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Patent Searching and Data


Title:
VEHICLE, IN PARTICULAR RAIL-MOUNTED, AND METHOD FOR DETERMINING WHETHER THE VEHICLE HAS LEFT A PREDEFINED ROUTE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/104860
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for operating a vehicle. According to the invention, using the positional data (0) specifying the respective location of the vehicle during the journey and route data (SD) stored in the vehicle for a planned route (30) to be travelled, distance values (di) are calculated, which specify during the journey the respective distance of the vehicle from the planned route (30) to be travelled, and an error signal (F) is generated, if the distance values (di) indicate the vehicle has left the planned route (30) to be travelled.

Inventors:
PROBST SEBASTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/081689
Publication Date:
June 03, 2021
Filing Date:
November 11, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS MOBILITY GMBH (DE)
International Classes:
B61L25/02; B61L15/00; G01C21/30; G01S19/50
Foreign References:
DE102017210131A12018-12-20
US20060058957A12006-03-16
US20170096778A12017-04-06
US20160216124A12016-07-28
US20100312461A12010-12-09
DE102018207634A12019-11-21
DE10338234A12004-09-23
EP0831007A11998-03-25
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- mit den den jeweiligen Ort des Fahrzeugs während der Fahrt angebenden Ortungsdaten (0) und in dem Fahrzeug hinterleg ten Streckendaten (SD) einer planmäßig zu befahrenden Strecke (30) Abstandswerte (di) berechnet werden, die den jeweiligen Abstand des Fahrzeugs von der planmäßig zu be fahrenden Strecke (30) während der Fahrt angeben, und

- ein Fehlersignal (F) erzeugt wird, wenn die Abstandswerte (di) auf ein Verlassen der planmäßig zu befahrenden Stre cke (30) hinweisen.

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 Abstandswerte (di) oder eine vorgegebene Anzahl (N) und/oder Auswahl an Abstandswerten (di) vorzeichenrichtig unter Bildung eines Mittelwerts (D, D') gemittelt werden und eine die mittlere Abweichung vom Mittelwert (D, D') angebende Abweichungsgröße (A, A') errechnet wird und

- das Fehlersignal (F) erzeugt wird, wenn der Mittelwert (D, D') sowohl einen fest vorgegebenen ersten Grenzwert (Gl) als auch einen von der Abweichungsgröße (A, A') abhängigen zweiten Grenzwert (G2) erreicht oder überschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Abstandswerte (di) unter Bildung eines gleitenden Mittel werts (D, D') gemittelt werden, indem die Mittelung aus schließlich unter Heranziehung einer vorgegebenen Anzahl (N) an zuletzt erfassten Ortungsdaten (0) erfolgt und/oder aus schließlich unter Heranziehung von Ortungsdaten (0) erfolgt, die innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne (T) vor dem je weiligen Zeitpunkt der Mittelung erfasst worden sind.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - die Abstandswerte (di) in ein System künstlicher Intelli genz (KI), das anhand von früheren Fahrten und/oder simu lierten Fahrten angelernt worden ist, eingespeist werden und

- das Fehlersignal (F) von dem System künstlicher Intelli genz (KI) erzeugt wird.

5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- das Fahrzeug ein Schienenfahrzeug (10) ist und

- die Streckendaten (SD) Eisenbahngleisanlagendaten sind.

6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Abweichungsgröße (A, A') die Standardabweichung (s) er rechnet wird.

7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der zweite Grenzwert (G2) durch Multiplikation der Abwei chungsgröße (A, A') mit einer Konstanten (K) gebildet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- die Konstante (K) zwischen 1 und 5 liegt und/oder

- der erste Grenzwert (Gl) zwischen 1,5 und 4 Meter, vor zugsweise 2 Meter, beträgt.

9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Abstandswerte (di) und das Fehlersignal (F) unter Heran ziehung von Fehlerangaben (scί, ayi), die den möglichen Feh ler der Ortungsdaten (0) quantifizieren, ermittelt werden.

10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - die Abstandswerte (di) unter Heranziehung von Wichtungs faktoren (wi) gemittelt werden und ein gewichteter Mittel wert (DT ) gebildet wird und

- eine die mittlere Abweichung vom gewichteten Mittelwert

(DT ) angebende gewichtete Abweichungsgröße (A') errechnet wird und

- das Fehlersignal (F) erzeugt wird, wenn der gewichtete Mittelwert (DT ) sowohl den fest vorgegebenen ersten Grenz wert (Gl) als auch einen von der gewichteten Abweichungs größe (A') abhängigen zweiten Grenzwert (G2) erreicht oder überschreitet.

