DE60300567T2

DE60300567T2 - Zugregistrierungsüberlagerungssystem und -methode

Info

Publication number: DE60300567T2
Application number: DE60300567T
Authority: DE
Inventors: Nagy H. Rezk
Original assignee: Bombardier Transportation GmbH
Current assignee: Alstom Transportation Germany GmbH
Priority date: 2002-08-08
Filing date: 2003-08-07
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2023-08-08
Also published as: CA2436687C; PT1388480E; ATE294089T1; ES2242130T3; TW200403601A; DE60300567D1; TWI231923B; US6694231B1; CA2436687A1; EP1388480B1; US20040030466A1; EP1388480A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Sicherungs- und Wiederherstellungssystem für den Einsatz mit einem auf Kommunikation beruhenden Zugsteuerungssystem (CBTC) für die Bestimmung des Standorts, der Zugkennnummern und der Gesamtzahl der Fahrzeuge im CBTC-System. Das Dokument US 5,701,121 beschreibt ein Zugregistrierungssystem mit Zugerfassung.
Bis vor kurzem war die Identifizierung des Standortes eines Zuges mit einem oder mehreren Fahrzeugen auf einem Zuggleis eine ungenaue Wissenschaft. Das Zuggleis oder die Führungsbahn wurde in feste Abschnitte – Blöcke genannt – unterteilt, und sobald ein bestimmter Zug in diesen Block hineinfuhr und ihn besetzte, konnte kein anderer Zug in diesen Block hineinfahren da der genaue Standort des den Block ausfüllenden Zuges innerhalb des Blocks unbekannt war.
Die festen Blöcke können in einem bestimmten Gleis in der Länge variieren von mehreren hundert Fuß bis Meilen. Vielfach beeinträchtigt eine derartige Festblockanordnung den Fahrplan eines Zuges dadurch, dass ein Zug daran gehindert wird, in den Block hinein zu fahren, trotzdem er sich in einem sicheren Abstand vom nächstgelegenen Zug befindet, der sich zufällig innerhalb dieses Blocks befindet. Kürzlich wurde das Konzept der beweglichen Blöcke innerhalb des automatischen Zugsicherungssystems (ATP) eines CBTC-Systems eingeführt. Ein System mit beweglichen Blöcken ist ein dynamisches System, das einen imaginären Raum oder eine Zugumhüllung bildet, der/die sich automatisch mit einem bestimmten Zug mitbewegt, wenn sich dieser Zug auf einem Gleis bewegt, sodass kein anderer Zug in diesen imaginären Raum hineinfahren kann. Die Länge des beweglichen Blocks ist von verschiedenen Eigenschaften wie Zuggeschwindigkeit, Zugbeschleunigung/-abbremsung und Abbremsfähigkeit abhängig. Ein einfaches Beispiel eines beweglichen Blocks ist eine Zugumhüllung, die sich 100 Fuß vor und einige Fuß weniger hinter einem bestimmten Zug erstreckt. Der Datenaustausch zwischen dem Zug und mindestens einem Wegrand-Computer über eine reguläre Zug-Wegrand-Kommunikation erlaubt es Prozessoren und Steuergeräten, die entsprechende sichere Trennung der Züge zu ermitteln. Eine sichere Trennung der Züge lässt sich kontinuierlich berechnen, und diese Trennung definiert den beweglichen Block, der sich zusammen mit dem Zug bewegt. Die Länge des beweglichen Blocks variiert mit der Änderung der Betriebsparameter des Zuges.
