DE102005049217A1

DE102005049217A1 - Verfahren und Einrichtung zur Fernsteuerung eines Relais-Stellwerks unter Verwendung von hochverfügbaren Steuerungen

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Publication number: DE102005049217A1
Application number: DE200510049217
Authority: DE
Inventors: Hans-Werner Dr. Schmidt; Robert Allmendinger
Original assignee: Elpro Berlin Industriehol GmbH; Elpro Berlin -Industrieholding- GmbH
Current assignee: Elpro Berlin Industriehol GmbH; Elpro Berlin -Industrieholding- GmbH
Priority date: 2005-10-09
Filing date: 2005-10-09
Publication date: 2007-04-19

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Fernsteuerung von Relais-Stellwerken, mit denen die Sicherheitsvoraussetzungen erfüllt werden und keine hohen Investitionskosten für die Anpassung der RSTW erforderlich sind. DOLLAR A Dabei erfolgt die Steuerung des Relais-Stellwerkes von einem abgesetzten Bedienarbeitsplatz aus, derart, dass der "sichere" Kern des vorhandenen RSTW unverändert erhalten bleibt und das RSTW über mindestens ein sicheres Fernsteuersystem von dem örtlich abgesetzten Bedienarbeitsplatz aus gesteuert wird. DOLLAR A Zur Gewährleistung einer unverfälschten Datenübertragung wird die Plausibilität der übertragenen Meldungen und Kommandos überprüft, indem am Anfang des Fernsteuersystems komplementäre Signale erzeugt werden, die am Ende des Fernsteuersystems verglichen werden. Außerdem werden die Daten über mindestens zwei getrennte Datenübertragungsstrecken übermittelt und anschließend die Übereinstimmung der übermittelten Daten überprüft. Eine Kommandoausführung kann erst nach erfolgreichem Kommandovergleich erfolgen. Befahrbarkeitssperren und Merkhinweise werden in gesonderten Speicherbereichen der Steuerung gespeichert und auf dem Monitor angezeigt. DOLLAR A Das RSTW ist über mindestens ein Fernsteuersystem mit dem Bedienarbeitsplatz sowie zwei redundanten Servern verbunden. Der Bedienarbeitsplatz verfügt über eine verfahrensgesicherte Bedienanzeige. Das Fernsteuersystem weist ein programmierbares elektronisches System an der bedienarbeitsplatzseitigen ...

Description

Die Leit- und Sicherungstechnik (LST) als ein wesentlicher Bestandteil der Bahntechnik ist eine Technik zur sicheren Steuerung von Transportprozessen im Schienenverkehr. Dabei spielen folgende Aspekte eine besondere Rolle:

• Zuverlässigkeit,
• Verfügbarkeit,
• Instandhaltbarkeit,
• Sicherheit.

Die Sicherung von Zugfahrten bei Eisenbahnen erfolgt in Abhängigkeit von den betrieblichen Anforderungen und den technischen Möglichkeiten. Unterschieden wird in der Regel zwischen Haupt- und Nebenbahnen. Grundsätzlich wird im Raumabstand gefahren, d.h. in einem Strecken- oder Bahnhofsgleisabschnitt darf sich stets nur ein Zug befinden.
Auf Hauptbahnen werden diese Abschnitte durch ortsfester Signale, innerhalb von Bahnhöfen in Abhängigkeit zur Stellung der Fahrwegelemente (z.B. Weichen), auf der Strecke in Abhängigkeit vom vorhandenem Rückblock des vorausfahrenden Zuges und der in der Streckenblockanlage eingestellten Erlaubnisrichtung, gesichert. Für höhere Geschwindigkeiten wurden ergänzende Systeme zur Führerstandssignalisierung und der Überwachung der Zuggeschwindigkeit sowie Zugbeeinflussungseinrichtungen eingeführt, die das Vorbeifahren an "Halt" zeigenden Signalen vermeiden.
Die funktionale Struktur der Leit- und Sicherungstechnik, wie sie sich seit Jahrzehnten herausgebildet und bewährt hat, besteht aus folgenden Komponenten:

1. Außenanlagen (Weichen, Signale, Gleissperren, Gleisfreimeldeanlagen, Zugbeeinflussungs- und Zugmitwirkungseinrichtungen)
2. Steuerebene (Stell- und Überwachungseinrichtungen für Außenanlagen)
3. Sicherungsebene (Umsetzung der Bedienereingaben in Steuerbefehle, Ausschluss von Gefährdungen durch menschliche Fehlbedienungen und technische Fehler, Fahrstraßensicherung)
4. Bediener und Bedienebene (Fahrdienstleiter, Mensch-Maschine-Schnittstelle)
5. Disposition (Disponent, Zugbetrieb, Fahrplanüberwachung und Fahrplanänderung)

Technisch und organisatorisch sind die Komponenten 1 bis 4 in einem Stellwerk zusammengefasst.