11. Verfahren 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 die Wichtungsfaktoren (wi) unter Heranziehung von Fehleranga ben (scί, sgί), die den möglichen Fehler der Ortungsdaten (0) quantifizieren, ermittelt werden.

12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- ein Fahrerassistenzsystem (FAS) in einem Normalbetriebsmo dus auf der Basis von Informationen (If), die zu der zu befahrenden Strecke (30) abgespeichert sind, Steuersignale (ST) und/oder Anzeigesignale (AS (FF)) für einen Fahrzeug führer erzeugt und

- das Fahrerassistenzsystem (FAS) deaktiviert oder in einen Sonderbetriebsmodus geschaltet wird, wenn das Fehlersignal (F) vorliegt.

13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass

- ein Fahrgastinformationssystem (FIS) in einem Normalbe triebsmodus auf der Basis von Informationen (lg), die zu der zu befahrenden Strecke (30) abgespeichert sind, Anzei gesignale (AS(FG)) für Fahrgäste erzeugt und

- das Fahrgastinformationssystem (FIS) deaktiviert oder in einen Sonderbetriebsmodus geschaltet wird, wenn das Feh lersignal (F) vorliegt.

14. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zur Bildung der Abstandswerte (di) satellitenbasierte Or tungsdaten (0) herangezogen werden.

15. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass unplausible Abstandswerte und/oder unplausible gemessene Po sitionen (Pq(xq,yq)) bei der Bildung des Fehlersignals (F) ignoriert werden.

16. Fahrzeug mit einer Steuereinrichtung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Fahrzeug eine Fahrtkontrolleinrichtung (FKE) aufweist, die dazu ausgebildet ist,

- mit den den jeweiligen Ort des Fahrzeugs während der Fahrt angebenden Ortungsdaten (0) und Streckendaten (SD) einer zu befahrenden Strecke (30) Abstandswerte (di) zu berech nen, die den jeweiligen Abstand des Fahrzeugs von der zu befahrenden Strecke (30) während der Fahrt angeben, und

- ein Fehlersignal (F) zu erzeugen, wenn die Abstandswerte (di) auf ein Verlassen der Strecke (30) hinweisen.

Description:
Beschreibung

FAHRZEUG, INSBESONDERE SCHIENENGEBUNDEN, UND VERFAHREN ZUM FESTSTELLEN OB DAS FAHREUG EINE VORGEGEBEN ROUTE VERLASSEN HAT

5 Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, insbesondere eines Schienenfahrzeugs.

Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 103 38 234 Al ist ein Verfahren zum Orten von Schienenfahrzeugen bekannt, bei 10 dem sensorische Informationen einer Plausibilitätsprüfung un terzogen werden und ein Ort und ein Ortsvertrauensintervall mittels stochastischer Fusion, falls mindestens zwei plausib le sensorische Informationen identifiziert werden, deren je weilige Güteangabe im wesentlichen durch stochastische Ein- 15 flüsse bestimmt ist, oder andernfalls mittels deterministi scher Fusion bestimmt werden.

Aus der europäischen Offenlegungsschrift EP 0831 007 Al ist ein Zugortungssystem mit einem satellitengestützten Ortungs- 20 System bekannt, das zumindest zwei Satelliten aufweist. Das Zugortungssystem ermittelt die signaltechnisch sichere Kor rektheit der von den Satelliten gesendeten Informationen, die für die Ortung verwendbar sind, durch einen Referenzempfän ger, dessen Position mit signaltechnischer Sicherheit bekannt 25 ist, und identifiziert Satelliten, deren Ortungsinformation unzulässig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs anzugeben, bei dem ein Verlassen 30 einer planmäßig zu befahrenden Strecke besonders einfach, aber dennoch sehr zuverlässig, erkannt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte

