktur bestehender Verkehrssysteme schafft. So werden beispielsweise in der Eisenbahntechnik bislang Signalbegriffe visuell an einen Triebfahrzeugführer eines Schienen- fahrzeugs übertragen. Dies geschieht mittels Signallampen, wobei, falls erforderlich, durch technische Systeme überwacht wird, ob der Triebfahrzeugführer das Signal beachtet. Dabei können die Signale als solche sehr unterschiedliche Funktionen haben, von sicherheitsrelevanten Funktionen, wie z.B. bei Hauptsignalen, bis hin zu rein betrieblichen Funktionen, z.B. bei einem Abfahrsignal. Eine Überwachung der korrekten Umsetzung der durch den Triebfahrzeugführer visuell beziehungsweise optisch empfangenen Information wird bislang beispielsweise bei Zugsicherungssystemen dadurch sichergestellt, dass die Signalinformation zusätzlich über einen weiteren Übertragungsweg an ein Fahrzeuggerät des Fahrzeugs übertragen wird. Dies kann beispielsweise induktiv mittels Koppelspulen, Balisen oder vor einem Signal verlegter Stromschleifen geschehen. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird es nun grundsätzlich ermöglicht, auf entsprechende zusätzliche Übertragungseinrichtungen ganz oder teilweise zu verzichten. So ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, dass auch bei sicherheitsrelevanten Anwendungen ein von einer streckenseiti- gen Einrichtung ausgesendetes Lichtsignal sowohl zur visuellen Signalisierung an einen Fahrzeugführer als auch zur gleichzeitigen Datenübertragung an eine Empfangs- beziehungsweise Sensoreinrichtung des Fahrzeugs verwendet werden kann. Dabei kann als Sensoreinrichtung beispielsweise eine Videokamera in Verbindung mit einer Verarbeitungseinrichtung zum Einsatz kommen.
Bei den von der streckenseitigen Einrichtung an das Fahrzeug übertragenen Daten handelt es sich vorzugsweise um Steuerdaten, die mittelbar oder unmittelbar auf eine Fahrzeugsteuerung des Fahrzeugs einwirken.
Es sei darauf hingewiesen, dass die im Rahmen des erfindungs- gemäßen Verfahrens von der streckenseitigen Einrichtung an das Fahrzeug übertragenen Daten grundsätzlich auch ausschließlich aus der die streckenseitige Einrichtung identifizierenden Kennung bestehen können. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Daten von einer stecken- seitigen Einrichtung in Form einer Lichtsignalanlage ausgesendet. Dabei umfasst der Begriff „Lichtsignalanlage" im Rahmen der Beschreibung der vorliegenden Erfindung zur Signali- sierung mittels sichtbaren Lichts verwendete Vorrichtungen beliebiger Art. Dies schließt insbesondere Ampeln oder elektronische Schilder des Straßenverkehrs, Bahnsignale, Komponenten der Rollfeldbefeuerung im Flugverkehr oder auch im
Schiffsverkehr eingesetzte Warnlampen, Leuchtsignale oder auch Leuchtfeuer von Leuchttürmen ein.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Daten von einer streckenseitigen Einrichtung in Form einer Beleuchtungseinrich- tung ausgesendet. Dabei wird im Rahmen der Beschreibung der vorliegenden Erfindung eine solche Einrichtung als Beleuchtungseinrichtung bezeichnet, deren ausgesendetes Licht üblicherweise ausschließlich beziehungsweise im Wesentlichen Be- leuchtungszwecken dient. Vorteilhafterweise sind entsprechende Beleuchtungseinrichtungen in Form von Lampen im menschlichen Alltag sowohl innerhalb als auch außerhalb von Gebäuden in vielfältiger Form vorhanden. Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart weitergebildet sein, dass die Daten von einer in einem Tunnel angeordneten Beleuchtungseinrichtung ausgesendet werden. Dies ist vorteilhaft, da hierdurch beispielsweise im Falle von Fahrzeugen in Form von Schienenfahrzeugen eine besonders ein- fache und zugleich zuverlässige Lokalisierung des Fahrzeugs im Tunnel ermöglicht wird. So kann beispielsweise mittels einer fahrzeugseitigen gerichteten Kamera das Lichtsignal von der Beleuchtungseinrichtung gerade so lange empfangen werden, bis das betreffende Fahrzeug an der Beleuchtungseinrichtung, d.h. der Lichtquelle, vorbeigefahren ist. Somit kann gefolgert werden, dass sich das Fahrzeug zu dem Zeitpunkt, zu dem das jeweilige Lichtsignal fahrzeugseitig gerade nicht mehr empfangen wird, an dem Standort der Beleuchtungseinrichtung aufhält. Zu diesem Zwecke reicht es grundsätzlich aus, dass die von der streckenseitigen Einrichtung an das Fahrzeug übertragenen Daten ausschließlich aus der die streckenseitige Einrichtung identifizierenden Kennung bestehen. Alternativ hierzu können auch für den Fall, dass die Daten von einer in einem Tunnel angeordneten Beleuchtungseinrichtung ausgesendet werden, weitere Informationen mittels der Daten an das Fahrzeug übertragen werden. Hierbei kann es sich beispielsweise um den Abstand zur in Fahrtrichtung nächstgelegenen Beleuchtungseinrichtung oder sonstige für das Fahrzeug relevante Informationen oder Abhängigkeiten handeln. