DE102015217596A1

DE102015217596A1 - Kommunikationseinrichtung und Verfahren zum automatisierten Austausch von Nachrichten in einer eisenbahntechnischen Anlage

Info

Publication number: DE102015217596A1
Application number: DE102015217596.0A
Authority: DE
Inventors: Jacob Johannes Kohlruss
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2015-09-15
Filing date: 2015-09-15
Publication date: 2017-03-16
Also published as: WO2017045863A1

Abstract

Um die Kommunikation zwischen Fahrzeug (4) und Stellwerk (2) zu vereinfachen, ist erfindungsgemäß eine Kommunikationseinrichtung (5) zum automatisierten Austausch von Nachrichten in einer eisenbahntechnischen Anlage (1) vorgesehen. Die Kommunikationseinrichtung (5) umfasst wenigstens eine streckenseitige Kommunikationseinheit (13) und wenigstens eine fahrzeugseitige Kommunikationseinheit (12). Die streckenseitige Kommunikationseinheit (13) weist wenigstens ein Eingabemittel (14) zur Eingabe durch einen Bediener (11), wenigstens eine Operationseinheit (16) zur Generierung von wenigstens einer Nachricht in Abhängigkeit von der Eingabe und wenigstens eine Sendeeinheit (18) zur Übermittlung der Nachricht an die fahrzeugseitige Kommunikationseinheit (12) auf.