35 Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Un teransprüchen angegeben. Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass mit den den je weiligen Ort des Fahrzeugs während der Fahrt angebenden Or tungsdaten und in dem Fahrzeug hinterlegten Streckendaten ei ner planmäßig zu befahrenden Strecke Abstandswerte berechnet werden, die den jeweiligen Abstand des Fahrzeugs von der planmäßig zu befahrenden Strecke während der Fahrt angeben, und ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn die Abstandswerte auf ein Verlassen der planmäßig zu befahrenden Strecke hinweisen.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass durch die Beobachtung von Ortungsdaten während der Fahrt und der Berechnung von Abstandswerten, die den jeweiligen Abstand des Fahrzeugs von der planmäßig zu be fahrenden Strecke während der Fahrt angeben, in besonders einfacher Weise erkannt werden kann, wenn das Fahrzeug mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit die planmäßig zu befahrende Strecke verlassen hat. Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf der Idee, dass durch eine Beobachtung von Abstandswerten während der Fahrt, die sich auf unterschiedliche Orte bezie hen und somit als solche nicht vergleichbar scheinen, dennoch zuverlässig Aussagen zu Streckenabweichungen möglich sind, beispielsweise durch Mittelung und statistische Auswertung und Bewertung des Verlaufs der sich auf unterschiedliche Orte beziehenden Abstandswerte.

Vorteilhaft ist es, wenn die Abstandswerte oder eine vorgege bene Auswahl an Abstandswerten vorzeichenrichtig unter Bil dung eines Mittelwerts gemittelt werden und eine die mittlere Abweichung vom Mittelwert angebende Abweichungsgröße errech net wird und das Fehlersignal erzeugt wird, wenn der Mittel wert sowohl einen fest vorgegebenen ersten Grenzwert als auch einen von der Abweichungsgröße abhängigen zweiten Grenzwert erreicht oder überschreitet.

Die Abstandswerte werden vorzugsweise unter Bildung eines gleitenden Mittelwerts gemittelt, indem die Mittelung aus schließlich unter Heranziehung einer vorgegebenen Anzahl an zuletzt erfassten Ortungsdaten erfolgt und/oder ausschließ- lieh unter Heranziehung von Ortungsdaten erfolgt, die inner halb einer vorgegebenen Zeitspanne vor dem jeweiligen Zeit punkt der Mittelung erfasst worden sind.

Alternativ oder zusätzlich kann in vorteilhafter Weise vorge sehen sein, dass die Abstandswerte in ein System künstlicher Intelligenz, das anhand von früheren Fahrten und/oder simu lierten Fahrten angelernt worden ist, eingespeist werden und das Fehlersignal von dem System künstlicher Intelligenz er zeugt wird.

Das Fahrzeug ist vorzugsweise ein Schienenfahrzeug. Die Stre ckendaten sind vorzugsweise Eisenbahngleisanlagendaten.

Als Abweichungsgröße wird vorzugsweise die Standardabweichung errechnet. Bei einer solchen Vorgehensweise kann unter Annah me einer Gauß- oder Standardverteilung in vorteilhafter Weise eine statistische Auswertung erfolgen und dem Fehlersignal eine Wahrscheinlichkeitsangabe zugeordnet werden, die angibt, mit welcher Wahrscheinlichkeit das Fahrzeug die planmäßig zu befahrende Strecke verlassen hat oder nicht.

Der zweite Grenzwert wird vorzugsweise durch Multiplikation der Abweichungsgröße, insbesondere der genannten Standardab weichung, mit einer Konstanten gebildet.

Die Konstante liegt bevorzugt zwischen 1 und 5. Eine Konstan te K=1 kann bei einer Gauß- oder Standardverteilung bei spielsweise angeben, dass das Fahrzeug mit einer Wahrschein lichkeit von 68 % die planmäßig zu befahrende Strecke verlas sen hat, eine Konstante K=2 bezieht sich auf eine Wahrschein- lichkeitsangabe von 95 % und eine Konstante K=3 auf eine Wahrscheinlichkeitsangabe von 99 %.

Der erste Grenzwert liegt vorzugsweise zwischen 1,5 und 4 Me ter und beträgt bevorzugt 2 Meter. Die Abstandswerte und das Fehlersignal werden besonders be vorzugt unter Heranziehung von Fehlerangaben, die den mögli chen Fehler der Ortungsdaten quantifizieren, ermittelt.

