Überwachung von streckengebundenen Transportsystemen

Die Erfindung betrifft ein Überwachungssystem für die Überwachung von Streckenabschnitten eines streckengebundenen Transportsystems. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Ver ^¬ fahren zum Überwachen eines Streckenabschnitts eines stre- ckengebundenen Transportsystems.

Streckengebundene Transportsysteme zeichnen sich durch eine feste Streckenführung der von den Transportfahrzeugen dieser Systeme genutzten Fahrwege aus. Derartige Systeme sind zum Beispiel Bahnsysteme, deren Fahrtstrecken durch die Schienen exakt definiert sind. Bei Systemen mit fester Streckenführung kann der Fahrer eines Fahrzeugs üblicherweise seine Fahrt ^¬ richtung nicht selbsttätig ändern, da seine Fahrtrichtung durch Führungselemente, wie zum Beispiel Bahnschienen, ein- deutig festgelegt ist. Allerdings kann der Fahrer trotzdem auf unvorhergesehene Ereignisse reagieren, indem er bremst oder beschleunigt oder Warninformationen an übergeordnete Einheiten weitergibt, die die Fahrwege auf dem Transportsys ^¬ tem zum Beispiel über Weichen beeinflussen können.

Um den Fahrer eines streckengebundenen Transportfahrzeugs zu entlasten oder gar einzusparen, werden Fahrerassistenzsysteme oder sogar vollständig automatisierte Steuerungssysteme vor ^¬ geschlagen. Eine wichtige Aufgabe eines solchen automatisier- ten Systems betrifft das Problem der Hindernis- und Objekter ^¬ kennung im Bereich des Transportweges des betreffenden Transportfahrzeugs. Dabei sollen Kollisionen mit Hindernissen vermieden werden oder zumindest die Folgen einer solchen Kollision minimiert werden. Eine zusätzliche Aufgabe eines automa- tisierten Steuerungssystems besteht darin, weitere Objekte im Bereich der Strecke, deren Eigenschaften oder Zustände für den Betrieb des Transportsystems benötigt werden, zu erken ^¬ nen. Solche Objekte bzw. Zustände können zum Beispiel Signa ^¬ le, Beschilderungen, Weichen-, Gleis- oder Fahrleitungszu- stände umfassen. Die Erkennung von Hindernissen und Objekten soll dabei sicher für alle Geschwindigkeitsbereiche und die dabei eingesetzten Bremssysteme an allen Orten, beispiels ^¬ weise auch in Tunneln oder Kurven, funktionieren. Weiterhin muss die Erkennung von Hindernissen und anderen Objekten sehr zuverlässig, schnell und weit vorausschauend erfolgen, damit das automatisierte Steuerungssystem noch ausreichend Zeit für die Einleitung von Reaktionen, wie zum Beispiel einen notwendigen Bremsvorgang, hat, durch den eine Kollision vermieden werden kann oder zumindest die Folgen einer nicht mehr vermeidbaren Kollision so gering wie möglich gehalten werden. Zudem sollte mit Hilfe der Hindernis- und Objekterkennung auch die Art und der Zustand der Hindernisse und Objekte er ^¬ kannt werden, um Entscheidungen für den weiteren Betrieb des Transportfahrzeugs, wie zum Beispiel gegen einen Bremsvorgang und die Art oder die Intensität und Geschwindigkeit des

Bremsvorgangs, unter Berücksichtigung der Folgen einer Notoder Betriebsbremsung für die Fahrgäste, das Transportgut und/oder das Betriebspersonal zu treffen.

Bei der Überwachung des Fahrwegs von Eisenbahnzügen werden bereits teilweise automatisierte Fahrerassistenzsysteme (ADAS = Advanced Driver Assistance System) verwendet. Bei diesen ADAS-Systemen sind die Züge mit Sensoren und Auswertungs- einheiten ausgestattet. Die Züge werden auch zusätzlich mit Signalinformationen von an der Eisenbahnstrecke positionierten Signalgebern unterstützt, die teilweise vom Fahrer und teilweise auch bereits automatisiert verarbeitet werden. Mit Hilfe der fahrzeugseitig angeordneten Sensoren werden

Hindernisse auf dem Gleis und dessen näherer Umgebung erfasst und die Auswertungseinheiten werden dazu genutzt, die Hindernisse entsprechend Ihrer Gefährdung oder ihres Gefahrenpo ^¬ tentials für den weiteren Fahrbetrieb zu beurteilen und ent- sprechende Informationen für den Fahrer zu erzeugen oder direkt in die Fahrzeugsteuerung einzugreifen. Es werden auch andere Objekte, wie zum Beispiel Signale, eine Beschilderung oder Weichen- und Gleiszustände erkannt. Als Sensoren werden von den ADAS-Systemen Videokameras, Radarsysteme oder Lidar- systeme genutzt. Eine mit den genannten Sensoren verbundene Recheneinheit kann ferne eine Verfolgung erfasster beweg ^¬ licher Hindernisse und Objekte durchführen und damit weitere mögliche Kollisionsgefahren ermitteln und an den Fahrer oder eine automatische Zugsteuerung übermitteln, welche unter Berücksichtigung der Art des Hindernisses reagieren. Beispiels ^¬ weise kann je nach Gefährdungslage eine Notbremsung ausgelöst werden oder auch nur eine Betriebsbremsung durchgeführt wer- den.