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Daten an ein Fahrzeug in Form eines spurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, übertragen. Dies ist vorteilhaft, da insbesondere im Falle von spurgebundenen Fahrzeugen seitens des Fahrzeugs auf besonders einfache und zuverlässige Art und Weise die erwartete Kennung ermittelt werden kann. Ursache hierfür ist die Spurführung sowie eine Vielzahl bereits bekannter Verfahren zur Positions- beziehungsweise Ortsbestim- mung eines spurgebundenen Fahrzeugs.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart ausgeprägt sein, dass die erwartete Kennung seitens des Fahrzeugs mittels eines elektronischen Streckenatlasses ermittelt wird. Hierdurch wird es dem Fahrzeug bei Kenntnis seiner Position, etwa seines Ortes entlang einer Eisenbahnstrecke, auf aufwandsarme und einfache Art und Weise ermöglicht, die stre- ckenseitige Einrichtung zu ermitteln, von der zum gegebenen Zeitpunkt beziehungsweise am gegebenen Ort der Empfang eines Lichtsignals zu erwarten ist. Die erwartete Kennung selbst kann hierbei beispielsweise dem elektronischen Streckenatlas selbst oder, basierend auf den Informationen des elektronischen Streckenatlasses, einer sonstigen Speichereinrichtung des Schienenfahrzeugs entnommen werden.
Alternativ oder zusätzlich zu der zuvor beschriebenen Ausführungsform kann das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhafterweise auch derart ausgestaltet sein, dass die erwartete Kennung seitens des Fahrzeugs mittels eines Navigationsgerätes ermittelt wird. So können die streckenseitigen Einrichtungen beziehungsweise deren erwarteten Kennungen vorteilhafterweise auch in Navigationsgeräten, beispielsweise in Form von satellitengestützten Navigationsgeräten unter Verwendung von GPS (Global Positioning System), hinterlegt werden. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, die alternativ oder zusätzlich zu den beiden vorgenannten bevorzugten Ausführungsformen realisiert werden kann, wird die erwartete Kennung seitens des Fahrzeugs anhand eines zuvor von einer streckenseitigen Vorrichtung empfangenen Ankündigungs-Signals ermittelt. Dabei kann das Ankündigungs-Signal von dem Fahrzeug mittels sichtbaren Lichts oder auch mittels sonstiger Übertragungswege empfangen werden. Dies schließt beispielsweise eine induktive oder funkbasierte Übertragung des Ankündigungs-Signals ein.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird anhand der empfangenen Kennung die Position des Fahrzeugs ermittelt. Dies bedeutet, dass nicht nur hinsichtlich zusätzlich zur Kennung der streckenseitigen Einrichtung empfangener Daten eine weitere Auswertung und Verwendung durch das Fahrzeug erfolgen kann.
Stattdessen kann auch anhand der empfangenen Kennung selbst seitens des Fahrzeugs oder - nach vorhergehender Übertragung der entsprechenden Information - beispielsweise auch von einer zentralen Steuereinrichtung eines Verkehrssystems, etwa in Form einer Leitstelle, anhand der empfangenen Kennung die Position des Fahrzeugs ermittelt werden. Dies gilt grundsätzlich für streckenseitige Einrichtungen beliebiger Art, d.h. insbesondere sowohl für streckenseitige Einrichtungen in Form von Lichtsignalanlagen als auch in Form von Beleuchtungseinrichtungen. Da entsprechende streckenseitige Einrichtungen üblicherweise an bekannten, festen Stellen entlang einer Fahrstrecke des Fahrzeugs positioniert sind, kann aus dem an- hand der empfangenen Kennung verifizierten Empfang des Lichtsignals von einer streckenseitigen Einrichtung unmittelbar auf die Position beziehungsweise den Ort des Fahrzeugs geschlossen werden. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine fahrzeugseitige Einrichtung.