Da das System der beweglichen Blöcke effizienter als das Festblocksystem ist, ist es im System der beweglichen Blöcke unumgänglich, dass ein Computer an Bord des Zuges mit einem oder mehreren Wegrand-Computern kommuniziert, um für jeden Zug mindestens die Zugkennnummer, die Anzahl der Fahrzeuge in der Zugkonfiguration, den Zugstandort im CBTC-System und die Zuggeschwindigkeit bestimmen zu können. Auf der Grundlage der gesammelten Zugdaten müssen die Wegrand-Computer in der Lage sein, die Gesamtzahl der kommunizierenden Züge innerhalb jedes einzelnen Bereichs zu bestimmen. Für den Fall, dass ein oder mehrere Züge die Kommunikation mit den Wegrand-Computern einstellen, stehen kritische Informationen über diese Züge nicht mehr zur Verfügung, wodurch das System veranlasst wird, einen Sperrblock oder eine Standard-Zugumhüllung um jeden nicht kommunizierenden Zug herum zu etablieren. Das führt zu zeitraubenden Abhilfemaßnahmen, um die Standard-Zugumhüllung um jeden nicht kommunizierenden Zug herum aufzuheben. Ähnliche Probleme können sich im größeren Umfang ergeben, wenn die Sperrblöcke das gesamte System umfassen. Eine derartige Situation kann während des Hochfahrens der primären und sekundären Wegrand-Computern auftreten, wodurch alle Züge daran gehindert werden, den Automatikbetrieb aufzunehmen. Bei einem Kaltstart haben die Wegrand-Computer keinerlei Kenntnis von den Kennungen, Standorten oder Betriebsinformationen der Züge.
Früher wurde für eine relativ schnelle Wiederherstellung des ATP-Systems nach einem Ausfall, der durch einen oder mehrere nicht kommunizierende Züge, durch gleichzeitig auftretende Mehrfach-Gleichtaktfehler oder Softwarefehler verursacht wurde, ein unterlagertes Festblocksystem eingeführt. Dabei handelt es sich um ein sekundäres (Sicherungs-) System, das im Hintergrund wirkt, während das CBTC-System normal arbeitet. Zugerfassungseinrichtungen wie Gleisstromkreise, Raddetektoren und Achszählwerke sind derzeit die am häufigsten bei diesen Sekundärsystemen eingesetzten Technologien. Jede einzelne erfordert jedoch den Einbau neuer Ausrüstungen, sodass ein derartiges Unterfangen sowohl kostspielig als auch zeitraubend sein kann, bis hin zu einer Verringerung der Vorzüge und Zeitersparnisse, die sich aus einem auf Kommunikation beruhenden Zugsteuerungssystem ergeben.
Sollten diese Sicherungseinrichtungen gänzlich fehlen, kann eine Wiederherstellung des Systems der beweglichen Blöcke recht teuer und zeitaufwändig sein. Da das geografische Systemlayout und die Größe sowie die Gesamtzahl der sich im Betrieb befindlichen Züge einen direkten proportionalen Einfluss auf die Kosten und die Wiederherstellungszeit ausüben, ist dies besonders bei mittleren und großen Systemen von Bedeutung. Eine der Wiederherstellungsmethoden macht es erforderlich, dass die Wegrand-Computer alle im System betriebenen Fahrzeuge auf der Grundlage des letzten bekannten Datensatzes vor Auftreten des Systemfehlers abfragen. Es besteht aber die Möglichkeit, dass während dieser Fehler auftritt, Züge hinzugefügt oder entfernt wurden bzw. ihren Standort zwischen einer Hauptführungsbahn des Systems und einem Abstellplatz (Wartungs- und Abstelleinrichtung oder M&SF) innerhalb des Systems geändert haben, sodass die im Wegrand-Computer gespeicherten Daten überhaupt nicht mehr stimmen. Unter diesen Umständen müsste der Operator in der zentralen Schaltstelle Zugführer hinausschicken, um die betroffenen Züge im manuellen Räumbetrieb, bei dem die Geschwindigkeitsbegrenzung üblicherweise unter 10 Meilen pro Stunden liegt, zu fahren, bis alle vom System eingerichteten Sperrblöcke aufgehoben werden, wenn die manuell gesteuerten Züge durch sie hindurchfahren. In gewisser Hinsicht gleicht dies einer Überwachung der Gleise im gesamten System, um die Anwesenheit von Fahrzeugen zu identifizieren und festzustellen, ob alle Züge wirklich mit einem Wegrand-Computer kommuniziert haben. Wenn ein Fahrzeug/Zug nicht mit einem Wegrand-Computer kommuniziert hat, muss dieses Fahrzeug aus dem System entfernt werden.