Bei einem Relais-Stellwerk, im Folgenden mit RSTW bezeichnet, werden alle erforderlichen Abhängigkeiten und Voraussetzungsprüfungen für das Zulassen von Zugfahrten und Stellvorgängen elektrisch durch Signalrelais in der stellwerkspezifischen Schaltung hergestellt (Relaislogik). Diese orientiert sich bei älteren RSTW am Verschlussplan (Gleisbildstellwerke, z. B. DrS2), bei modernen RSTW am Lageplan (Spurplanstellwerke, z. B. SpDrL60). Die Drehhebel werden durch Tasten (elektrische Schalter) ersetzt. Die sichere Anzeige der Elemente der Außenanlage übernehmen Leuchtmelder. Bei Gleisbildstellwerken erfolgt die Einstellung der Fahrstraße analog zu mechanischen bzw. elektromechanischen Stellwerken sukzessive durch Einstellung der einzelnen Fahrwegelemente und anschließendem Verschluss der eingestellten Fahrstraße. Bei Spurplanstellwerken ist die Fahrstraßeneinstellung und Fahrstraßenverschluss automatisiert und erfolgt durch Betätigung der Start-Ziel-Tasten. Ein weiterer Vorteil der Spurplanstellwerke gegenüber den Gleisbildstellwerken ist die Standardisierung der Relaisbaugruppen und deren Verkabelung durch Spurkabel, die dem Gleisplan nachempfunden sind. Für die Gleisfreiprüfung werden selbsttätige Gleisfreimeldeanlagen eingeführf.
Die Entwicklung von Elektronischen Stellwerken (ESTW) sowie die technologische und technische Entwicklung der Informationsverarbeitung und Informationsübertragung ermöglichte eine Zusammenfassung von mehreren Stellwerken eines Bereiches zu Stellwerksbereichen sowie eine Zusammenfassung von Stellwerksbereichen zu größeren Netzbereichen und somit eine zentralisierte Betriebsführung.
Derzeit sind für das Kernnetz der DB Netz AG sieben Betriebszentralen (BZ) im Aufbau.
Die Einstellung von Fahrstraßen durch die auf Hauptbahnen eingesetzten technischen Systeme, wie ESTW und Betriebszentralen erfordert sehr hohe Investitions- und Betriebskosten, was insbesondere bei geringeren betrieblichen Anforderungen, wie beispielsweise auf Strecken mit schwachem oder mäßigem Betrieb betriebswirtschaftlich sehr kritisch ist, da trotz der anerkannten Vorzüge des Schienenverkehrs die Wettbewerbsfähigkeit zu anderen Verkehrsträgern erheblich eingeschränkt wird.
Auf den Hauptstrecken sind vorzugsweise Elektronische Stellwerke errichtet worden, die aus übergeordneten Betriebszentralen gesteuert werden. Dies erfordert einen sehr hohen technischen Aufwand. Auf Nebenbahnen ist der technische Ausrüstungsgrad geringer.
Obwohl seit ca. 1990 die DB Netz AG bei allen Neubauten ausschließlich ESTW verwendet, sind auch Anlagen aller anderen Technikgenerationen im Einsatz. Die Gesamtanzahl der Stellwerke der DB Netz AG lag 2002 bei ca. 6:000 Stellwerken. Der Anteil von RSTW beträgt ca. 40%, was einer Anzahl von etwa 2400 Relais-Stellwerken entspricht.
Auf Nebenstrecken sind vielfach noch Relais-Stellwerke vorhanden, die teilweise eine relativ hohe Restnutzungsdauer haben. Allerdings ist der personelle Aufwand für das Betreiben der RSTW relativ hoch, Aufgrund einerseits der hohen Anzahl der „alten" Stellwerkstechniken, die ersetzt werden müssen, und andererseits der hohen Investitionen für die heutigen ESTW sowie deren durch den laufenden Betrieb erschwerte Integration ins bestehende Netz der DB Netz AG, die nur über einen langen Zeitraum getätigt werden können, ist noch mit einer jahrzehntelangen Betriebzeit der vorhandenen Stellwerkstechnik, insbesondere unter Berücksichtigung der teilweise geringen Belastung der betreffenden Strecken, zu rechnen.
Die DB AG ist insbesondere durch den Wettbewerb mit anderen Verkehrsträgern gezwungen, ihre Gesamtkosten und daraus resultierend die Personalkosten möglichst ohne Qualitätseinbußen ihrer Leistungen zu reduzieren. Einen erheblichen Anteil der Personalkosten machen die Kosten für die Bedienerebene aus.
Aus Rationalisierungsgründen gab es schon seit ca. 1970 Fernsteuerungen, die es ermöglichten, mehrere Stellwerke zentral von einer Fernsteuerzentrale fernzusteuern und somit die Bedienerebene auf den ferngesteuerten Stellwerken einzusparen. Diese Fernsteuerungen sind jedoch einerseits nicht mehr verfügbar und entsprechen andererseits nicht mehr dem Stand der Technik. Die Integration von RSTW in Unterzentralen durch o. g. Bedienanpassrechner sind nur im Kernnetz der DB Netz AG möglich bzw. denkbar, d. h. in Stellwerksbereichen, in denen bereits Unterzentralen existieren bzw. geplant sind.
Derartige Lösungen werden in verschiedenen Veröffentlichungen beschrieben, beispielsweise in „Integration von Relaisstellwerken in die Bedienoberfläche des ESTW L90" von Rahn, SIGNAL + DRAHT (93) 412001 Seiten 24–26. Für die Einbindung vorhandener Relais-Stellwerke in das Konzept der Betriebszentralen der DB müssen verschiedene Komponenten speziell entwickelt werden, insbesondere Rechner und Bedienanpassungen. Die vorhandene „sichere Logik" des RSTW wird ausgeschaltet und das RSTW wird nach den notwendigen Umbauten aus der übergeordneten Unterzentrale gesteuert.
