用于确定轨道占用的系统和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于确定轨道内轨道区段的轨道占用的系统，所述系统包括第一标签和第二标签，每个标签包括转发器，例如RFID转发器，第一标签安装在车辆的前端并且第二标签安装在车辆的后端。
【背景技术】
[0002]这样的系统从文献US 2011/0130899 Al已知。
[0003]通常地，计轴系统被用于确定针对被导向车辆、例如列车的轨道占用。这样的计轴系统在http://www.thalesgroup.com/Portfol1/Documents/FieldTrac 6315 Az LM/中公布，并且包括计轴评估器以及在轨道区段的每端处带有两个独立传感器的检测点。检测点的机构是基于电磁场被铁质车轮影响。检测点可通过时间序列检测车辆的方向，在所述时间序列中轴经过所述传感器。计数器取决于运动方向减少或增加。通过对随后检测点的计数值进行比较的安全关键计算机(计轴评估器)来确定轨道占用。现有的AzLM-Thales计轴系统能够进行轨道占用的安全检测。然而，该系统仅针对带有铁磁性车轮的车辆工作。
[0004]文献US2011/0130899 Al公开了一种独立于车轮材料对被导向车辆的运动性质进行确定的系统。所述车辆包括至少四个成对布置的车载转发器。在轨道区段的每端处设置转发器读取器。地面计算器与转发器读取器通信并确定车辆的行驶方向和定向。由文献US 2011/0130899 Al已知的系统还适合于带有橡胶车轮的单轨以及并非在传统铁质车轮导轨上运动的车辆。然而，所描述的系统复杂并且耗成本，这是因为必须开发和授权新的评估软件以实现所需的安全完整性等级(SIL 4或更佳)。
[0005]发明目的
[0006]因此本发明的目的是提供一种用于确定轨道占用的系统和方法，其能用于包括单轨的各种不同车辆并且在有关改进硬件和软件方面较省力。
【发明内容】
[0007]该目的通过根据权利要求1的系统以及根据权利要求10的方法实现。
[0008]本发明的系统包括第一标签计数单元和第二标签计数单元，所述第一标签计数单元安装在轨道区段的一端，所述第二标签计数单元安装在所述轨道区段的另一端。每个标签计数单元包括至少两个标签读取器用于检测转发器信号，所述标签读取器沿着轨道方向彼此分开。每个标签计数单元还包括至少一个计数装置，所述计数装置取决于所检测的转发器信号而增加或减少计数值。根据本发明，所述系统还包括计轴评估器，所述计轴评估器连接至两个标签计数单元的计数装置以取决于所述计数装置的计数值而评估所述轨道区段是空闲还是被占用。
[0009]本发明将标签检测与常用的计轴评估器结合，从而能够在针对不带有轴(例如悬浮铁路)车辆的系统中实施被证实的计轴评估程序和被证实的计轴评估硬件。这是通过本发明的对标准计轴系统的计数检测点进行模仿的标签计数单元实现的。
[0010]计轴评估器由现有的计轴系统、例如Thales的AzLM已知，并已被证实且构造成用于高安全完整性等级(SIL)。本发明对现有的工作部件进行使用从而减少有关改进和购买的成本。所述计轴评估器是安全计算机系统(尤其是SIL 4系统)或重要的计算系统。计轴评估器接收来自标签计数单元的计数值。其构造成取决于针对随后轨道区段传递的计数值而确定轨道区段是否被占用。在随后轨道区段的标签计数单元的计数值相同的情况下，计轴评估器将轨道表示为“空闲”。在随后轨道区段的标签计数单元的计数值彼此不同的情况下，计轴评估器将轨道表示为“占用”。在故障的情况下(例如贯穿随后的轨道区段没有连续的计入或不计入)，计轴评估器将对应的轨道区段识别为“中断”。
[0011]与由文献US2011/0130899 Al已知的系统相反，不需要标签的识别信息来确定轨道区段的状态。由于计轴单元仅增加或减少计数值，所以简单的系统设计就足够了。
[0012]在本发明的优选实施例中，标签计数单元的每个标签读取器设有单独的计数装置，并且计轴评估器连接至每个标签计数单元的所有计数装置。