Um darüber hinaus die Daten im Wegrand-Computer exakt auf den neuesten Stand zu bringen und die Kommunikation zwischen den kommunizierenden Zügen und Wegrand-Computern wieder herzustellen, muss jeder kommunizierende Zug an einem Initialisierungsbereich vorbeifahren, wo Wegrandsensoren eingesetzt werden, um Zugbewegungen zu erfassen. Da die Wegrand-Computer aber nicht vollständig wiederhergestellt sind, muss das System in einem ungeschützten Handbetrieb gefahren werden, wobei die Züge sich nicht schneller als mit 5–10 Meilen pro Stunde bewegen dürfen, bis alle Segmentblöcke aufgehoben sind. Sobald alle Blöcke aufgehoben sind, wird der vollautomatische Betrieb des Systems wieder hergestellt. Auch wenn diese Methode je nach Systemgröße und Anzahl der wiederhergestellten Züge zuverlässig arbeitet, würde die Umsetzung einige Stunden in Anspruch nehmen und ein großes Personalaufgebot erfordern. Dadurch könnte sich die Gesamteffizienz des ATP-Systems verringern.
Es wird ein System benötigt, dass für den Fall eines Kaltstarts eines Wegrand-Computers, bei dem nichtkommunizierende Zugbewegungen innerhalb der Blöcke oder einer Reihe von Blöcken, die eine Region definieren, erfasst werden müssen, die Wiederherstellung eines ATP-Systems in einer zeitlich angemessenen Art und Weise fördert.
Während hier ein bestimmtes ATP-System beschrieben wurde, sollte bedacht werden, dass es viele verschiedene Arten von ATP-Systemen gibt, und eine schnelle Wiederherstellung dieser ATP-Systeme für den Fall eines Fehlers oder Ausfalls des ATP-Systems erforderlich ist.
Eine Ausführungsform dieser Erfindung bezieht sich auf ein Zugregistrierungssystem in Verbindung mit einem Eisenbahnschienensystem für die Erfassung von Zügen, die Fahrzeuge im System haben, um das Hochfahren oder die Fehlerbehebung eines automatischen Zugsicherungs-Subsystems in einem auf Kommunikation beruhenden Zugsteuerungssystem zu unterstützen. Das Schienensystem weist eine Hauptführungsbahn auf und das Zugregistrierungssystem umfasst:

a) einen Wegrand-Computer zum Empfangen und Interpretieren von Basisdaten, um mindestens i) den Standort jedes Zugs, in einer Zone einer Vielzahl vorbestimmter Zonen im System; ii) die Identifikation von Fahrzeugen jedes Zugs im System; und iii) die Gesamtzahl von Zügen im System zu ermitteln;
b) mindestens einen Transponder, der an jedem Schienenfahrzeug im System positioniert ist, wobei jeder Transponder mindestens die Identifikation des Schienenfahrzeugs enthält, mit dem er assoziiert ist; und
c) Transponderlesegeräte, die an einer Vielzahl von Wegrandstellen oder Registrierpunkten entlang der Führungsbahn positioniert sind, um ein Abfragen der Transponder an jedem Schienenfahrzeug zu bewirken, wenn sie sich in unmittelbarer Nähe des Transponderlesegeräts befinden, um den Standort und die Identifikation jedes Schienenfahrzeugs zu ermitteln und diese Basisdaten an den Wegrand-Computer weiterzuleiten.