In „Anschluss von Relaisstellwerken an Betriebszentralen" von Rahn/Kant in SIGNAL + DRAMT (95) 10/2003 Seiten 16 bis 18 wird ebenfalls eine Lösung zur Integration von Relaisstellwerken in die moderne Betriebsleittechnik der Bahn beschrieben. Um große geschlossene Dispositions- und Steuerbereiche zu schaffen sind die vorhandenen RSTW in das BZ-Programm zu integrieren und durch geeignete Ergänzungsmaßnahmen in Unterzentralen zu integrieren.
Auch in der Firmenzeitschrift ALCATEL wird von Mura die „Einbindung vorhandener Stellwerke in das BZ-Konzept" detailliert dargestellt, wobei auch hier die Zentralisierung der Disposition und Steuerung sowie damit verbundenen Investitionen als Ziel dargestellt werden.
Eine Anbindung solcher Relais-Stellwerke an vorhandene benachbarte Elektronische Stellwerke setzt hohe Investitionskosten bei der notwendigen Anpassung der RSTW an die technischen Voraussetzungen für eine Anbindung voraus.
Für Stellwerksbereiche, die nicht zum Kernnetz der DB Netz AG gehören (z. B. schwach befahrene Strecken im Regionalbereich) und deren Einbindung in die BZ nicht geplant ist, sind somit neue Fernsteuerungen erforderlich.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Steuerung von Relais-Stellwerken vorzuschlagen, mit denen die erforderlichen Sicherheitsvoraussetzungen erfüllt werden und keine hohen Investitionskosten für die Anpassung der RSTW erforderlich sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst, indem die Steuerung des Relais-Stellwerkes von einem abgesetzten Bedienarbeitsplatz aus derart erfolgt, dass der „sichere" Kern des RSTW unverändert erhalten bleibt und das RSTW über mindestens ein sicheres Fernsteuersystem von dem örtlich abgesetzten Bedienarbeitsplatz aus gesteuert wird. Der abgesetzte Bedienarbeitsplatz verfügt über eine verfahrensgesicherte Bedienanzeige.
Der abgesetzte Bedienarbeitsplatz verfügt über einen Monitor, auf dem dem Bedienpersonal alle Kommandos, Handlungen und Zustände analog zu einem ESTW angezeigt werden.
Zur Gewährleistung einer unverfälschten Datenübertragung wird die Plausibilität der zwischen dem Bedienarbeitsplatz und dem RSTW übertragenen Meldungen und Kommandos überprüft, indem am Anfang des Fernsteuersystems durch ein Programmierbares Elektronisches System komplementäre Signale erzeugt werden, die am Ende des Fernsteuersystems durch ein zweites Programmierbares Elektronisches System verglichen werden. Außerdem werden die Daten über mindestens zwei getrennte Datenüberfragungsstrecken übermittelt und anschließend die Übereinstimmung der übermittelten Daten überprüft.
Eine Kommandoausführung kann erst nach erfolgreichem Kommandovergleich erfolgen.
Befahrbarkeitssperren und Merkhinweise werden in gesonderten Speicherbereichen der Steuerung gespeichert und auf dem Monitor angezeigt.
In Ausnahmesituationen, beispielsweise bei Wartungsarbeiten, kann das RSTW, nach entsprechender „verriegelter" Umschaltung, alternativ vom Steuertisch im RSTW „vor Ort" gesteuert werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens können den Unteransprüchen 2 bis 6 entnommen werden.
Die Einrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass das RSTW mit seinem „sicheren" Kern, der Relaislogik und den Außenanlagen unverändert erhalten bleibt und das RSTW über mindestens ein Fernsteuersystem mit einem örtlich abgesetzten Bedienarbeitsplatz, bestehend aus einem PC mit einem oder mehreren Monitoren sowie zwei redundanten Servern verbunden ist. Der Bedienarbeitsplatz ist als Bildschirmarbeitsplatz mit entsprechender Bedienung für die Steuerung ausgestaltet. Der abgesetzte Bedienarbeitsplatz verfügt über eine verfahrensgesicherte Bedienanzeige. Zur Wartung der Server ist eine Bedieneinrichtung vorgesehen. Die Komponenten des Bedienarbeitsplatzes sind untereinander und mit dem Fernsteuersystem über einen Bus verbunden. Das Fernsteuersystem weist zwei Programmierbare Elektronische Systeme auf, von denen ein Programmierbares Elektronisches System an der bedienarbeitsplatzseitigen Datenübergabestelle und das andere Programmierbare Elektronische System (PES) an der RSTW-seitigen Datenübergabestelle angeordnet ist und zwischen diesen eine sichere Datenübertragungsstrecke, bestehend aus mindestens einem Modem am Anfang der Datenübertragungsstrecke und mindestens einem Modem am Ende der Datenübertragungsstrecke, angeordnet ist.