Im Rahmen der letztgenannten Variante wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Abstandswerte unter Heranziehung von Wichtungsfaktoren gemittelt werden und ein gewichteter Mit telwert gebildet wird und eine die mittlere Abweichung vom gewichteten Mittelwert angebende gewichtete Abweichungsgröße errechnet wird und das Fehlersignal erzeugt wird, wenn der gewichtete Mittelwert sowohl den fest vorgegebenen ersten Grenzwert als auch einen von der gewichteten Abweichungsgröße abhängigen zweiten Grenzwert erreicht oder überschreitet.

Die Wichtungsfaktoren werden bevorzugt unter Heranziehung von Fehlerangaben, die den möglichen Fehler der Ortungsdaten quantifizieren, ermittelt.

Bei einer als besonders vorteilhaft angesehenen Ausführungs variante ist vorgesehen, dass ein Fahrerassistenzsystem in einem Normalbetriebsmodus auf der Basis von Informationen, die (vorzugsweise ortsabhängig) zu der zu befahrenden Strecke abgespeichert sind, Steuersignale und/oder Anzeigesignale für einen Fahrzeugführer erzeugt und das Fahrerassistenzsystem deaktiviert oder in einen Sonderbetriebsmodus geschaltet wird, wenn das Fehlersignal vorliegt.

Alternativ oder zusätzlich kann in vorteilhafter Weise vorge sehen sein, dass ein Fahrgastinformationssystem in einem Nor malbetriebsmodus auf der Basis von Informationen, die (vor zugsweise ortsabhängig) zu der zu befahrenden Strecke abge speichert sind, Anzeigesignale für Fahrgäste erzeugt und das Fahrgastinformationssystem deaktiviert oder in einen Sonder betriebsmodus geschaltet wird, wenn das Fehlersignal vor liegt. Zur Bildung der Abstandswerte werden vorzugsweise satelliten basierte Ortungsdaten oder zumindest auch satellitenbasierte Ortungsdaten herangezogen.

Unplausible Abstandswerte werden bei der Bildung des Fehler signals vorzugsweise ignoriert.

Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Fahrzeug.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Fahrzeug eine Fahrt kontrolleinrichtung aufweist, die dazu ausgebildet ist, mit den den jeweiligen Ort des Fahrzeugs während der Fahrt ange benden Ortungsdaten und Streckendaten einer zu befahrenden Strecke Abstandswerte zu berechnen, die den jeweiligen Ab stand des Fahrzeugs von der zu befahrenden Strecke während der Fahrt angeben, und ein Fehlersignal zu erzeugen, wenn die Abstandswerte auf ein Verlassen der Strecke hinweisen.

Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Fahrzeugs sowie bezüglich vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dessen vorteilhafter Aus gestaltungen verwiesen.

Das Fahrzeug weist vorzugsweise ein Fahrerassistenzsystem auf, das in einem Normalbetriebsmodus auf der Basis von In formationen, die zu der zu befahrenden Strecke abgespeichert sind, Steuersignale und/oder Anzeigesignale für einen Fahr zeugführer erzeugt und deaktiviert oder in einen Sonderbe triebsmodus geschaltet wird, wenn das Fehlersignal vorliegt.

Alternativ oder zusätzlich weist das Fahrzeug vorzugsweise ein Fahrgastinformationssystem auf, das in einem Normalbe triebsmodus auf der Basis von Informationen, die zu der zu befahrenden Strecke abgespeichert sind, Anzeigesignale für Fahrgäste erzeugt und deaktiviert oder in einen Sonderbe triebsmodus geschaltet wird, wenn das Fehlersignal vorliegt. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie len näher erläutert, dabei zeigen beispielhaft

Figur 1 in einer schematischen Darstellung ein Aus führungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug, das mit einer Fahrtkontrol- leinrichtung ausgestattet ist,

Figuren 2-5 Ausführungsbeispiele für die Arbeitsweise der Fahrtkontrolleinrichtung gemäß Figur 1 im Zu sammenhang mit Verfahren zur Überprüfung, ob sich das Schienenfahrzeug gemäß Figur 1 mit einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit auf ei ner planmäßig zu befahrenden Strecke befindet oder nicht,

Figur 6 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsge- mäßes Schienenfahrzeug, bei dem ein Fahreras sistenzsystem mit einer Fahrtkontrolleinrich- tung in Verbindung steht,

Figur 7 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsge mäßes Schienenfahrzeug, bei dem ein Fahrgast informationssystem mit einer Fahrtkontrol- leinrichtung in Verbindung steht,

Figur 8 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsge mäßes Schienenfahrzeug, bei dem ein Fahreras sistenzsystem und ein Fahrgastinformations- system mit einer Fahrtkontrolleinrichtung in Verbindung stehen, und

Figur 9 ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsge mäßes Schienenfahrzeug, bei dem ein Fahreras sistenzsystem und ein Fahrgastinformations- system mit einer auf künstlicher Intelligenz basierenden Fahrtkontrolleinrichtung in Ver bindung stehen. In den Figuren werden für identische oder vergleichbare Kom ponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.

