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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bestimmung einer Zugkonfiguration eines Zuges sowie ein zugehöriges System.
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Stand der Technik
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Eine Zugkonfiguration, wie z. B. die Zusammenstellung der Wagen eines Zuges sowie deren Wagenreihung sind ein für einen Zugbetreiber wichtige Information.
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Um eine derartige Zugzusammenstellung bzw. eine Wagenreihung zu bestimmen, sind im Stand der Technik Verfahren bekannt, bei welchen die Reihenfolge der Wagen bzw. Wagons beispielsweise aus der Zeitdifferenz des Anstiegs eines Bremsdrucks in den einzelnen Wagons hergeleitet wird, vergleiche
WO 2022/63248 A1 .
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Derartige Systeme benötigen jedoch zusätzliche Sensorsysteme in den einzelnen Wagons. Auch sind weitere zusätzliche Mittel beispielsweise zur Konfiguration einzelner Module in den Wagons vorzusehen. Entsprechend groß ist der Implementierungsaufwand eines derartigen Systems.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein System zur Bestimmung der Zugkonfiguration bereitzustellen, welches möglichst einfach in der Konfiguration und Implementierung ist und somit flexibel bei unterschiedlichen Zügen eingesetzt werden kann.
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Hierzu betrifft die vorliegende Erfindung nach einem ersten Aspekt ein Verfahren zur Bestimmung einer Zugkonfiguration eines Zuges.
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Eine Zugkonfiguration kann hierbei eine Zusammenstellung des Zuges aus Wagons bzw. Wagen als auch eine Reihung der Wagons innerhalb des Zuges sein.
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Zunächst umfasst das Verfahren hierbei das Definieren einer Geozone, welche einen Schienenweg, auf welchem der Zug fährt, zumindest an einer Stelle schneidet. Eine Geozone, im Englischen auch als Geofence, bezeichnet, ist hierbei als eine Zone zu verstehen, welche sich durch mindestens eine geographische Position definiert. Auch kann eine Geozone durch die Verbindung mehrerer Geopunkte definiert sein. Eine Geozone kann jedoch auch ein einzelner Punkt oder eine sich um einen Punkt, beispielsweise durch einen Radius, ergebende Zone sein. Diese Geozone ist derart gelegen, dass sie einen Schienenweg schneidet. Das heißt, ein Objekt, welches sich auf diesem Schienenweg, wie beispielsweise einem Gleis, bewegt, nähert sich dieser Geozone an, tritt in diese ein und tritt ebenso aus dieser nach einer gewissen Zeit wieder aus. Handelt es sich bei der Geozone lediglich um einen einzelnen Punkt, so sind Eintritts- und Austrittszeitpunkt, nahezu, identisch. Auf diesem Schienenweg können sich sodann Züge bewegen.
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In einem darauffolgenden Schritt wird sodann für eine Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen jeweils deren Eintritt in die Geozone sowie der zugehörige Eintrittszeitpunkt bestimmt. Hierzu ist jede der Kommunikationseinrichtungen bestimmt jeweils ihre Position wiederholt zu bestimmen. Somit ist für jede der Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen, falls sie sich auf diesem Schienenweg befindet, auf welchem die Geozone gelegen ist, jeweils ein Eintrittszeitpunkt der Kommunikationseinrichtung in die Geozone bekannt.
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Sodann kann in einem nachfolgenden Schritt die Zugkonfiguration basierend auf der sich aus den Eintrittszeitpunkten der Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen ergebenden zeitlichen Abfolge sowie einer gespeicherten Zuordnung von Kommunikationseinrichtung zu Wagon durchgeführt werden. Diese Bestimmung erfolgt an einem Backend. Entsprechend kann aufgrund der Eintrittszeitpunkte zunächst bestimmt werden, welcher Wagon sich in dem Zug befindet, da bestimmt werden kann, welcher Wagon, beispielsweise innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne, in die Geozone eingetreten ist. Ferner kann zusätzlich in einer Ausführungsform auch die Wagenreihung basierend auf den Eintrittszeitpunkten bestimmt werden. Hierzu kann das Backend eine in dem Backend gespeicherte Zuordnung einer Kommunikationseinrichtung zu einem jeweiligen Wagon verwenden. Entsprechend kann aus der zeitlichen Abfolge des Eintritts der jeweiligen Kommunikationseinrichtung eine zeitliche Abfolge bestimmter Wagons durch Verwendung der gespeicherten Zuordnung von Einrichtungen zum Wagon abgeleitet werden.
