DE102007031138A1

DE102007031138A1 - Verfahren und Anordnung zum Betreiben einer Eisenbahnstrecke

Info

Publication number: DE102007031138A1
Application number: DE102007031138A
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl.-Ing. Rosenkranz; Klaus Dipl.-Ing. Scharnweber
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2009-01-02
Also published as: WO2009003837A1; US8428797B2; DE502008002490D1; EP2170673B1; ES2359037T3; ATE496813T1; EP2170673A1; US20100191395A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zum Betreiben einer Eisenbahnstrecke (1) mit mindestens einem Stellwerk (3) zur streckenblockabschnittsspezifischen Vorgabe von Lichtsignalinforktförmigen Zugbeeinflussung an den Streckenblockabschnittsenden. Um auf streckenseitige Lichtsignale verzichten zu können und dennoch die für Lichtsignale konzipierte Stellwerkslogik weiter verwenden zu können, ist verfahrensgemäß vorgesehen, dass das Stellwerk (3) die streckenblockabschnittsspezifischen Lichtsignalinformationen über ein Funksystem an ein Schienenfahrzeug (11) überträgt und dass das punktförmige Zugbeeinflussungssystem bei Überfahrt durch das Schienenfahrzeug (11) streckenblockabschnittsspezifische Daten an das Schienenfahrzeug (11) überträgt, wobei das Schienenfahrzeug (11) die dem Streckenblockabschnitt (4) zugeordneten Lichtsignalinformationen durch Vergleich der Streckenblockabschnittsspezifika ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Eisenbahnstrecke mit mindestens einem Stellwerk zur streckenblockabschnittsspezifischen Vorgabe von Lichtsignalinformationen und einem streckenseitigen System zur punktförmigen Zugbeeinflussung an den Streckenblockabschnittsenden sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
Gattungsgemäße Anordnung sind beispielsweise aus der DE 44 20 215 A1 und der DE 198 43 230 A1 bekannt. Dabei ist die punktförmige Zugbeeinflussung für die Übermittlung von Informationen, insbesondere Kennungen, nachfolgender Signalisierungseinrichtungen vorgesehen. Die Signalisierungseinrichtungen umfassen Linienleiterschleifen und Signaleinrichtungen, welche einen durch das Stellwerk vorgegebenen Signalbegriff aussenden. Diese Anordnungen erfordern das Vorhandensein von Lichtsignalen an jedem Streckenblockabschnittsende. Zur Ansteuerung der Lichtsignale ist das Stellwerk mit einer für Lichtsignale konzipierten Stellwerkslogik ausgestattet.
Bekannt sind auch Anordnungen ohne Lichtsignale, wobei die Signalbegriffsinformationen entweder durch Linienzugbeeinflussung mit Speed Code Systemen, bei denen die Informationen über die Schienen an die Schienenfahrzeuge übertragen werden, oder durch Linienleiterschleifensysteme realisiert sind. Bei diesen Anordnungen sind für die Überwachung der Fahrzeugbewegungen auf dem Streckennetz in den Stellwerken spezielle linienzugbeeinflussungsgeeignete Signalisierungslogiken erforderlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Eisenbahnstrecke und eine entsprechende Anordnung der gattungsgemäßen Art anzugeben, die ohne streckenseitige Lichtsignale die Weiterverwendung der für Lichtsignale konzipierten Stellwerkslogik ermöglichen.
Die Aufgabe wird verfahrensgemäß dadurch gelöst, dass das Stellwerk die streckenblockabschnittsspezifischen Lichtsignalinformationen über ein Funksystem an ein Schienenfahrzeug überträgt und dass das punktförmige Zugbeeinflussungssystem bei Überfahrt durch das Schienenfahrzeug streckenabschnittsspezifische Daten an das Schienenfahrzeug überträgt, wobei das Schienenfahrzeug die dem Streckenblockabschnitt zugeordneten Lichtsignalinformationen durch Vergleich der Streckenblockabschnittsspezifika ermittelt.
Eine erfindungsgemäße Anordnung zur Durchführung des Verfahrens ist stellwerksseitig mit Mitteln zur Bildung von Funktelegrammen, die streckenblockabschnittsspezifische Daten und zugeordnete Lichtsignalinformationen umfassen, und schienenfahrzeugseitig mit Funkempfängern zum Empfang der Funktelegramme ausgestattet, wobei das Schienenfahrzeug Vergleichsmittel zur Ermittlung der aktuellen Lichtsignalinformationen anhand eines Vergleichs der streckenblockabschnittsspezifischen Daten der Funktelegramme mit von dem punktförmigen Zugbeeinflussungssystem bei Überfahrt an das Schienenfahrzeug übertragenen streckenblockabschnittsspezifischen Daten aufweist.
