Kollisionsvermeidung mittels fahrzeugautarker Ortung unter Verwendung Bild gebender Verfahren und GNSS

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Kollisionsvermeidung mittels fahrzeugautarker Ortung unter Verwendung Bild gebender Verfahren und GNSS"

Calvin Förstner
vor 6 Jahren
Abrufe

-Ing. Markus Pelz Ansatz für eine Kollisionsvermeidung

1 Kollisionsvermeidung mittels fahrzeugautarker Ortung unter Verwendung Bild gebender Verfahren und GNSS Dipl.-Ing. Markus Pelz Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 1

2 Inhalt Kurze Vorstellung Vorbetrachtung Motivation Anforderungen und Lösungsstrategie Anwendungsbeispiele Konzeptdarstellung Schienenfahrzeugautarke Ortung Überwachung von Bahnübergangsanlagen Kombination von Ortung und Bahnübergangssicherung Ausblick & Zusammenfassung Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 2

3 Autorenteam Dipl.-Ing. Markus Pelz Studium an der TU Dresden, Verkehrsingenieurwesen an der Professur für Verkehrssicherungstechnik Seit 2005 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am DLR Mitautoren Dipl.-Ing. Matthias Grimm Dr.-Ing. Michael Meyer zu Hörste Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) Bereich Bahnsysteme Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 3

Sitz: Braunschweig, Berlin Seit: 2001 Leitung: Prof. Dr.-Ing.

verschiedenen wissenschaftlichen Bereichen Forschungsgebiete

Grundlagenforschung Erstellen von Konzepten und Strategien

4 Sitz: Braunschweig, Berlin Seit: 2001 Leitung: Prof. Dr.-Ing. Karsten Lemmer Mitarbeiter: Momentan etwa 100 Mitarbeiter aus verschiedenen wissenschaftlichen Bereichen Forschungsgebiete Automotive Bahnsysteme Verkehrsmanagement Aufgabenspektrum Grundlagenforschung Erstellen von Konzepten und Strategien Prototypische Entwicklungen Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 4

5 Vorbetrachtungen Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 5

Motivation Generelle Eigenschaften des Schienenverkehrs Ortung der Züge streckenseitig

Umgebungsbedingungen Ortung an Bahnübergängen Geringe Sichtweiten lange Bremswege,

Schienenfahrzeuge Überwiegend keine Ortung oder Detektion anderer Verkehrsteilnehmer

Kollisionsvermeidung Gleisfreimeldung durch Zugschlusserkennung Abschattung (bei GNSS)

6 Motivation Generelle Eigenschaften des Schienenverkehrs Ortung der Züge streckenseitig hohe Wartungskosten Ortung Sicherheits- und Performance-relevant Ungünstige Umgebungsbedingungen Ortung an Bahnübergängen Geringe Sichtweiten lange Bremswege, niedrige Streckengeschwindigkeit Sicherung und Freigabe durch Ortung der Schienenfahrzeuge Überwiegend keine Ortung oder Detektion anderer Verkehrsteilnehmer im Gefahrenraum Ortung im Schienenverkehr Bisher keine fahrzeugautarke Ortung und Kollisionsvermeidung Gleisfreimeldung durch Zugschlusserkennung Abschattung (bei GNSS) durch Tunnel, Wald, Böschungen Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 6

Anforderungen an ein Kollisionsvermeidungssystem Generelle Anforderungen Adäquate und bezahlbare

streckenseitiger Infrastruktur Ortung Hohe Ortungsgenauigkeit 1 m bei Querrichtung 5 m bei

) Bahnübergangssicherung Reduzierung der Unfallzahlen 1/3 aller Bahnunfalltoden am BÜ Verringerung

7 Anforderungen an ein Kollisionsvermeidungssystem Generelle Anforderungen Adäquate und bezahlbare Sicherheit Hohe Verfügbarkeit des Systems Redundante Systemarchitektur (n aus m) Reduzierung streckenseitiger Infrastruktur Ortung Hohe Ortungsgenauigkeit 1 m bei Querrichtung 5 m bei Längsrichtung Funktionsfähig trotz Abschattung (z. B. Tunnel, Wald etc.) Bahnübergangssicherung Reduzierung der Unfallzahlen 1/3 aller Bahnunfalltoden am BÜ Verringerung des Schadensausmaß Verringerung Wartezeiten Wegoptimale Anmeldung Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 7

Lösungsstrategie Kombination verschiedener Sensoren Vorhandene und preiswerte Technik nutzen Unterstützung der Sicherungstechnik Ergänzende Verfahren basierend auf Satellitentechnik Bild gebende

8 Lösungsstrategie Kombination verschiedener Sensoren Vorhandene und preiswerte Technik nutzen Unterstützung der Sicherungstechnik Ergänzende Verfahren basierend auf Satellitentechnik Bild gebende Verfahren, Optische Sensoren Kompetenzen des DLR GNSS, Ortung Optische Sensorsysteme Eisenbahnbetrieb und Systemarchitektur Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 8

9 Anwendungen GNSS bei der Bahn Beispiele Praxis Vermessung Oberbau Frachtverfolgung Beispiele Forschung Kollisionsvermeidungssystem Ortung Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 9

Fahrer Beispiele Forschung Oberleitungsbeobachtung Hinderniserkennung

10 Anwendungen Bild gebender Verfahren bei der Bahn Beispiele Praxis Gefahrenraumbeobachtung Zugschlussbeobachtung Zugabfertigung durch den Fahrer Beispiele Forschung Oberleitungsbeobachtung Hinderniserkennung Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 10