Herkömmlich werden also Sensoren verwendet, die mit den

Transportfahrzeugen fest verbunden sind und mithin einen eng begrenzten Bereich des Fahrtwegs des Transportfahrzeugs ab- tasten. Daher weist die Erkennung mit Hilfe solcher Sensoren sehr begrenzte Erkennungsfelder und Reichweiten auf, so dass eine sichere Erkennung von Hindernissen und anderen Objekten gegenwärtig meist nur bis zu Entfernungen von maximal 400 m erfolgen kann. Durch die sich ständig ändernden Szenen sind extrem hohe Anforderungen an die Erkennungsfähigkeiten eines solchen Systems zu stellen. So sind Objekte unter unterschiedlichen Blickwinkeln vor ständig wechselnden Hintergründen sicher zu erkennen, wobei es darauf ankommt nicht nur das Hindernis sondern auch die Art und Weise des Hindernisses zu erkennen, da beispielsweise ein für Insassen und Ladung potentiell gefährlicher Notbremsvorgang nur für bestimmte Hindernisse zulässig ist. Sollen diese genaueren Informationen über die Art und den Zustand des Hindernisses oder des Ob ^¬ jekts erfasst werden, so liegen die erreichbaren Reichweiten oft noch weit unter den oben abgeschätzten Reichweiten. Insbesondere bei Bahnfahrzeugen ergeben sich typischerweise sehr lange Bremswege und teilweise sehr hohe Geschwindigkeiten, so dass für ein sicheres und vorausschauendes Fahren deutlich größere Erkennungsreichweiten benötigt werden. Im Fall von Hochgeschwindigkeitszügen müssen Gefahren und Hindernisse in Abhängigkeit von der Bahngeschwindigkeit und dem eingesetzten Bremssystem in Abständen von bis zu 5000 m im Voraus erkannt werden. Daher ist mit herkömmlichen Überwachungssystemen, welche an den Transportfahrzeugen angeordnet sind, eine zu ^¬ verlässige automatische Hindernis- und Objekterkennung nicht sicher genug realisierbar. Außerdem haben solche Systeme Probleme an unübersichtlichen Stellen, wie zum Beispiel Kur- ven oder Steigungen, oder funktionieren dort nur stark eingeschränkt. Die Funktion der verwendeten Sensoren wird teilweise durch die Umgebung der Strecken weiter eingeschränkt. Dies trifft insbesondere für Tunnel, Hohlwege oder stark über ^¬ schattete Teilstrecken zu. An diesen Stellen werden zum Bei- spiel Radarwellen durch Reflektionen oder Kameras durch fehlende oder unzureichende Ausleuchtung gestört. Aus diesem Grund kann in solchen Streckenabschnitten bisher nur extrem langsam gefahren werden, um Risiken zu vermeiden. Selbst wenn für die Transportfahrzeuge Sensoren mit größerer Reichweite zur Verfügung stehen würden, würden diese nicht ausreichen, um auch schwer einsehbare Streckenabschnitte zu überwachen.

In DE 199 58 634 AI wird das Erkennen von Hindernissen mit Hilfe von längs einer Bahnstrecke angeordneten Videokameras beschrieben. Dabei wird jeweils ein Streckenabschnitt von ei ^¬ ner einzigen Kamera überwacht.

In DE 10 2004 032 338 AI werden quer oder diagonal über eine Gleisstrecke verlegte Leiterpaare als Überwachungseinrichtun- gen genutzt.

In DE 10 2008 023 504 AI werden mit Hilfe von streckenseitig angeordneten Videokameras Bilder von einem von einem Schienenfahrzeug befahrbaren Streckenabschnitt aufgenommen und auf einer Anzeigeeinrichtung angezeigt.

In DE 10 2010 023 559 AI werden entlang einer Strecke positi ^¬ onierte Sensoreinrichtungen zur Überwachung von Hindernissen eingesetzt. Alarmmeldungen werden durch Zwischenschaltung mehrerer Sensoreinrichtungen über größere Entfernungen einem Schienenfahrzeug übermittelt. In DE 10 2011 004 576 AI werden von einem spurgebundenen Fahrzeug fahrzeugseitig Bilddaten erfasst und an eine außer ^¬ halb des Fahrzeugs angeordnete Leitstelle übertragen. Es besteht also ein Problem darin, dass die Fahrstrecke von schnellfahrenden streckengebundenen Fahrzeugen mit herkömmlichen Überwachungseinrichtungen nicht ausreichend sicher und zuverlässig überwacht werden kann. Dieses Problem wird durch ein Überwachungssystem gemäß Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Überwachen eines Streckenabschnitts eines streckengebundenen Transportsystems ge ^¬ mäß Patentanspruch 11 gelöst. Das erfindungsgemäße Überwachungssystem weist eine Mehrzahl von längs eines Streckenabschnitts eines streckengebundenen Transportsystems positionierten stationären Überwachungseinrichtungen auf. Die Überwachungseinrichtungen sind dazu eingerichtet, jeweils einen Teilabschnitt des Streckenabschnitts und dessen Umgebung zu überwachen. Zur Überwachung können die Überwachungseinrichtungen beispielsweise Sensoren umfassen, mit denen der jeweils zu überwachende Teilabschnitt abgetas ^¬ tet wird. Teil des erfindungsgemäßen Überwachungssystems ist außerdem eine stationäre Kommunikationseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, Überwachungsinformationen, welche auf Basis der von den Überwachungseinrichtungen erfassten Überwachungsdaten ermittelt wurden, an ein Transportfahrzeug, welches sich dem Streckenabschnitt nähert oder sich bereits darauf befindet, zu übermitteln. Das erfindungsgemäße Über- wachungssystem umfasst außerdem eine mobile Kommunikations ^¬ einrichtung, welche an dem Transportfahrzeug angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die von der stationären Kommuni ^¬ kationseinrichtung übermittelten Überwachungsinformationen zu empfangen. Teil des erfindungsgemäßen Überwachungssystems ist auch eine Auswertungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, die von den stationären Überwachungseinrichtungen erfassten Überwachungsdaten zu empfangen, zu kombinieren und dahingehend auszuwerten, ob eine Gefahr für ein Transport- fahrzeug durch ein von einer stationären Überwachungseinrichtung erfasstes Objekt oder Ereignis ausgeht und eine Gefah ^¬ renmeldung an das betreffende Transportfahrzeug zu übermit ^¬ teln, wobei sich die zu überwachenden Teilabschnitte überlap- pen und die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet ist, auf der Basis der Überwachungsdaten von mindestens zwei statio ^¬ nären Überwachungseinrichtungen eine Position und/oder Bewegungsrichtung eines in einem Überlappungsbereich von zwei benachbarten Teilabschnitten befindlichen Objekts zu ermitteln.