Auf diese Weise werden letztlich streckenseitige Lichtsignale durch Funksignalinformationen ersetzt. Die für streckenseitige Lichtsignale konzipierte Stellwerkslogik kann dabei beibehalten werden. Die punktförmige Zugbeeinflussung dient dabei nur noch zur Übermittlung der streckenblockabschnittsspe zifischen Daten, vorzugsweise einer Streckenblockabschnittsnummer eines vorausliegenden Streckenblockabschnitts. Auch die Telegrammprojektierungsdaten und die diesbezüglichen Stellwerkskomponenten können von der bekannten Ansteuerung des Zugbeeinflussungssystems übernommen werden. Streckenseitig ergibt sich durch das Funksystem eine erhebliche Reduzierung von Kupferverkabelung, da Linienleiterschleifen längs der Strecke nicht mehr erforderlich sind.
Gemäß Anspruch 3 ist das punktförmige Zugbeeinflussungssystem mit festcodierten streckenseitigen Koppelspulen und/oder Balisen ausgestattet, wobei die Festcodierung die streckenblockabschnittsspezifischen Daten umfasst. Bei bekannten Systemen moderner Bauart mit ETCS(European Train Control System)-Spezifikation werden überwiegend schaltbare Balisen zur Übertragung wechselnder Informationen vom Stellwerk an die Strecke verwendet. Auf die Balisenansteuerung oder eine Ansteuerung der Gleiskoppelspulen kann erfindungsgemäß vollständig verzichtet werden. Die Datenpunkte, nämlich insbesondere Gleiskoppelspulen oder Balisen, müssen nur signaltechnisch sicher ausgebildet sein, wobei immer der gleiche Informationsinhalt, nämlich vorzugsweise die Nummer des nächsten Streckenblockabschnitts, übertragen wird.
Das Stellwerk ist gemäß Anspruch 4 über einen Funkkoppelrechner und ein Funkbussystem mit längs der Strecke angeordneten Funksendern verbunden. Die Funksender sind vorzugsweise mit Richtantennen ausgestattet, welche die Lichtsignalinformationen entgegen der Fahrtrichtung übertragen.
Gemäß Anspruch 5 umfassen die schienenfahrzeugseitigen Vergleichsmittel einen signaltechnisch nicht sicheren Funkrechner, der mit einem signaltechnisch sicheren Fahrzeugrechner des punktförmigen Zugbeeinflussungssystems verbunden ist. Auf diese Weise wird der üblicherweise vorhandene signaltechnisch sichere Fahrzeugrechner von zusätzlichen Aufgaben weitgehend entlastet. Der Vergleich, d. h. die Eliminierung der nicht für den Streckenblockabschnitt vorgesehenen Lichtsignalinformationen, erfolgt durch den signaltechnisch nicht sicheren Funkrechner. Nur das Funktelegramm mit den Lichtsignalinformationen, dessen Streckenblockabschnittsnummer mit der von dem Fahrzeugrechner erhaltenen Streckenblockabschnittsnummer des voraus liegenden Streckenblockabschnitts übereinstimmt, wird an den Fahrzeugrechner übertragen und dort mittels bekannter sicherungstechnischer Verfahren auf Korrektheit geprüft. Korrekte Lichtsignalinformationen werden auf die voraus liegende Fahrt angewendet, wobei die Fahrt signaltechnisch sicher vom Fahrzeugrechner überwacht wird.
Gemäß Anspruch 6 ist vorgesehen, dass der stellwerkseitige Funkkoppelrechner, das Funkbussystem und der schienenfahrzeugseitige Funkempfänger sowie der Funkrechner redundant ausgebildet sind. Auf diese Weise ergibt sich eine erhöhte Verfügbarkeit der Lichtsignalinformationen. Sind zusätzlich die Funksender mit zwei Richtantennen ausgestattet, die nach vorn und nach hinten Datentelegramme aussenden, können beide Fahrtrichtungen einer Doppelstrecke mit Lichtsignalinformationen versorgt werden. Das Redundanzkonzept kann aber auch entsprechend den Sicherheitsanforderungen auf einen Teil der Komponenten beschränkt sein und/oder andere Komponenten umfassen.
In einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 7 ist der schienenfahrzeugseitige Funkrechner mit einer Einrichtung für automatisches Fahren ATO – Automation Train Operation – verbunden. In den Funkrechner sind für den bestimmungsgemäßen Vergleich sowohl die streckenabschnittsspezifischen Daten als auch die Lichtsignalinformationen konzentriert, so dass mit tels entsprechender Ein- und Ausgaben ein Zusammenwirken mit einer ATO-Funktion vereinfacht ist. Vorteilhaft dabei ist darüber hinaus die Beschränkung auf minimalistische Streckentechnik, nämlich lediglich punktförmige Zugbeeinflussung mit fest codierten Datenpunkten.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand figürlicher Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Anordnung in einer ersten Ausführungsform und
2 eine erfindungsgemäße Anordnung in einer zweiten Ausführungsform.
1 veranschaulicht einen Ausschnitt einer Eisenbahnstrecke 1 mit virtuellen, d. h. physisch nicht vorhandenen, Lichtsignalen 2. Anstelle der Lichtsignale 2 ist die Installation eines Funksystems längs der Eisenbahnstrecke 1 ausgehend von einem elektronischen Stellwerk 3 zu Streckenblockabschnitten 4 vorgesehen. Das Funksystem besteht aus einem Funkkoppelrechner 5, der über einen Stellwerksbus 6, der alle Stellwerke 3 verbindet, an das Stellwerk 3 angeschlossen ist, sowie einem Funkbussystem 7, an das Funksender 8 angeschlossen sind. Die Funksender 8 übertragen mittels entgegen der Fahrtrichtung orientierter Richtantennen 9 Funktelegramme, die Streckenblockabschnittsnummern und zugeordnete Lichtsignalinformationen enthalten. An das Funkbussystem 7 sind die Funksender 8 über Businterfaces 10 angeschlossen. Die von den Richtantennen 9 ausgesendeten Funktelegramme werden von in der Nähe befindlichen Schienenfahrzeugen 11 mittels stirnseitiger Funkempfänger 12 empfangen. Der Funkempfänger 12 ist mit einem signaltechnisch nicht sicheren Funkrechner 13 verbunden, welcher mit einem signaltechnisch sicherem Fahrzeug rechner 14 zusammenwirkt. Der Fahrzeugrechner 14 ist Teil einer fahrzeugseitigen Einrichtung 15 zur punktförmigen Zugbeeinflussung, welche außerdem Zugkoppelspulen 16 aufweist. Jeder Streckenblockabschnitt 4 ist mit einer fest positionierten und fest codierten Koppelspule 17 versehen. Neben ggf. weiteren Daten überträgt die Koppelspule 17 die Nummer des nächsten Streckenblockabschnitts an das überfahrende Schienenfahrzeug 11.
Die einen Signalbegriff repräsentierenden Signalinformationen werden im Stellwerk 3 entsprechend der jeweiligen Verkehrssituation erarbeitet und an ein signaltechnisch sicheres Bedien- und Anzeige-Interface 18 für die Ansteuerung der Stellwerksbedienoberfläche ausgegeben. Zusätzlich dient das Bedien- und Anzeige-Interface 18 der Generierung der Datentelegramme mit den streckenblockabschnittsspezifischen Lichtsignalinformationen. Diese Datentelegramme enthalten außer der Streckenblockabschnittsnummer und dem zugeordneten Signalbegriff ein Aktualitätskennzeichen, beispielsweise Uhrzeit oder Ringzählerstand, und einen Sicherungsanhang zum Schutz gegen Verfälschung während der Übertragung. Die Datentelegramme werden über den Funkkoppelrechner 5, das Funkbussystem 7 und die Funksender 8 an die Funkempfänger 12 und damit die Funkrechner 13 der Schienenfahrzeuge 11 übertragen. Gleichzeitig überträgt der Fahrzeugrechner 14 die gültige Streckenblockabschnittsnummer an den Funkrechner 13. Damit ist der Funkrechner 13 in der Lage, die empfangenen Datentelegramme auf die vom Fahrzeugrechner 14 erhaltene Nummer des voraus liegenden Streckenblockabschnittes durch Vergleich mit der in dem Datentelegramm enthaltenden Nummer auszuwerten. Das auf diese Weise ausgefilterte Datentelegramm wird an den Fahrzeugrechner 14 weitergeleitet, der die darin enthaltenen signaltechnisch sicheren Informationen des Stellwerks 3 auf Authentizität, Aktualität und Integrität signaltechnisch sicher prüft. Bei Korrektheit werden die Lichtsignalinformationen für die Fortsetzung der Fahrt verwendet.
