DE102007039154A1

DE102007039154A1 - Security system for railway network, has control array elements formed as slaves that are controlled by controller connected to communication system by communication interface that is uniform for all slaves

Info

Publication number: DE102007039154A1
Application number: DE102007039154A
Authority: DE
Inventors: Jens Dr. Braband; Bernhard Evers; Ralf Dr. Pinger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-08-16
Filing date: 2007-08-16
Publication date: 2009-02-26

Abstract

The system has a control plane, control array elements, and modular assembly provided in such a manner that a security plane is formed as a master (1), and the array elements are formed as slaves (2) separately or in groups. The master and the slaves are connected together by a communication system (3) e.g. power line communication system. The slaves are respectively controlled by a controller, which is connected to the communication system by a communication interface (4), where the interface is uniform for all the slaves.

Description

Die Erfindung betrifft ein Sicherungssystem für ein Eisenbahnnetz mit einer Steuerungsebene und anzusteuernden Feldelementen.The The invention relates to a safety system for a railway network with a Control level and to be addressed field elements.

Derartige Sicherungssysteme, beispielsweise auf der Basis elektronischer Stellwerke, sind historisch stark zentralisiert und im Wesentlichen monolithisch aufgebaut. Eine kleine Änderung zieht sich infolgedessen durch das gesamte System. Das gilt auch für die Software, die bei kleinen Änderungen von der Steuerungsebene bis zu den Feldelementen, wie beispielsweise Weichen, Signale und Gleisfreimeldeabschnitte, angepasst werden muss. Beispielsweise hat der Ausbau einer Weiche Auswirkungen auf das gesamte System. Nachteilig ist dabei neben dem erheblichen Kostenfaktor vor allem der hohe Zeitaufwand, wobei die Systemauswirkungen von dem Betreiber des Eisenbahnnetzes überwiegend nicht beherrschbar sind.such Security systems, for example based on electronic interlocking systems, are historically highly centralized and essentially monolithic built up. A small change As a result, it runs through the entire system. This is also true for the Software that works on small changes the control level up to the field elements, such as Switches, signals and train detection sections, to be adjusted got to. For example, the removal of a switch has an impact the entire system. The disadvantage is besides the considerable cost factor above all the high expenditure of time, whereby the system effects of The operator of the railway network is largely unmanageable are.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherungssystem für ein Eisenbahnnetz anzugeben, das Umbauten oder Erweiterungen erleichtert.Of the Invention is based on the object, a security system for a railway network to specify conversions or extensions.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein modularer Aufbau derart vorgesehen ist, dass die Steuerungsebene als Master ausgebildet ist, dass die Feldelemente separat oder gruppenweise als Slaves ausgebildet sind, dass der Master und die Slaves über ein Kommunikationssystem miteinander verbunden sind und dass die Slaves jeweils mittels eines Controllers ansteuerbar sind, welcher über eine für alle Slaves einheitliche Kommunikationsschnittstelle an das Kommunikationssystem anschließbar ist.The The object is achieved in that a modular structure is provided such that the control plane is designed as a master that the field elements separately or in groups are designed as slaves that the master and the slaves on a Communication system are interconnected and that the slaves can each be controlled by means of a controller, which via a for all Slaves uniform communication interface to the communication system connectable is.

Durch den konsequent modularen Aufbau mit Master und Slaves können Feldelemente, zum Beispiel bei Bauzuständen, auf einfache Weise abgemeldet oder wieder angemeldet bzw. neu angemeldet werden. Feldelemente werden als Slaves betrachtet, wobei auch Gruppen von Feldelementen quasi regionale Cluster bilden können und durch einen Slave repräsentiert sind. Jedes Feldelement managed eigenständig seine Nachbarschaftsbeziehungen und erbringt die lokalen Sicherheitsfunktionen, zum Beispiel bezüglich des einzuschaltenden Signalbegriffs. Dabei können im regionalen Cluster auch regionale Funktionen, wie beispielsweise Signalabhängigkeiten benachbarter Signale, realisiert werden.By The consistently modular design with master and slaves can be field elements, for example, during construction, easily logged off or logged in again or registered again become. Field elements are considered as slaves, whereby also groups of field elements can form quasi regional clusters and represented by a slave are. Each field element independently manages its neighborhood relationships and provides the local security functions, for example regarding the to be switched signal term. This can be done in the regional cluster also regional functions, such as signal dependencies adjacent signals to be realized.

