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1、(10)申请公布号 CN 102481943 A(43)申请公布日 2012.05.30CN102481943A*CN102481943A*(21)申请号 201080037664.5(22)申请日 2010.07.27102009039701.9 2009.08.31 DEB61L 3/06(2006.01)G08G 1/0967(2006.01)B61L 5/18(2006.01)(71)申请人西门子公司地址德国慕尼黑(72)发明人 J.布拉班德 B.埃弗斯(74)专利代理机构北京市柳沈律师事务所 11105代理人谢强(54) 发明名称从线路侧装置向车辆传输数据的方法以及车辆侧和线路侧装置。
2、(57) 摘要本发明涉及一种可多方面使用的且同时由于其可靠性也适合于安全性关键的要求的从线路侧装置(10)向车辆(20)传输数据的方法。为此，根据本发明该方法如下运行：从线路侧装置(10)发出具有以待传输的数据调制的可见光(11)的形式的光信号，其中，所述待传输的数据包括标识线路侧装置(10)的标志，在车辆(20)侧将借助光信号接收的标志与期望的标志进行比较，以及如果在比较时确定了接收的标志与期望的标志之间的偏差，则在车辆(20)侧丢弃以光信号接收的数据。此外，本发明还涉及一种车辆侧装置以及一种线路侧装置。(30)优先权数据(85)PCT申请进入国家阶段日2012.02.24(86)PCT申请。
3、的申请数据PCT/EP2010/060890 2010.07.27(87)PCT申请的公布数据WO2011/023481 DE 2011.03.03(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书6页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页 说明书 6 页 附图 1 页1/2页21.一种用于从线路侧装置(10)向车辆(20)传输数据的方法，其中，-从线路侧装置(10)发出具有以待传输的数据调制的可见光(11)的形式的光信号，其中所述待传输的数据包括标识线路侧装置(10)的标志，-在车辆(20)侧将借助光信号所接收的标志与期望的标志进行比较，以及-如果在比。
4、较时确定了所接收的标志与期望的标志之间的偏差，则在车辆(20)侧丢弃以光信号接收的数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据由具有光信号设备形式的线路侧装置(10)发出。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据由具有照明装置形式的线路侧装置(10)发出。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述数据由布置在隧道内的照明装置发出。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述数据向具有与轨道结合的车辆，特别是轨道车辆的形式的车辆(20)传输。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述期望的标志在车辆(20)侧借助电子线路图确定。7.根据上述权利。
5、要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述期望的标志在车辆(20)侧借助导航设备确定。8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述期望的标志在车辆(20)侧根据事先从线路侧设备接收的预报信号确定。9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据所接收的标记确定车辆(20)的位置。10.一种车辆侧装置(22、23、24)，带有：-用于从线路侧装置(10)接收具有以待传输的数据调制的可见光(11)的形式的光信号的装置，其中所述待传输的数据包括标识线路侧装置(10)的标志，-用于将借助光信号所接收的标志与期望的标志进行比较的装置，和-用于在只要所接收的标志和期望的标志之间的比较确定。