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Das Backend umfasst Hardware und Software, die erforderlich ist, um die beschriebenen Funktionalitäten abzubilden, das sind beispielsweise Datenbanken und API-Schnittstellen. Ferner kann das Backend Software und Algorithmen zur Datenanalyse umfassen. Das Backend kann Teil einer Cloud sein, in der von einem Frontend empfangene Informationen und Daten verarbeitet werden. Mit anderen Worten umfasst das Backend den Teil des Systems, der sich mit der Datenverarbeitung im Hintergrund beschäftigt. Das Backend kann auch sogenannte Micro-Services umfassen, die z.B. Regeln zum Austausch von Komponenten des Systems oder das Verschicken einer geänderten Konfiguration auf bestimmte Komponenten des Systems. Dies kann die Aufnahme der Daten und Files, die von Komponenten des Systems, insbesondere von Komponenten eines Frontends, an das Backend übertragen werden, über die Rechnung der einzelnen Algorithmen bis hin zum Speichern der Ergebnisse in einer Datenbank umfassen. Komponenten des Frontends können gegebenenfalls auf solche Ergebnisse zugreifen. Das Frontend umfasst Komponenten, die beispielsweise an einem Wagon angebracht sind und insbesondere der Erfassung, Eingabe und gegebenenfalls Vorverarbeitung von Daten dienen. Über das Frontend können die Ergebnisse und Informationen wiederum auch angezeigt und ausgegeben werden.
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Somit erlaubt es das vorliegende System lediglich basierend auf einer Vielzahl von Eintrittszeitpunkten von an Wagons angebrachten Kommunikationseinrichtungen an einem beliebigen Abschnitt in einem Schienennetz einen Zugkonfiguration, wie eine Zusammensetzung sowie eine Wagenreihung zu bestimmen. Hierzu benötigt das vorliegende System weder aufwändige Sensorik in den jeweiligen Wagons noch etwa die Eingabe von manuellen Informationen an den Wagons selbst. Auch eine Kommunikation zwischen den einzelnen Einheiten des Zuges ist nicht notwendig, da diese, in einer Ausführungsform, autark mit dem Backend kommunizieren können. Somit ist auch bei einer erneuten Zusammenstellung des Zuges keine zusätzliche Konfiguration des Systems notwendig, wie etwa eine Verbindung der Kommunikationseinrichtungen untereinander. Ferner können an beliebigen Stellen im Schienennetz weitere Geozonen definiert werden, um die Zugkonfiguration an diesen Punkten zu bestimmen. Auch hierzu ist keine Ausrüstung etwa eines Bahnhofs oder ähnliches mit entsprechender Sensorik notwendig.
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In einer weiteren Ausführungsform kann das Verfahren zunächst den Schritt des Definierens der Geozone an einem Backend ausführen. Sodann kann das Verfahren den Schritt des Übermittelns der Geozone an die Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen aufweisen. Eine derartige Übermittlung kann beispielsweise durch eine drahtlose Übertragung, wie beispielsweise über ein Mobilfunknetz, erfolgen. Sodann umfasst das Verfahren nach dieser Ausführungsform im Schritt des Bestimmens eine Vielzahl von Schritten, welche durch jede der Kommunikationseinrichtungen ausgeführt werden. Hiernach bestimmt jede der Kommunikationseinrichtungen mittels einer Positionsbestimmungseinrichtung der Kommunikationseinrichtung deren Position. Eine derartige Positionsbestimmungseinrichtung kann beispielsweise ein GPS-Empfänger sein. Auch andere Positionsbestimmungseinrichtungen, wie beispielsweise andere satellitenbasierte Positionsbestimmungseinrichtungen, können vorgesehen sein. Eine derartige Bestimmung kann wiederholt ausgeführt werden. Sodann kann die bestimmte Position mit der Geozone verglichen werden, um einen Eintritt in die Geozone zu bestimmen. Auch dieser Schritt kann wiederholt ausgeführt werden.