Vorteilhaft sind die Positionen der stationären Überwachungs ^¬ einrichtungen nicht von der aktuellen Position des Transportfahrzeugs abhängig. Damit ist es möglich, die Überwachungs ^¬ einrichtungen längs einer Fahrstrecke des Transportfahrzeugs zu verteilen, so dass ein beliebig langer Streckenabschnitt vor dem Transportfahrzeug überwacht werden kann. Auf diese Weise können ausreichend lange Überwachungsdistanzen vor einem Transportfahrzeug erzielt werden, so dass auch bei hohen Geschwindigkeiten des Transportfahrzeugs dieses rechtzeitig gewarnt werden kann.

Werden von einem bestimmten Teilabschnitt von einer bestimmten Überwachungseinrichtung Überwachungsinformationen übermittelt, welche das Auftreten eines Objekts oder Hindernis nahelegen, so ergibt sich aus der Identität der Überwachungs ^¬ einrichtung und der Position des dieser Überwachungseinrichtung zugeordneten Teilabschnitts auch eine ungefähre Position des Objekts. Durch entsprechende Sensoren oder Sensoranord ^¬ nungen können die Positionen der detektierten Objekte noch genauer ermittelt werden, beispielsweise mit Hilfe einer Triangulation oder unter Anwendung von Stereokameras. Auf diese Weise kann also bei bekannter Position des Transport ^¬ fahrzeugs zugleich der Abstand des Objekts zu dem Transport ^¬ fahrzeug ermittelt werden und es können entsprechende Reak- tionen auf den ermittelten Abstand abgestimmt werden, was zu einer Verbesserung der Sicherheit und des Komforts für in dem Transportfahrzeug mitreisende Personen beiträgt. Zusätzlich können mit dem erfindungsgemäßen Überwachungssystem auch unübersichtliche Bereiche, wie zum Beispiel Kurven, oder mit Tunneln versehene Fahrstrecken zuverlässig überwacht werden. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Überwachungssystems werden Informationen über die Existenz, die Art und den Zustand von Hindernissen und anderen Objekten, wie zum Beispiel Signalen, Beschilderungen, Weichenzuständen, der Gleiszustände oder der Zustand der Fahrleitung, gewonnen und zwar soweit wie möglich im Voraus, so dass mit diesen Informationen der Fahrer, ein Assistenzsystem oder eine autonome Fahrzeugsteuerung adäquat und rechtzeitig reagieren kann. Beispielsweise können angepasste Bremsstrategien ermittelt werden. Diese können zum Beispiel auf der Berechnung von Bremskurven mit minimaler Reduktion der Sicherheit und des Komforts für das Fahrzeug, die Fahrgäste, das Betriebspersonal und die trans ^¬ portierten Güter beruhen.

Die absolut festgelegte Streckenführung in Verbindung mit ge ^¬ eignet angeordneten stationären Überwachungseinrichtungen er- möglicht eine sehr genaue Beurteilung der Gefährdung durch bewegliche und unbewegliche Hindernisse. Unbewegliche Hinder ^¬ nisse in beliebig dichter aber nicht beeinträchtigender Entfernung zur festen Streckenführung können ignoriert werden und eine Einschränkung des Transports oder der Geschwindig- keit des betreffenden Transportfahrzeugs kann vermieden werden. Die stationären Überwachungseinrichtungen können zusätzlich noch die nähere Umgebung des Fahrwegs überwachen und zum Beispiel bewegliche Hindernisse erkennen, diese verfolgen, den weiteren Weg gegebenenfalls auch vorhersagen und diese einer Hindernis- und Gefährdungsbeurteilung zugänglich machen. Dabei können die erwarteten Trajektorien beweglicher Hindernisse und deren Gefahrenpotentiale durch eine hinrei ^¬ chend lange Beobachtungsdauer von einem ortsfesten Standpunkt aus besser prognostiziert und berücksichtigt werden als von einer mitfahrenden Kamera.

Wie bereits wähnt, kann für den Fall, dass sich die zu über ^¬ wachenden Teilabschnitte überlappen, ein- und dasselbe Objekt von mindestens zwei stationären Überwachungseinrichtungen er- fasst werden. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die sta ^¬ tionäre Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet ist, auf der Basis der Überwachungsdaten von mindestens zwei stationären Überwachungseinrichtungen eine Position und/oder Bewegungsrichtung eines in einem Überlappungsbereich von zwei benachbarten Teilabschnitten befindlichen Objekts zu ermitteln. Da die Position der stationären Überwachungseinrichtungen bekannt ist, kann mit Hilfe von mindestens zwei Überwachungs- einrichtungen eine Triangulation eines erfassten Objekts ausgeführt werden und auf diese Weise die exakte Position des Objekts ermittelt werden. Bei dieser Variante kann also die Genauigkeit der Ermittlung des Abstands eines Hindernisses zu einem Transportfahrzeug noch verbessert werden. Aufgrund der Abstände der einzelnen Überwachungseinrichtungen voneinander fällt die Triangulation auch viel genauer aus als eine fahr- zeugseitige Abstandsbestimmung, beispielsweise mit Hilfe ei ^¬ ner Stereokamera. Bei der Wahl und Positionierung der Überwachungseinrichtungen kann auch auf die individuellen Beleuch- tungs- und Witterungsverhältnisse sowie die statische Hinter ^¬ grundszene vor Ort Rücksicht genommen werden, was ebenfalls zu einer verbesserten Erfassung eines Hindernisses und der Ermittlung von dessen Position beiträgt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Überwachen eines