6、了偏差就丢弃以光信号接收的数据的装置。11.根据权利要求10所述的车辆侧装置，其特征在于，所述车辆侧装置是列车控制系统的装置。12.根据权利要求10或11所述的车辆侧装置，其特征在于，所述车辆侧装置被构造为用于借助电子线路图确定期望的标记。13.根据权利要求10至12中任一项所述的车辆侧装置，其特征在于，所述车辆侧装置被构造为用于借助导航设备确定期望的标记。14.根据权利要求10至13中任一项所述的车辆侧装置，其特征在于，所述车辆侧装置被构造为用于根据事先从线路侧设备接收的预报信号确定期望的标记。15.根据权利要求10至14中任一项所述的车辆侧装置，其特征在于，所述车辆侧装置被构造为用于根据所。
7、接收的标志确定所述车辆侧装置的位置。16.一种带有用于发出具有以待传输的数据调制的可见光(11)的形式的光信号的装权 利 要 求 书CN 102481943 A2/2页3置的线路侧装置(10)，其中，所述待传输的数据包括标识了线路侧装置(10)的标志。17.根据权利要求16所述的线路侧装置，其特征在于，所述线路侧装置(10)是光信号设备。18.根据权利要求17所述的线路侧装置，其特征在于，所述光信号设备是用于控制与轨道相关的车辆，特别是轨道车辆的系统的组件。19.根据权利要求16所述的线路侧装置，其特征在于，所述线路侧装置(10)是照明装置。20.根据权利要求19所述的线路侧装置，其特征在于，。
8、所述照明装置布置在隧道内。21.一种用于车辆控制的系统，具有根据权利要求10至15中任一项所述的至少一个车辆侧装置(22，23，24)以及根据权利要求16至20中任一项所述的至少一个线路侧装置(10)。22.根据权利要求21所述的用于车辆控制的系统，其特征在于，所述系统是列车控制系统。权 利 要 求 书CN 102481943 A1/6页4从线路侧装置向车辆传输数据的方法以及车辆侧和线路侧装置技术领域0001 本发明涉及一种用于从线路侧装置向车辆传输数据的方法以及一种车辆侧和一种线路侧装置。背景技术0002 特别地由于普遍存在的光源的可用性，同时利用由该光源发出的光作为用于数据传输的信息载体具。
9、有重要意义。也称为可见光通信(Visible Light Communication，VLC)系统的相应的通信系统因此考虑为用于不同的领域和应用。在此，例如将通常的白炽灯泡作为光源，或(由于在此可实现的高的数据传输率)特别地也可使用快速切换的LED(Light Emitting Diodes，发光二极管)。与此无关地，在VLC的范围内，数据传输借助从光源发出的光的调制进行，其中调制优选地这样进行，使得调制对于人眼不可识别或不干扰人眼。0003 也与不同的交通系统相关，VLC的应用提供了自动化程度的提高。这特别地适用于目前已使用的光信号设备的领域，例如具有道路交通中的红绿灯的形式、轨道交通中的铁。
10、路信号的形式或航空交通中的滑行道照明形式的光信号设备。相应的光信号设备的任务在此通常是为各个交通工具的驾驶员或机长传递对于运行必要的信息，所述信息随后被驾驶员或机长转换或考虑。因此，例如借助相应的信号指示牵引车辆驾驶员(Triebfahrzeugfhrer)，使得驾驶员由于在行驶方向上位于其前方的轨道段上所存在的占用而将其牵引车辆制动或停车。0004 目前，VLC基本上提供了如下可能性，即将现有的基础设施进行如下扩展，使得可视传送的信号信息附加地以自动形式可评估地从线路装置向车辆传输。其中数据借助可见光从线路侧装置向车辆或车辆侧装置传输的相应的方法例如从Navin Kumar，Nuno Lou。