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Wird hierbei durch Kommunikationseinrichtungen festgestellt, dass die Geozone betreten wird, so kann eine Benachrichtigung an das Backend gesendet werden. Eine derartige Benachrichtigung kann hierbei auch einen Zeitstempel des Eintritts in die Geozone und gegebenenfalls einen eindeutigen Identifizierer der Geozone umfassen, um zu bestimmen, in welche Geozone eingetreten wurde.
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Der Schritt des Bestimmens der Zugkonfiguration kann sodann durch das Backend anhand der Benachrichtigungen der Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen ausgeführt werden. Auch hierbei kann der übermittelte Zeitstempel sowie gegebenenfalls der Identifizierer der Geozone verwendet werden.
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Eine derartige Konfiguration erlaubt eine Reduzierung der Übertragungsmengen, da eine Kommunikation von der Kommunikationseinrichtung zum Backend lediglich dann erfolgen muss, wenn tatsächlich eine Geozone betreten wird.
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In einem alternativen Verfahren kann jedoch auch die Bestimmung des Eintritts in die Geozone am Backend erfolgen. Hierzu wird zunächst der Schritt des Definierens der Geozone am Backend ausgeführt. Sodann führt jede der Kommunikationseinrichtungen eine Positionsbestimmung mit einer Positionsbestimmungseinrichtung der Kommunikationseinrichtung aus. Diese Position wird sodann in einem darauffolgenden Schritt als Benachrichtigung von jeder der Kommunikationseinrichtungen an das Backend übermittelt. Auch hierbei kann wieder ein zur Messung zugehöriger Zeitstempel mit übermittelt werden.
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Der Vergleich der bestimmten Positionen der Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen mit der Geozone kann hierbei am Backend erfolgen, da sämtliche Ergebnisse der Positionsbestimmungen an das Backend übertragen wurden. Auch hierbei kann das Backend wiederum mit einer Vielzahl von Geozonen vergleichen und somit den Eintritt in eine Vielzahl von Geozonen prüfen, welche wiederum mit einem eindeutigen Identifizierer gekennzeichnet sein können.
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Eine derartige Konfiguration reduziert die notwendige Prozessorleistung in der Kommunikationseinrichtung, wobei im Gegenzug jedoch die übertragene Datenmenge erhöht wird.
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In einer weiteren Ausführungsform kann, wie oben bereits angedeutet, die Kommunikation zwischen der Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen und dem Backend über eine Mobilfunkverbindung zwischen diesen Einheiten erfolgen. Anders ausgedrückt kommuniziert jede der Kommunikationseinrichtungen autark mit dem Backend. Eine Kommunikation zwischen den Kommunikationseinrichtungen oder eine Kommunikation von einer Kommunikationseinrichtung über eine andere Kommunikationseinrichtung mit dem Backend ist in dieser Ausführungsform nicht vorgesehen.
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Dies erleichtert die Installation und die Verwendung des Verfahrens auch bei häufiger Neukonfiguration und Neuzusammenstellung der Züge.
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In einer weiteren Ausführungsform ist ferner vorgesehen eine Eingabe einer Zuordnung zwischen Kommunikationseinrichtung und Wagon an dem Backend zu empfangen und diese Zuordnung in dem Backend zu speichern. Unter einem Empfang ist hierbei jegliche Datenübertragung sowie auch das Auslesen aus einem Speicher zu verstehen.
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Der Empfang kann beispielsweise von einer Benutzereingabeeinrichtung, wie beispielsweise einem Computer oder einer Tastatur des Backends erfolgen. Diese erlaubt es dem Benutzer die Zuordnung einer Kommunikationseinrichtung zu einem bestimmten Wagon im Backend zu hinterlegen. Auch kann eine entsprechende Zuordnung von einem Wagenmanagementsystem oder einem anderen Verwaltungssystem empfangen und zur Verwendung in diesem Bestimmungsverfahren im Backend hinterlegt werden.
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In einer Ausführungsform kann die Zugkonfiguration mindestens eines umfassen von einer Zusammenstellung des Zuges aus Wagons und einer Reihung der Wagons innerhalb eines Zuges.