Description

Moderne eisenbahntechnische Anlagen weisen ein hohes Maß an Technologisierung und Automatisierung auf. Beispielsweise kommen als automatisierte Zugsteuerungssysteme und Zugsicherungssysteme sogenannte CBTC-Systeme (Communcation Based Train Control) zum Einsatz, bei denen Fahrerlaubnis und Steuerungsbefehle nicht durch Signale an der Fahrstrecke angezeigt werden, sondern über Datenkommunikation zwischen den Fahrzeugen und den streckenseitigen Einrichtungen, wie beispielsweise Stellwerken, erfolgt. Bei diesen komplexen Systemen kann es auch zu Systemausfällen kommen. Auch sind die komplexen Systeme meist aus Teilsystemen zusammengesetzt, deren Teilfunktion für die Gesamtfunktion unabdinglich ist. Fällt ein solches Teilsystem aus, ist meist auch die Gesamtfunktion nicht mehr gegeben. Folglich kann es zu Situationen kommen, in denen ein normaler Fahrbetrieb nicht durchgeführt werden kann.
Um den Betrieb bei einem solchen Ausfall der Zugsteuerungssysteme und Zugsicherungssysteme weiter aufrechtzuerhalten, ist üblicherweise eine Sicherungsebene installiert, die Zugfahrten im festen Blockabstand sichert. Hierbei sind die Fahrzeuge mit Fahrzeugführern besetzt, die auf Basis von erteilten und übermittelten Fahrerlaubnissen die Fahrt der Fahrzeuge durchführen. Dafür müssen die Fahrerlaubnisse bzw. Fahrbefehle vom Stellwerk zum Fahrzeugführer des entsprechenden Fahrzeugs übertragen werden. Da aus Kostengründen heutzutage häufig auf Streckensignale an der Fahrstrecke verzichtet wird, werden die Fahrbefehle beispielsweise per Sprechfunk vom Fahrdienstleiter im Stellwerk an den Fahrzeugführer per mündlichen Sprechbefehl übertragen. Hierbei wird dem Fahrzeugführer ein Zielort mitgeteilt, nach dessen Erreichen er sich beim Fahrdienstleiter erneut für den nächsten Fahrbefehl melden muss. Die Zielorte an der Fahrstrecke sind üblicherweise durch Schilder gekennzeichnet. Bei einem Systemausfall bedient der Fahrdienstleiter des Stellwerks zum einen das Stellwerk und zum anderen übermittelt er die Fahrerlaubnisse per Sprechfunk an den einzelnen Fahrzeugführer. Um Missverständnisse zu vermeiden, ist ein definierter Befehlskatalog und eine definierte Verfahrensweise für die Sprechfunkkommunikation vorgeschrieben. Dieses Verfahren stellt für den Fahrdienstleiter eine hohe Belastung dar, so dass er nur eine begrenzte Anzahl von Fahrzeugen steuern kann und darf.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit denen die Belastung für den Bediener im Stellwerk bei einem Systemausfall verringert werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Kommunikationseinrichtung zum automatisierten Austausch von Nachrichten in einer eisenbahntechnischen Anlage, mit wenigstens einer streckenseitigen Kommunikationseinheit und wenigstens einer fahrzeugseitigen Kommunikationseinheit, wobei die streckenseitige Kommunikationseinheit wenigstens ein Eingabemittel zur Eingabe durch einen Bediener, wenigstens eine Operationseinheit zur Generierung von wenigstens einer Nachricht in Abhängigkeit von der Eingabe und wenigstens eine Sendeeinheit zur Übermittlung der Nachricht an die fahrzeugseitige Kommunikationseinheit umfasst.
Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum automatisierten Austausch von Nachrichten in einer eisenbahntechnischen Anlage, bei dem eine Nachricht mit eisenbahntechnischen Informationen nach Eingabe eines streckenseitigen Bedieners automatisch generiert wird, durch den Bediener einem Fahrzeug zugewiesen und von einer streckenseitigen Kommunikationseinheit automatisch an eine fahrzeugseitige Kommunikationseinheit des zugewiesenen Fahrzeugs gesendet wird und bei dem die Nachricht von der fahrzeugseitigen Kommunikationseinheit ausgegeben wird.
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass der Fahrbefehl für das Fahrzeug von dem Fahrdienstleiter nicht mehr individuell erzeugt werden muss, sondern erfindungsgemäß automatisch generiert wird. So kann die Nachricht beispielsweise als Textnachricht generiert werden, die an das Fahrzeug übermittelt wird und dem Fahrdienstleiter vor dem Senden zur Prüfung angezeigt wird. Somit wird der Fahrdienstleiter bei der Kommunikation zwischen ihm und dem Fahrzeug technisch unterstützt. Die Bestätigung der Fahrbefehle und Positionsmeldungen vom Fahrzeug werden weiterhin durch den Fahrdienstleiter bzw. den Fahrzeugführer gegeben, so dass die erfindungsgemäße Einrichtung keine sicherheitsrelevanten Aufgaben übernehmen muss und dadurch einfach ausgestaltet werden kann.
Die erfindungsgemäße Lösung kann durch vorteilhafte Ausgestaltungen weiterentwickelt werden, die im Folgenden beschrieben sind.