Die in 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform nach 1 durch zusätzliche redundante Ausführung des Funkkoppelrechners 5.1, des Funkbussystems 7a und 7b, des schienenfahrzeugseitigen Funkempfängers 12a und 12b und des Funkrechners 13.1. Damit werden zwei Datentelegramme mit den ausgefilterten Lichtsignalinformationen an den signaltechnisch sicheren Fahrzeugrechner 14 übertragen, so dass sich letztlich eine erhöhte Verfügbarkeit der Gesamtanlage ergibt.
Der Funksender 8 ist mit zwei Richtantennen 9a und 9b ausgestattet, welche in Fahrtrichtung 19 und entgegen der Fahrtrichtung 19 Datentelegramme aussenden. Somit können beide Fahrtrichtungen einer Doppelstrecke mit einem einzigen Funksystem bedient werden.
Der schienenfahrzeugseitige Funkrechner 13 gemäß 1 oder 13.1 gemäß 2 kann darüber hinaus in einer weiteren Funktion Ein- und Ausgaben für automatisches Fahren ATO – Automatic Train Operation – im Zusammenwirken mit den von dem Funksystem empfangenen Datentelegrammen und von der punktförmigen Zugbeeinflussung streckenseitig empfangenen Positions-Informationen bereitstellen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 4420215 A1 [0002]
- DE 19843230 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Eisenbahnstrecke (1) mit mindestens einem Stellwerk (3) zur streckenblockabschnittsspezifischen Vorgabe von Lichtsignalinformationen und einem streckenseitigen System zur punktförmigen Zugbeeinflussung an den Streckenblockabschnittsenden, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellwerk (3) die streckenblockabschnittsspezifischen Lichtsignalinformationen über ein Funksystem an ein Schienenfahrzeug (11) überträgt und dass das punktförmige Zugbeeinflussungssystem bei Überfahrt durch das Schienenfahrzeug (11) streckenblockabschnittsspezifische Daten an das Schienenfahrzeug (11) überträgt, wobei das Schienenfahrzeug (11) die dem Streckenblockabschnitt (4) zugeordneten Lichtsignalinformationen durch Vergleich der Streckenblockabschnittsspezifika ermittelt.
Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass stellwerkseitige Mittel zur Bildung von Funktelegrammen, die streckenblockabschnittsspezifische Daten und zugeordnete Lichtsignalinformationen umfassen, und schienenfahrzeugseitige Funkempfänger (12; 12a, 12b) zum Empfang der Funktelegramme vorgesehen sind, wobei das Schienenfahrzeug (11) Vergleichsmittel zur Ermittlung der aktuellen Lichtsignalinformationen anhand eines Vergleichs der streckenblockabschnittsspezifischen Daten der Funktelegramme mit von dem punktförmigen Zugbeeinflussungssystem bei Überfahrt an das Schienenfahrzeug (11) übertragenen streckenblockabschnittsspezifischen Daten aufweist.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das punktförmige Zugbeeinflussungssystem fest codierte streckenseitige Koppelspulen (17) und/oder Balisen aufweist, wobei die Festcodierung die streckenblockabschnittsspezifischen Daten umfasst.
Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellwerk (3) über einen Funkkoppelrechner (5; 5.1) mit einem Funkbussystem (7; 7a, 7b) mit längs der Eisenbahnstrecke (1) angeordneten Funksendern (8; 8a, 8b) verbunden ist.
Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die schienenfahrzeugseitigen Vergleichsmittel einen signaltechnisch nicht sicheren Funkrechner (13; 13.1) umfassen, der mit einem signaltechnisch sicheren Fahrzeugrechner (14) des punktförmigen Zugbeeinflussungssystems verbunden ist.
Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der stellwerkseitige Funkkoppelrechner (5, 1), das Funkbussystem (7a, 7b) und der schienenfahrzeugseitige Funkempfänger (12a, 12b) sowie der Funkrechner (13.1) redundant ausgebildet sind.
Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der schienenfahrzeugseitige Funkrechner (13, 13.1) mit einer Einrichtung für automatisches Fahren ATO – Automatic Tran Operation – verbunden ist.