11、renco，Michael Spiez和Rui L.Aguiar的专业文献“Visible Light Communication Systems Conception and VIDAS”，IEEE Technical Review，Vol.25，Issue 6，November-December 2008中已知。因此，此处描述了智能交通系统，其中以利用LED构造的交通信号灯形式的线路侧装置向具有汽车形式的车辆传输数据。发明内容0005 本发明要解决的技术问题在于，提供一种用于从线路侧装置向车辆传输数据的方法，所述方法可多方面地使用且由于其可靠性也适合于安全性关键的要求。0006 按照本发明。
12、，上述技术问题通过用于从线路侧装置向车辆传输数据的方法来解决，其中从线路侧装置发出具有以待传输的数据调制的可见光形式的光信号，其中待传输的数据包括标识线路侧装置的标志，借助光信号在车辆侧接收的标志与期望的标志进行比较，并且只要在比较时确定了接收到的标志和期望的标志之间的偏差，就丢弃车辆侧通过光信号接收的数据。0007 本发明基于如下认识，即在实践中使用可见光传输数据在许多应用中在活动性方说 明 书CN 102481943 A2/6页5面是困难的。因此，经常涉及多个具有光信号设备形式的发光的线路侧装置，使得实现不同的光源的光的重叠。此外，其它干扰，例如由于反射导致的干扰，也可能在从线路侧装置向车。
13、辆借助可见光传输数据时导致错误。用于光学聚焦和/或干涉评估以消隐或去除所接收的光的不希望的部分的基本上可使用的方法的根本缺点是不保证该方法在所有条件下都可靠地工作。这特别地在安全性关键的要求中，即例如在从线路侧装置向车辆传输控制数据的情况中，是有问题的或不可接受的。0008 现在，为了一方面可多方面地使用，并且另一方面同时以特别可靠的方式通过从车辆接收的数据避免触发错误或不希望的动作，根据本发明从线路侧装置发出具有以待传输数据调制的可见光形式的光信号，其中数据包括标识了线路侧装置的标志。在此，标识了线路侧装置的标志有利地提供了使车辆能够识别发光的线路侧装置的前提条件。0009 根据本发明，将借。
14、助光信号接收的标志为此目的在车辆侧与期望的标志进行比较。在此，本发明有利地利用到，在许多情况或运行情况中已知所接收的光信号应是从哪个轨道侧装置发出的。这不仅适用于具有以汽车、飞机或船舶形式的交通工具的交通系统，而且特别地适用于具有例如以轨道车辆形式的与轨道结合的交通工具的交通系统。0010 因此，特别地在后一种情况中，车道通过轨道引导而唯一地确定。与其它用于位置确定的已知方法结合，由此可通过相对简单的方式事先确定与各情况相关的线路侧装置。由此，在车辆侧能够根据借助光信号接收的标志与期望的标志的比较，进行所接收的光信号或发光的线路侧装置的识别和检测。0011 只要在比较时确定了所接收的标志与期望。
15、的标志之间的偏差，就丢弃在车辆侧通过光信号接收的数据。这意味着，不对该数据进行另外的评估或使用，例如用于控制车辆。因此，特别地在同时接收多个光信号时实现车辆，即使在由于传输条件而困难的情况中，也可靠地识别与运行相关的信号，并且随后仅进一步考虑通过该光信号接收的数据。0012 此外，根据本发明的方法提供的优点是实现了明显简化现有交通系统的基础实施的前提。因此，将例如在铁路技术中目前的信号概念视觉地传输到轨道车辆的牵引车辆驾驶员。这通过信号灯实现，其中如果要求，通过技术系统监测牵引车辆驾驶员是否注意到信号。在此，信号本身可具有非常不同的功能，从与安全性相关的功能，例如在主信号中，直至纯运行功能，例。
16、如在开车信号中。对于通过牵引车辆驾驶员视觉上或光学上接收的信息的正确转换的检查目前例如在列车安全系统中通过如下方式保证，即，使得信号信息附加地通过其它传输路径传输到车辆的车辆装置。这例如可以借助铜线圈、应答器或设置在信号前方的电流回路电感性地传输。0013 借助根据本发明的方法现在基本上实现了完全或部分地弃用相应的附加的传输装置。因此，根据本发明的方法实现了即使在安全性相关的应用中，也可将从线路侧装置发出的光信号既用于向车辆驾驶员视觉地给出的信号指示，也用于同时向车辆的接收或传感器装置传输数据。在此，作为传感器装置例如可使用与处理装置结合的摄像机。0014 从线路侧装置向车辆传输的数据优选地是。