Hinsichtlich der fahrzeugseitigen Einrichtung liegt der vor- liegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine fahrzeugseitige Einrichtung anzugeben, die ein vielseitig einsetzbares und zugleich besonders zuverlässiges Verfahren zur Übertragung von Daten von einer streckenseitigen Einrichtung an ein Fahrzeug unterstützt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine fahr- zeugseitige Einrichtung mit Mitteln zum Empfangen eines
Lichtsignals in Form von mit zu übertragenden Daten moduliertem sichtbarem Licht von einer streckenseitigen Einrichtung, wobei die zu übertragenden Daten eine die streckenseitige
Einrichtung identifizierende Kennung umfassen, zum Vergleichen der mittels des Lichtsignals empfangenen Kennung mit einer erwarteten Kennung und zum Verwerfen der mit dem Lichtsignal empfangenen Daten, sofern bei dem Vergleich eine Ab- weichung zwischen der empfangenen Kennung und der erwarteten Kennung festgestellt wird.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen fahrzeugseitigen Einrichtung entsprechen im Wesentlichen denjenigen des erfindungsge- mäßen Verfahrens, so dass diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Entsprechendes gilt hinsichtlich der im Folgenden benannten bevorzugten Weiterbildungen der fahrzeugseitigen Einrichtung im Hinblick auf die entsprechenden bevorzugten Weiterbildungen des erfin- dungsgemäßen Verfahrens, so dass auch diesbezüglich auf die entsprechenden vorherigen Ausführungen verwiesen wird. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße fahrzeugseitige Einrichtung derart ausgestaltet, dass sie eine Einrichtung eines Zugbeeinflussungssystems ist. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße fahrzeugseitige Einrichtung zum Ermitteln der erwarteten Kennung mittels eines elektronischen Streckenatlasses ausgebildet. Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße fahrzeugseitige Einrichtung auch derart ausgeprägt sein, dass sie zum Ermitteln der erwarteten Kennung mittels eines Navigationsgerätes ausgebildet ist. Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen fahrzeugseitigen Einrichtung ist diese zum Ermitteln der erwarteten Kennung anhand eines zuvor von einer streckenseitigen Vorrichtung empfangenen Ankündigungs-Signals ausgebildet .
Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße fahrzeugseitige Einrichtung auch derart weitergebildet sein, dass sie zum Ermitteln ihrer Position anhand der empfangenen Kennung ausgebildet ist. Da die fahrzeugseitige Einrichtung in und/oder an dem Fahrzeug angeordnet ist, entspricht dies unmittelbar einer Bestimmung der Position des Fahrzeugs als solchen.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine streckenseitige Einrichtung.
Hinsichtlich der streckenseitigen Einrichtung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine streckenseitige Einrichtung anzugeben, die ein vielseitig einsetzbares und zugleich besonders zuverlässiges Verfahren zum Übertragen von Daten von der streckenseitigen Einrichtung an ein Fahrzeug unterstützt .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine stre- ckenseitige Einrichtung mit Mitteln zum Aussenden eines
Lichtsignals in Form von mit zu übertragenden Daten moduliertem sichtbarem Licht, wobei die zu übertragenden Daten eine die streckenseitige Einrichtung identifizierende Kennung umfassen .
Auch die Vorteile der erfindungsgemäßen streckenseitigen Einrichtung entsprechen im Wesentlichen denjenigen des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass diesbezüglich wiederum auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Gleiches gilt wiederum hinsichtlich der im Folgenden genannten bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen streckenseitigen Einrichtung im Hinblick auf die entsprechenden bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens. Vorzugsweise ist die erfindungsgemäße streckenseitige Einrichtung derart ausgestaltet, dass sie eine Lichtsignalanlage ist. Dabei kann die Lichtsignalanlage vorteilhafterweise Bestandteil eines Systems zur Beeinflussung eines spurgebundenen Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs, d.h. ei- nes Zugbeeinflussungssystems, sein.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen streckenseitigen Einrichtung ist die streckenseitige Einrichtung eine Beleuchtungseinrichtung. Vorzugsweise ist die Beleuchtungseinrichtung hierbei in einem Tunnel angeordnet.