So kann die streckenseitige Kommunikationseinheit wenigstens eine Schnittstelle zu wenigstens einem Stellwerk oder einer Leitstelle der eisenbahntechnischen Anlage aufweisen. Insbesondere kann die Schnittstelle zum Übermitteln von Fahrstreckeninformationen ausgebildet sein, die ein der fahrzeugseitigen Kommunikationseinheit zugeordnetes Fahrzeug betreffen. Dies hat den Vorteil, dass die im Stellwerk eingestellte Fahrstrecke für ein Fahrzeug automatisch an die Kommunikationseinrichtung übertragen werden kann, so dass eine manuelle Eingabe der Fahrstrecke durch den Fahrdienstleiter entfallen kann. Hierdurch verringert sich die Arbeit für den Fahrdienstleiter und damit die Zeit, die für das Absetzen eines Fahrbefehls nötig ist.
Um die Performance beim Steuern der Fahrzeuge streckenseitig zu erhöhen, kann die streckenseitige Kommunikationseinheit und/oder die fahrzeugseitige Kommunikationseinheit wenigstens eine Datenbank mit vorbestimmten Nachrichten umfassen, aus der Nachrichten zur Übermittlung auswählbar sind. So werden nötige Eingaben der streckenseitigen und/oder fahrzeugseitigen Bediener weiter reduziert, so dass eine schnellere Abarbeitung möglich ist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung können die streckenseitige Kommunikationseinheit und/oder die fahrzeugseitige Kommunikationseinheit jeweils wenigstens eine Empfangseinheit zum Empfangen von Nachrichten von der fahrzeugseitigen oder streckenseitigen Kommunikationseinheit aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise auch die fahrzeugseitige Kommunikationseinheit Bestätigungsmeldungen zurück an die streckenseitige Kommunikationseinheit senden kann, die dem Fahrdienstleiter streckenseitig signalisieren, dass seine Fahrbefehle angekommen sind.
Um auf bereits vorhandene Technologien zurückgreifen zu können, kann die Sendeeinheit zum Senden der Nachricht per GSM-Technologie ausgebildet sein. Selbstverständlich können auch andere Funknetze genutzt werden.
Ferner kann die Nachricht wenigstens einen Fahrbefehl umfassen. Dies hat den Vorteil, dass die Nachrichtenübermittlung für Fahrbefehle besonders geeignet ist und dadurch den Fahrdienstleiter besonders entlastet.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine eisenbahntechnische Anlage, die wenigstens eine Kommunikationseinrichtung nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen umfasst.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine Information zu einer eingestellten Fahrstraße an die streckenseitige Kommunikationseinheit übermittelt werden. Wie bereits oben bei der entsprechenden Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung beschrieben, hat dies den Vorteil, dass das Erstellen der Nachricht vereinfacht und damit beschleunigt wird.
Um die Performance weiter zu erhöhen, kann die Nachricht aus mehreren vorbestimmten Nachrichten vom Bediener ausgewählt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beispielhafte Ausführungsform in der beigefügten Zeichnung erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer eisenbahntechnischen Anlage mit einer erfindungsgemäßen Kommunikationseinrichtung.
Die Figur zeigt eine eisenbahntechnische Anlage 1, die ein Stellwerk 2, einen Fahrweg 3, ein Fahrzeug 4 und eine beispielhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Kommunikationseinrichtung 5 umfasst. Dabei ist das Fahrzeug 4 ein spurgebundenes Fahrzeug 4 mit einem Fahrzeugführer (nicht dargestellt), beispielsweise ein Zug, der sich entlang des Fahrwegs 3 in einer Fahrtrichtung 6 bewegt. Der Fahrweg 3 ist in bekannter Weise aus Schienen aufgebaut und weist mehrerer Gleise, Weichen 7 und Gleisfreimeldeeinrichtungen 8 sowie mehrere Signaltafeln 9 entlang des Fahrwegs 3 auf. Das Stellwerk 2 ist in bekannter Weise ausgebildet und ist zur Steuerung signaltechnisch mit den Gleisfreimeldeeinrichtungen 8 und den Weichen 7 über Signalleitungen 10 verbunden. Im Stellwerk 2 arbeitet ein Bediener 11, der beispielsweise ein Fahrdienstleiter ist.
Die erfindungsgemäße Kommunikationseinrichtung 5 weist in der beispielhaften Ausführungsform in der Figur eine fahrzeugseitige Kommunikationseinheit 12 und eine streckenseitige Kommunikationseinheit 13 auf.
Die streckenseitige Kommunikationseinheit 13 weist ein Eingabemittel 14, ein Ausgabemittel 15, eine Operationseinheit 16, eine Datenbank 17, eine Sende- und Empfangseinheit 18 und eine Schnittstelle 19 zum Stellwerk 2 auf.
Die fahrzeugseitige Kommunikationseinheit 12 umfasst ebenfalls ein Eingabemittel 20, ein Ausgabemittel 21, eine Operationseinheit 22, eine Datenbank 23 und eine Sende- und Empfangseinheit 24.
