DE102011076432A1

DE102011076432A1 - Mehrsystemkonfiguration zur Zugsicherung

Info

Publication number: DE102011076432A1
Application number: DE102011076432A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Kampe; Frank Simon; Thorsten Gerschler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2012-11-29
Also published as: WO2012159888A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mehrsystemkonfiguration zur Zugsicherung mit mindestens einem Altsystem (1) und einem ETCS, wobei das ETCS mit dem Altsystem (1) über eine STM-Schnittstelle zur Aktivierung oder Deaktivierung des Altsystems (1) verbunden ist. Um die STM-Schnittstelle möglichst einfach und ohne Profibus zu realisieren, ist vorgesehen, dass diese als diskrete Verdrahtung zur Übertragung altsystemspezifischer digitaler Signale (3, 4, 5, 6, 7) oder als MVB (8) zur Übertragung altsystemspezifischer MVB-Signale ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrsystemkonfiguration zur Zugsicherung mit mindestens einem Altsystem und einem ETCS – European Train Control System –, wobei das ETCS mit dem Altsystem über eine STM – Specific Transmission Modul – Schnittstelle zur Aktivierung oder Deaktivierung des Altsystems verbunden ist.
Das ETCS soll die Vielzahl der in den europäischen Ländern eingesetzten Zugsicherungssysteme ablösen und so eine dichte, schnelle und grenzüberschreitende Zugführung in ganz Europa ermöglichen. Um einen sicheren und reibungslosen Zugverkehr zu gewährleisten, sind Zugsicherungssysteme notwendig, wobei sich in Europa mehr als zehn Arten entwickelt haben. Diese nationalen Zugsicherungssysteme – auch Altsysteme genannt – sind untereinander und zum ETCS nicht kompatibel.
Zur Anpassung der nationalen Altsysteme an das ETCS-Fahrzeuggerät werden üblicherweise STMs – Specific Transmission Moduls – eingesetzt. Diese ermöglichen die Weiterbenutzung der Altsysteme, beispielsweise INDUSI, LZB, ZUB, SIGNUM, TVM, in einer Übergangsphase. Die STMs übersetzen Informationen von diesen alten Zugsicherungssystemen so, dass ein mit einem ETCS-Fahrzeuggerät und einem STM ausgestattetes Triebfahrzeug diese Strecken mit der entsprechenden länderspezifischen Funktionalität befahren kann.
Jedes STM muss gemäß der UNISIG-Spezifikation eine Profibus-Schnittstelle zur Anbindung an das ETCS-Fahrzeuggerät aufweisen. Die UNISIG ist ein Firmenkonsortium, das die ETCS-Ausrüstungen für Fahrzeuge und Strecken spezifiziert und entwickelt, wobei als gemeinsame Grundlage die Einhaltung bestimmter Normen verabredet ist. Die im Rahmen der UNISIG-Spezifikation vorgegebenen Safety-Layer der STM-Schnittstelle sind dabei zwingend zu beachten, wobei ein Sicherheitslevel nach CENELEC 50126 festgelegt wurde. Diese Norm EN 50126 definiert die Anforderungen an Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Instandhaltbarkeit und Sicherheit sowie deren Wechselwirkungen. Die Entwicklung der verschiedenen STMs muss diesen Anforderungen genügen. Der Entwicklungsaufwand für die STMs ist insbesondere für die sehr alten nationalen Zugsicherungssysteme entsprechend hoch. Da dieser Aufwand für die Bahnbetreiber häufig unwirtschaftlich ist, besteht die Forderung, bereits etablierte, funktionierende nationale Zugsicherungssysteme weiter zu verwenden bzw. möglichst kostengünstig an das ETCS anzupassen.
Überwiegend müssen die unterschiedlichen Systeme bisher beim Wechsel der Streckeninfrastruktur im Stillstand durch den Triebfahrzeugführer aktiviert bzw. deaktiviert werden, wobei auch Sicherheitstests durchzuführen sind, so dass entsprechende Fahrzeitverluste unvermeidlich sind.