In einer ersten Ausführung ist das Fernsteuersystem redundant ausgelegt, wobei die beiden PES redundant betrieben werden und die Datenübertragungsstrecke, zwei redundant betriebene Modems am Anfang der Datenübertragungsstrecke und zwei redundant betriebene Modems am Ende der Datenübertragungsstrecke; aufweist und die Datenübertragung über zwei redundant betriebene Datenleitungen erfolgt. Der Vergleich der übertragenen Kommandos und Meldungen erfolgt durch die beiden PES; für die Kommandos in der RSTW-seitigen PES und für Meldungen in der bedienarbeitsplatzseitigen PES. Werden Abweichungen festgestellt, die auf Fehler hinweisen, werden geeignete Maßnahmen zur Offenbarung eingeleitet.
In einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung werden zur Datenübertragung zwei diversitäre Fernsteuersysteme eingesetzt, die zwei physikalisch getrennte Kanäle darstellen. Die Datenübertragung erfolgt analog der oben beschriebenen Einrichtung, die beiden Fernsteuersysteme sind grundsätzlich analog zu den Übertragungsstrecken gemäß der oben beschriebenen Einrichtung ausgestaltet. Ein Vergleich der in den Übertragungsstrecken übertragenen Kommandos und Meldungen erfolgt durch die in diesem Fall insgesamt vier PES. Der Vergleich für Kommandos erfolgt in den beiden RSTW-seitigen PES und Meldungen werden in den bedienarbeitsplatzseitigen PES verglichen. Dazu sind die beiden RSTW-seitigen PES über eine gesonderte Verbindung untereinander verbunden, während die bedienarbeitsplatzseitige Verbindung durch den Bus gewährleistet ist
Als weitere Variante besteht die Möglichkeit, dass die Datenübertragung durch drei parallel angeordnete Fernsteuerungen erfolgt. Die Datenübertragung erfolgt analog der oben beschriebenen Einrichtung, die drei getrennten Fernsteuersysteme sind grundsätzlich analog zu den Übertragungsstrecken gemäß der oben beschriebenen Einrichtung ausgestaltet. Ein Vergleich der in den Übertragungsstrecken übertragenen Kommandos und Meldungen zur Gewährleistung der notwendigen Sicherheit bei der Datenübertragung erfolgt in diesem Fall durch eine vor- und eine nachgeschaltete Vergleichereinheit in der die übermittelten Daten mittels einer 2-aus-3 Logik verglichen werden.
Jedes RSTW verfügt weiterhin jeweils über einen Stelltisch, über den bisher ausschließlich für die Steuerung des RSTW erfolgte, so dass gegebenenfalls bei Abschaltung der Fernsteuerung vom abgesetzten Bedienarbeitsplatz eine Vor-Ort-Bedienung des RSTW möglich ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung können den Unteransprüchen 8 bis 22 entnommen werden.
Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der vorgeschlagenen Einrichtung besteht darin, dass die vorhandene Relaistechnik, insbesondere die sichere Stellwerkslogik sowie die vorhandenen Außenanlagen unverändert erhalten bleiben und die Steuerung des Relais-Stellwerks von einem örtlich abgesetzten Bedienarbeitsplatz aus erfolgt, der örtlich beispielsweise in einer Zentrale angeordnet ist. Somit können mehrere RSTW von einer Person gesteuert werden und somit wesentliche Kosteneinsparungen erzielt werden. Durch die Verlegung der Bedienfunktion vom bestehenden Stellwerk an einen anderen Ort, beispielsweise in ein benachbartes Stellwerk sind keine Umbauten am bestehenden Relaisstellwerk erforderlich. Für die Realisierung der Bedienarbeitsplätze und der Datenübertragungsstrecke werden hochverfügbare, sicherheitsgerichtete und zertifizierte Erzeugnisse und Baugruppen eingesetzt, die sich bei industriellen Steuerungen vielfach bewährt haben. Es werden modulare, skalierbare industrielle Standardkomponenten eingesetzt. Die geforderte Sicherheit wird mittels fehlersicherer Hardware-Komponenten sowie einer softwarebasierten Verfahrenssicherung gewährleistet.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die zugehörigen Figuren zeigen drei Übersichtsdarstellungen der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Steuerung eines RSTW.
1 Einrichtung zur Fernsteuerung eines Relais-Stellwerkes von einem entfernten Bedienarbeitsplatz mit einem Fernsteuersystem
2 Einrichtung zur Fernsteuerung eines Relais-Stellwerkes von einem entfernten Bedienarbeitsplatz mit zwei diversitären Fernsteuersystemen
3 Einrichtung zur Fernsteuerung eines Relais-Stellwerkes von einem entfernten Bedienarbeitsplatz mit einer 2-aus-3 Steuerung
Das erfindungsgemäße Verfahren soll anhand einer Einrichtung gem. 1 erläutert werden.