Streckenabschnitts eines streckengebundenen Transportsystems wird ein Teilabschnitt des Streckenabschnitts und dessen Um ^¬ gebung mit Hilfe einer Mehrzahl von längs einer Fahrstrecke eines streckengebundenen Transportsystems positionierten sta- tionären Überwachungseinrichtungen überwacht. Weiterhin werden Überwachungsinformationen, welche auf Basis von durch die Überwachungseinrichtungen erfassten Überwachungsdaten ermittelt wurden, an ein Transportfahrzeug, welches sich auf oder an einer Fahrtstrecke des streckengebundenen Transportsystems befindet, übermittelt. Die von der stationären Kommunikati ^¬ onseinrichtung übermittelten Überwachungsinformationen werden durch eine mobile Kommunikationseinrichtung empfangen, welche an dem Transportfahrzeug angeordnet ist. Weiterhin erfolgt ein Empfangen, Kombinieren und Auswerten der von den stationären Überwachungseinrichtungen erfassten Überwachungsdaten dahingehend, ob eine Gefahr für ein Transportfahrzeug durch ein von einer stationären Überwachungseinrichtung erfasstes Objekt oder Ereignis ausgeht und es wird eine Gefahrenmeldung an das betreffende Transportfahrzeug übermittelt. Die zu überwachenden Teilabschnitte überlappen einander. Und es wird auf der Basis der Überwachungsdaten von mindestens zwei sta ^¬ tionären Überwachungseinrichtungen eine Position und/oder Be- wegungsrichtung eines in einem Überlappungsbereich von zwei benachbarten Teilabschnitten befindlichen Objekts ermittelt. Die Überwachungsinformationen können dann manuell, d.h. durch den Fahrer oder automatisiert weiter verarbeitet werden und es kann vorausschauend und rechtzeitig auf ein durch die Überwachungsinformationen charakterisiertes Szenario reagiert werden .

Einige wesentliche Komponenten des erfindungsgemäßen Überwachungssystems können in Form von Softwarekomponenten ausge- bildet sein. Dies betrifft insbesondere Teile der stationären Überwachungseinrichtungen und der Auswertungseinrichtung.

Grundsätzlich können diese Komponenten aber auch zum Teil, insbesondere wenn es um besonders schnelle Berechnungen geht, in Form von softwareunterstützter Hardware, beispielsweise FPGAs oder dergleichen, realisiert sein.

Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete Überwachungssysteme nach einer Ergänzung durch zusätzliche Hardwareelemente zur stati ^¬ onären Überwachung der Fahrstrecke auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Insofern wird die Aufgabe auch durch ein Computerprogrammprodukt gelöst, welches direkt in einen Speicher eines Überwachungssystems ladbar ist, mit Programmcodeabschnitten, um alle Schritte des erfindungsge ^¬ mäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Programm in dem Überwachungssystem ausgeführt wird. Ferner ist mit einer soft- waremäßigen Realisierung auch eine weitergehende automatische oder teilautomatische Adaption der Lösung an die spezifischen stationären Bedingungen des Aufstellortes über die Einsatzzeit möglich. So sind Anpasssungen an die im Laufe der Zeit auftretenden spezifischen Licht-, Sicht- und Wetterverhält ^¬ nisse möglich, auch unter Berücksichtigung von langfristigen Änderungen. Dabei können auch sehr spezfische Bedingungen, wie das Auftreten von periodischen oder gelegentlichen Wild- und Querverkehren berücksichtigt werden.

Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computer ^¬ programm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile wie z.B. ei ^¬ ne Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten auch Hardware-Komponenten, wie z.B. Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassen

Zum Transport zu dem Überwachungssystem und/oder zur Speicherung an oder in dem Überwachungssystem kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memorystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit des Überwachungssystems einlesbaren und ausführbaren Pro ^¬ grammabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind. Die Rechnereinheit kann z.B. hierzu einen oder mehrere zusammen- arbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen aufweisen.

Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhän ^¬ gigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie weiterge ^¬ bildet sein. Zudem können im Rahmen der Erfindung die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Überwachungssystems weist das Überwachungssystem eine in ei- nem Transportfahrzeug angeordnete Transportfahrzeug-Steue ^¬ rungseinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, die von der mobilen Kommunikationseinrichtung empfangenen Informationen zu empfangen und basierend auf den empfangenen Infor- mationen das Transportfahrzeug zu steuern. Die Transportfahrzeug-Steuerungseinrichtung kann zum Beispiel einen Bremsvorgang oder einen Beschleunigungsvorgang des Transportfahrzeugs einleiten oder mit anderen Aktoren in Verbindung stehen. Vorteilhaft können die an das Transportfahrzeug übermittelten Überwachungsinformationen automatisiert durch die Transportfahrzeug-Steuerungseinrichtung in Steuerungsvorgänge umgesetzt werden. Auf diese Weise wird der Fahrer zumindest teil ^¬ weise davon entlastet oder unterstützt, die Überwachungsin ^¬ formationen richtig zu deuten und adäquat und schnell genug darauf zu reagieren.

In einer speziellen Variante des erfindungsgemäßen Überwachungssystems weist das Überwachungssystem eine in einem Transportfahrzeug angeordnete Informationsanzeigevorrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, die von der mobilen Kom ^¬ munikationseinrichtung empfangenen Überwachungsinformationen zu empfangen und dem Betriebspersonal der Transportfahrzeugs anzuzeigen. Auf diese Weise kann ein Fahrer von der aktuellen Sicherheitslage in Kenntnis gesetzt werden und entsprechend reagieren. Diese Variante kann auch ergänzend zur automati ^¬ sierten Verarbeitung der Überwachungsinformationen eingesetzt werden, um beispielsweise dem Fahrer die Möglichkeit zu ge ^¬ ben, korrigierend einzugreifen, falls eine automatisierte Re ^¬ aktion auf ein Hindernis nicht optimal erscheint.

Im einfachsten Fall umfassen die stationären Überwachungseinrichtungen eine Bilderfassungseinheit, wie zum Beispiel eine hochauflösende stationäre Kamera, zur Erfassung von Ob ^¬ jekten oder Hindernissen. Das von der Kamera erzeugte hoch- auflösende Bild kann in diesem einfachsten Fall einfach auf einen Bildschirm eines herannahenden Transportfahrzeugs übertragen werden, so dass der Fahrer diese Hindernisse und Ob ^¬ jekte wie im Voraus beobachten und beurteilen kann. Alternativ oder zusätzlich kann das erfasste Bild auch von einem land- oder fahrzeugseitigen Auswertungssystem ausgewertet werden. Auf diese Weise kann der Fahrer entlastet wer- den und die Sicherheit des Transportsystems erhöht werden.

