DE10128762A1

DE10128762A1 - Process for increasing the availability of decentralized axle counting and track vacancy detection systems

Info

Publication number: DE10128762A1
Application number: DE2001128762
Authority: DE
Inventors: Andreas Mertin; Hartwig Ohmstede
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-06-07
Filing date: 2001-06-07
Publication date: 2002-12-12
Also published as: EP1264755A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit von dezentralen Achszähl- und Gleisfreimeldesystemen, wobei zwischen benachbarten Achszählpunkten (ZP1/ZP2, ZP2/ZP3) Gleisfreimeldeabschnitte (A1, A2) gebildet sind. Die Verfügbarkeit wird durch die Bildung von Redundanzen erhöht, wobei zusätzlich mindestens ein mehrere benachbarte Gleisfreimeldeabschnitte (A1, A2) umfassender übergeordneter Gleisfreimeldeabschnitt (ÜA1) gebildet wird und/oder zusätzlich Referenzachszählpunkte (ZP1r, ZP3r) in unmittelbarer Nähe zu zugeordneten Achszählpunkten (ZP1, ZP3) installiert werden und/oder mindestens einem Gleisfreimeldeabschnitt (ÜA1) mehrere unabhängige Verarbeitungseinheiten (VE ÜA1/DZ1, VE ÜA1/DZ2) zur Ermittlung des Belegungszustandes des Gleisabschnittes (ÜA1) zugeordnet werden.The invention relates to a method for increasing the availability of decentralized axle counting and track vacancy detection systems, track vacancy detection sections (A1, A2) being formed between adjacent axle counting points (ZP1 / ZP2, ZP2 / ZP3). The availability is increased by the formation of redundancies, with at least one superordinate track vacancy detection section (ÜA1) comprising a plurality of adjacent track vacancy detection sections (A1, A2) and / or additional reference axis counting points (ZP1r, ZP3r) in the immediate vicinity of assigned axle counting points (ZP1, ZP3 ) are installed and / or several independent processing units (VE ÜA1 / DZ1, VE ÜA1 / DZ2) are assigned to at least one track vacancy detection section (ÜA1) to determine the occupancy status of the track section (ÜA1).

Description

Die Erfindung betrifft mehrere Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit von dezentralen Achszähl- und Gleisfreimelde systemen gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1, 3, 4 und 5.The invention relates to several methods for increasing the Availability of decentralized axle counting and track vacancy detection systems according to the preamble of claims 1, 3, 4 and 5.

Achszähl- und Gleisfreimeldesysteme dienen der Steuerung des Bahnbetriebes und müssen, insbesondere bei stark frequentier ten Bahnstrecken, sehr hohen Zuverlässigkeits- und Verfügbar keitsanforderungen genügen. Die Sicherheit und Unfallfreiheit des Bahnbetriebes hängt entscheidend von der einwandfreien Funktion der Achszähl- und Gleisfreimeldesysteme ab. Insbe sondere auf freien Strecken, in größerer Entfernung zu Bahn höfen, kommen dezentrale, d. h. stellwerksunabhängige Achs zähl- und Gleisfreimeldesysteme zum Einsatz. Dabei sind jedem Zählpunkt ZP1, ZP2, ZP3 (Fig. 1) Vorverarbeitungseinheiten VV ZP1, VV ZP2, VV ZP3 zur signaltechnischen Aufbereitung der Zählergebnisse zugeordnet. Zwischen benachbarten Zählpunkten ZP1 und ZP2 bzw. ZP2 und ZP3 sind Gleisfreimeldeabschnitte A1 bzw. A2 definiert, deren Belegungszustand durch Vergleich der Zählergebnisse der benachbarten Zählpunkte ermittelt wird. Die im Wesentlichen softwaremäßig realisierten Vorverarbei tungseinheiten VV ZP1, VV ZP2, VV ZP3 und die Verarbeitungs einheiten VE A1, VE A2 zur-Ermittlung des Belegungszustandes des Gleisfreimeldeabschnittes A1, A2 sind auf Hardwarekompo nenten DZ1, DZ2, DZ3 implementiert. Bei der in Fig. 1 darge stellten Standardkonfiguration für die auf dezentraler Achs zählung basierende Gleisfreimeldung ist die Verarbeitungsein heit VE A1 der Hardware DZ2 des Zählpunktes ZP2 zugeordnet. Axle counting and track vacancy detection systems are used to control rail operations and must meet very high reliability and availability requirements, especially for heavily frequented railway lines. The safety and freedom from accidents in rail operations depends crucially on the perfect functioning of the axle counting and track vacancy detection systems. In particular on free routes, at a greater distance from train stations, decentralized, ie interlocking-independent axle counting and track clearance detection systems are used. Each metering point ZP1, ZP2, ZP3 ( FIG. 1) is assigned preprocessing units VV ZP1, VV ZP2, VV ZP3 for signal processing of the counting results. Track vacancy detection sections A1 and A2 are defined between adjacent metering points ZP1 and ZP2 or ZP2 and ZP3, and their occupancy status is determined by comparing the counting results of the adjacent metering points. The preprocessing units VV ZP1, VV ZP2, VV ZP3 and the processing units VE A1, VE A2 for determining the occupancy of the track vacancy detection section A1, A2, which are essentially implemented in software, are implemented on hardware components DZ1, DZ2, DZ3. In the standard configuration shown in FIG. 1 for the track vacancy detection based on decentralized axle counting, the processing unit VE A1 is assigned to the hardware DZ2 of the metering point ZP2.