Meldungen vom RSTW 1, die beispielsweise den Zustand der Außenanlagen 1.2 wiedergeben, werden vom Relaisgestell als sicherem Stellwerkskern 1.1 an die RSTW-seitige PES 4.5 übermittelt. In dieser PES 4.5 erfolgt eine rückwirkungsfreie Signalanpassung und die Eingabe der Meldung und des Objektes (z.B. Weiche W1). Es erfolgt dann die Bildung eines komplementären Signals für die sichere Meldung sowie die anschließende Übertragung beider Meldungen über eine sichere Übertragungsstrecke bestehend aus den redundanten Modems 4.4.1, 4.4.2 den redundanten Datenleitungen 4.3.1, 4.3.2 sowie den beiden redundanten Modems 4.2.1, 4.2.2. Die beiden Meldungen mit dem Objekt (z.B. Weiche W1) werden durch die bedienarbeitsplatzseitige PES 4.1 empfangen und es erfolgt ein Vergleich, ob die empfangenen Meldungen komplementär sind. Handelt es sich um Prozess-Signale, kann eine Plausibilitätsprüfung des Zustandes des jeweiligen Objektes mit Hilfe eines Zustandautomaten durchgeführt werden. Wird festgestellt, dass die Meldungen komplementär und plausibel sind, erfolgt eine Weiterleitung der Meldungen an die Visualisierung des Objektes W1 auf dem Monitor 2.1 des Bedienarbeitsplatzes 2. Wird festgestellt, dass die Meldungen nicht komplementär oder nicht plausibel sind, sind Fehler in der Übertragung aufgetreten und es erfolgt eine Mitteilung des Fehlers in Text und in Bildform auf dem Monitor 2.1 und es erfolgt eine Sperrung der Hilfshandlungen.
Wird vom Bedienpersonal am Bedienarbeitsplatz 2 ein Kommando ausgelöst, wird in der bedienarbeitsplatzseitigen PES 4.1 zuerst ein komplementäres Signal für das sichere Kommando gebildet. Es erfolgt dann eine Übertragung beider Kommandos über eine sichere Übertragungsstrecke bestehend aus den redundanten Modems 4.2.1, 4.2.2 den redundanten Datenleitungen 4.3.1, 4.3.2 sowie den beiden redundanten Modems 4.4.1, 4.4.2 zur RSTW-seitigen PES 4.5. Hier erfolgt der Vergleich, ob die Kommandos komplementär sind und wenn sie komplementär sind erfolgt die Weiterleitung des Kommandos an das RSTW 1. Der „sichere" Kern des RSTW 1.1 prüft das Kommando und meldet Bereitschaft, die Bereitschaftsmeldung wird über die Fernsteuerung 4 an den Bedienarbeitsplatz 2 zur Anzeige für das Bedienpersonal übertragen. Das Bedienpersonal bestätigt am Bedienarbeitsplatz 2 das Kommando. In der PES 4.1 wird ein komplementäres Signal für das sichere Kommando gebildet. Es erfolgt die Übertragung beider Kommandos über die sichere Übertragungsstrecke 4.2, 4.3, 4.4. In der PES 4.5 erfolgt nun ein Vergleich, ob die Kommandos komplementär sind. Bei Erfüllung der Voraussetzung erfolgt die Weiterleitung des Kommandos an das RSTW 1. Das RSTW 1 führt das Kommando aus und meldet Befehlsausführung. Diese Meldung wird analog der oben beschriebenen Meldungsverarbeitung behandelt. Das Bedienpersonal bestätigt die richtige Befehlsausführung. Es erfolgt wiederum die Bildung eines komplementären Signals für das sichere Kommando in der PES 4.1 und die Übertragung beider Kommandos über eine sichere Übertragungsstrecke an die PES 4.5. Hier erfolgt wiederum ein Vergleich ob die Kommandos komplementär sind. Tritt in der Kette der Übertragung von Kommando und Meldung ein Fehler auf, wird die KF-Bedienung gesperrt und es erfolgt eine Mitteilung des Fehlers in Text und in Bildform auf dem Monitor 2.1 des Bedienarbeitsplatzes 2.
Nachfolgend soll eine Einrichtung zur Realisierung des Verfahrens anhand der 1 beschrieben werden. In der 1 ist eine Einrichtung zur Fernsteuerung eines Relais-Stellwerkes von einem entfernten Bedienarbeitsplatz mit einem Fernsteuersystem dargestellt. Das RSTW 1 ist mit seinen Komponenten, dem Relaisgestell als sicherem Stellwerkskern 1.1 und den zugehörigen Außenanlagen, wie Weichen, Signalen und Schranken 1.2 sowie den örtlichen Stelleinrichtungen, dem Stelltisch 1.3 und den Zusatzfunktionen (1.4), wie ZN-Anlage, Oberleitungsschalteinrichtung (OSE), Weichenheizungen unverändert beibehalten worden. Dieses RSTW wird von einem Bedienarbeitsplatz 2 gesteuert, der sich örtlich beispielsweise in einem benachbarten Stellwerk befindet. Der Bedienplatz 2 besteht aus einem PC mit Monitor 2.1 der über einen Bus 3 mit zwei Servern 2.2.1, 2.2.2, die redundant betrieben werden, verbunden. Auf den beiden Servern 2.2.1, 2.2.2 läuft das Betreibssystem, die Standardsoftware des verwendeten Bedien- und Beobachtungssystems einschließlich der erforderlichen Datenbanken, die Grundsoftware sowie die OPC-Software für die Verbindung mit dem Fernsteuersystem 4. Die Bedienung und Anzeige des Bedienarbeitsplatzes 2 erfolgt analog zu einem ESTW. Für die Protokollierung der Handlungen und Meldungen verfügt der Bedienarbeitsplatz 2 über