In der stationären Variante werden Überwachungsdaten also bereits stationär verarbeitet und entsprechende Auswertungen durchgeführt, wobei zum Beispiel bereits vorliegende Szena- rien ermittelt werden. Die an die Transportfahrzeuge übermit ^¬ telten Überwachungsinformationen können dann in den einzeln Transportfahrzeugen gleich zur manuellen oder automatisierten Reaktion auf die aktuelle Situation genutzt werden. Vorteil ^¬ haft können für die stationäre Auswertung höhere Datenverar- beitungs- und Datenübertragungsgeschwindigkeiten genutzt werden, als sie bei einer mobilen Variante möglich sind. Bei ei ^¬ ner Anordnung von Auswertungseinrichtungen in den Transportfahrzeugen selbst ist eine stationäre Auswertung der statio ^¬ när gewonnenen Überwachungsdaten nicht unbedingt notwendig. Die Überwachungsinformationen können in dieser Ausgestaltung unverarbeitete Überwachungsdaten sein, die an die Transport ^¬ fahrzeuge übermittelt werden und dort erst ausgewertet wer ^¬ den. Auch eine Kombination aus stationären und mobilen Auswertungseinrichtungen ist möglich, um die Auswertungsleistung zu verbessern oder auch die spezifischen Gegebenheiten des Transportfahrzeugs, wie Eigengewicht, Ladung, Bremsvermögen usw. berücksichtigen zu können.

Bevorzugt ist die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet, auf Basis der Überwachungsdaten die Art und den Zustand von einem der folgenden Objekte zu ermitteln:

- eine Signaleinrichtung,

- ein Warnschild,

- eine Weiche,

- der Zustand eines Gleisabschnitts oder eines Fahrleitungs ^¬ abschnitts . Zusätzlich zu Hindernissen und gefährdeten Personen auf dem Streckenabschnitt können also auch das streckengebundene Transportsystem selbst betreffende Informationen erfasst werden, die den aktuellen Zustand der Strecke oder Verkehrsleit- Informationen betreffen. Diese Informationen können mit dem erfindungsgemäßen Überwachungssystem deutlich frühzeitiger an einen Fahrer eines Transportfahrzeugs übermittelt werden als es zum Beispiel bei einer visuellen Informationsübermittlung der Fall wäre. Auf diese Weise kann der Fahrer viel frühzei- tiger auf die Verkehrssituation reagieren und z.B. seine Geschwindigkeit auf den Streckenzustand oder an eine Verkehrs ^¬ leitinformation anpassen. Dadurch werden die Sicherheit und der Komfort des Transportfahrzeugs für die mit ihm fahrenden Personen verbessert.

Besonders bevorzugt sind die einzelnen Teilabschnitte derart dimensioniert, dass sie von der jeweils zugeordneten statio ^¬ nären Überwachungseinrichtung vollständig überwachbar sind. Anders ausgedrückt, werden die einzelnen Überwachungsein- richtungen ausreichend nahe aneinander positioniert, dass sich ihre Überwachungsbereiche im Bereich der Fahrstrecke be ^¬ rühren oder gar überlappen.

Das erfindungsgemäße Überwachungssystem kann ferner eine mo- bile Überwachungseinrichtung aufweisen, welche an einem

Transportfahrzeug angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, Überwachungsdaten von einem direkten Umgebungsbereich des Transportfahrzeugs zu erfassen und an die Transportfahrzeug- Steuerungseinrichtung und/oder Auswertungseinrichtung zu übermitteln. Ergänzend zu der Überwachung durch die stationären Überwachungseinrichtungen kann im Nahbereich direkt von den Transportfahrzeugen durch fahrzeugseitig montierte Überwachungseinrichtungen eine zusätzliche redundante Überwachung vorgenommen werden, welche zum Beispiel auch bei einem Aus- fall der Kommunikation zwischen einem Transportfahrzeug und den stationären Überwachungseinrichtungen zur Verfügung steht, so dass die Sicherheit und Robustheit des erfin ^¬ dungsgemäßen Überwachungssystems noch weiter erhöht wird. Die stationären Überwachungseinrichtungen und/oder die mobile Überwachungseinrichtung des erfindungsgemäßen Überwachungssystems weisen besonders bevorzugt Sensoren auf, welche min- destens zwei der folgenden Funktionseinheiten umfassen:

- eine Kamera,

- eine Radareinrichtung,

- eine Lidareinrichtung,

- eine Empfangseinrichtung zum Empfang von Navigationsdaten. - Bewegungssensoren jeder Art, beispielsweise optisch, akustisch, thermisch, induktiv usw..

Die Funktionseinheiten sind für den Fall einer stationären Anordnung in einem sinnvollen Abstand und in geeigneter An- Ordnung im Nahbereich der Streckenführung angeordnet.

Dabei kann vorteilhaft auf Besonderheiten in den einzelnen Teilabschnitten Rücksicht genommen werden, so dass eine optimale Überwachung bzw. eine optimale Abdeckung des jeweiligen zu überwachenden Teilabschnitts durch die Überwachungseinrichtungen gewährleistet ist. Außerdem ist es bei einer sta ^¬ tionären Überwachung besonders bevorzugt, wenn der Typ der Funktionseinheiten individuell an die jeweiligen lokalen Gegebenheiten angepasst ist. Zum Beispiel ist es sinnvoll, in einem Tunnel eventuell als Sensoren ein Radarsystem oder Infrarotsystem zu installieren, um auch bei Dunkelheit Objekte zu erkennen, die sich der Fahrstrecke nähern oder bereits da ^¬ rauf befinden. Ferner können sowohl die Sensoren als auch die für diese notwendigen Beleuchtungseinrichtungen bei einer über die Datenverbindung gemeldeten Annäherung eines Fahrzeugs rechtzeitig vor dessen Eintreffen aktiviert und nach der Passage wieder deaktiviert werden.