11 Bild gebende Verfahren und GNSS im Bahnbereich Sicherheitsrelevante Aufgaben geht das? Anforderungen an Sicherheitstechnik Hohe Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit Redundanz Muss den rauen Gegebenheiten standhalten Bei Wind und Wetter Unterstützung menschlicher / technischer Funktionalitäten Sicherheitstechnik wie heute bezahlbare Sicherheit Vorteil von GNSS und optischen Sensoren verfügbar, preiswert, vielfach einsetzbar, kombinierbar Nachteil von GNSS und optischen Sensoren einzelne Sensoren nicht hinreichend zuverlässig / sicher Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 11

12 Konzeptdarstellung Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 12

13 Optische Sensoren und GNSS für den Bahnbereich Sicherheitsrelevante Aufgaben Zunächst Unterstützung der vorhandenen Sicherungstechnik Optische Sensoren, Satellitentechnik, Auswertesoftware Wo anfangen? 17 % aller Eisenbahnunfälle ereignen sich an Bahnübergängen Personen wurden an Bahnübergängen getötet oder schwer verletzt 1 Ansatz Kollisionsvermeidung an Bahnübergängen mit GNSS und optischen Sensoren 1 Im Jahr 2005 in der EU, laut Eurostat 2007 Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 13

Anwendung GNSS Railway Collision Avoidance System (RCAS) Alert!

Verteilen sie (Broadcast) Erkennen drohende Kollisionen lösen

Strecken mit manuellem Betrieb und bei Bauzuständen Ansatz für

14 Anwendung GNSS Railway Collision Avoidance System (RCAS) Alert! Beide Züge Bestimmen ihre Position und ihren Bewegungsvektor Verteilen sie (Broadcast) Erkennen drohende Kollisionen lösen entsprechende Reaktionen aus Erhöhung der Sicherheit auf Strecken mit manuellem Betrieb und bei Bauzuständen Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 14

Ortung Lösung Sensordatenfusion von GNSS

Gleiserkennung 24 2 D 1 2 Ansatz für eine

15 Anwendung GNSS und optische Sensoren Sichere und zuverlässige fahrzeugautarke Ortung Lösung Sensordatenfusion von GNSS und optischen Sensoren, sowie einer digitalen Karte Gleislängsortung mit Hektometertafeln Gleisquerortung durch Gleiserkennung 24 2 D 1 2 Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 15

16 Anwendung GNSS und optische Sensoren Automatisierte Anmeldung und Überwachung Anmeldung am Bahnübergang durch fahrzeugautarke Ortung Verringerung der Wartezeit Detektion des Straßenverkehrs Entscheidungsgrundlage für Bremseingriff bei Hindernis Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 16

17 Anwendung GNSS und optische Sensoren Kombination von Kamera, RCAS, Sicherungstechnik Redundante fahrzeugautarke Ortung durch GNSS und optische Sensoren Detektion des Gefahrenraumes Hinderniserkennung, Zugschlusserkennung Warnung automatischer Bremseingriff bei Kollisionsgefahr Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 17

18 Ausblick und Zusammenfassung Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 18

19 Ausblick Messkampagnen und Entwicklung Gefahrenraumüberwachung mit optischen Sensoren Übertragung Bahnübergangszustand zum Triebfahrzeug Fahrzeugautarke Längs- und Querortung Einsatz von optischen Sensoren für Rottenwarnsysteme Benötigte Demonstratoren RailDriVE Kamerasensoren am Bahnübergang Kamerasensoren an Bord eines Zuges Erste Kontakte zu Herstellern und Anwendern bestehen Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 19

20 RailDriVE Demonstrator für Ortung Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 20

21 Rottenwarnsystem Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 21

22 Zusammenfassung GNSS wird im Bahnbereich zukünftig auch für sicherheitsrelevante Aufgaben eingesetzt. Optische Sensoren können sicherheitsrelevante Aufgaben unterstützen. Mit einem Sensorverbund aus GNSS und optischen Sensoren werden Techniken und Verfahren sicherer und zuverlässiger Redundanz Fahrzeugautarke Ortung umsetzbar Kosten eingespart Für optimale Forschung wird eine Demonstrationsplattform benötigt, um ein realistisches Testumfeld zu erhalten. Ergebnisse aus ersten Tests werden weitere Ansätze identifizieren. Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 22

23 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 23

24 Kontakt Dipl.-Ing. Markus Pelz Tel.: 0531/ Dipl.-Ing. Matthias Grimm Tel.: 0531/ Dr.-Ing. Michael Meyer zu Hörste Tel.: 0531/ Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.v. in der Helmholtz-Gemeinschaft Lilienthalplatz Braunschweig Ansatz für eine Kollisionsvermeidung bei Eisenbahnen > POSNAV November 2007 > Folie 24

Ähnliche Dokumente

Entwicklung einer Gefahrenraumfreimeldeanlage zur Kollisionsvermeidung an Bahnübergängen

Entwicklung einer Gefahrenraumfreimeldeanlage zur Kollisionsvermeidung an Bahnübergängen Dipl.-Ing. Markus Pelz Institut für Verkehrsführung und Fahrzeugsteuerung, DLR e.v. Inhalt Vorstellung DLR-IFS Motivation