Entwicklung eines Systems zur Ortung spurgebundener Fahrzeuge - ALOIS

Entwicklung eines Systems zur Ortung spurgebundener Fahrzeuge - ALOIS

Förderung: Tiefenbach GmbH.

Laufzeit: 06.1999 - 07.2000

 

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Systemarchitektur

Zur Ortung von spurgebundenen Fahrzeugen werden heute im wesentlichen GPS-basierte oder auf Transponder – oder Schaltertechnik basierende Lösungen eingesetzt. Diese Systeme leiden entweder unter unzureichender Genauigkeit, nicht vorhersagbarer Zuverlässigkeit oder fehlender Flexibilität.

Nur auf DGPS-gestützte Lösungen haben den Nachteil einer räumlichen Einschränkung, da sie nur bei ausreichender Sicht zu mindestens vier Satelliten betrieben werden können. Diese Verhältnisse liegen in Bahnhofsbereichen der DB AG selten, im Industrie- und Werksbahnbereich privater Eisenbahnbetreiber so gut wie nie vor. Auch Störeinflüße wie Multipatheffekte und Signalunterbrechungen des Funkkanals zur Korrekturdatenübermittlung beeinflussen Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Ortung. Schalter- und Transponderlösungen haben zwar den Vorteil einer genauen Zuordnung des Zuges zu einer Position. Sie wirken aber nicht kontinuierlich, da der Zug nur bei Passieren der Detektionseinheit, ggf. mit Information über seine Bewegungsrichtung und Achsenanzahl, geortet wird. Darüberhinaus sind aufwendige Installations- und ggf. Instandsetzungsarbeiten im Bereich des Gleiskörpers notwendig.

Im Projekt ALOIS wurde ein autonomes System zur Zugortung geschaffen, das die folgenden Randbedingungen erfüllt:

  • Gleisgenaue Zugortung (Genauigkeit in Richtung der Gleisachse < 2m),
  • Kontinuität der Ortung,
  • Autonomie,
  • offene Schnittstellen.

Die Navigationseinheit auf den Loks integriert unter anderem DGPS-Empfänger, inertialen Richtungssensor und Odometer in einem Multisensorsystem. Weitere Sensoren sind optional und vorgesehen. Das Modul kommuniziert über eine bidirektionale DFÜ-Strecke mit der Zentralen Steuereinheit. Das Protokoll ist so realisiert, daß neben den Positionsdaten auch Betriebsdaten und beliebige Textnachrichten versendet und empfangen werden können. In Abhängigkeit von der zur Verfügung stehenden Datenübertragung ist eine Überwachung von bis zu 100 Loks möglich.

Die Einsatzmöglichkeiten des Systems sind vielfältig. Die Daten können in den Bereichen

  • Disposition
  • Betriebsüberwachung
  • Befahrungsstatistik
  • Kollisionsschutz

in Echtzeit oder im Postprocessing genutzt werden.

 

Veröffentlichungen:

Koppers, L.; Heister, H.; Musäus, S.; Plan, O.; Reinhardt, W.: ALOIS - Allgemeines Lokortungssystem. In: Hochschulkurier, Universität der Bundeswehr München (Nr. 8). 2000

Koppers, L.; Heister, H.; Musäus, S.; Plan, O.; Reinhardt, W.: ALOIS - An Integrated Train Positioning and Informationsystem. In: Schnieder, E.; Becker, U. (Eds.): Proceedings 9th IFAC Symposium on Control in Transportation Systems. 2000

Koppers, L.; Heister, H.; Musäus, S.; Plan, O.; Reinhardt, W.: ALOIS - Ein integriertes Lokortungssystem. In: Brunner, F.-K.; Ingensand, H.; Schilcher, M.; Schnädelbach, K. (Hrsg.): Ingenieurvermessung 2000 (XIII. International Course on Engineering Surveying). 2000

Heister, H.; Musäus, S.; Koppers, L.; Plan, O.; Reinhardt, W.: ALOIS – Ein integriertes Lok-Ortungs- und Informationssystem. In: Ingenieurvermessung 2000. 2000