17、控制数据，所述控制数据间接地或直接地影响车辆的车辆控制。0015 在此应指出的是，在根据本发明的方法的范围内从线路侧装置向车辆传输的数据基本上也仅可以由标识线路侧装置的标志组成。0016 根据本发明的方法的特别优选的实施方式，数据从具有光信号设备的形式的线路说 明 书CN 102481943 A3/6页6侧装置发出。在此，概念“光信号设备”在本发明的描述中包括用借助可见光的信号指示的任意类型的设备。所述光信号设备特别地包括轨道交通的信号灯或电子指示牌、轨道信号、航空交通中的滑行道照明部件或船舶交通中使用的警告灯、照明信号或灯塔的灯标。0017 根据本发明的方法的另一种的特别优选的构造，数据从具。
18、有照明装置形式的线路侧装置发出。在此，在本发明的描述中，这种装置被称为照明装置，其发出的光通常仅用于或基本上用于照明目的。优选地，相应的照明装置在人们的日常生活中以灯的形式多种形式地存在于建筑物内部和外部。0018 优选地，根据本发明的方法也可扩展为使得数据从布置在隧道内的照明装置发出。这是有利的，因为由此例如在具有轨道车辆形式的车辆的情况中，在隧道内实现车辆的特别简单且同时可靠的定位。因此，例如可以借助对准车辆侧的照相机从照明装置正好这样久地接收光信号，直至所有关的车辆驶过照明装置即光源。由此可推定，车辆在正好不再在车辆侧接收各光信号的时刻，处在照明装置的位置处。为此目的，基本上从线路侧装置。
19、向车辆传输的数据足以包括标识线路侧装置的标志。作为其替代，也可是如下情况，即数据从布置在隧道内的照明装置发出，而其它信息借助该数据传输到车辆。在此，例如也可以是距离行驶方向上下一个照明装置的距离，或其它对于车辆相关的信息或依赖关系。0019 根据本发明的方法的另一种特别优选的实施方式，向具有与轨道结合的车辆特别是轨道车辆的形式的车辆传输数据。这是有利的，因为特别地在与轨道结合的车辆的情况中，在车辆侧能够以特别简单和可靠的方式确定期望的标志。其原因是轨道引导以及多个已知的用于确定与轨道结合的车辆的位置和地点的方法。0020 优选地，根据本发明的方法也可具有如下特征，即车辆侧期望的标志借助电子线路。
20、图确定。为此，在已知车辆的位置时，例如已知车辆沿铁轨线路的地点时，以廉价和简单的方式实现了确定在给定的时刻或给定位置期望接收到光信号的线路侧装置。期望的标志自身在此例如可以从电子线路图自身获取，或基于电子线路图的信息从轨道车辆的其它的存储装置获取。0021 作为上述实施方式的替代或补充，根据本发明的方法也可以有利地构造为使得期望的标志在车辆侧借助导航设备确定。因此，线路侧装置及其期望的标志有利地也存储在导航设备内，例如具有在使用GPS(全球定位系统)的情况下的卫星支持的导航设备的形式的导航设备内。0022 根据本发明的方法的另一种特别优选的实施方式，所述实施方式可实现为上述两个优选实施方式的替。
21、代或补充，车辆侧的期望的标志根据前面由线路侧装置接收的预告信号(Ankndigungs-Signal)确定。在此，预告信号可由车辆借助可见光或也借助其它传输路径接收。这例如包括电感性的或基于无线电的预告信号传输。0023 根据本发明的方法的另一种特别优选的构造，根据所接收的标志确定车辆的位置。这意味着，不仅附加地对于线路侧装置接收的数据的标志，而且可通过车辆进行另外的评估和使用。作为其替代，也可根据所接收的标志在车辆侧本身上或例如由交通系统的中央控制装置，例如以调度台的形式(事先传输相应的信息之后)，根据所接收的标志确定车辆的位置。这基本上适用于任何类型的线路侧装置，即特别地不仅适用于具有光信。