Um den Aufwand zur Anbindung der Altsysteme an das ETCS zu reduzieren, wurde gemäß der EP 1 681 222 A1 die Zwischenschaltung eines STM-Gateways zur Anpassung der unterschiedlichen Schnittstellen der Altsysteme an die STM-Schnittstelle des ETCS vorgeschlagen.
Aus der DE 10 2009 025 550 A1 ist eine Mehrsystemkonfiguration bekannt, bei der eine Hochrüstung des Altsystems mittels peripherer Anpassung am Altsystem möglich ist. Dazu ist das ETCS mit dem Altsystem über eine Software-Kopplung und eine Hardware-Kopplung verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Mehrsystemkonfiguration der gattungsgemäßen Art die Anbindung der proprietären Altsysteme an das ETCS zu vereinfachen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die STM-Schnittstelle als diskrete Verdrahtung zur Übertragung altsystemspezifischer digitaler Signale oder als MVB – Multifunction Vehicle Bus – zur Übertragung altsystemspezifischer MVB-Signale ausgebildet ist.
Auf diese Weise werden die nationalen Altsysteme trotz vereinfachter Anschaltung von der ETCS-Fahrzeugeinrichtung funktional wie nach UNISIG spezifizierte STM behandelt, das heißt, sie können ohne Bedienung durch den Triebfahrzeugführer aktiviert und deaktiviert werden. Die Aktivierung beziehungsweise Deaktivierung erfolgt gemäß UNISIG mittels Transitionskommandos der ETCS-Streckeneinrichtung – auch fahrende Transition genannt. Da manuelle Aktionen, wie Prüfungen oder Zugdateneingabe, beim Transitionieren entfallen, ergibt sich ein Fahrzeitgewinn. Der Triebfahrzeugführer fährt gemäß Regeln und Vorgaben des Altystems, während das ETCS im Level STM ist, da die verschiedenen nationalen Altsysteme durch die altsystemspezifischen digitalen oder MVB-Signale quasi ein STM simulieren.
Vorteilhaft ist darüber hinaus, dass zum Anschluss der Altsysteme kein zusätzlicher Profibus erforderlich ist, so dass sich Kosteneinsparungen hinsichtlich der Hardware ergeben. Für jedes nationale Altsystem speziell zu entwickelnde UNISIG-STMs sind nicht erforderlich. Falls bereits eine MVB-Struktur vorhanden ist, kann dieser Multifunction Vehicle Bus für die Anschaltung des nationalen Altsystems mit verwendet werden. Dafür werden spezielle Prozessdatengruppen definiert.
Die STM-Schnittstelle wird über periphere Beschaltung des Altsystems realisiert. Interne Änderungen am Altsystem selbst sind nicht erforderlich, so dass bei der Hochrüstung zu der Mehrsystemkonfiguration keine neuen und üblicherweise sehr aufwendigen sicherheitstechnischen Nachweise zum Zwecke der Freigabe durch die jeweilige Zulassungsbehörde erforderlich sind.
Gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, dass zusätzlich zu den Aktivierungs-/Deaktivierungs-Signalen Signale zur Initiierung eines Hot-Standby-Status und/oder eines Isolations-Status, und/oder eines Zwangs-Brems-Status und/oder einer Überbrückung einer Zwangs-Brems-Funktion und/oder einer Befehlsfahrt und/oder einer Test-Funktionalität und/oder einer Geschwindigkeits-Überwachungs-Funktion übertragen werden. Je nach Befähigung des proprietären Altsystems ergeben sich somit verschiedene Mischformen zwischen ETCS und Altsystem. Beispielsweise kann und muss der Hot-Standby-Status nur initiiert werden, wenn das Altsystem diesen Status ermöglicht. Falls das nicht der Fall ist, kann das ETCS die einwandfreie Funktion des Altsystems nicht überwachen, so dass hier bei Einschaltung des Altsystems spezielle Aktionen, zum Beispiel durch den Triebfahrzeugführer, erforderlich sind. Ein Isolations-Status-Signal muss – insofern bei dem Altsystem projektiert – an das ETCS übertragen werden, um die Trennung beider Systeme zu verifizieren.