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In einer weiteren Ausführungsform kann ferner vorgesehen sein die Länge des Zuges basierend auf der bestimmten Zugkonfiguration und einer Information bezüglich der Wagenlänge zu bestimmen. Eine Information der Wagenlänge kann hierbei eine Information sein, welche beispielsweise im Backend durch einen Benutzer hinterlegt wurde. Auch kann diese im Zuge der oben genannten Eingabe von einem Zugverwaltungssystem oder von einer Eingabe eines Benutzers empfangen werden. Auch kann vorgesehen sein, basierend auf dem Wagentyp und einer Datenbank mit Wagentypen und zugehörigen Wagenlängen eine Abschätzung der Zuglänge vorzunehmen.
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Um ferner die zur Bestimmung der Zuglänge benötigte Information weiter zu reduzieren, kann in einer Ausführungsform vorgesehen sein, die Zuglänge basierend auf einer Geschwindigkeit des Zuges und zweier räumlicher Informationen, wie beispielsweise zwei Eintritte in zwei Geozonen oder auch den Eintritt in und den Austritt aus einer Geozone, wobei die räumliche Relation zwischen diesen Punkten vorbekannt ist, zu bestimmen.
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In einer Ausführungsform kann das Verfahren somit ferner an jeder der Vielzahl an Kommunikationseinrichtungen zunächst ein Bestimmen eines Zeitpunkts einer zweiten Interaktion der Kommunikationseinrichtung mit einer Geozone aufweisen. Eine Interaktion kann hierbei beispielsweise ein Eintritt oder auch ein Austritt aus einer Geozone darstellen.
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Sodann kann das Verfahren ferner einen Schritt, welcher an einem Backend ausgeführt wird, des Bestimmens einer Zuglänge basierend auf den Eintrittszeitpunkten, den Zeitpunkten einer zweiten Interaktion sowie einem vorbekannten räumlichen Verhältnis zwischen der Position des Eintritts und der Position der zweiten Interaktion vorsehen. Somit kann aus dem bekannten räumlichen Verhältnis, wie beispielsweise dem Abstand, zwischen der Position des Eintritts und der Position der zweiten Interaktion und den bekannten Zeitpunkten eine Geschwindigkeit des Zuges abgeleitet werden. Wird nun die Geschwindigkeit des Zuges und die hier genannten Zeitpunkte herangezogen, so kann basierend auf der Geschwindigkeit und den Zeitpunkten die Zuglänge abgeleitet werden.
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Es ist somit möglich, ohne zusätzliche Information zum Zug oder zu den Wagons die Länge des Zuges abzuschätzen.
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Ferner wird ein System zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ausführungsformen offenbart. Hierbei umfasst das System einerseits das Backend sowie andererseits die Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen.
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In einer Ausführungsform kann die Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen eingerichtet sein, um jeweils autark mit dem Backend zu kommunizieren. Unter dem Begriff autark ist hierbei eine Kommunikation zu verstehen, welche die jeweils anderen Kommunikationseinrichtungen nicht zur Kommunikation mit dem Backend benötigt.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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- 1 zeigt ein Schienensystem mit den Komponenten des Systems einer Ausführungsform.
- 2 illustriert die Bestimmung der Zugkonfiguration basierend auf einer Geozone.
- 3 zeigt ein Flussdiagramm des zugehörigen Verfahrens.
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Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
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1 zeigt ein Schienensystem mit einem ersten Schienenweg 110a und einem zweiten Schienenweg 110b. Hierbei sind zwei Geozonen 100a und 100b zu sehen, wobei die Geozone 100a derart ausgebildet ist, dass sie den Schienenweg 110a schneidet, auf welchem sich der Zug bestehend aus den Wagons 102a-102e in der illustrierten Richtung bewegt. Ebenso ist ein zweiter Zug bestehend aus den Wagons 102f-102h gezeigt, welche sich auf dem zweiten Schienenweg 110b in Pfeilrichtung vorwärtsbewegt. Auch die Lokomotive des Zuges kann im vorliegenden Verfahren allgemein als Wagon betrachtet und berücksichtigt werden.
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Die Wagons 102a-102h weisen hierbei die Kommunikationseinrichtungen 104a-104h auf, welche an jeweils einem Wagon 102a-102h befestigt sind. Ferner ist das Backend 106 gezeigt, welches drahtlos mit den Kommunikationseinrichtungen 104a-104h kommunizieren kann. In der hier diskutierten Ausführungsform werden zunächst zwei Geozonen 100a und 100b durch das Backend 106 definiert und an die Kommunikationseinrichtungen 104a-104h kommuniziert. Die Kommunikationseinrichtungen 104a-104h bestimmen sodann wiederholt ihre Position und vergleichen diese mit den Definitionen der Geozonen 100a und 100b.