Der Master als übergeordnete Hierarchieebene gibt die Ansteuerbefehle für die einzelnen Slaves vor. Dazu sind die Slaves jeweils mit einem Controller ausgestattet, der über eine für alle Slaves einheitliche Kommunikationsschnittstelle verfügt. Der Master verarbeitet vorzugsweise eine zentrale Fahrstraßenlogik und übermittelt die abgeleiteten Ansteuerbefehle über ein leistungsfähiges Kommunikationssystem an die Controller der Feldelemente oder der Feldelemente-Cluster.Of the Master as a parent Hierarchy level specifies the control commands for the individual slaves. For this purpose, the slaves are each equipped with a controller, the over one for all slaves have uniform communication interface. The master preferably processes a central route logic and transmitted the derived control commands via a powerful communication system to the controllers of the field elements or the field element clusters.

Aufgrund des modularen Aufbaus mit einheitlicher Kommunikationsschnittstelle der Controller können sowohl Slaves verschiedener Hersteller als auch verschiedener Generationen kombiniert werden. Umbauten und Erweiterungen haben nur lokale Effekte. Eine Anpassung der Projektierung ist auch nur lokal erforderlich. Das Kommunikationssystem kann ohne Änderungen erhalten bleiben und muss bei Umbauten und Erweiterungen nicht mehr bei der Projektierung berücksichtigt werden. Letztlich ergeben sich für den Kunden Investitionssicherheit und für den Hersteller Stückzahleneffekte.by virtue of the modular design with a uniform communication interface the controller can both slaves from different manufacturers as well as different generations be combined. Conversions and extensions have only local effects. An adaptation of the configuration is only required locally. The communication system can be maintained without changes and does not have to be used for conversions and extensions in the project planning considered become. Ultimately arise for investment security for the customer and for the manufacturer

Gemäß Anspruch 2 ist das Kommunikationssystem als Powerline-Kommunikationssystem ausgebildet. Bei dieser zukunftsorientierten Ausführungsform wird das Stromversorgungsnetz zur Informationsübertragung quasi mitbenutzt. Denkbar ist aber auch eine drahtlose Funkübertragung. Das gewählte Kommunikationssystem muss prinzipiell nur den Sicherheitsanforderungen für die unverfälschte und unverfälschbare Übermittlung von Datentelegrammen für die Ansteuerbefehle von dem Master zu den Slaves und für Zustandsmeldungen von den Slaves zu dem Master erfüllen.According to claim 2, the communication system is designed as a powerline communication system. at this future-oriented embodiment the power supply network for information transfer is quasi shared. However, a wireless radio transmission is also conceivable. The chosen communication system In principle, only the security requirements for the unadulterated and unadulterated transmission of data telegrams for the control commands from the master to the slaves and for status messages from the slaves to the master.

Der Master ist gemäß Anspruch 3 eigensicher ausgebildet und mit Prüfmitteln zur Feststellung der Funktionsfähigkeit der Slaves ausgestaltet. Die Feldelemente-Controller der Slaves müssen für niedrige bis mittlere Sicherheitsanforderungen nicht notwendigerweise eigensicher ausgeführt sein. Um den Sicherheitsanforderungen zu genügen, sendet der eigensichere Master regelmäßig komplexe, variable Tests an die Slaves, wobei ein Slave, der die Tests nicht besteht, durch den Master temporär oder dauerhaft gesperrt werden kann. Auch eine Mischlösung, beispielsweise durch Verwendung nicht eigensicherer Controller in Verbindung mit Signalrelais, ist denkbar.Of the Master is according to claim 3 intrinsically safe and with test equipment to determine the operability designed the slaves. The field element controllers of the slaves have to for low to medium security requirements are not necessarily intrinsically safe accomplished be. To meet the safety requirements, the intrinsically safe transmits Master regularly complex, variable tests to the slaves, with a slave that does not test passes through the master temporarily or permanently disabled. Also a mixed solution, for example by using non-intrinsically safe controllers in conjunction with Signal relay, is conceivable.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The Invention will be described below with reference to an embodiment shown in FIG explained in more detail.