Die Eingabemittel 14, 20 sind beispielsweise eine Tastatur, ein Joystick oder ein Mikrofon. Die Ausgabemittel 15, 21 sind beispielsweise ein Display, Monitor, Lautsprecher oder ähnliches. Die Sende- und Empfangseinheiten 18, 24 sind bei der in der Figur dargestellten Ausführungsform jeweils mit einer Antenne versehen und zum Senden von Nachrichten über ein Funknetz, beispielsweise das GSM-Netz, ausgebildet.
Bei Ausfall eines CBTC-Systems (nicht dargestellt) erfolgt der Fahrbetrieb der eisenbahntechnischen Anlage 1 mit Hilfe der erfindungsgemäßen Kommunikationseinrichtung 5 auf einer Sicherungsebene wie im Folgenden beschrieben ist.
Zunächst stellt der Bediener 11 im Stellwerk 2 für das Fahrzeug 4 eine Fahrstraße ein, d. h. der Fahrweg 3 und die Weichen 7 werden in einem bestimmten Bereich für eine Fahrt des Fahrzeugs 4 eingestellt. Entsprechende Steuersignale werden vom Stellwerk 2 über die Signalleitungen 10 an die Weichen 7 und Gleisfreimeldeeinrichtungen 8 abgesetzt.
Zur Übermittlung des Fahrbefehls wird anschließend die erfindungsgemäße Kommunikationseinrichtung 5 genutzt. Dabei erhält die Operationseinheit 16 der streckenseitigen Kommunikationseinheit 13 über die Schnittstelle 19, die beispielsweise eine Netzwerkverbindung zum Stellwerk 2 ist, relevante Informationen über die im Stellwerk 2 eingestellte Fahrstraße. Diese über die Schnittstelle 19 in die streckenseitige Kommunikationseinheit 13 gelangten Informationen zur Fahrstraße weist der Bediener 11 durch entsprechende Eingabe am Eingabemittel 14 dem Fahrzeug 4 zu. In der Figur ist der Einfachheit halber nur ein Fahrzeug 4 dargestellt. In der Praxis wird das Fahrzeug 4 natürlich aus einer Vielzahl ausgewählt. Die eingestellte Fahrstraße und das zugewiesene Fahrzeug 4 werden dem Bediener 11 auf dem Ausgabemittel 15 angezeigt. Die angezeigten Informationen werden anschließend durch den Bediener 11 über das Eingabemittel 14 bestätigt. Nach dieser Bestätigung generiert die Operationseinheit 16 automatisch eine Nachricht und sendet diese über die Sende- und Empfangseinheit 18 an die fahrzeugseitige Kommunikationseinheit 12 in dem Fahrzeug 4.
Die fahrzeugseitige Kommunikationseinheit 12 empfängt die Nachricht über die Sende- und Empfangseinheit 24 und zeigt die Fahrstrecke auf dem Ausgabemittel 21 für den fahrzeugseitigen Bediener, also den Fahrzeugführer, an. Der fahrzeugseitige Bediener bestätigt über eine entsprechende Eingabe am Eingabemittel 20, dass er den in der Nachricht enthaltenden Fahrbefehl erhalten hat. Die Bestätigung des fahrzeugseitigen Bedieners wird über die Sende- und Empfangseinheit 24 an die streckenseitige Kommunikationseinheit 13 gesendet. Danach führt der fahrzeugseitige Bediener den Fahrbefehl aus und fährt das Fahrzeug 4 bis zu der entsprechenden Signaltafel 9, bis zu der der Fahrbefehl gilt. Die Fahrt des Fahrzeugs 4 erfolgt in diesem Fall auf Sicht bis zu der entsprechenden Signaltafel 9. Hat das Fahrzeug 4 die eingestellte Fahrstraße zurückgelegt, hält der fahrzeugseitige Bediener das Fahrzeug 4 an und gibt die Position des Fahrzeugs 4 über entsprechende Eingabe am Eingabemittel 14 ein. Die Sende- und Empfangseinheit 24 übermittelt eine Nachricht mit der Positionsangabe an die streckenseitige Kommunikationseinheit 13. Die Positionsmeldung wird dem streckenseitigen Bediener 11 über das Ausgabemittel 15 der streckenseitigen Kommunikationseinheit 12 angezeigt. Anschließend kann der streckenseitige Bediener 11 eine neue Fahrstraße einstellen oder die Fahrt des Fahrzeugs 4 für beendet erklären.
Um die Kommunikation zwischen dem streckenseitigen Bediener 11 und dem Fahrzeug 4 noch stärker zu vereinfachen, sind in den Datenbanken 17, 23 eine Auswahl von vorbestimmten Nachrichten beispielsweise in Form von Fahrbefehlen, Zugbezeichnungen und Bestätigungen abgespeichert. Dadurch kann die Operationseinheit 16, 22 vorbestimmte Nachrichten den Bedienern anbieten, so dass diese von den Bedienern nur noch bestätigt werden müssen. Dies beschleunigt die Kommunikation zwischen der streckenseitigen Kommunikationseinheit 13 und der fahrzeugseitigen Kommunikationseinheit 12.
Die Kommunikationseinrichtung 5 und deren Komponenten müssen nicht signaltechnisch sicher ausgebildet sein, da das Absetzen der Nachrichten jeweils von einem Bediener bestätigt und verantwortet wird.
Um die fahrzeugseitige Kommunikationseinheit 12 einfach zu gestalten, kann hier auch beispielsweise eine Sprachausgabe über das Ausgabemittel 21 erfolgen, die der Fahrzeugführer einfacher registrieren kann.