Denkbar wäre jedoch auch eine Zuordnung der Verarbeitungsein heit VE A1 zur Hardware DZ1 des Zählpunktes ZP1. Nachteilig bei dieser Standardkonfiguration sind vor allem die durch Störungen und Ausfälle verursachten Wirkungen. Störungen um fassen vor allem durch Umwelteinflüsse verursachte Modifika tionen der Signalverläufe oder der Auswertung. Als Ursache für die Störung wird ein Ausfall ausgeschlossen. Ein Ausfall ist eine permanente oder intermittierende Fehlfunktion einer Funktionseinheit. Ausfälle, die keine Wirkung zeigen, werden nicht betrachtet.However, an assignment of the processing would also be conceivable Unit A1 to hardware DZ1 of metering point ZP1. adversely with this standard configuration, especially those are through Effects and failures caused effects. Interference around mainly include modifications caused by environmental influences tion of the signal curves or the evaluation. As the cause failure is excluded for the fault. An outage is a permanent or intermittent malfunction of one Functional unit. Failures that have no effect not considered.

Die nachfolgenden beiden Tabellen vermitteln einen Überblick über verschiedene Arten von Störungen St und Ausfällen Au.
The following two tables provide an overview of different types of faults and failures Au.

Die aufgeführten Störungen und Ausfälle verringern die Ver fügbarkeit des Systems. Darüber hinaus wird die Beseitigung der Störungen und Ausfälle bei der bekannten Konfiguration durch Menschen durchgeführt, deren Fehlerquote bekanntermaßen erheblich höher als die elektronischer Systeme ist.The listed faults and failures reduce the ver availability of the system. It also eliminates the faults and failures in the known configuration performed by people whose error rate is known to be is significantly higher than that of electronic systems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben geschil derten Nachteile zu beseitigen und gattungsgemäße Verfahren anzugeben, die es gestatten, zumindest einen Teil der oben tabellarisch aufgeführten Störungen und Ausfälle zu beherr schen.The invention has for its object that schil above Eliminate disadvantages and generic methods specify that allow at least part of the above to manage faults and failures listed in the table rule.

Die Aufgabe wird alternativ mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1, 3, 4 und 5 gelöst. Der erfindungsgemäße An satz aller Verfahren besteht dabei darin, verschiedene Redun danzen zu schaffen. Dabei wird das offensichtlich fehlerhafte oder nicht vorhandene Signal zum Belegungszustand durch ein auf anderem Wege ermitteltes gleichwertiges Signal ersetzt. Redundante Zweitsignale können permanent, d. h. zu allen Aus gabesignalen bezüglich des Belegungszustandes gebildet wer den, aber auch zyklisch, sporadisch oder nur im Falle einer realen Störung oder eines Ausfalls. The task is alternatively with the characteristic features of claims 1, 3, 4 and 5 solved. The invention The set of all processes consists of different speeches to create dances. This will obviously be incorrect or nonexistent signal to the occupancy status by a equivalent signal determined in another way is replaced. Redundant second signals can be permanent, i. H. to all off given signals regarding the occupancy status that, but also cyclically, sporadically or only in the case of one real disturbance or failure.