einen Drucker 2.3. Das Fernsteuersystem 4, über welches das RSTW 1 vom Bedienarbeitsplatz 2 aus gesteuert wird, verfügt an den Datenübergabestellen vom/zum Bedienarbeitsplatz 2 sowie an der Datenübergabestelle zum/vom RSTW 1 über jeweils ein fehlersicheres und hochverfügbares Programmierbares Elektronisches System (PES) 4.1, 4.5. Diese beiden Programmierbaren Elektronischen Systeme (PES) 4.1, 4.5 verarbeiten die Kommandos, Befehle und Meldungen und erzeugen die erforderliche Sicherheit für die Datenübertragung. Die Kommandos an das zu steuernden RSTW werden signaltechnisch sicher übergeben. Verfälschte, unzeitige oder unmotivierte Kommandos werden unterbunden. Von dem bedienarbeitsplatzseitigen Programmierbaren Elektronischen System (PES) 4.1 werden die zu übertragenden Daten redundant über zwei parallel angeordnete und analog aufgebaute Modems 4.2.1, 4.2.2 in zwei redundante Datenleitungen 4.3.1, 4.3.2 eingespeist. Diese Datenleitungen 4.3.1, 4.3.2 können LWL oder Kupferleitungen sein. Am anderen Ende der Datenleitungen 4.3.1, 4.3.2 befinden sich wieder zwei parallel angeordnete und analog aufgebaute Modems 4.4.1, 4.4.2, die die übermittelten Daten an das zweite, RSTW-seitige Programmierbare Elektronische System (PES) 4.5 weiterleiten. Vervollständigt wird das Fernsteuersystem 4 durch eine Anpasseinheit 4.6. Diese Anpasseinheit 4.6 beinhaltet insbesondere eine Auswahlschalteinrichtung zwischen Ortsbedienung und Fernbedienung sowie die Signalanpassung zum „sicheren" Stellwerkskern und die Zusatzfunktionen (OSE, ZN-Anlage, WHZ, OLS). Die vom Bedienarbeitsplatz 2 ausgegebenen Kommandos und Befehle werden nun an das RSTW 1 übermittelt, in der gleichen Weise, wie es bei herkömmlichen RSTW vom Stelltisch 1.3 erfolgte. Der Stelltisch 1.3 bleibt unverändert erhalten und kann über eine Auswahlschaltung 4.6 wahlweise mit dem RSTW 1 verbunden werden. Der Stelltisch 1.3 wird vorzugsweise zu Wartungszwecken benutzt; es kann aber auch ein Vor-Ort-Betrieb durchgeführt werden.
Die weitere Arbeitsweise, die Einstellung und Verriegelung von Fahrstraßen, die Ansteuerung der vorhandenen Außenanlagen, die Erfassung von – Zustandsmeldungen erfolgt unverändert durch den im vorhandenen RSTW 1 unverändert erhaltenen sicheren Stellwerkskern, die im Relaisgestell 1.1 realisierte Stellwerkslogik.
Daraus folgt, dass das RSTW 1 unverändert bedient wird, nur dass der Bedienarbeitsplatz nicht unmittelbar neben dem Relaisgestell 1.1 angeordnet ist, sondern die Bedienung von einem örtlich abgesetzten Bedienarbeitsplatz 2 über ein Fernsteuersystem 4 erfolgt.
Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist in der 2 dargestellt. In der 2 ist eine Prinzipdarstellung einer Einrichtung zur Fernsteuerung eines Relais-Stellwerkes von einem entfernten Bedienarbeitsplatz mit zwei diversitären Fernsteuersystemen dargestellt. Hier soll nur noch auf die Unterschiede zur Einrichtung gem. 1 eingegangen werden. Anstelle eines redundanten Fernsteuersystems werden bei dieser Ausführung zwei diversitäre Fernsteuersysteme für die Datenübertragung zwischen dem Bedienarbeitsplatz 2 und dem RSTW 1 eingesetzt. Die beiden diversitären Fernsteuersysteme 4, 5, über welche das RSTW 1 vom Bedienarbeitsplatz 2 aus gesteuert wird, stellen zwei physikalisch getrennte Kanäle dar und verfügen an den Datenübergabestellen vom/zum Bedienarbeitsplatz 2 sowie an den Datenübergabestelle zum/vom RSTW 1 über jeweils ein fehlersicheres und hochverfügbares Programmierbares Elektronisches System (PES) 4.1, 4.5, 5.1, 5.5. Diese vier Programmierbaren Elektronischen Systeme (PES) 4.1, 4.5, 5.1, 5.5 verarbeiten die Kommandos, Befehle und Meldungen und erzeugen die erforderliche Sicherheit für die Datenübertragung. Die beiden Fernsteuersysteme 4, 5 sind mit unterschiedlichen Hardwarekomponenten aufgebaut und werden mit unterschiedlicher Software betrieben. Da beide Fernsteuersysteme physikalisch getrennt und mit unterschiedlicher Hard- und Software ausgestattet sind, kann man davon ausgehen, dass bei übereinstimmender Datenübertragung keine Fehler bei der Datenübermittlung aufgetreten sind. Ein Vergleich der in den Übertragungsstrecken übertragenen Kommandos und Meldungen erfolgt durch die vier PES 4.1, 4.5, 5.1, 5.5. Der Vergleich für Kommandos erfolgt in den beiden RSTW-seitigen PES 4.5, 5.5 und für Meldungen in den bedienarbeitsplatzseitigen PES 4.1, 5.1. Dazu sind die beiden RSTW-seitigen PES über eine gesonderte Verbindung 6 untereinander verbunden, während die bedienarbeitsplatzseitige Verbindung durch den Bus 3 gewährleistet ist. Bei der Feststellung von Unterschieden in den übermittelten Daten werden Maßnahmen zur Offenbarung von Fehlern eingeleitet.