Die Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungs gemäßes Schienenfahrzeug 10 in einer schematischen Sicht von der Seite während einer Fahrt auf einer planmäßig zu befah renden Strecke 30. Das Schienenfahrzeug 10 weist eine Steuer einrichtung 20 auf, die eine Recheneinrichtung 21 und einen Speicher 22 umfasst.

In dem Speicher 22 ist ein Softwaremodul SM1 abgespeichert, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 21 eine Fahrt kontrolleinrichtung FKE bildet. Die Fahrtkontrolleinrichtung FKE steht mit einem im Speicher 22 abgespeicherten Strecken datensatz SDS in Verbindung, in dem Streckendaten SD einer oder mehrerer planmäßig zu befahrender Strecken 30 abgespei chert sind. Die Fahrtkontrolleinrichtung FKE wertet die in dem Streckendatensatz SDS abgespeicherten Streckendaten SD sowie Ortungsdaten 0 aus, die den jeweiligen Ort des Schie nenfahrzeugs 10 während der Fahrt angeben.

Wie weiter unten noch näher im Detail erläutert werden wird, bildet die Fahrtkontrolleinrichtung FKE auf der Basis der Or tungsdaten 0 und der Streckendaten SD Abstandswerte und wer tet diese aus. Ausgangsseitig erzeugt die Fahrtkontrollein- richtung FKE ein Fehlersignal F, wenn die Abstandswerte auf ein Verlassen der planmäßig zu befahrenden Strecke 30 hinwei- sen.

Die Ortungsdaten 0 basieren vorzugsweise auf Satellitensigna len eines oder mehrerer Satelliten oder eines oder mehrerer satellitenbasierter Ortungssysteme.

Die Figur 2 zeigt in einer schematischen Darstellung die Fahrt des Schienenfahrzeugs 10 gemäß Figur 1 bei einer Fahrt auf der planmäßig zu befahrenden Strecke 30, die in der Figur 2 über kartesische Ortungskoordinaten x und y aufgetragen ist. Basieren die Ortungsdaten 0 auf Kugelkoordinaten, die sich auf Längengrade und Breitengrade beziehen, so können diese in bekannter Weise - unter Annahme einer Fahrt in der Ebene und Vernachlässigung der Erdwölbung und etwaigen Gefäl len auf der Strecke - in die in der Figur 2 gezeigten karte sische Ortungskoordinaten x und y umgerechnet werden. Alter nativ kann eine Berechnung direkt auf der Basis der Kugelko ordinaten erfolgen.

In der Figur 2 sind durch Punkte Positionen Pi markiert, die während der Fahrt des Schienenfahrzeugs 10 auf der planmäßig zu befahrenden Strecke 30 ermittelt und durch die Ortungsda ten 0 beschrieben worden sind.

Benachbart zu der planmäßig zu befahrenden Strecke 30, bei der es sich beispielsweise um ein Eisenbahngleis handelt, be findet sich bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ein zweites Eisenbahngleis 31, das von dem Schienenfahrzeug 10 nicht befahren werden soll, aber unter Umständen - beispiels weise wegen einer falsch gestellten Weiche - womöglich tat sächlich befahren wird.

Um festzustellen, ob sich das Schienenfahrzeug 10 tatsächlich auf der planmäßig zu befahrenden Strecke 30 und nicht auf dem benachbarten Eisenbahngleis 31 befindet, wertet die Fahrtkon trolleinrichtung FKE gemäß Figur 1 die Ortungsdaten 0 aus, wobei sie mit den Ortungsdaten 0 und den Streckendaten SD der planmäßig zu befahrenden Strecke 30 Abstandswerte di berech net, die den jeweiligen Abstand des Schienenfahrzeugs 10 von der planmäßig zu befahrenden Strecke 30 während der Fahrt an geben.