In einer speziellen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Über- wachungssystems ist die Auswertungseinrichtung dazu einge ^¬ richtet, für den Fall, dass die Auswertung, ob eine Gefahr für ein Transportfahrzeug durch ein von einer stationären Überwachungseinrichtung erfasstes Objekt oder Ereignis aus- geht, nicht ausreichend zuverlässig ist, die Überwachungs ^¬ informationen an eine Auswertungsstation zu übermitteln. Eine solche Auswertungsstation umfasst eine Kommunikationsschnitt ^¬ stelle zur Ausgabe der Überwachungsinformationen an eine Überwachungsperson, die die Überwachungsinformationen auswertet, und zum Empfang eines Auswertungsergebnisses von der Überwachungsperson. Weiterhin ist die Auswertungseinrichtung dazu eingerichtet, das Auswertungsergebnis von der Auswer ^¬ tungsstation zu empfangen und eine Gefahrenmeldung an das be- treffende Transportfahrzeug zu übermitteln, falls eine Gefahr durch ein Hindernis oder ein anderes Objekt ermittelt wurde. Bei dieser Variante können also bei automatisch schwer oder gar nicht zu beurteilenden Situationen menschliche Ressourcen genutzt werden.

Die manuellen Beurteilungsergebnisse können dabei neben der sofortigen operativen Nutzung später auch zur weiteren Optimierung der automatischen Hindernis- und Objekterkennung herangezogen werden. Die manuell ermittelten Beurteilungsergeb- nisse können in diesem Fall in einer Datenbank gesammelt werden und als Datenbasis für die Optimierung der automatisierten Beurteilung genutzt werden. Eine solche Optimierung kann zum Beispiel auf dem Prinzip des maschinellen Lernen, eines teilautomatisierten Deep-Learning-Algorithmus oder auch auf einer manuellen Anpassung der Auswertungsalgorithmen durch Personen beruhen. Die personellen Ressourcen können dabei auslastungsoptimierendend in einem Pool zusammengefasst und systemübergreifend je nach Bedarf den einzelnen Überwachungs ^¬ einrichtungen dynamisch zugeordnet werden. Eine Alarmierung und Eskalation von zusätzlichen Ressourcen, wie zum Beispiel Rettungsdiensten, ist über die Auswertungsstation ebenfalls möglich .

Zusätzlich können auf die einzelnen Teilabschnitte abgestimm- te, mit dem Überwachungssystem gekoppelte und selektiv aktivierbare Beleuchtungseinrichtungen mit auf Grund der Statik der Hintergrundszenen optimierten und gegebenenfalls wenig beeinträchtigenden Ausleuchtungen angewendet werden. Dabei kann zum Beispiel eine Blendung von Verkehrsteilnehmern vermieden werden oder die Beleuchtung nur bei schlechter Sicht eingesetzt werden.

Bevorzugt umfasst das Überwachungssystem auch eine Aktivie ^¬ rungseinrichtung zur automatisierten Aktivierung und Deakti- vierung von gerade nicht benötigten Komponenten des Überwachungssystems. Beispielsweise können Überwachungseinrich ^¬ tungen, in deren Nähe sich keine Transportfahrzeuge befinden, zeitweise deaktiviert werden, um Energie zu sparen. Ebenso können Beleuchtungseinrichtungen, welche zu Teilabschnitten gehören, in deren Nähe kein Transportfahrzeug unterwegs ist, abgeschaltet werden. Eine solche Aktivierung und Deaktivie- rung kann zum Beispiel durch ein herannahendes oder sich entfernendes Transportfahrzeug ausgelöst werden. Dabei kann das Transportfahrzeug zum Beispiel aktiv einen Befehl zur Akti ^¬ vierung oder Deaktivierung in einem bestimmten Abstand befindlicher Überwachungseinrichtungen geben. Alternativ kann das Fahrzeug auch seitens der stationären Überwachungseinrichtungen bzw. der damit verbundenen Auswertungseinrichtung detektiert werden. Diese Information kann dann an die jeweilige Aktivierungseinrichtung einer jeweiligen stationären Überwachungseinrichtung weitergegeben werden.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beige ^¬ fügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen:

FIG 1 eine schematische Darstellung eines herkömmlichen

Überwachungssystems in einem streckengebundenen TransportSystem,

FIG 2 eine schematische Darstellung eines Überwachungssys ^¬ tems in einem streckengebundenen Transportsystem gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

FIG 3 eine schematische Darstellung eines Überwachungssys ^¬ tems in einem streckengebundenen Transportsystem ge- maß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfin dung, ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Überwachen eines Streckenabschnitts eines streckengebun ^¬ denen Transportsystems veranschaulicht.

In FIG 1 ist ein Abschnitt 10 einer eingleisigen Eisenbahnstrecke gezeigt. Der Abschnitt 10 umfasst ein Eisenbahngleis 2, auf dem ein Zug 1 fährt. Der Zug 1 umfasst an seiner