Eine weitere Ausführungsform dieser Erfindung bezieht sich auf eine Methode zur Rationalisierung des Hochfahrens oder der Fehlerbehebung eines automatischen Zugsicherungs-Subsystems in einem auf Kommunikation beruhenden Zugsteuerungssystem für ein Bahnschienensystem, das ein Gleis und Züge mit Fahrzeugen darauf hat. Die Methode umfasst die folgenden Schritte:

a) Positionieren einer Vielzahl von Transponderlesegeräten im ganzen Schienensystem entlang des Gleises;
b) Montieren mindestens eines Transponders an jedes Schienenfahrzeug, der fähig ist jedem Lesegerät die Schienenfahrzeugidentifikation zur Verfügung zu stellen;
c) Vorbeibewegen jedes Schienenfahrzeugs an mindestens einem Transponderlesegerät, sodass der Schienenfahrzeugtransponder mindestens die Schienenfahrzeugidentifikation an die entsprechenden Transponderlesegeräte sendet;
d) mit der Identifikationsinformation für jedes Schienenfahrzeug und dem Standort des jedes Schienenfahrzeug identifizierenden Transponderlesegeräts, Ermittlung mindestens i) des Standorts, innerhalb einer Zone einer Vielzahl vorbestimmter Zonen innerhalb des Systems, eines jeden Schienenfahrzeugs; ii) der Identifikation jedes Schienenfahrzeugs im System; und iii) der Gesamtzahl von Schienenfahrzeugen im System; und
e) beim Hochfahren oder bei der Fehlerbehebung des Zugsicherungssystems, Lieferung von Basisdaten, einschließlich der Identifikation jedes Schienenfahrzeugs, der Gesamtzahl von Schienenfahrzeugen in jeder Zone und der Zone, in der sich jedes Schienenfahrzeug befindet, an das Zugsicherungs-Subsystem, wodurch dem Zugsicherungs-Subsystem Initialisierungsinformationen bereitgestellt werden.

Im weiteren Verlauf werden jetzt Ausführungsformen dieser Erfindung nur beispielhaft beschrieben, wobei auf zugehörige Zeichnungen verwiesen wird, in denen:
1 eine schematische Darstellung der Anordnung ist, in der Transponder an typischen Schienenfahrzeugen eines Zugs montiert sind und mit Wegrand-Lesegeräten kommunizieren, um verschiedene Basisdaten des entsprechenden Zuges zu bestimmen, und
2 eine schematische Darstellung eines vorhandenen Zugnetzwerks darstellt, das nachträglich mit der erforderlichen Hardware ausgestattet wurde, um eine Zugregistrierung gemäß dieser Erfindung umzusetzen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Zugregistrierungssystem, das ein vorhandenes auf Kommunikation beruhendes Zugsteuerungssystem (CBTC) überlagert, um begrenzte redundante Informationen über die Fahrzeuge innerhalb eines Zugnetzwerks zu liefern, wodurch ein auf Kommunikation beruhendes Zugsicherungssystem im Falle kompromittierter Daten im System schnell wieder hergestellt werden kann.
Bevorzugt sollte die Zugregistrierung gemäß dieser Erfindung komplett unabhängig vom ATP-System funktionieren. Unter gewissen Voraussetzungen könnte es jedoch annehmbar sein, mindestens einige gemeinsame Ausrüstungsteile mit dem ATP-Subsystem zu nutzen. Im Allgemeinen nutzt die Zugregistrierung mindestens einen Transponder, der sich auf jedem Fahrzeug eines Zuges in einem Bahnschienensystem befindet, und eine Vielzahl von Transponderlesegeräten, die an verschiedenen Stellen am Wegrand positioniert sind. Diese Anordnung entspricht nicht die eines typischen ATP-Systems, das eine Vielzahl von Transpondern nutzt, die an Stellen am Wegrand positioniert sind, und eine Vielzahl von Transponderlesegeräten, die sich in jedem Zug im Netzwerk befinden.