Die einzige Figur zeigt in stark vereinfachter schematischer Darstellung die wesentlichen Komponenten eines erfindungsgemäßen Sicherungssystems für ein Eisenbahnnetz.The single figure shows in a highly simplified schematic representation the essential components of a safety system according to the invention for a railway network.

Dargestellt ist das Zusammenwirken einer Steuerungsebene in der Ausprägung als Master 1 mit verschiedenen Feldelementen in der Ausprägung als Slaves 2. Der Master 1 ist an einem Be dienplatz eines elektronischen Stellwerkes lokalisiert und mit zentraler Fahrstraßenlogik ausgestattet. Master 1 und Slaves 2 sind über ein Kommunikationssystem 3 miteinander verbunden. Dabei ist jeder Slave 2 mit einem kleinen Controller ausgestattet, der eine vereinheitlichte Kommunikationsschnittstelle 4 zur Anbindung an das Kommunikationssystem 3 aufweist. Mehrere Slaves 2 können auch ein Cluster 5 bilden, in dem regionale Funktionen, zum Beispiel gegenseitige Signalabhängigkeiten mehrerer Feldelemente, organisiert sind. Auf diese Weise können Feldelemente über eine kryptografisch codegesicherte Bedienung entweder drahtlos, vor Ort oder zentral abgemeldet werden, insbesondere bei Bauzuständen. Genauso können sich codegesichert neue oder wieder betriebsfähige Feldelemente bei dem Master 1 und bei benachbarten Feldelementen anmelden oder wieder anmelden. Durch diesen radikalen modularen Ansatz sind Umbauten und Erweiterungen in der Slave-Ebene möglich, ohne dass dadurch Folgeänderungen, die sich auf das gesamte Sicherungssystem auswirken, erforderlich werden. Das Kommunikationssystem 3 arbeitet mit genormten und gleichartigen Kommunikationsschnittstellen der Slave-Controller zusammen, so dass problemlos alte Slaves 2 gegen neue und Slaves 2 verschiedener Hersteller ausgetauscht werden können.Shown is the interaction of a control level in the form as a master 1 with different field elements in the characteristic as slaves 2 , The master 1 is located at a Be dienplatz an electronic interlocking and with equipped with central driveway logic. master 1 and slaves 2 are via a communication system 3 connected with each other. Every slave is here 2 equipped with a small controller that has a unified communications interface 4 for connection to the communication system 3 having. Several slaves 2 can also be a cluster 5 in which regional functions, for example mutual signal dependencies of several field elements, are organized. In this way, field elements can be logged off via a cryptographically coded secure operation either wirelessly, on site or centrally, especially during construction. Likewise, new or reusable field elements can be code protected at the master 1 and log in or log in to adjacent field elements. This radical modular approach allows for slave-level conversions and enhancements without requiring consequential changes that affect the entire backup system. The communication system 3 works together with standardized and similar communication interfaces of the slave controllers, so that old slaves without problems 2 against new and slaves 2 different manufacturers can be exchanged.

Claims

Safety system for a railway network with a control plane and field elements to be controlled, characterized in that a modular structure is provided such that the safety plane as master ( 1 ) is formed so that the field elements can be used separately or in groups as slaves ( 2 ) are designed such that the master ( 1 ) and the slaves ( 2 ) via a communication system ( 3 ) and that the slaves ( 2 ) can each be controlled by means of a controller, which has one for all slaves ( 2 ) uniform communication interface ( 4 ) to the communication system ( 3 ) is connectable.

A security system according to claim 1, characterized in that the communication system ( 3 ) is designed as a powerline communication system.

Security system according to one of the preceding claims, characterized in that the master ( 1 ) is intrinsically safe and test equipment for determining the functionality of the slaves ( 2 ) by means of test application.