Eine dritte Ausführung einer erfindungsgemäßen Einrichtung ist in 3 dargestellt. Die 3 zeigt eine Einrichtung zur Fernsteuerung eines Relais-Stellwerkes von einem entfernten Bedienarbeitsplatz mit einer 2-aus-3 Steuerung. Auch hier soll nur auf die Unterschiede zu einer Einrichtung gem. 1 eingegangen werden. Es werden anstelle eines redundanten Fernsteuersystems drei getrennte Fernsteuersysteme eingesetzt. Die Fernsteuersysteme 4, 5, 6, über welche das RSTW 1 vom Bedienarbeitsplatz 2 aus gesteuert wird, verfügen über drei physikalisch getrennte Kanäle und weisen an den Datenübergabestellen vom/zum Bedienarbeitsplatz 2 sowie an den Datenübergabestelle zum/vom RSTW 1 jeweils ein fehlersicheres und hochverfügbares Programmierbares Elektronisches System (PES) 4.1, 4.5, 5.1, 5.5 auf. Diese insgesamt sechs Programmierbaren Elektronischen Systeme (PES) 4.1, 4.5, 5.1, 5.5, 6.1, 6.5 verarbeiten die Kommandos, Befehle und Meldungen und erzeugen die erforderliche Sicherheit für die Datenübertragung. Die drei Fernsteuersysteme 4, 5, 6 können diversitär aufgebaut sein und können mit unterschiedlicher Software betrieben werden. Da die drei Fernsteuersysteme physikalisch getrennt sind, kann man davon ausgehen, dass bei übereinstimmender Datenübertragung keine Fehler bei der Datenübermittlung aufgetreten sind. Zur Feststellung einer übereinstimmenden Datenübertragung durch alle drei Fernsteuersysteme 4, 5, 6 ist der Datenübermittlung eine Vergleichereinheit 7 vor- und nachgeschaltet. Die zu übermittelnden Daten werden vor und nach der Datenübermittlung durch die entsprechenden Vergleichereinrichtungen 7.1, 7.2 mittels einer 2-aus-3 Logik verglichen. Bei Übereinstimmung der Daten erfolgte eine fehlerfreie Datenübertragung. Wird dagegen durch eine der Vergleichereinrichtungen 7.1, 7.2 eine Abweichung zwischen den übertragenen Daten festgestellt, so werden die Daten als richtig weitergeleitet, die von zwei Fernsteuersystemen übereinstimmend übertragen worden sind. Somit wird die erforderliche Sicherheit für die Datenübertragung gewährleistet.
Die Datenübertragungsstrecken sind bei allen drei Ausführungsvarianten analog ausgestaltet.

Claims

Verfahren und Einrichtung zur Fernsteuerung eines Relais-Stellwerks unter Verwendung von hochverfügbaren Steuerungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung des Relais-Stellwerks (1) von einem örtlich abgesetzten Bedienarbeitsplatz (2) derart erfolgt, dass der „sichere" Kern des RSTW (1) unverändert erhalten bleibt und das RSTW (1) über mindestens ein sicheres Fernsteuersystem (4) von dem örtlich abgesetzten Bedienarbeitsplatz (2) aus gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Plausibilität der zwischen dem Bedienarbeitsplatz (2) und dem RSTW (1) übertragenen Meldungen und Kommandos überprüft wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Prüfung der Plausibilität und der Datensicherheit am Anfang des Fernsteuersystems (4) durch ein Programmierbares Elektronisches System (4.1) komplementäre Signale erzeugt und am Ende des Fernsteuersystems (4) durch ein Programmierbares Elektronisches System (4.5) diese komplementären Signale verglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kommandoausführung erst nach erfolgreichem Kommandovergleich erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Befahrbarkeitssperren und Merkhinweise in gesonderten Speicherbereichen der Steuerung gespeichert und auf einem Display angezeigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das RSTW (1) in Ausnahmesituationen nach entsprechender „verriegelter" Umschaltung alternativ vom Steuertisch (1.3) im RSTW „vor Ort" gesteuert wird.