Die Erfindung umfasst ferner ein System zur Fahrzeugbeeinflussung mit zumindest einer erfindungsgemäßen fahrzeugseiti- gen Einrichtung beziehungsweise zumindest einer fahrzeugsei- tigen Einrichtung gemäß einer der zuvor aufgeführten bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen fahrzeugseitigen Einrichtung sowie mit zumindest einer erfindungsgemäßen stre- ckenseitigen Einrichtung beziehungsweise zumindest einer streckenseitigen Einrichtung gemäß einer der zuvor aufgeführten bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen streckenseitigen Einrichtung. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Systems zur Fahrzeugbeeinflussung handelt es sich bei dem System um ein Zugbeeinflussungssystem.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbei- spiels näher erläutert. Hierzu zeigt die
Figur in einer schematischen Darstellung zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Ausführungsbei- spiel eines erfindungsgemäßen Systems zur
Fahrzeugbeeinflussung mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen fahrzeugsei- tigen Einrichtung sowie einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen streckenseitigen Einrichtung.
Die Figur zeigt eine streckenseitige Einrichtung 10 in Form einer an einer Eisenbahnstrecke aufgestellten Lichtsignalanlage in Form eines Signals. Die streckenseitige Einrichtung 10 in Form des Signals strahlt sichtbares Licht 11 ab, das von einem Triebfahrzeugführer 21 eines sich der streckenseitigen Einrichtung 10 annähernden Fahrzeugs 20 in Form eines Schienenfahrzeugs visuell wahrgenommen wird. Hierdurch kann dem Triebfahrzeugführer 21 beispielsweise ein Haltesignal an- gezeigt werden, das von dem Triebfahrzeugführer 21 beziehungsweise dem Fahrzeug 20 zu beachten ist.
Im Rahmen von Zugbeeinflussungssystemen erfolgt üblicherweise eine teilweise oder vollständige automatische Steuerung von Schienenfahrzeugen. Hierzu sind üblicherweise zusätzliche Komponenten in oder am Gleis vorgesehen, mittels derer Informationen, etwa in Form von Signalinformationen, an das Fahrzeug 20 übertragen werden. Hierbei können beispielsweise Gleiskoppelspulen oder Balisen für die Aussendung der entsprechenden Steuerungsdaten verwendet werden.
Im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun von der streckenseitigen Einrichtung 10 ein Lichtsignal in Form von mit den zu übertragenden Daten moduliertem sichtbarem Licht 11 ausgesendet. Dabei kann es sich bei der Modulation um ein Pulsen des sichtbaren Lichts, etwa durch schnelles, für das menschliche Auge nicht wahrnehmbares Ein- und Ausschalten der Signallampe der streckenseitigen Einrichtung 10, handeln. Alternativ hierzu kann eine entsprechende Pulsung beispielsweise auch durch eine Variation der Lichtstärke erfolgen, wodurch Daten beziehungsweise Informationen in digitaler oder analoger Form in Form von Intensitätsschwankungen übertragen werden können. Alternativ hierzu sind auch andere, für sich bekannte Modulationsverfahren für die Übertragung der Daten durch Modulation des sichtbaren Lichts verwendbar. Vorzugsweise werden hierbei die zu übertragenden Daten von der streckenseitigen Einrichtung 10 kontinuierlich, sich zyklisch wiederholend abge- strahlt.
Bei einfachen Betriebsverhältnissen ist eine Zuordnung des von dem Fahrzeug empfangenen Lichtsignals zu einer aussendenden streckenseitigen Einrichtung 10 auf vergleichsweise ein- fache Art und Weise möglich. Dies gilt beispielsweise für den Fall, dass lediglich eine streckenseitige Einrichtung 10 für eine Sensoreinrichtung 22 in Form einer Kamera des Fahrzeugs 20 sichtbar ist. Insbesondere bei komplexeren Verhältnissen, d.h. beispielsweise bei Mehrgleisigkeit, größeren Bahnhöfen oder aufgrund von Umweltbedingungen erschwerten Empfangsverhältnissen, kann jedoch nicht mit der mit einer für sicherheitskritische Anforderungen ausreichenden Sicherheit davon ausgegangen werden, dass seitens der Sensoreinrichtung 22 des Fahrzeugs 20 empfangene Daten tatsächlich einer zum jeweiligen Zeitpunkt für die Steuerung des Schienenfahrzeugs 20 zuständigen streckenseitigen Einrichtung 10 zuzuordnen sind.
Um nun dennoch eine eindeutige Identifikation des empfangenen Lichtsignals vornehmen zu können, macht sich das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhafterweise zu nutze, dass in vielen betrieblichen Situationen bekannt ist, welche Strecke das Fahrzeug 20 zurücklegen soll beziehungsweise zurücklegen wird. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Fahrweg des Fahr- zeugs, wie im Falle eines Schienenfahrzeugs, durch eine Spurführung eindeutig festgelegt ist. Hierdurch wird es ermöglicht, die für die jeweilige Situation relevante streckenseitige Einrichtung 10 vorab eindeutig zu ermitteln beziehungsweise zu bestimmen.