Wenn wir 1 betrachten, verfügt ein Zug 10 mit den entsprechenden Fahrzeugen 12, 14, 16 auf einem Fahrzeuggleis 20 über mindestens einen Transponder 25, der die Form eines intelligenten RF-Etiketts haben kann. Es wird bevorzugt, dass jedes Fahrzeug 12, 14, 16 eines Zuges 10 mit einem Transponder ausgestattet ist und diese Transponder als 25, 27, 29 auf den Fahrzeugen 12, 14, 16 gekennzeichnet sind. In den Schlüsselpositionen entlang der Strecke des Fahrzeuggleises 20 sind die Transponderlesegeräte 35, 37, 39 angeordnet. Die Transponderlesegeräte 35, 37, 39 können sich an ausgesuchten Stellen entlang des Gleises 20 befinden, um feste Zonen Z1 und Z2 zu bilden. Es kann eine beliebige Zahl an Zonen durch den Einsatz zusätzlicher Transponderlesegeräte definiert werden. Der Abstand zwischen den Transponderlesegeräten kann je nach gewünschter Größe einer bestimmten Zone variieren. Zum Beispiel können kleine Zonen um Weichenabschnitte herum definiert werden.
Während des Betriebs, wenn sich der Transponder 25 auf Schienenfahrzeug 12 dem Transponderlesegerät 37 entlang des Schienenfahrzeuggleises 20 nähert, werden Basisdaten vom Fahrzeugtransponder 25 an das Transponderlesegerät 37 gesendet, von wo aus diese dann über eine Kommunikationsverbindung 40 an einen Wegrand-Computer weitergeleitet werden. Der Transponder 25 übermittelt dem Transponderlesegerät 37 Basisdaten einschließlich des Standorts jedes Fahrzeugs 12, 14, 16 über die entsprechende Zone im Gleis 20 sowie der Identifikation jedes Fahrzeugs. Indem ein ähnlicher Vorgang mit anderen Zügen im System stattfindet, lässt sich die Gesamtzahl der Züge 10 im System bestimmen. Jedes Mal, wenn ein Fahrzeug 12 an einem Transponderlesegerät 37 am Wegrand vorbeifährt, werden Basisdaten über die Kommunikationsverbindung 40 an den Wegrand-Computer 45 gesendet.
Das Zugregistrierungssystem arbeitet gleichzeitig mit dem (aber im Hintergrund des) ATP-Subsystem. Für den Fall, dass die Integrität des ATP-Subsystems kompromittiert wird, ungeachtet ob dies durch einen Verlust der Kommunikation mit einem oder mehreren Fahrzeugen 12, 14, 16 oder durch den seltenen Fall eines Ausfalls sowohl des primären als auch des sekundären ATP-Computers verursacht wird, können die Basisdaten der Zugregistrierung abgerufen und durch das ATP-Subsystem für die Beschleunigung der Wiederherstellung und für die Verifizierung der Integrität des ATP-Subsystems genutzt werden.
2 zeigt ein typisches System eines Zugnetzwerks mit Nutzung der Zugregistrierung. In dieser schematischen Darstellung sind aber der Zug 10 einschließlich der Fahrzeuge 12, 14, 16 aus 1 nicht enthalten. Man sollte sich jedoch der Tatsache bewusst sein, dass das Zugfahrzeug 10 oder ein ähnliches Fahrzeug jedes des im System zur Verfügung stehende Schienenfahrzeuggleis 20 befahren kann. Wie noch erläutert wird, sind Erfassungseinrichtungen über das System verteilt, sodass Basisdaten über jedes Zugfahrzeug 10 dem Wegrand-Computer 45 bekannt sein sollten, der direkt mit dem ATP-Computer kommuniziert.