Frontseite Sensoren 3, mit denen ein Überwachungsbereich 4 erfasst werden kann. Die maximal mit den Sensoren 3 zu überwachende Distanz d beträgt etwa 400 m. Befindet sich ein Ob ^¬ jekt außerhalb des Überwachungsbereichs 4, kann es nicht durch die Sensoren 3 wahrgenommen werden. In diesem Fall besteht nur die Möglichkeit, dass der Fahrer des Zugs das Ob ^¬ jekt auch in größerer Entfernung erkennt und rechtzeitig rea ^¬ giert. Insbesondere bei Hochgeschwindigkeitszügen oder schweren Güterzügen reicht eine Distanz von 400 m nicht aus, um vor Hindernissen rechtzeitig zum Stillstand zu kommen. Eine automatische Überwachung der Bahnstrecke durch ein nur auf den Zug 1 beschränktes Sensorsystem ist also nicht ausrei ^¬ chend sicher. In FIG 2 ist ein Überwachungssystem 20 zum Überwachen eines Gleisabschnitts 2 einer Eisenbahnstrecke gemäß einem Ausfüh ^¬ rungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Teil des Überwa ^¬ chungssystems 20 ist ein Sensorsystem 3, welches an der Front eines Zugs 1 angeordnet ist. Analog zu der in FIG 1 gezeigten Anordnung wird mit Hilfe der fahrzeugseitigen Sensoren 3 ein Nahbereich 4 vor dem Zug 1 überwacht. Das Sensorsystem 3 übermittelt seine Sensordaten SD an eine mobile Überwachungs ^¬ einrichtung 3a, die auf Basis der Sensordaten SD Überwachungsdaten UD erzeugt. Die Überwachungsdaten UD können zum Beispiel Bilddaten von dem Nahbereich 4 umfassen, welche auf Basis der Sensordaten von der mobilen Überwachungseinrichtung 3a erzeugt wurden. Die Überwachungsdaten UD werden von einer mobilen Auswertungseinheit 3b analysiert und zu Überwachungs- Informationen UI verarbeitet. Eine solche Überwachungsinformation UI umfasst zum Beispiel eine Aussage darüber, ob sich in dem überwachten Nahbereich 4 ein Hindernis befindet und welcher Art das Hindernis gegebenenfalls ist. Die mobile Aus- wertungseinheit 3b empfängt zusätzlich noch Überwachungsinformationen UI über eine Antenne la von einer Auswertungseinheit 8, welche ebenfalls eine Antenne 8a umfasst. Die Auswer ^¬ tungseinrichtung 8 steht zudem über ihre Antenne 8a mit mehreren Überwachungseinrichtungen 5a, 5b, 5c in Kontakt. Die Überwachungseinrichtungen 5a, 5b, 5c sind längs des Gleisab ^¬ schnitts 2 verteilt und überwachen jeweils Teilabschnitte 7 dieses Gleisabschnitts 2. Die Teilabschnitte 7 überlappen sich derart, dass eine vollständige Überwachung des gesamten Gleisabschnitts 2 ermöglicht wird. Die Überwachungseinrich- tungen 5a, 5b, 5c weisen jeweils Antennen 6a, 6b, 6c auf, mit deren Hilfe sie Überwachungsdaten UD an die Auswertungseinrichtung 8 übermitteln. Die Überwachungsdaten UD können zum Beispiel Videodaten umfassen. Die Auswertungseinrichtung 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel als zentrale Recheneinheit ausgebildet. Die Auswer ^¬ tungseinrichtung 8 führt eine automatische Hindernis- und Ob ^¬ jekterkennung auf Basis der erfassten Überwachungsdaten UD durch, indem sie die Überwachungsdaten UD analysiert und be- urteilt, ob sich ein Objekt in dem überwachten Streckenab ^¬ schnitt 2 aufhält, und ermittelt, worum es sich dabei han ^¬ delt. Zur Hinderniserkennung können auch externe Ressourcen 9 hinzugezogen werden, welche Daten aus einem Netzwerk, Wetterinformationen oder Informationen aus einer Leitwarte zur Ver- fügung stellen. Das Ergebnis der Auswertung wird per Funk über die Antenne 8a der Auswertungseinrichtung 8 an den Zug 1 übermittelt und ermöglicht dem Zug 1, rechtzeitig auf das er ^¬ mittelte Hindernis zu reagieren. Da die Überwachungseinrichtungen 5a, 5b, 5c über den gesamten Streckenabschnitt 2 ver- teilt sind, fällt bei dem in FIG 2 gezeigten Ausführungsbei ^¬ spiel der Überwachungsbereich viel größer aus als bei herkömmlichen Systemen. Die Überwachungsdistanz d beträgt in diesem Fall beispielsweise bis zu 4000 m. Aber auch beliebig größere Überwachungsabstände sind leicht möglich zu realisie ^¬ ren. Auf Basis der in der mobilen Auswertungseinrichtung 3b gesammelten Überwachungsinformationen UI werden Steuerbefehle AS für Steueraktionen erzeugt und an eine Transportfahrzeug- Steuerungseinrichtung 3c übermittelt, die eine Reaktion des Transportfahrzeugs 1 auf einen eventuelles Hindernis einlei ^¬ tet. Mit diesem Überwachungssystem ist mithin auch eine rechtzeitige Reaktion auf ein Hindernis bei sehr hohen Ge ^¬ schwindigkeiten möglich, so dass die Sicherheit des gesamten Transportsystems erhöht ist.

Die Überwachungsdaten können auch an externe Ressourcen 9 zur manuellen Beurteilung, d.h. zur Beurteilung durch Personen gesendet werden. Die Ergebnisse der Beurteilung können sowohl für die aktuelle Auswertung der Situation in dem Streckenabschnitt 2 verwendet werden als auch als Datengrundlage für die automatische, teilautomatische oder manuelle Verbesserung der automatisierten Auswertung der Überwachungsdaten genutzt werden. Die stationären Überwachungseinrichtungen 5a, 5b, 5c können über die Kommunikationseinrichtungen 6a, 6b, 6c, 8a, la auch mit der mobilen Überwachungseinrichtung 3a kommunizieren. Die mobile Überwachungseinrichtung 3a kann zudem auch die Überwachungsinformationen von der stationären Auswertungseinrichtung 8 empfangen. Das sich bewegende Fahrzeug 1 liefert seinerseits über die Kommunikationseinrichtungen la, 6a, 6b, 6c, 8a seine Selbstortungsinformationen und Informa ^¬ tionen bezüglich Fahrtrichtung und Geschwindigkeit an die streckenseitigen stationären Überwachungseinrichtungen 5a, 5b, 5c. Die stationären Überwachungseinrichtungen 5a, 5b, 5c berechnen aus diesen Informationen einen Zeitpunkt und Zeitraum, bei dem sie eingeschaltet sein müssen, um dem Trans ^¬ portfahrzeug 1 Überwachungsinformationen hinsichtlich des vor ihm liegenden Streckenabschnitts 2 zu übermitteln. Auf diese Weise wird ein für eine sichere und vorausschauende Hinder- niserkennung notwendiger Überwachungsbereich erzielt.

