专利名称：用于轨道导引的车辆的障碍物报警系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在轨道导引的交通中的障碍物报警系统。
背景技术：
在运输系统运行时与当时的技术影响无关存在如下要求，即由车辆运动预定的动态的建筑接近限界图不受这样的障碍物阻碍，这些障碍物的特性表现为一种对运行本身或者对运行的安全性(也就是说乘客、工作人员和第三者的安全性)的潜在危险。
特别在轨道导引的交通中，一方面通常不能避开障碍物，另一方面由于很长的停车距离更难在障碍物之前停下车辆，所以这个要求具有特殊的意义。
在高速的轨道导引的交通(车轮-钢轨-系统，例如TGV、ICE；磁悬浮列车，尤其是Transrapid磁悬浮列车)中进一步提出了要求●由于很高的速度，停车距离明显更长，也就是说，位于前方的障碍物必须在很远的距离之外就被识别，以便能够及时停车。
●在快速行驶经过时由于过程的动态性，人工察觉障碍物明显更难。相对于技术系统，在识别之后的反应时间之长有数量级上的差别。
●在高速行驶时，与障碍物的碰撞的后果明显更严重，尤其还有通过从碰撞地点甩出的部分对第三者的伤害，尤其在密集建筑区。
因此通常为这样的系统建立预防性措施，例如设立封锁以及其他的通道限制。在这些措施之后还存在的其它风险(总是还有因为阴谋破坏、恐怖主义、蓄意摧残、临近系统事故等引起的危险)可以被进一步减少，只要及时识别潜在的危险的障碍物。基于信息的基础，使当时危险的车辆能及时在障碍物前停下来或者可以阻止在损坏的轨道上行驶，直到障碍物被可靠地排除。
在轨道导引的高速运输系统中，由于过程的动态性，借助于设置在车辆上的预先观察的传感器识别和避免位于前方的障碍物被列入技术上几乎不可行或者经济上过于昂贵。
此外，在US6,417,765中建议了一种轨道连接的传感器载体，这个传感器载体与轨道导引的车辆相隔一段足够的距离在前面行驶，并且因此可以在可能的障碍物前及时警告车辆。一种这样的系统同样需要很高的技术费用。
发明内容
因此本发明的目的是，提出一种适用于高速运输系统的成本低廉的、从而可经济地实现的障碍物报警系统。
这个目的通过权利要求1实现。有利的实施方式由从属权利要求得出。
按发明的系统包括至少一个安装在轨道导引的车辆上的传感器，所述传感器指向与轨道连接的车辆的行驶路径相邻的行驶路径，以便能够识别在相邻行驶路径的建筑接近限界图内的潜在障碍物。按发明的系统不是探测直接位于车辆前方的障碍物，而是探测在相邻行驶路径上的障碍物。因为现代的轨道系统的轨道线包括至少两条行驶路径，所以本发明可以普遍适用。
获得的障碍物信息可以以障碍物地点的报告转告给运行中心，这使得可以有针对地封锁有关的行驶路径区段以及有针对地(节约时间地)进行清理工作和维护工作。
取代地或者附加地可以阻止或中断在相邻行驶路径上的运行。这在足够可靠的自动的障碍物分类的情况下可以自动进行。另外有必要与一个运行管理系统连接。这就使得运行的负担减轻同时与人的反应时间和错误判断无关。
对于在高速(典型500km/h)行驶经过期间自动识别在横向的相邻行驶路径上的潜在危险物体，有利的是，采用一个高清晰成像的传感装置和快速处理产生的数据。
这个传感器尤其可以是一个光学传感器，如一个红外线传感器或一个雷达传感器。
例如可以探测超过一个可作为临界值的尺寸的物体。通常，物体的尺寸不是决定性的，而是它们的质量和密度。所以尺寸仅是一个参考值。因此采用图像处理方法和图案识别方法是有意义的，以便能够区别危险的与不危险的物体(例如站在行驶路径上的大鸟，对于高速列车不必作为危险障碍物，尽管与一个混凝土块一样大小)。
另外也可以将图像传递到运行中心，用于评估障碍物并且人工确定合适的措施。
按本发明的系统的一个特别有利的实施方式在于，分别在车头设置一个传感器和车尾设置一个传感器。可以设想，“无危险”的物体，虽然由于其尺寸产生报警信息，然而由于其特性而不表现为危险，该物体由于行驶风被从行驶路径上赶走，也就是排除了。通过在车头的传感器信息与相应的在车尾的传感器信息的相关性可以确定在观察空间内的物体在列车行驶经过之后是否仍然处在同一地点上。如果是这种情况，那么在首次接近时就可以由此得出结论，这是一个有潜在危险的物体。
不同传感器的相互配合(传感器合并/数据合并)可能是必要的，以便提高发现的可能性或降低错误报警率；例如光学传感器(如红外线传感器)与雷达传感器的组合。