Die Berechnung der Abstandswerte di erfolgt dabei jeweils derart, dass stets der kleinste mögliche Abstandswert gebil det wird, wie dies schematisch beispielhaft in der Figur 3 dargestellt ist. Im zeitlichen Verlauf über der Zeit t ergibt sich somit eine Folge an Abstandswerten di, die in der Figur 4 über der Zeit t dargestellt sind.

Die Abstandswerte di werden vorzugsweise unter Bildung eines gleitenden Mittelwerts D gemittelt, indem unter Heranziehung eines vorgegebenen Messfensters MF eine Mittelung durchge führt wird. Das Messfenster MF bezieht sich vorzugsweise auf eine vorgegebene Anzahl N an zuletzt bzw. vor dem jeweiligen Zeitpunkt der Mittelung erfassten Ortungsdaten 0 oder aus schließlich auf Ortungsdaten 0, die innerhalb einer vorgege benen Zeitspanne T vor dem jeweiligen Zeitpunkt der Mittelung erfasst worden sind.

Mit anderen Worten ist es vorteilhaft, wenn nicht alle Ab standswerte, die während der gesamten vorherigen Fahrt des Schienenfahrzeugs 10 erfasst worden sind, zur Mittelung her angezogen werden, sondern lediglich eine vorgegebene Auswahl N an Abstandswerten di, die sich auf zuletzt erfasste Or tungsdaten beziehen.

Den Mittelwert D errechnet die Fahrtkontrolleinrichtung FKE gemäß Figur 1 vorzugsweise wie folgt: wobei di den i-ten Abstand zur planmäßig zu befahrenden Stre cke 30 angibt. Die Abstandswerte di sind vorzeichenbehaftet, so dass das jeweilige Vorzeichen angibt, ob die zu dem jewei ligen Abstand di gehörige Position Pi des Schienenfahrzeugs rechts oder links von der Strecke 30 liegt.

Zusätzlich zu dem Mittelwert D errechnet die Fahrtkontrol- leinrichtung FKE gemäß Figur 1 eine die mittlere Abweichung vom Mittelwert D angegebene Abweichungsgröße A wie folgt: Geht man davon aus, dass die Verteilung der Abstandswerte di gaußförmig ist bzw. eine Standardverteilung ist, so kann die Abweichungsgröße A als Standardabweichung ad der Abweichungs werte di aufgefasst bzw. bezeichnet werden.

Das Fehlersignal F gemäß Figur 1 wird die Fahrtkontrollein- richtung FKE vorzugsweise dann erzeugen, wenn der Mittelwert sowohl einen fest vorgegebenen ersten Grenzwert Gl als auch einen von der Abweichungsgröße A abhängigen zweiten Grenzwert G2 erreicht oder überschreitet:

D > Gl und D > G2 Erzeugung des Fehlersignals F

Mit Blick darauf, dass in Deutschland und in Europa der Min destabstand (Mitte-Mitte) zwischen parallel verlaufenden Ei senbahngleisen vier Meter beträgt, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der erste Grenzwert Gl im Bereich von 2 m und 4 m liegt und vorzugsweise 2 m beträgt.

Der zweite Grenzwert G2 wird vorzugsweise durch Multiplikati on der Abweichungsgröße A mit einer Konstanten K gebildet ge mäß:

G2 = A ·K

Die Konstante K liegt vorzugsweise zwischen 1 und 5. Die Kon stante K bestimmt die Wahrscheinlichkeit, mit der das Fehler signal F hinsichtlich des Verlassens der planmäßig zu befah renden Strecke 30 erzeugt werden soll.

Geht man - wie erläutert - davon aus, dass die Verteilung der Abstandswerte gaußförmig ist bzw. eine Standardverteilung ist, so führt eine Konstante K = 1 dazu, dass das Fehlersig nal F erzeugt wird, wenn das Schienenfahrzeug 10 die planmä- ßig zu befahrende Strecke 30 mit einer Wahrscheinlichkeit von 68 % verlassen hat.

Größere Werte für die Konstante K, beispielsweise 2 oder 3, führen dazu, dass das Fehlersignal F erzeugt wird, wenn das Schienenfahrzeug 10 die planmäßig zu befahrende Strecke 30 mit einer Wahrscheinlichkeit von 95 % (K=2) oder 99 % (K=3) verlassen hat, wie beispielhaft in der Figur 5 dargestellt ist. In der Figur 5 ist die Wahrscheinlichkeitsdichte p über den Abständen d aufgetragen; s kennzeichnet die Standardab weichung .