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Bewegen sich die beiden Züge in der gezeigten Richtung vorwärts, so werden sodann die Kommunikationseinrichtungen 104a-104e einen Eintritt in die Geozone 100a bestimmen und diesen samt dem zugehörigen Eintrittszeitpunkt an das Backend 106 kommunizieren. Entsprechend werden die Kommunikationseinrichtungen 104f-104h einen Eintritt in die Geozone 100b erkennen und diesen samt Eintrittszeitpunkt an das Backend 106 kommunizieren. Dieses Backend 106 kann sodann anhand des Eintritts in die jeweilige Geozone 100a oder 100b und der Eintrittszeitpunkte sowohl die Zusammenstellung und die Reihenfolge des Zuges bestehend aus den Wagons 102f-102h als auch die Zusammensetzung und die Reihenfolge des Zuges bestehend aus diesen Wagons 102a-102e bestimmen.
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In der 2 sind hierbei die Eintrittszeitpunkte t0 bis tn der Kommunikationseinrichtungen 104a-104e illustriert. Diese Eintrittszeitpunkte t0 bis tn werden, wie mit dem gestrichelten Pfeil illustriert, an das Backend 106 übertragen. Ferner lässt sich der 2 auch eine Eingabeeinrichtung 108 entnehmen, welche der Eingabe der Zuordnung von Kommunikationseinrichtungen 104a-104h zu Wagons 102a-102h dient. Entsprechend hat das Backend 106 auch neben den Eintrittszeitpunkten t0 bis tn der Kommunikationseinrichtungen 104a-104h eine Zuordnung von Kommunikationseinrichtungen 104a-104h zu Wagons 102a-102h vorliegen, welche in der Bestimmung der Wagenreihung und der Zugkonfiguration herangezogen werden können.
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3 zeigt hierbei ein zugehöriges Verfahren. Wie oben bereits beschrieben, wird zunächst in Schritt S1 eine Geozone, oder im vorliegenden Beispiel zwei Geozonen 100a und 100b, welche einen Schienenweg 110a oder 110b schneidet, definiert. In Schritt S2 wird die Information über diese Geozone, bzw. über die Geozonen 100a und 100b an die Kommunikationseinrichtungen 104a-104h übermittelt. Es folgt sodann der Schritt S3 des Bestimmens des jeweiligen Eintritts. Hierbei wird in den zugehörigen Unterschritten zunächst durch jede der Vielzahl von Kommunikationseinrichtungen 104a-104h in Schritt S3.1 die Position der Kommunikationseinrichtung 104a-104h mittels einer Positionswagenbestimmungseinrichtung, hier nicht gezeigt, bestimmt. Diese Position wird sodann, wiederum durch jede Kommunikationseinrichtung 104a-104h, mit der Lage der Geozone bzw. der Geozonen 100a und 100b verglichen. Die Schritte S3.1 und S3.2 können hierbei wiederholt ausgeführt werden.
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Wird der Eintritt in eine Geozone erkannt, so sendet die jeweilige Kommunikationseinrichtung 104a-104h eine Benachrichtigung an das Backend 106, welche in der vorliegenden Ausführungsform sowohl die Geozone, beispielsweise in Form eines eindeutigen Identifizierers der Geozone, sowie den Eintrittszeitpunkt umfasst. Hieraus kann sodann das Backend 106 im Schritt S4 die Zugkonfiguration sowie eine Wagenreihung bestimmen.
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Bezugszeichen
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- 100a, 100b
- Geozone
- 102a-102h
- Wagon
- 104a-104h
- Kommunikationseinrichtung
- 106
- Backend
- 108
- Benutzereingabeeinrichtung
- 110a, 110b
- Schienenweg
- S1
- Definieren einer Geozone
- S2
- Übermitteln der Geozone
- S3
- Bestimmen des Eintritts
- S3.1
- Bestimmen der Position
- S3.2
- Vergleichen der bestimmten Position der Geozone
- S3.3
- Senden einer Benachrichtigung
- S4
- Bestimmen einer Zugkonfiguration
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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