Zur Sicherheitsnachweisführung einer bordautonomen satellitenbasierten Ortungseinheit für den Schienenverkehr

Manz, Hansjörg

Mit dieser Arbeit wird ein Beitrag zur Steigerung der Attraktivität des Schienenverkehrs durch den Wechsel von traditioneller streckenseitiger auf satellitenbasierte fahrzeugseitige Ortung geleistet. Hierbei wird eine Grundlage für den Entwicklungsprozess für die Selbstortung des Schienenfahrzeugs ohne streckenseitige Einrichtungen oder Aktivitäten des Fahrers erstellt, um die Zertifizierung und Typzulassung einer bordautonomen, mit ETCS Level 3 konformen satellitenbasierten Ortungseinheit für den Schienenverkehr zu erreichen. Anstelle der momentan im Schienenverkehr üblichen diskreten Zugortung können mit Einführung der satellitenbasierten kontinuierlichen Ortung eine Vielzahl an Vorteilen durch einen effizienteren Betrieb und den Verzicht auf streckenseitige Ortungskomponenten sowie Signalisierung ermöglicht und realisiert werden. Die hier konzipierte Ortungseinheit muss für eine Zertifizierung entsprechend dem gültigen normativen Rahmen entwickelt werden. Dafür werden der normative Rahmen und dessen historische Entwicklung analysiert und die beteiligten Organisationen im Normerstellungsprozess sowie die Entwicklungsprozesse in Europa betrachtet. Um die Ergebnisse dieser Arbeit auch weltweit für Entwicklungsprozesse nutzen zu können, wird auch der internationale normative Rahmen fokussiert. Darauf aufbauend soll die Begutachtung und Zertifizierung der satellitenbasierten Ortungseinheit im Schienenverkehr durchgeführt und der Prozess nachvollzieh und wiederholbar dargestellt werden. Die satellitenbasierte Zugortung soll in moderne Zugbeeinflussungssysteme eingebunden werden und ist somit nicht separat einsetzbar. Für die somit notwendige Integration wird hier die Grundlage gelegt, die Umsetzung erfolgt durch ein modulares Modellkonzept für die Schnittstellen.

This thesis contributes to a more attractive railways by enhancing the change from traditional track side to satellite based vehicle self localisation. The development process for the self localisation of a rail vehicle without track side infrastructure and activities of the driver is created to reach the certification and type approval of a board autonomous localisation unit for railways compatible with ETCS level 3. Instead of the currently used discrete localisation in railways the advantages of satellite based localisation can be used for a continuous localisation. This leads to various benefits by an efficient operation and the abandonment of track side localisation as well as signalling components. The localisation unit designed in this thesis has to be developed for a certification according the normative background which is therefore analysed. Furthermore the historical background of the normative background is analysed and the participating organisations in the creation of a norm as well as the development process in Europe are focused. To use the results of this work for worldwide development processes, the international normative background is focused as well. On this basis, the certification and assessment of the satellite based localisation unit for railways is carried out with consistent and comprehensive process. The satellite based train localisation is integrated in modern train control system and can therefore not be used separately. For the necessary integration the fundamental work is done, the implementation is carried out by a modular model concept for the interfaces. To enable a clear structured description, a terminologically consistent approach is introduced and used. The focus is on the terms relevant for development and certification to enhance the comprehensibility and for a consistent implementation. This work is the basis for a safe system development and the connected certification with a clearly structured system. These are introduced here and are necessary to know the relevant parts for the safety analysis. This approach enables to identify potential problems and difficulties early and to adopt adequate solutions to be included in the development process. The necessary processes are introduced in general and subsequently applied to the certification of the satellite based localisation in railways.

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Manz, Hansjörg: Zur Sicherheitsnachweisführung einer bordautonomen satellitenbasierten Ortungseinheit für den Schienenverkehr. 2017.

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