2 zeigt unter anderem eine Wartungs- und Abstelleinrichtung (M&SF), die durch einen eingekreisten Bereich mit der Bezugsnummer 50 und als Zone 1 ausgewiesen ist, mit Registrierungspunkten A, B an der Stelle, wo sich das M&SF-Gleis mit dem Gleis der Hauptführungsbahn kreuzt. Jeder Registrierungspunkt A, B bezeichnet eine Wegrandstelle, wo sich mindestens ein Transponderlesegerät befindet. Mehrere Registrierungspunkte sind über das Netzwerk verteilt angeordnet, um Basisdaten vom Transponder jedes einzelnen Fahrzeugs abzugreifen und so einen umfassenden Überblick der Fahrzeuge im Zugnetzwerk zu erhalten. Durch die selektive Anordnung der Registrierungspunkte lässt sich eine Vielzahl von Zonen im Netzwerk definieren. Wie in 2 dargestellt, sind Registrierungspunkte so positioniert, dass sie die Zonen 1–5 definieren. Die Positionierung der Registrierungspunkte hängt davon ab, wie wichtig es ist, über Basisdaten zu den Fahrzeugen zu verfügen, die sich in einem gewissen Abschnitt des Gleises im Netzwerk befinden. Während die mit der Nummer 50 ausgewiesene Zone 1 den M&SF-Bereich definiert, wird Zone 2 durch die Registrierungspunkte C und D sowie durch den eingekreisten Bereich mit der Bezugsnummer 55 definiert, und die Zone 5 wird durch die Registrierungspunkte I und J sowie durch den eingekreisten Bereich mit der Bezugsnummer 60 definiert. Die Zonen 2 und 5 sind vorgesehen, um genauestens die Aktivitäten der Fahrzeuge zu überwachen, die in die M&SF-Zone 1 ein- und ausfahren. Darüber hinaus deckt die Zone 3, die durch die Registrierungspunkte D, E, H und I und den eingekreisten Bereich mit der Bezugsnummer 65 definiert ist, ein Gleispaar ab, während die Zone 4, die durch die Registrierungspunkte E, F, G und H und den eingekreisten Bereich mit der Bezugsnummer 70 definiert ist, ebenfalls ein Gleispaar abdeckt. In einem typischen auf Kommunikation beruhenden Fahrzeug-Positionierungssystem verfügt jedes Fahrzeug über sein eigenes Transponderlesegerät, das die Transponder entlang der Strecke abfragt, um den genauen Standort des Fahrzeugs innerhalb des Netzwerks zu ermitteln. Dieser Standort wird dann unabhängig durch den Fahrzeugcomputer an die primären und sekundären Rechner des ATP-Systems übermittelt.
Für den Fall, dass die primären und sekundären Rechner des ATP-Systems nicht funktionieren, ist es immer noch wahrscheinlich, dass innerhalb des Zugnetzwerkes Aktivitäten stattfinden, wie z.B. das Hinzufügen oder Entfernen von Fahrzeugen in der Hauptführungsbahn über den M&SF-Bereich, oder die Standortveränderung von Fahrzeugen im Netzwerk. Auch wenn der ATP-Rechner auf Basisdaten, die für das System zum Zeitpunkt des Ausfalls des ATP-Rechners repräsentativ sind, zurückgreifen kann, so hat er aber keinerlei Kenntnisse über irgendwelche Aktivitäten, die in der Zeit zwischen dem Ausfall und dem Neustart stattgefunden haben. Und genau zum Zeitpunkt des Neustarts sind die Basisdaten der Zugregistrierung von größter Wichtigkeit.
Aufgrund der Vielzahl der Registrierungspunkte A–J, die eine Vielzahl von Zonen 1–5 definieren, sollte die Zugregistrierung zu jeder Zeit die Basisdaten über jedes einzelne Fahrzeug kennen, einschließlich i) der Gesamtzahl der auf dem Gleis operierenden Zugfahrzeuge; ii) des Standorts innerhalb einer Zone eines jeden Fahrzeugs auf dem Gleis; und iii) der Identifikation eines jeden Fahrzeugs auf dem Gleis. Vorzugsweise erfolgt die Zusammenstellung dieser Informationen völlig unabhängig von jeglicher Hardware oder Software, die mit dem ATP-Subsystem verbunden ist. Dadurch können diese unabhängigen Basisdaten mit den aktuellen Daten innerhalb des ATP-Rechners verglichen werden, und für den Fall, dass es keine Abweichungen zwischen diesen Basisdaten und den Daten im ATP-Rechner gibt, kann der ATP-Rechner den Normalbetrieb wieder aufnehmen.