22、号设备形式的线路侧装置，而且适用于具有照明装置形式的线路侧装置。因为相应的线路侧装置通常沿车辆的行驶线路定位在已知的固定的位置，所以可由根据所接收的标志验证的从线说 明 书CN 102481943 A4/6页7路侧装置的光信号接收直接断定车辆的位置或地点。0024 此外，本发明涉及一种车辆侧装置。0025 对于车辆侧装置，本发明要解决的技术问题在于，给出一种车辆侧装置，该车辆侧装置可多方面使用且同时支持从线路侧装置向车辆的特别可靠的数据传输方法。0026 根据本发明上述技术问题通过带有用于接收光信号的装置的车辆侧装置解决，所述光信号具有来自线路侧装置的以待传输的数据调制的可见光的形式，其中，待。
23、传输的数据包括标识了线路侧装置的标志，以将借助光信号接收的标志与期望的标志进行比较，并且如果在比较时确定了所接收的标志和期望的标志之间的偏差则丢弃以光信号接收的数据。0027 根据本发明的车辆侧装置的优点基本上对应于根据本发明的方法的优点，从而对此参考相应的前述实施。相应地，如下提及的车辆侧装置的优选扩展对应于根据本发明的方法的相应的优选扩展，从而对此也参考相应的前述实施。0028 优选地，根据本发明的车辆侧装置被构造为列车控制系统的装置。0029 根据另一种特别优选的实施方式，根据本发明的车辆侧装置被构造为用于借助电子路线图确定期望的标志。0030 优选地，根据本发明的车辆侧装置也可具有如下。
24、特征，即，所述车辆侧装置被构造为用于借助导航设备确定期望的标志。0031 根据本发明的车辆侧装置的另一种特别优选的扩展，所述车辆侧装置被构造为用于根据事先从线路侧装置接收的预报信号确定期望的标志。0032 有利地，根据本发明的车辆侧装置也可扩展为使得所述车辆侧装置被构造为用于根据所接收的标志确定其位置。因为车辆侧装置布置在车辆内和/或车辆上，所以这对应于此车辆的位置的直接确定。0033 此外本发明涉及一种线路侧装置。0034 对于线路侧装置，本发明要解决的技术问题在于，给出一种线路侧装置，该线路侧装置可多方面使用且同时支持从线路侧装置向车辆的特别可靠的数据传输方法。0035 根据本发明，上述技。
25、术问题通过带有用于发出光信号的装置的线路侧装置解决，所述光信号具有以待传输的数据调制的可见光的形式，其中待传输的数据包括标识了线路侧装置的标志。0036 根据本发明的线路侧装置的优点基本上对应于根据本发明的方法的优点，从而对此参考相应的前述实施。同样，如下提及的根据本发明的线路侧装置的优选扩展也对应于根据本发明的方法的相应的优选扩展。0037 优选地，根据本发明的线路侧装置被构造为光信号设备。在此，该光信号设备可有利地作为用于控制与轨道结合的车辆特别是轨道车辆的系统的组件，即列车控制系统的组件。0038 根据本发明的线路侧装置的另一种特别优选的实施方式，线路侧装置是照明装置。优选地，照明装置在。
26、此布置在隧道内。0039 本发明此外包括用于车辆控制的系统，所述系统带有至少一个根据本发明的车辆侧装置或根据前面举出的本发明的车辆侧装置的优选扩展的至少一个车辆侧装置，以及带有至少一个根据本发明的线路侧装置或根据前面举出的本发明的线路侧装置的优选扩展说 明 书CN 102481943 A5/6页8的至少一个线路侧装置。0040 根据本发明的用于车辆控制的系统的优选扩展，所述系统是列车控制系统。附图说明0041 下面根据实施例进一步解释本发明。附图中：0042 图1在用于解释根据本发明的方法的实施例的示意图中示出了根据本发明的用于列车控制的系统的实施例，所述系统带有根据本发明的车辆侧装置的实施例。
27、以及根据本发明的线路侧装置的实施例。具体实施方式0043 图1示出了线路侧装置10，所述线路侧装置10具有设置在铁路线路上的具有信号形式的光信号设备的形式。线路侧装置10按照信号的形式发出可见光11，所述可见光11被接近线路侧装置10的具有铁路车辆形式的车辆20的牵引车辆的驾驶员21视觉地觉察到。以此，例如可以为牵引车辆的驾驶员21显示停车信号，所述停车信号被牵引车辆驾驶员21或车辆20注意到。0044 在列车控制系统的范围中，通常进行对轨道车辆的部分地或完全地自动控制。为此，通常在轨道内或上设置附加的部件，借助所述部件将例如信号信息形式的信息传输到车辆20。在此，例如可使用轨道耦合线圈或应答。