Einrichtung zur Fernsteuerung eines Relais-Stellwerks unter Verwendung von hochverfügbaren Steuerungen, dadurch gekennzeichnet, dass das RSTW (1) mit seinem „sicheren" Kern, der Relaislogik (1.1) und den Außenanlagen (1.2) unverändert erhalten bleibt und das RSTW (1) über mindestens ein Fernsteuersystem (4) mit einem örtlich abgesetzten Bedienarbeitsplatz (2), bestehend aus einem PC mit einem oder mehreren Monitoren (2.1) sowie zwei redundanten Servern (2.2.1, 2.2.2) verbunden ist, wobei das Fernsteuersystem (4) zwei Programmierbare Elektronische Systeme (4.1, 4.5) aufweist, von denen ein Programmierbares Elektronisches System (4.1) an der bedienarbeitsplatzseitigen Datenübergabestelle und das andere Programmierbare Elektronische System (4.5) an der RSTW-seitigen Datenübergabestelle angeordnet ist und zwischen diesen eine sichere Datenübertragungsstrecke, bestehend aus mindestens einem Modem (4.2) am Anfang der Datenübertragungsstrecke (4.3) und mindestens einem Modem (4.4) am Ende der Datenübertragungsstrecke (4.3), angeordnet ist.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Fernsteuersystem (4) redundant ausgelegt ist, wobei die beiden PES (4.1, 4.5) redundant betrieben werden und die Datenübertragungsstrecke (4.3), zwei redundant betriebene Modems (4.2.1, 4.2.2) am Anfang der Datenübertragungsstrecke (4.3) und zwei redundant betriebene Modems (4.4.1, 4.4.2) am Ende der Datenübertragungsstrecke (4.3), aufweist und die Datenübertragung über zwei redundant betriebene Datenleitungen (4.3.1, 4.3.2) erfolgt.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fernsteuerung zwischen dem RSTW (1) und dem Bedienarbeitsplatz (2) über zwei physikalisch getrennte Fernsteuersysteme (4, 5) erfolgt, wobei die Fernsteuersysteme (4, 5) jeweils zwei Programmierbare Elektronische Systeme (4.1, 4.5, 5.1, 5.5) aufweisen von denen jeweils ein Programmierbares Elektronisches System (4.1, 5.1) an den Bedienarbeitsplatz-seitigen Datenübergabestellen und die anderen Programmierbaren Elektronischen Systeme (4.5, 5.5) an den RSTW-seitigen Datenübergabestellen angeordnet sind und zwischen diesen jeweils eine sichere Datenübertragungsstrecke, bestehend aus jeweils einem Modem (4.2, 5.2) am Anfang der Datenübertragungsstrecke und jeweils einem Modem (4.4, 5.4) am Ende der Datenübertragungsstrecke, angeordnet sind und die Datenübertragung über jeweils eine Datenleitung (4.3, 5.3) erfolgt.
Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der notwendigen Sicherheit bei der Datenübertragung die beiden physikalisch getrennten Fernsteuersysteme (4, 5) diversitär aufgebaut sind und diversitär betrieben werden.
Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Fernsteuerung zwischen dem RSTW (1) und dem Bedienarbeitsplatz (2) über drei physikalisch getrennte Fernsteuersysteme (4, 5, 6) sowie einer Vergleichereinheit (7) erfolgt, wobei die Fernsteuersysteme (4, 5, 6) jeweils zwei Programmierbare Elektronische Systeme (4.1, 4.5, 5.1, 5.5, 6.1, 6.5) aufweisen von denen jeweils ein Programmierbares Elektronisches System (4.1, 5.1, 6.1) an den bedienarbeitsplatzseitigen Datenübergabestellen und die anderen Programmierbaren Elektronischen Systeme (4.5, 5.5, 6.5) an den RSTW-seitigen Datenübergabestellen angeordnet sind und zwischen diesen jeweils eine sichere Datenübertragungsstrecke, bestehend aus jeweils einem Modem (4.2, 5.2, 6.2) am Anfang der Datenübertragungsstrecke und jeweils einem Modem (4.4, 5.4, 6.4) am Ende der Datenübertragungsstrecke, angeordnet sind und die Datenübertragung über jeweils eine Datenleitung (4.3, 5.3, 6.3) erfolgt.
Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der notwendigen Sicherheit bei der Datenübertragung die drei physikalisch getrennten Fernsteuersysteme (4, 5, 6) vorzugsweise diversitär aufgebaut sind und diversitär betrieben werden können.
Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der notwendigen Sicherheit bei der Datenübertragung die von den drei physikalisch getrennten Fernsteuersysteme (4, 5, 6) übertragenen Daten durch eine vor- und eine nachgeschaltete Vergleichereinheit (7.1, 7.2) mit einer 2-aus-3 Logik verglichen werden.
Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass für die Fernsteuerung des RSTW (1) von einem abgesetzten Bedienarbeitsplatz (2) hochverfügbare, sicherheitsgerichtete und zertifizierte Steuerungen eingesetzt sind.
Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Fernsteuersysteme (4, 5, 6) zwischen abgesetztem Bedienarbeitsplatz (2) und RSTW (1) über sichere und redundante Datenübertragungselemente (4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 6.1, 6.2, 6.3, 6.4, 6.5) erfolgt.
Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten des Bedienarbeitsplatzes (2) untereinander und mit den Fernsteuersystemen (4, 5, 6) über einen Bus (3) verbunden sind.
Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass von einem abgesetzten Bedienarbeitsplatz (2) über eine entsprechende Anzahl von Fernsteuersystemen (4, 5, 6) mehrere RSTW (1) steuerbar sind.
Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der abgesetzte Bedienarbeitsplatz (2) über eine verfahrensgesicherte Bedienanzeige verfügt.
Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die örtliche Stelleinrichtung (1.3) des RSTW (1) über einen entsprechenden Schalter alternativ zur Steuerung vom Bedienarbeitsplatz (2) mit dem RSTW (1) verbindbar ist.
Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass von einem örtlich abgesetzten Bedienarbeitsplatz (2) über entsprechende Datenleitungen (4.3.1, 4.3.2) mehrere RSTW (1) steuerbar sind.
Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der örtlich abgesetzte Bedienarbeitsplatz (2) über eine verfahrensgesicherte Bedienanzeige verfügt.
Einrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stelltisch (1.3) des RSTW (1) über einen entsprechenden Schalter alternativ zur Steuerung vom Bedienarbeitsplatz (2) mit dem RSTW (1) verbindbar ist.