Wenn beide ATP-Rechner (primär und sekundär) ausfallen und ungeachtet des Zeitraums ihrer Inaktivität kommen bei einem Kaltstart die Basisdateninformationen des Wegrand-Computers ins Spiel.
Wenn der ATP-Rechner neu gestartet wird, versucht er unabhängig alle Fahrzeuge abzufragen und mit ihnen eine Kommunikation aufzubauen, um die Basisdaten zu ermitteln. Der ATP-Rechner fragt auch die Basisdaten vom Wegrand-Computer ab. Die Basisdaten des ATP-Rechners werden daraufhin auf Übereinstimmung mit den vom Wegrand-Computer eingeholten Basisdaten überprüft und nach der Überprüfung findet einer der folgenden Abläufe statt.
Wenn die durch den ATP-Rechner unabhängig gesammelten Basisdaten der abgefragten Züge mit den Basisdaten übereinstimmen, die der Wegrand-Computer geliefert hat, gibt es eine positive Bestätigung, dass alle Fahrzeuge innerhalb des Systems kommunizieren. Nach einer endgültigen Bestätigung durch den zentralen Steuerungsoperator, dass alle Züge identifiziert sind und kommunizieren, ist das Fahrzeuggleis für den automatischen Betrieb bereit und der ATP-Rechner kann den Automatikbetrieb wieder aufnehmen.
Wenn der ATP-Rechner in der Lage war, mit mehr Zügen als die durch den Wegrand-Computer bestätigte Anzahl zu kommunizieren, kann der ATP-Rechner mit einer konservativen Herangehensweise fortfahren, indem er die Bedingung für den ungünstigsten Betriebsfall annimmt, wobei es tatsächlich mehr Fahrzeuge als die durch den Wegrand-Computer erfasste Anzahl gibt. Unter diesen Voraussetzungen werden die Informationen des ATP-Rechners als gültige Daten angesehen und wird der automatische Betrieb auf der Grundlage der Identifizierung einer höheren Zahl von Fahrzeugen fortgesetzt, während das Zugregistrierungssystem überprüft wird, um den Grund für die Diskrepanz in den Fahrzeugzahlen zu ermitteln.
Für den Fall, dass der ATP-Rechner mit weniger Fahrzeugen kommuniziert hat als durch den Wegrand-Computer angegeben wurden, muss davon ausgegangen werden, dass es mehr Fahrzeuge gibt als die durch den ATP-Rechner identifizierten Fahrzeuge, sodass das/die fehlende(n) Fahrzeuge) identifiziert und entweder instandgesetzt oder aus dem System entfernt werden muss/müssen. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Überlagerungssystem der Zugregistrierung eine entscheidende Ausführung verwenden. Ein solches entscheidendes System wird innerhalb der erforderlichen Wahrscheinlichkeit speziell gewährleisten, dass es keine nicht erfassten und nicht kommunizierenden Fahrzeuge im System gibt. Jedoch könnten auch weniger konservative Herangehensweisen je nach Systemausführung, Kontaktanforderungen, Betriebsabläufe und Kundenwünsche ausreichend sein.
Um die Zuverlässigkeit des Systems zu verbessern, kann eine redundante Hardware mit einbezogen werden. Beispiele redundanter Hardware sind redundante Etikettenlesegeräte, eine höhere oder geringere Auflösung der Festzonen sowie redundante Transponder in jedem Fahrzeug. Darüber hinaus kann die Ausführung des Zugregistrierungssystems zwei redundante Wegrand-Computer mit entscheidenden Kommunikationsverbindungen zum ATP-Subsystem enthalten. Es ist weiterhin möglich, Gleisstromkreise und/oder Vorrichtungen zum Auslösen eines Halts an kritischen Stellen wie Ein-/Ausfahrbereiche eines Rangierbahnhofs und Zonenabgrenzungen einzurichten.
