Radar-Sensoren

Sensordiversität

Messunsicherheit in der Geschwindigkeitsbestimmung mit unterschiedlichen Sensoren vermeiden
Autor: Florian Exner
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Bei der Geschwindigkeitsbestimmung gibt es, wie bei jeder Messung, eine Unsicherheit des bestimmten Wertes. Deshalb werden in modernen Zugsicherungssystemen verschiedene Sensorsysteme kombiniert. Florian Exner erklärt in seinem Beitrag kurz und knapp das Thema "Sensordiversität". 

Nur eine sehr genaue Geschwindigkeitsmessung erlaubt eine enge Taktung der Schienenfahrzeuge unter hohen Geschwindigkeiten. Ergibt eine Messung beispielsweise, dass die Geschwindigkeit zwischen 28 km/h und 32 km/h liegt und eine Weiche nur mit 30 km/h befahren werden darf, so muss der Zug bremsen, selbst wenn die wahre Geschwindigkeit bei 28 km/h liegt. Ein Zug, der die Geschwindigkeit genauer bestimmen kann, darf die Weiche schneller passieren.

Neben der Bestimmungsgenauigkeit ist auch die Verfügbarkeit ein großes Thema für die Geschwindigkeits- und Positionsbestimmung.

Tatsache ist: Alle Sensoren haben unterschiedliche Szenarien, in denen sie nicht optimal funktionieren. Es leidet zum Beispiel die Messgenauigkeit von Radachsgebern im Fall von gleitenden oder durchdrehenden Rädern, wie sie bei Bremsereignissen oder bei nassem Laub auf den Schienen vorkommen. 
In gleicher Weise sind beispielsweise GPS Systeme beeinträchtigt, wenn nicht genügend Satelliten eine Sichtverbindung haben oder Kamerasysteme, wenn die Sicht durch Nebel oder schweren Regen eingeschränkt ist, beeinträchtigt.

Aus diesem Grund werden in modernen Systemen verschiedene Sensoren kombiniert, um die Stärken der Systeme zu nutzen und die Schwächen zu kompensieren. Standards wie das Europäische Zugbeeinflussungssystem ETCS und dem Communication-Based-Train-Control System CBTC fordern explizit Sensordiversität. Eine etablierte Kombination besteht aus Doppler Radarsensoren und Radachsgebern. Da die Messunsicherheiten der beiden Sensorarten keine gemeinsame Ursache teilen, ist fast immer zumindest eine der zwei Sensorarten verfügbar. Durch mehr Sensoren kann die Präzision und Sicherheit der Geschwindigkeit zu Lasten höherer Komplexität und Komponentenkosten verbessert werden.
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Sensordiversität für ein genaues Messergebnis - Radar-Sensoren und Radachsgeber