Gemäß Anspruch 1 wird die Redundanz durch Bildung zusätzli cher, mehrere benachbarte Gleisfreimeldeabschnitte umfassen der, übergeordneter Gleisfreimeldeabschnitte hergestellt. Vorzugsweise ist gemäß Anspruch 2 eine bedarfsabhängige Vor gabe der übergeordneten Gleisfreimeldeabschnitte vorgesehen. Je nach gewünschtem Redundanzgrad kann die Bildung der über geordneten Gleisfreimeldeabschnitte auf sehr unterschiedliche Weise erfolgen. Beispielsweise können mehrere Zählpunkte überbrückt werden oder es können - gegebenenfalls von der Art des Fehlers abhängig - zu einem Störungs- oder Ausfallfehler quasi unterschiedlich lange übergeordnete Gleisfreimeldeab schnitte definiert werden. Dabei können auch mehrere überge ordnete Gleisfreimeldeabschnitte ineinander verschachtelt werden. Auf diese Weise lässt sich ein Teil der Störungen und Ausfälle quasi überbrücken. Die Wirkung dieser und weiterer im Folgenden zu erläuternden Verfahrensweisen in Bezug auf die verschiedenen Störungs- und Ausfallkonstellationen ist in den weiter unten dargestellten Tabellen näher erläutert.According to claim 1, the redundancy is additional by education cher, several adjacent track vacancy detection sections of the superordinate track vacancy sections. Preferably, according to claim 2, a needs-based pre provision of the superordinate track vacancy sections. Depending on the desired level of redundancy, the formation of the over ordered track vacancy sections to very different Way. For example, several points of delivery can be bridged or - if necessary, of the type depending on the fault - a fault or failure fault quasi different lengths of superordinate track vacancy detection cuts can be defined. You can also use several ordered track vacancy detection sections nested become. In this way, part of the interference and Bridge failures. The effect of this and others below for explanatory procedures regarding the various fault and failure constellations is in the tables shown below.

Eine weitere, in Anspruch 3 gekennzeichnete Verfahrensweise beruht auf Redundanz durch zusätzliche Referenzzählpunkte und Gleisfreimeldeabschnitte, während nach Anspruch 4 mehrere un abhängige Verarbeitungseinheiten zur Ermittlung des Bele gungszustandes der Gleisfreimeldeabschnitte vorgesehen sind.Another procedure characterized in claim 3 is based on redundancy through additional reference points of delivery and Track vacancy sections, while according to claim 4 several un dependent processing units for determining the Bele supply condition of the track vacancy detection sections are provided.

Um einen Großteil oder sämtliche Fehlerursachen zu berück sichtigen, sieht Anspruche 5 die parallele Anwendung mindes tens zwei der drei vorstehend angegebenen Verfahrensweisen vor.To deal with most or all of the causes of errors see, claims 5 sees the parallel application at least at least two of the three procedures outlined above in front.

Vorzugsweise werden die Hardware-Komponenten der Zählpunkte für die Software sowohl von Vorverarbeitungseinheiten zur Aufbereitung der Zählergebnisse als auch von Verarbeitungs einheiten zur Feststellung des Belegungszustandes des Gleis freimeldeabschnittes quasi mehrfach benutzt. Auf diese Weise entfallen zusätzliche Hardware-Installationen. Je nach Anwen dungsfall kann es jedoch auch sinnvoll sein, für verschiedene Teilaufgaben separate Hardware-Komponenten einzusetzen, um das Ausfallrisiko zu reduzieren.The hardware components of the metering points are preferred for the software both from preprocessing units to Preparation of the counting results as well as processing units for determining the occupancy status of the track free reporting section quasi used several times. In this way there is no need for additional hardware installations. Depending on the application In the event of an application, however, it can also be useful for different To use subtasks separate hardware components reduce the risk of default.