总结得出按发明的系统的如下优点●在轨道导引的交通系统运行时减少由在行驶路径上的障碍物引起的危险；●在自动探测和反应时减少运行的负担，避免人工的反应时间和错误判断。
有利的其它效果在足够高的分辨率的情况下，一个用于障碍物报警的系统也可用于其它目的，例如●对行驶路径质量的总体评估，以便必要时有针对地启动维护措施(状况监测)；●由于地震的影响，自动辨别沉降、错位、断层；●根据传感器数据的评价获得行驶动态性的结论，传感器数据涉及位置固定的参考标志(也可用于确定列车所在的地点)。
在上述情况下，由传感装置实时产生的数据必须同事先储存的参考数据比较。
下面将借助于一个具体的实施例对本发明进行详细说明。各示意图如下图1一个按本发明的障碍物报警系统，图2一个用于传感器数据处理的评价装置。
具体实施例方式
图1示出了一个按本发明的障碍物报警系统。轨道导引的车辆Fz，例如一个磁悬浮列车，沿着轨道A运动。在车辆Fz的头部区域和尾部区域各安装一个传感器S1、S2，传感器的视向横向于车辆Fz的行驶方向定向，以便能够探测在相邻的轨道B上的障碍物。在所示的实施例中，在车辆Fz的行驶方向和传感器的视向之间的角度选择成大约90°。但是需要指出的是，在本发明的范围内也可以选择其他的角度(例如偏离精确垂直方向±30°的角度)，只要能确保传感器还覆盖相邻的轨道B的建筑接近限界图。
轨道导引的系统原则上与方向无关，就是说，可以使用在两个行驶方向上。另一未画出的实施例在于，将带有相应评估电子设备的所需传感装置安装在车辆Fz的两个横向上。
用于所属的分析电路的可能的结构如图2所示。两个传感器S1、S2(图1)的传感器数据首先分别分开地输送到一个信号/图像处理单元S/B1、S/B2。为了降低错误报警率，接着对传感器S1和S2的传感器数据进行相关性/图像比较。两个传感器之中的一个的传感器数据必须事先给予一个时间延迟(延迟单元DT)，这个时间延迟与在车辆Fz上安装的传感器S1、S2之间的距离和测得的速度v之间的商成比例。
然后在临界值探测器SD中，将传感器数据和事先确定的临界值进行比较，在越界时发出报警信息。
权利要求
1.一种用于轨道导引的车辆的障碍物报警系统，特别是用于高速列车，该系统带有至少一个安装在轨道导引的车辆上的传感器(S1、S2)，其特征在于所述传感器(S1、S2)横向于轨道导引的车辆(Fz)的行驶方向定向，以便能够识别在与所述车辆(Fz)的行驶路径相邻的行驶路径的建筑接近限界图内的潜在障碍物。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述传感器(S1、S2)以一个与轨道导引的车辆(Fz)的行驶方向基本上成90°的角度定向。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于所述传感器(S1、S2)是一个光学传感器，尤其是一个红外线传感器和/或一个雷达传感器。
4.根据上述权利要求之一所述的系统，其特征在于具有多种传感器类型，它们的传感器数据被用于评价。
5.根据上述权利要求之一所述的系统，其特征在于具有至少两个传感器(S1、S2)，它们在行驶方向上彼此相隔一定距离；并且具有一个相关性装置(KO)，在该相关性装置中对所述两个传感器(S1、S2)的传感器数据的相关性进行分析。
6.根据上述权利要求之一所述的系统，其特征在于所述轨道导引的车辆(Fz)是一种按钢轨/车轮原理的列车或者一种磁悬浮列车。
7.根据上述权利要求之一所述的系统，其特征在于所述传感器(S1、S2)在轨道导引的车辆(Fz)的两个横向上定向。
8.一种根据上述权利要求之一所述的系统的应用，用于评价行驶路径的质量，用于自动识别沿着行驶路径的地形特性，用于推断车辆的行驶动态性以及用于确定车辆所在地点。
全文摘要
本发明涉及一种用于轨道导引车辆的障碍物报警系统，特别是用于高速列车，该系统带有至少一个安装在轨道导引的车辆上的传感器(S1、S2)。根据发明，传感器(S1、S2)横向于轨道导引的车辆(Fz)的行驶方向定向，以便能够识别与所述车辆(Fz)的行驶路径相邻的行驶路径的建筑接近限界图内的潜在障碍物。
文档编号B61L23/04GK1720162SQ200380104955
公开日2006年1月11日 申请日期2003年11月27日 优先权日2002年12月21日
发明者H·克劳辛, J·G·克佩尔 申请人:无线电广播通信系统有限及两合公司