Falls sich auf einem Streckenabschnitt 2 mehrere Transport ^¬ fahrzeuge 1 befinden, wird die Überwachungsinformation an al- le betreffende Fahrzeuge 1 übermittelt. Ferner können auch Überwachungsinformationen von mobilen Überwachungseinrichtungen 3a von Fahrzeugen 1 an andere mobile Überwachungseinrichtungen 3a anderer Transportfahrzeuge 1 übermittelt wer- den. Die stationären Überwachungseinrichtungen 5a, 5b, 5c sind neben oder über dem Streckenabschnitt 2 angeordnet.

Falls es zu Verdeckungen einzelner Überwachungseinrichtungen 5a, 5b, 5c durch sich bewegende Fahrzeuge 1 kommt, wird der betroffene Teilabschnitt 7 allein durch die fahrzeugseitige Überwachungseinrichtung 3a überwacht.

Anderen Fahrzeugen 1, die sich im gleichen Streckenabschnitt 2 befinden, können in diesem Zeitraum Überwachungsinformationen von der fahrzeugseitigen Überwachungseinrichtung 3a des in dem betroffenen Teilabschnitt 7 befindlichen Transportfahrzeugs 1 erhalten. Nach dem Passieren eines einer stationären Überwachungseinrichtung 5a, 5b, 5c zugeordneten Teilabschnitts 7 durch ein Transportfahrzeug 1 wird die be ^¬ treffende stationäre Überwachungseinrichtung 5a, 5b, 5c darü- ber informiert und deaktiviert ihre aktiven Komponenten, ins ^¬ besondere die Sensorik 6a, 6b, 6c, sofern sich kein weiteres Fahrzeug im Erfassungsbereich 7 der Überwachungseinichtung 5a, 5b, 5c aufhält. Daher sind in der Regel nur die in Fahrt ^¬ richtung eine Transportfahrzeugs 1 befindlichen Überwa- chungseinrichtungen 5a, 5b, 5c in Betrieb, wobei sich die Aktivierungsbereiche nahe beieinander befindlicher Transport ^¬ fahrzeuge 1 überlappen können. Fallen stationäre Überwa ^¬ chungseinrichtungen 5a, 5b, 5c aus, so wird dies durch die mobile Überwachungseinrichtung 3a eines im Aktivierungsbe- reich befindlichen Transportfahrzeugs 1 bemerkt. Auf Basis dieser Information wird von dem betroffenen Transportfahrzeug 1 in dem betroffenen Teilabschnitt 7 nur die mobile Überwa ^¬ chungseinrichtung 3a genutzt und zusätzlich aufgrund der geringeren Reichweite der Überwachung die Geschwindigkeit des Transportfahrzeugs 1 reduziert.

In FIG 3 ist ein Überwachungssystem 30 gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel gezeigt. Das in FIG 3 gezeigte Über- wachungssystem 30 unterscheidet sich von dem in FIG 2 gezeigten Überwachungssystem 20 dadurch, dass die Kommunikation zwischen der Auswertungseinrichtung 8 und den Überwachungseinrichtungen 5a, 5b, 5c sowie den externen Ressourcen 9 über eine Datenleitung erfolgt. Auf diese Weise können Störungen der Kommunikation zwischen der Auswertungseinrichtung 8 und den Überwachungseinrichtungen 5a, 5b, 5c vermieden werden.

In FIG 4 ist ein Flussdiagramm 400, welches ein Verfahren zum Überwachen eines Streckenabschnitts 2 eines streckengebunde ^¬ nen Transportsystems 1 veranschaulicht. Bei dem Schritt 4.1 nähert sich ein Transportfahrzeug 1 einem Streckenabschnitt 2 mit Überwachungseinrichtungen 5a, 5b, 5c und übermittelt sei ^¬ ne Position P und seine Geschwindigkeit V an die vor ihm lie- genden Überwachungseinrichtungen 5a, 5b, 5c. In Abhängigkeit von den empfangenen Daten P, V aktivieren bei dem Schritt 4. II die Überwachungseinrichtungen 5a, 5b, 5c ihre Sensorik und beginnen, Überwachungsdaten UD zu erzeugen und an eine stationäre Auswertungseinheit 8 zu übermitteln. Die stationä- re Auswertungseinheit 8 erzeugt bei dem Schritt 4. III auf Ba ^¬ sis der Überwachungsdaten UD Überwachungsinformationen UI, welche zum Beispiel konkrete Angaben dazu enthalten, ob sich ein Hindernis in einem jeweiligen, einer stationären Überwachungseinrichtung 5a, 5b, 5c zugeordneten Teilabschnitt 7 be- findet. Die Überwachungsinformationen UI werden dann bei dem Schritt 4. IV an das sich dem Streckenabschnitt 2 nähernde Transportfahrzeug 1 gesendet. Das Transportfahrzeug 1 emp ^¬ fängt bei dem Schritt 4.V die Überwachungsinformationen UI und führt bei dem Schritt 4.V eine an die Situation angepass- te Steuerungsaktion AS durch. Falls zum Beispiel die Überwa ^¬ chungsinformationen UI ein Hindernis bei einem bestimmten Teilabschnitt 7 umfassen, so wird ein rechtzeitiges Brems ^¬ manöver eingeleitet, um eine Kollision mit dem Hindernis zu vermeiden .

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorbeschriebenen Verfahren und Vorrichtungen lediglich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung han- delt und dass die Erfindung vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. So wurden das Verfahren und die Vorrichtung in erster Linie im Zusammenhang mit der Überwachung des Fahrwegs eines Zugs erläutert. Das genannte Verfahren ist jedoch nicht auf die Anwendung auf einen Zug beschränkt, sondern kann auch in anderen streckengebundenen Verkehrsmitteln eingesetzt werden. Es wird der Vollständig ^¬ keit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw. „eine" nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit" nicht aus, das diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.