Die Verfahren und deren Kombinationen lassen sich sinngemäß auch auf sich verzweigende Streckenverläufe anwenden.The procedures and their combinations can be used analogously also apply to branching routes.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand figürlicher Darstellun gen näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below with the aid of figurative representations gene explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Standardkonfiguration gemäß dem Stand der Tech nik, Fig. 1 nik a standard configuration according to the prior Tech,

Fig. 2 eine erste Verfahrensvariante auf der Grundlage re dundanter übergeordneter Abschnitte, Fig. 2 shows a first variant of the method based on re dundanter parent portions,

Fig. 3 eine zweite Verfahrensvariante auf der Grundlage zu sätzlicher Zählpunkte und Gleisfreimeldeabschnitte und Fig. 3 shows a second method variant on the basis of additional metering points and track vacancy sections and

Fig. 4 eine dritte Verfahrensvariante auf der Grundlage re dundanter Gleisfreimeldeabschnittsberechnungen. Fig. 4 shows a third method variant on the basis of redundant track vacancy section calculations.

Fig. 1 wurde einleitend zum Stand der Technik ausführlich erläutert. Die Bezugszeichensystematik wird nachfolgend wei terverwendet, wobei die Zählpunkte ZP1 und ZP3 Streckenbe grenzungen bilden sollen und im Folgenden als Grenzzählpunkte bezeichnet werden. FIG. 1 explained in the introduction to the prior art in detail. The system of reference symbols will be used further below, the metering points ZP1 and ZP3 should form route boundaries and are referred to below as limit metering points.

Fig. 2 illustriert die Bildung eines redundanten übergeord neten Zählpunktabschnitts ÜA1. Es ist ersichtlich, dass die zugehörige Verarbeitungseinheit VE ÜA1 auf der Hardware- Plattform DZ2 implementiert ist und die Ausgangsdaten der Vorverarbeitungseinheiten VV ZP1 und VV ZP3 der Zählpunkte ZP1 und ZP3 verarbeitet. In der nachfolgenden Tabelle sind die Wirkungen bei den oben beschriebenen Störungen und Aus fällen zusammengefasst. Beherrschbare Störungen und Ausfälle sind grau unterlegt.
Fig. 2 illustrates the formation of a redundant parent metering point section ÜA1. It can be seen that the associated processing unit VE ÜA1 is implemented on the hardware platform DZ2 and processes the output data of the preprocessing units VV ZP1 and VV ZP3 of the metering points ZP1 and ZP3. The following table summarizes the effects of the faults and failures described above. Controllable malfunctions and failures are highlighted in gray.

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass insbesondere Störungen und Ausfälle der Grenzzählpunkte ZP1 und ZP3 mittels des übergeordneten Gleisfreimeldeabschnitts ÜA1 nicht behebbar sind, da über die Grenzzählpunkte ZP1 und ZP2 keine überge ordneten Gleisfreimeldeabschnitte gebildet werden können.The table shows that in particular faults and failures of the limit metering points ZP1 and ZP3 using the superordinate track vacancy detection section ÜA1 cannot be remedied are, since none of the limit metering points ZP1 and ZP2 ordered track vacancy sections can be formed.

Dieses Problem kann durch Hinzufügen zusätzlicher Referenz zählpunkte ZP1r und ZP3r umgangen werden. Fig. 3 veranschau licht eine mögliche Konfiguration. Dabei sind die verschiede nen Möglichkeiten, wie die Gleisfreimeldeabschnitte R1 und R2 bezügliche der Referenzzählpunkte ZP1r und ZP3r gebildet wer den können dargestellt. Folgende Fälle können unterschieden werden:
This problem can be avoided by adding additional reference points ZP1r and ZP3r. Fig. 3 illustrates light a possible configuration. The various possibilities of how the track vacancy detection sections R1 and R2 are formed with respect to the reference metering points ZP1r and ZP3r are shown. The following cases can be distinguished:

- The preprocessing unit VV ZP1r is on the same hardware DZ1 as the preprocessing unit VV ZP1, the preprocessing unit VV ZP3r is not located on the same hardware as the preprocessing unit VV ZP3,
- The reference track vacancy detection section R2 is on the same Hardware DZ3 managed like the track vacancy detection section A2 or
- The reference track vacancy detection section R1 is not on the same hardware DZ2 as the track vacancy detection section A1 managed.

Diese Fälle lassen sich kombinieren. In der nachfolgenden Ta belle sind die Wirkungen bei den oben beschriebenen Störungen und Ausfällen aufgelistet.
These cases can be combined. The following table lists the effects of the faults and failures described above.