[0013]优选地，每个标签读取器与所有计数装置连接以对所有计数装置的报告所有标签读取器处的标签检测。标签读取器其中之一一旦检测到标签，就通知相对应的标签计数单元的所有标签计数装置。一旦标签已被标签计数单元的所有标签读取器检测，标签就被计数，即计数值取决于标签的运动方向增加或减少。引发的计数值然后被传递至计轴评估器。标签计数装置由于冗余原因而优选经由单独的链路(例如以太网链路)将信息传递至计轴评估器。在计轴评估器内可执行一致性检查。
[0014]标签读取器沿着轨道、即沿着车辆在所述轨道上运动的运动方向彼此分开，但优选彼此接近，即几米或更少，优选是少于2米，优选在60厘米与100厘米之间。标签读取器沿着车辆运动方向的分开确保了经过标签的时移检测。藉此能确定标签是否进入或离开特定的轨道区段。两个标签读取器之间的最小距离由标签读取器的读取波瓣(read lobe，标签读取器能够检测到标签的区域)限定。两个标签读取器的读取波瓣和距离必须选择成使得读取波瓣不会完全地重叠，即两个标签读取器一定不会在同一时间点读取标签。应注意的是读取波瓣可被外部作用、例如天气条件影响，其已被考虑以确定标签读取器的距离。第一和第二标签读取器的读取波瓣的重叠应尽可能小以便确保被检测信号的分辨率，即区分哪个标签读取器首先检测到标签。两个标签读取器之间的距离可以如下方式固定，即经过两个标签读取器的一个车辆标签以以下方式检测:
[0015].第一标签读取器将检测到所述标签同时第二标签读取器将不会检测到所述标签；
[0016].第二标签读取器将检测到所述标签同时第一标签读取器仍检测到所述标签(重置);
[0017].第二标签读取器仍将检测到所述标签同时第一标签读取器已失去所述标签。
[0018]经由该机构可分配运动标签的方向(从左至右或反过来)。所述方向限定了计数器将减少或增加。例如对于最大速度为60km/h的车辆而言，标签计数单元内标签读取器之间的距离为0.5米是适当的。
[0019]然而，如果每个标签设有能够有标签计数装置检查的个体代码(ID)则不必需要重叠。其使得标签计数装置能够确定标签的运动方向。因而，在本发明的特别实施例中，个体代码、例如个体数被分派给每个标签。所述代码可用于标签的注册和示踪。
[0020]优选的是，计数装置包括检查标签是否有效的器件。例如，如果标签已被注册，其可分类为“有效标签”。由外部干扰所产生的不期望的检测信号(例如由在车辆内传送的非系统标签引起的信号)可被识别且针对进一步处理被忽略。仅仅有效标签被计数。
[0021]在本发明系统的特别实施例中，刚好一个标签安装在前端且刚好一个标签安装在车辆的后端。然而，为了冗余性原因，另外的(冗余的)标签可设置在车辆的每端处。尽管如此本发明还可用于车辆每端处仅仅一个标签的情况。
[0022]优选的是，所述标签安装在车辆的同一侧。藉此标签读取器的读取波瓣可保持较小。因而，标签计数单元还可保持紧凑。
[0023]优选地，每个标签读取器的读取波瓣小于5米，尤其是小于I米。通过使用小的读取波瓣，可以将标签读取器彼此靠近地放置而没有损失所检测信号分辨率风险(读取波瓣没有完全重叠)地运行。也就是说，尽管一个标签计数单元的标签读取器靠近地放置，也能确定哪个标签读取器首先检测到所述标签。
[0024]优选地，读取波瓣选择成使得仅仅安装在车辆面向标签读取器那侧处的标签被检测。
[0025]在优选的实施例中，标签计数单元安装在轨道背离邻近导轨的那侧上。藉此确保一个轨道的转发器信号不被邻近轨道的轨道读取器检测。
[0026]被导向的车辆经常在线路A内运动，所述“线路”包括多个在允许车辆进入线路之前已被(例如通过互锁模块)评级为“空闲”的连续的轨道区段。在进入线路之前，建议检查标签是否恰当地工作。因此本发明系统的优选实施例包括至少三个测试计数单元，所述测试计数单元限制两个连贯的测试轨道区段，其中连贯的测试计数单元之间的距离小于第一标签和第二标签的距离。测试计数单元为如上所述的标签计数单元，其用于测试标签的成功操作。由于对测试计数单元距离的限制，后端处的标签和前端处的标签可在同一时间被分开地检查。
[0027]本发明还涉及一种使用根据前述权利要求中之一的系统来确定轨道内轨道区段的轨道占用的方法。本发明的方法包括:
[0028].通过第一标签读取器和第二标签读取器检测处于轨道区段的第一端处标签的转发器信号，所述第一标签读取器和第二标签读取器在第一标签计数单元内彼此分开，
[0029]?借助于所述第