Alternativ ist es möglich, den Mittelwert D und die Abwei chungsgröße A gewichtet zu ermitteln, beispielsweise dann, wenn für die mit den Ortungsdaten O übermittelten Positionen Pi(xi,yi) Fehlerwerte vorliegen. In diesem Falle können Posi tionen Pi mit hohem Fehlerwert mit einem geringeren Gewicht berücksichtigt werden als Positionen Pi mit geringem Fehler wert.

Dies soll nachfolgend für den Fall erläutert werden, dass für jede mit den Ortungsdaten 0 übermittelte Position Pi(xi,yi) jeweils Fehlerwerte in Form von Standardabweichungswerten scί für die X-Koordinate und ayi für die y-Koordinate seitens des Senders der Ortungsdaten 0 übermittelt und/oder vom Empfänger ermittelt werden. In diesem Falle wird die Berechnung eines gewichteten Mittelwerts D' und einer gewichteten Abweichungs größe A' vorzugsweise wie folgt vorgenommen:

Zunächst wird für jeden Abstand di jeweils eine Standardab weichung adi errechnet gemäß: wobei xg und yg die tatsächlichen Positionen des Gleises ge mäß den Streckendaten SD gemäß Figur 1 bezeichnen, adi be- schreibt somit die Standardabweichung des Abstands di, der für die jeweilige Position P(xi, yi) errechnet worden ist.

Den gewichteten Mittelwert D' errechnet die Fahrtkontrollein- richtung FKE gemäß Figur 1 vorzugsweise wie folgt:

1 N

D'= — " wi-di v mit und wobei wi fehlerabhängige Wichtungsfaktoren und V einen Nor mierungsfaktor bezeichnen.

Die die mittlere Abweichung vom gewichteten Mittelwert D' an- gegebende, gewichtete Abweichungsgröße A' wird vorzugsweise wie folgt errechnet:

Die gewichtete Abweichungsgröße A' stellt bei der obigen Be rechnungsvariante wieder eine Standardabweichung dar.

Alternativ können die fehlerabhängigen Wichtungsfaktoren wi auch wie folgt berechnet werden:

Bei der letztgenannten Variante werden Positionswerte mit ho hen Fehlern deutlich geringer (verglichen mit der ersten Wichtungsvariante) gewichtet als Positionswerte mit geringen Fehlern .

Aus den Ortungsdaten 0 ermittelte unplausible Positionen, wie beispielsweise die Position Pq(xq,yq) in Figur 2 werden vor zugsweise weder bei der Berechnung des Mittwelwerts D bzw. D' noch der Berechnung der Abweichungsgröße A bzw. A' berück sichtigt .

Die Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienen fahrzeug 10, bei dem in dem Speicher 22 der Steuereinrichtung 20 zusätzlich ein Softwaremodul SM2 abgespeichert ist. Das Softwaremodul SM2 bildet bei Ausführung durch die Rechenein richtung 21 ein Fahrerassistenzsystem FAS, das im Normalbe triebsmodus auf der Basis von fahrzeugführerbezogenen Infor mationen If, die zu der zu befahrenden Strecke 30 abgespei chert sind, ortsabhängig bzw. von den Ortungsdaten 0 abhängig Steuersignale ST und/oder Anzeigesignale AS(FF) für den Fahr zeugführer erzeugt.

Wird von der Fahrtkontrolleinrichtung FKE das Fehlersignal F erzeugt, das angibt, dass das Schienenfahrzeug 10 womöglich oder mit überwiegender Wahrscheinlichkeit die planmäßig zu befahrende Strecke 30 verlassen hat, so wird das Fahrerassis tenzsystem FAS vorzugsweise deaktiviert oder in einen Sonder betriebsmodus geschaltet, bei dem der Fahrzeugführer über die bestehende Situation informiert wird.