Insbesondere Totalausfälle einer dezentralen Einheit sind mit den bisherigen Methoden noch nicht zu beherrschen. An dieser Stelle kann die mehrfache Redundanz VE ÜA1 sowohl auf DZ1 als auch auf DZ2 herangezogen werden. In Fig. 4 ist exemplarisch dargestellt, wie eine solche Konfiguration aussehen könnte. Das Verfahren lässt sich auch auf Grenzzählpunkte ZP1 und ZP3 anwenden, so dass alle oben angeführten Störungen und Ausfäl le beherrschbar sind. In dem Beispiel wird der übergeordnete Gleisfreimeldabschnitt ÜA1 redundant auf DZ1 und DZ2 berech net. Nimmt man den Ausfall Au4 an, dann ist der Zählpunkt ZP2 ausgefallen, so dass ein übergeordneter Gleisfreimeldeab schnitt ÜA1 zur Informationsgewinnung verwendet werden muss. Da aber die Hardwareplattform DZ2 vollständig ausgefallen ist, steht die Verarbeitungseinheit VE ÜA1 auf der Hardware plattform DZ2 nicht zur Verfügung. Durch die redundante Aus legung der Verarbeitungseinheit VE ÜA1 auf der Hardwareplatt form DZ1 kann diese Information verwendet werden und somit der Ausfall beherrscht werden. In particular, total failures of a decentralized unit cannot yet be managed with the previous methods. At this point, the multiple redundancy VE ÜA1 can be used on both DZ1 and DZ2. In FIG. 4 is shown an example of how such a configuration could look like. The method can also be applied to limit metering points ZP1 and ZP3, so that all the malfunctions and failures listed above can be managed. In the example, the superordinate track vacancy detection section ÜA1 is calculated redundantly on DZ1 and DZ2. If one assumes the failure Au4, then the metering point ZP2 has failed, so that a higher-level track vacancy detection section ÜA1 must be used to obtain information. However, since the hardware platform DZ2 has failed completely, the processing unit VE ÜA1 is not available on the hardware platform DZ2. Due to the redundant design of the processing unit VE ÜA1 on the hardware platform DZ1, this information can be used and the failure can be controlled.

Die vorgestellten Verfahren können in ihrer Redundanz und Kombination geeignet dimensioniert werden. Durch die flexible Kombinierbarkeit der Redundanzen lässt sich das Verfahren kostengünstig installieren.The methods presented can be redundant and Combination can be suitably dimensioned. Because of the flexible The method can be combined with redundancies Install inexpensively.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das vorstehend ange gebene Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Va rianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders gearte ter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch ma chen.The invention is not limited to the above given embodiment. Rather, a number of Va Rianten conceivable, which is fundamentally different ter execution of the features of the invention use ma chen.

Claims

1.Procedure for increasing the availability of decentralized axle counting and track vacancy detection systems, whereby track vacancy detection sections (A1, A2) are formed between adjacent axle counting points (ZP1 / ZP2, ZP2 / ZP3), characterized in that at least one more adjacent track vacancy reporting sections ( A1, A2) comprehensive superordinate track free reporting section (ÜA1) is formed.

2. The method according to claim 1, characterized, that the superordinate track clearing sections (ÜA) be may be formed depending on the requirements.

3. Procedure for increasing the availability of decentralized Axle counting and track vacancy detection systems, whereby between neighboring beard axle counting points (ZP1 / ZP2, ZP2 / ZP3) cuts (A1, A2) are formed, characterized, that additional reference axis counting points (ZP1r, ZP3r) in un indirect proximity to assigned axle counting points (ZP1, ZP3) be installed.

4. Procedure for increasing the availability of decentralized Axle counting and track vacancy detection systems, whereby between neighboring beard axle counting points (ZP1 / ZP2, ZP2 / ZP3) cuts (A1, A2) are formed, characterized, that at least one track vacancy detection section (ÜA1) several independent processing units (VE ÜA1 / DZ1, VE ÜA1 / DZ2) to determine the occupancy status of the track vacancy detection section (ÜA1) can be assigned.

5. Procedure for increasing the availability of decentralized Axle counting and track vacancy detection systems, whereby between neighboring beard axle counting points (ZP1 / ZP2, ZP2 / ZP3) cuts (A1, A2) are formed, characterized by the combination of at least two of the methods according to claims 1, 3 and 4.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that the metering points (ZP) have hardware components (DZ), which the software of both preprocessing units (VV) for processing the counting results as well as processing processing units (VE) for determining the occupancy status the track section is assigned.