Wenn das Altsystem dazu ausgerüstet ist, werden empfangene Signale gemäß Anspruch 3 an das ETCS quittiert. Auch diese Funktion ist optional und umfasst je nach Fähigkeit des Altsystems nur das Aktivierungs- beziehungsweise Deaktivierungssignal oder auch zusätzliche beispielhaft in Anspruch 2 aufgezählte Signale.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand figürlich dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform einer Mehrsystemkonfiguration und
2 eine zweite Ausführungsform einer Mehrsystemkonfiguration.
Bei der Ausführungsform gemäß 1 ist ein Altsystem 1, das auch als ATP – Automatic Train Protection – bezeichnet wird, mit einem ETCS-Fahrzeuggerät 2 über eine diskrete Verdrahtung direkt verbunden. Über diese diskrete Verdrahtung werden je nach angeschlossenem Altsystem 1 verschiedene digitale Signale übertragen. Dabei ist als Minimum immer die Übertragung eines Signals ETCS_STATE_ORDER_DA 3 vom ETCS-Fahrzeuggerät 2 zum Altsystem 1 vorgesehen. Dieses Signal 3 stellt den Befehl durch das ETCS-Fahrzeuggerät 2 an das Altsystem 1 dar, nunmehr die Fahrzeugüberwachung zu übernehmen. Die UNISIG-Anforderungen an eine STM-Transition werden dadurch erfüllt.
Wenn das Altsystem 1 dazu im Stande ist, wird dieses durch ein ETCS-Signal ETCS_STATE_ORDER_HS 4 bedarfsweise in den Hot-Standby-Status versetzt. Die beiden Initiierungs-Signale 3 und 4 werden von dem Altsystem 1 – sofern möglich – als Quittierungssignale 5 und 6 an das ETCS-Fahrzeuggerät 2 zurück übertragen.
Neben anderen altsystemspezifischen Signalen, die von dem Altsystem 1 an das ETCS-Fahrzeuggerät 2 und/oder in die Gegenrichtung übertragen werden, ist beispielhaft ein Signal 7 zur Bestätigung einer Systemauftrennung STM_ISOLATED veranschaulicht.
Gemäß 2 ist anstelle der diskreten Verdrahtung zur Übertragung altsystemspezifischer digitaler Signale 3, 4, 5, 6 und 7 ein MVB – Multifunction Vehicle Bus – 8 zur Übertragung altsystemspezifischer MVB-Signale vorgesehen.
Ein MVB 8 ist bei vielen Schienenfahrzeugen bereits für andere Funktionen vorhanden. Durch die Anbindung des MVB 8 an das ETCS-Fahrzeuggerät 2 und das oder die jeweiligen Altsystem(e) 1 gemäß 2 oder alternativ durch die diskrete Verdrahtung zur Übertragung altsystemspezifischer digitaler Signale 3, 4, 5, 6, 7 gemäß 1 ist ein an sich nach UNSIG geforderter separater Profibus als STM-Schnittstelle entbehrlich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1681222 A1 [0006]
DE 102009025550 A1 [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm EN 50126 [0004]

Claims

Mehrsystemkonfiguration zur Zugsicherung mit mindestens einem Altsystem (1) und einem ETCS – European Train Control System –, wobei das ETCS mit dem Altsystem (1) über eine STM – Specific Transmission Modul – Schnittstelle zur Aktivierung oder Deaktivierung des Altsystems (1) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die STM-Schnittstelle als diskrete Verdrahtung zur Übertragung altsystemspezifischer digitaler Signale (3, 4, 5, 6, 7) oder als MVB – Multifunction Vehicle Bus – (8) zur Übertragung altsystemspezifischer MVB-Signale ausgebildet ist.
Mehrsystemkonfiguration nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zu dem Aktivierungs-/Deaktivierungs-Signalen (3) Signale (4, 5, 6, 7) zur Initiierung eines Hot-Standby-Status und/oder eines Isolations-Status und/oder eines Zwangs-Brems-Status und/oder einer Überbrückung einer Zwangs-Brems-Funktion und/oder einer Befehlsfahrt und/oder einer Test-Funktionalität und/oder einer Geschwindigkeits-Überwachungs-Funktion übertragen werden.
Mehrsystemkonfiguration nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Altsystem (1) empfangene Signale an das ETCS quittiert.