Die Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienen fahrzeug 10, bei dem in dem Speicher 22 der Steuereinrichtung 20 zusätzlich ein Softwaremodul SM3 abgespeichert ist. Das Softwaremodul SM3 bildet bei Ausführung durch die Rechenein richtung 21 ein Fahrgastinformationssystem FIS, das im Nor malbetriebsmodus auf der Basis von fahrgastbezogenen Informa tionen lg, die zu der zu befahrenden Strecke 30 abgespeichert sind, ortsabhängig Anzeigesignale AS(FG) für die Fahrgäste erzeugt . Wird von der Fahrtkontrolleinrichtung FKE das Fehlersignal F erzeugt, das angibt, dass das Schienenfahrzeug 10 womöglich oder mit überwiegender Wahrscheinlichkeit eine planmäßig zu befahrende Strecke verlassen hat, so wird das Fahrgastinfor- mationssystem FIS vorzugsweise deaktiviert oder in einen Son derbetriebsmodus geschaltet, bei dem die Fahrgäste über ande re Sachverhalte informiert werden.

Die Figur 8 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienen fahrzeug 10, bei dem in dem Speicher 22 der Steuereinrichtung 20 sowohl ein Softwaremodul SM2, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 21 ein Fahrerassistenzsystem FAS bildet, als auch ein Softwaremodul SM3, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 21 ein Fahrgastinformationssystem FIS bil det, abgespeichert sind. Bezüglich des Fahrerassistenzsystems FAS und des Fahrgastinformationssystems FIS gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den Figuren 6 und 7 entspre chend.

Die Figur 9 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungs gemäßes Schienenfahrzeug 10, bei dem in einem Softwaremodul SM1, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 21 eine Fahrtkontrolleinrichtung FKE bildet, ein System künstlicher Intelligenz KI integriert ist. Das System künstlicher Intel ligenz KI ist anhand von früheren Fahrten und/oder simulier ten Fahrten angelernt worden. Die Abstandswerte di bzw. die Ortungsdaten 0 werden in das System künstlicher Intelligenz KI eingespeist und von diesem ausgewertet. Das Fehlersignal F wird somit auf der Basis angelernter künstlicher Intelligenz erzeugt. Bezüglich des Fahrerassistenzsystems FAS und des Fahrgastinformationssystems FIS gelten die obigen Ausführun gen im Zusammenhang mit den Figuren 6 und 7 entsprechend.

Liegen in den Streckendaten SD neben den Daten zu der planmä ßig zu befahrenden Strecke 30 auch noch Daten zu dem restli chen Streckennetz vor, so kann bei den obigen Ausführungsbei spielen jeweils durch "Map-Matching" ein wahrscheinlicher Ort des Schienenfahrzeugs 10 gefunden werden, wenn dieses sich mit überwiegender Wahrscheinlichkeit nicht mehr auf der plan mäßig zu befahrenden Strecke 30 befindet, sondern beispiels weise auf dem benachbarten Eisenbahngleis 31. Dabei kann die Historie der Zugfahrt miteinbezogen werden, beispielsweise unter Berücksichtigung, dass das Schienenfahrzeug 10 nicht plötzlich das Gleis wechseln kann, sondern eine Weiche benö tigt.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs- beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

10 Schienenfahrzeug

20 Steuereinrichtung

21 Recheneinrichtung

22 Speicher

30 Strecke

31 Eisenbahngleis

A Abweichungsgröße

A' gewichtete Abweichungsgröße

AS (FF) Anzeigesignale für den Fahrzeugführer

AS(FG) Anzeigesignale für Fahrgäste d Abstand

D Mittelwert

D' gewichteter Mittelwert di Abstandswerte

F Fehlersignal

FAS Fahrerassistenzsystem

FIS Fahrgastinformationssystem

FKE Fahrtkontrolleinrichtung

Gl Grenzwert

G2 Grenzwert

If fahrzeugführerbezogene Informationen lg fahrgastbezogene Informationen

K Konstante

KI System künstlicher Intelligenz

MF Messfenster

N Anzahl

0 Ortungsdaten

Pi Positionen

Pq Positionen

SD Streckendaten

SDS Streckendatensatz

SM1 Softwaremodul

SM2 Softwaremodul

SM3 Softwaremodul

ST Steuersignale t Zeit

T Zeitspanne wi Wichtungsfaktoren x Ortungskoordinaten xg tatsächliche Position des Gleises yg tatsächliche Position des Gleises y Ortungskoordinaten s Standardabweichung ad Standardabweichung adi Standardabweichung axi Standardabweichungswerte für die x-Koordinate / Feh lerangabe ayi Standardabweichungswerte für die y-Koordinate / Feh lerangabe

P Wahrscheinlichkeitsdichte