28、器以用于发出相应的控制数据。0045 在所述的根据本发明的方法的实施例的情况中，现在从线路侧装置10发出具有以待传输的数据调制的可见光11的形式的光信号。在此，调制可以是可见光的脉冲，例如通过线路侧装置10的信号灯的对于人眼不可察觉的快速接通和关闭形成的脉冲。作为替代，相应的脉冲例如也可以通过光强度的变化进行，以此可将例如数字或模拟形式的信息或数据以强度波动的形式传输。作为替代的是另外的已知的可用于通过可见光的调制进行数据传输的调制方法。优选地，在此待传输的数据从线路侧装置10连续地周期性重复地发出。0046 在简单的运行情况下，由车辆所接收的光信号与发光的线路侧装置10的关联以相对简单的方式。
29、实现。这例如适合于如下情况，即，对于具有车辆20的照相机的形式的传感器装置22，仅线路侧装置10可见。特别地在复杂的情况中，即例如在多轨道时、更大的车站时或由于环境影响而使接收情况困难时，但不从对于安全性关键的要求足够的安全性出发，使得在车辆20的传感器装置22侧将所接收的数据实际上与各时刻负责轨道车辆20的控制的线路侧装置10相关。0047 但为了现在可进行对于所接收的光信号的唯一的识别，根据本发明的方法有利地利用了如下事实，即，在许多运行情况中已知应为车辆20保留或为车辆20保留哪个线路。这特别地适用于如在轨道车辆的情况中车辆的行驶路径通过轨道引导唯一地确定的情况。以此实现了，事先唯一地确。
30、定或决定与各情况相关的线路侧装置10。0048 从线路侧装置10借助光信号11向车辆20传输的数据包括即含有标识线路侧装置10的标志。在此，要求的是或充分的是，使标志唯一地标识线路侧装置10，使得以高的或限制安全性的概率可排除错误的关联。0049 将借助光信号所接收的标志在车辆20侧与期望的标志进行比较，所述期望的标说 明 书CN 102481943 A6/6页9志例如可以借助在车辆20上设置的线路图，通过其它线路侧设备确定的例如用于信号预告的预告信号，或通过将应期望的线路侧装置20的标志存储在导航设备内来确定。0050 只要接收到的标志与期望的标志的比较给出偏差，就丢弃车辆20侧的以光信号接。
31、收的数据，即，特别地不将所述数据用于车辆20的控制。0051 只要借助光信号接收的标志与期望的标志相符，就将借助传感器装置(该传感器装置例如可以是摄像机)所采集的数据通过电信号导线24传递到处理装置23以用于进一步处理以及控制车辆20。0052 处理装置23在此例如可以是计算机支持的用于列车控制的装置。0053 要指出的是，所接收的光信号的解调，即提取所接收的数据，不仅可在传感器装置22侧进行，而且可由布置在后方的装置、即例如由处理装置23进行。0054 对应于上述实施方式，本发明特别地也在同时接收不同的光信号或其它困难的条件下实现，可靠地识别与运行相关的信号且与之相应地仅评估且进一步处理该信。
32、号。以此，即使在运行非唯一的情况下也保证了唯一的信号识别，由此即使对于安全性关键的应用或对于例如列车控制系统的系统，也可使用借助可见光从线路侧装置向车辆的相应地传输数据。在此，根据本发明的方法特别地提供了如下优点，即所述方法基本上在任何时刻且与各运行或环境条件无关地可靠地工作。0055 根据本发明的方法可以有利地多方面地使用，因为所述方法可通过使用简单的转化构思用于各情况，其中将已存在的目前的数据或信号信息光学或视觉地传输到车辆驾驶员。借助调制在此使用的可见光，可在此将在最简单的情况中仅包含一些字节的信息的另外的数据从线路侧装置传输到车辆。0056 在车辆侧可将数据以技术上相对简单的方式由例如具有照相机形式的传感器装置采集或接收，并且传递到各应用中，即传递到例如用于列车控制的设备，以用于评估或考虑。在列车控制系统的情况中，在此可例如除了原本的信号信息外，也附加地将分析信息或速度信息传输到轨道车辆。说 明 书CN 102481943 A1/1页10图1说 明 书 附 图CN 102481943 A10。