Claims

Kommunikationseinrichtung (5) zum automatisierten Austausch von Nachrichten in einer eisenbahntechnischen Anlage (1), mit wenigstens einer streckenseitigen Kommunikationseinheit (13) und wenigstens einer fahrzeugseitigen Kommunikationseinheit (12), wobei die streckenseitige Kommunikationseinheit (13) wenigstens ein Eingabemittel (14) zur Eingabe durch einen Bediener (11), wenigstens eine Operationseinheit (16) zur Generierung von wenigstens einer Nachricht in Abhängigkeit von der Eingabe und wenigstens eine Sendeeinheit (18) zur Übermittlung der Nachricht an die fahrzeugseitige Kommunikationseinheit (12) umfasst.
Kommunikationseinrichtung (5) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die streckenseitige Kommunikationseinheit (13) wenigstens eine Schnittstelle (19) zu wenigstens einem Stellwerk (2) oder einer Leitstelle der eisenbahntechnischen Anlage (1) aufweist.
Kommunikationseinrichtung (5) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle (19) zum Übermitteln von Fahrstreckeninformationen ausgebildet ist, die ein der fahrzeugseitigen Kommunikationseinheit (12) zugeordnetes Fahrzeug (4) betreffen.
Kommunikationseinrichtung (5) nach einem der oben genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die streckenseitige Kommunikationseinheit (13) und/oder die fahrzeugseitige Kommunikationseinheit (12) wenigstens eine Datenbank (17) mit vorbestimmten Nachrichten umfassen, aus der Nachrichten zur Übermittlung auswählbar sind.
Kommunikationseinrichtung (5) nach einem der oben genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die streckenseitige Kommunikationseinheit (13) und/oder die fahrzeugseitige Kommunikationseinheit (12) jeweils wenigstens eine Empfangseinheit (18, 24) zum Empfangen von Nachrichten von der fahrzeugseitigen oder streckenseitigen Kommunikationseinheit (12, 13) aufweisen.
Kommunikationseinrichtung (5) nach einem der oben genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Sendeeinheit (18, 24) zum Senden der Nachricht per GSM ausgebildet ist.
Kommunikationseinrichtung (5) nach einem der oben genannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachricht wenigsten einen Fahrbefehl umfasst.
Eisenbahntechnische Anlage (1), mit wenigstens einer Kommunikationseinrichtung (5) nach einem der oben genannten Ansprüchen.
Verfahren zum automatisierten Austausch von Nachrichten in einer eisenbahntechnischen Anlage (1), bei dem eine Nachricht mit eisenbahntechnischen Informationen nach Eingabe eines streckenseitigen Bedieners (11) automatisch generiert wird, durch den Bediener (11) einem Fahrzeug (4) zugewiesen und von einer streckenseitigen Kommunikationseinheit (13) automatisch an eine fahrzeugseitige Kommunikationseinheit (12) des zugewiesenen Fahrzeugs (4) gesendet wird und bei dem die Nachricht von der fahrzeugseitigen Kommunikationseinheit (12) ausgegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Information zu einer eingestellten Fahrstraße an die streckenseitige Kommunikationseinheit (13) übermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachricht aus mehreren vorbestimmten Nachrichten vom Bediener (11) auswählt wird.