Die von der streckenseitigen Einrichtung 10 mittels des
Lichtsignals 11 an das Fahrzeug 20 übertragenen Daten umfassen, d.h. beinhalten, eine die streckenseitige Einrichtung 20 identifizierende Kennung. Hierbei ist es erforderlich bezie- hungsweise ausreichend, dass die Kennung die streckenseitige Einrichtung 20 derart eindeutig identifiziert, dass eine fehlerhafte Zuordnung mit hoher beziehungsweise an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen werden kann. Die mittels des Lichtsignals empfangene Kennung wird seitens des Fahrzeugs 20 mit einer erwarteten Kennung verglichen, die beispielsweise mittels eines auf dem Fahrzeug 20 vorgesehenen Streckenatlasses, eines durch weitere streckenseitige Vor- richtungen übermittelten Ankündigungs-Signals, etwa zur Signalvorankündigung, oder durch Hinterlegung der zu erwartenden Kennungen der streckenseitigen Einrichtungen 20 in einem Navigationsgerät ermittelt werden kann. Sofern der Vergleich der empfangenen Kennung mit der erwarteten Kennung eine Abweichung ergibt, werden die mit dem Lichtsignal empfangenen Daten seitens des Fahrzeugs 20 verworfen, d.h. insbesondere nicht zu einer Steuerung des Fahrzeugs 20 verwendet .
Sofern die mittels des Lichtsignals empfangene Kennung mit der erwarteten Kennung übereinstimmt, werden die mittels der Sensoreinrichtung, bei der es sich beispielsweise um eine Videokamera handeln kann, erfassten Daten zur weiteren Verar- beitung sowie Steuerung des Fahrzeugs 20 über eine elektrische Signalleitung 24 an eine Verarbeitungseinrichtung 23 weitergegeben .
Bei der Verarbeitungseinrichtung 23 kann es sich hierbei bei- spielsweise um eine rechnergestützte Einrichtung zur Zugbeeinflussung handeln.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Demodulation des empfangenen Lichtsignals, d.h. die Extraktion der empfangenen Da- ten, sowohl seitens der Sensoreinrichtung 22 als auch von einer nachgeordneten Einrichtung, d.h. beispielsweise der Verarbeitungseinrichtung 23, vorgenommen werden kann. Entsprechend den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ermöglicht es die Erfindung insbesondere auch bei gleichzeitigem Empfang unterschiedlicher Lichtsignale oder sonstigen schwierigen Bedingungen, das betrieblich relevante Signal zuverlässig zu erkennen und dementsprechend nur dieses Signal im Folgenden auszuwerten und weiterzuverarbeiten . Hierdurch wird eine eindeutige Signalerkennung auch in betrieblich nicht eindeutigen Situationen gewährleistet, wodurch erst eine entsprechende Übertragung von Daten mittels sichtbaren Lichts von einer streckenseitigen Einrichtung an ein Fahrzeug auch bei sicherheitskritischen Anwendungen beziehungsweise Systemen, beispielsweise Systemen zur Zugbeeinflussung, einsetzbar wird. Dabei bietet das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere den Vorteil, dass es im Wesentlichen jederzeit und unabhängig von den jeweiligen Betriebs- beziehungsweise Umgebungsbedingungen zuverlässig funktioniert.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhafterweise vielseitig anwendbar, da es überall dort unter Anwendung eines einfachen Migrationskonzeptes zum Einsatz kommen kann, wo bereits jetzt Daten beziehungsweise Signalinformationen optisch beziehungsweise visuell an einen Fahrzeugführer übertragen werden. Mittels einer Modulation des hierbei verwendeten sichtbaren Lichts können hierbei zusätzlich Daten, die im einfachsten Fall lediglich einige Byte Informationen enthalten, von einer streckenseitigen Einrichtung an ein Fahrzeug übertragen werden.
Fahrzeugseitig können die Daten auf technisch vergleichsweise einfache Art und Weise von einer Sensoreinrichtung, etwa in Form einer Kamera, erfasst beziehungsweise empfangen und zur Auswertung beziehungsweise Berücksichtigung an die jeweilige Anwendung, d.h. beispielsweise ein Gerät zur Zugbeeinflussung, weitergeleitet werden. Im Falle eines Zugbeeinflus- sungssystems können hierbei beispielsweise neben der eigentlichen Signalinformation zusätzlich Aufwertungs- oder Geschwindigkeitsinformationen an ein Schienenfahrzeug übertragen werden.