Kehren wir kurz zur 1 zurück, so können die Transponder 25, 27, 29 auf den Fahrzeugen 12, 14, 16 jeweils ein intelligentes Etikett sein, während die entlang der Strecke positionierten Transponderlesegeräte 35, 37, 39 intelligente Etikettenlesegeräte sein können. Darüber hinaus kann es sich bei der Kommunikationsverbindung 40 zwischen den einzelnen Transponderlesegeräten 35, 37, 39 und dem Wegrand-Computer 45 um eine serielle Kommunikationsverbindung RS-485 handeln.
Die Beschreibung bezieht sich auf ein redundantes System, das einem vorhandenen ATP-Subsystem so überlagert wurde, dass für den Fall einer Kompromittierung des ATP-Subsystems hervorgerufen durch ein nicht kommunizierendes Fahrzeug oder ein Abschalten der ATP-Rechner die über das Überlagerungssystem der Zugregistrierung verfügbaren Basisdaten den ATP-Rechnern zur Verfügung stehen, was einer kurzfristigen und äußerst zuverlässigen Wiederherstellung des ATP-Rechners sehr förderlich ist. Wie bereits an früherer Stelle erwähnt, stellt das hier beschriebene ATP-System nur eine Systemart dar, die einen Nutzen aus dieser Erfindung ziehen kann. Jedes Zugbetriebssystem, das ähnliche Daten wie das hier beschriebene ATP-System verwendet, kann aus dem hier beschriebenen Zugregistrierungssystem einen Nutzen ziehen.
Im Laufe der Beschreibung wurde immer wieder auf Fahrzeuge hingewiesen, die auf Schienen fahren. Es sollte jedoch berücksichtigt werden, dass die Fahrzeuge sich auch auf Führungsbahnen bewegen können und die Begriffe Gleis und Schiene nur der Einfachheit halber verwendet wurden mit dem Verständnis, dass diese verschiedenen Begriffe austauschbar sind und sich der Umfang dieser Erfindung sowohl auf Führungsbahn- als auch auf Schienen-/Gleissysteme erstreckt.
Während spezifische Ausführungsformen der Erfindung detailliert beschrieben wurden, so liegt es für Fachleute auf der Hand, dass sich verschiedene Modifikationen und Alternativen zu diesen Details aus den allgemeinen Enthüllungen entwickeln lassen.

Claims

Zugregistrierungssystem in Verbindung mit einem Eisenbahnschienensystem zum Feststellen von Zügen, die Fahrzeuge im System haben, um das Hochfahren oder die Fehlerbehebung eines automatischen Zugsicherungs-Subsystems in einem auf Kommunikation beruhenden Zugsteuerungssystem zu unterstützen, wobei das Schienensystem eine Hauptführungsbahn aufweist und wobei das Zugregistrierungssystem umfasst: a) einen Wegrand-Computer (45) zum Empfangen und Interpretieren von Basisdaten, um mindestens i) den Standort jedes Zugs, in einer Zone einer Vielzahl vorbestimmter Zonen im System; ii) die Identifikation von Fahrzeugen jedes Zugs im System; und iii) die Gesamtzahl von Zügen im System zu ermitteln; b) mindestens einen Transponder (25, 27, 29), der an jedem Schienenfahrzeug im System positioniert ist, wobei jeder Transponder (25, 27, 29) mindestens die Identifikation des Schienenfahrzeugs enthält, mit dem er assoziiert ist; und c) Transponderlesegeräte (35, 37, 39), die an einer Vielzahl von Wegrandstellen oder Registrierpunkten entlang der Führungsbahn positioniert sind, um ein Abfragen der Transponder (25, 27, 29) an jedem Schienenfahrzeug zu bewirken, wenn sie sich in unmittelbarer Nähe des Transponderlesegeräts (35, 37, 39) befinden, um den Standort und die Identifikation jedes Schienenfahrzeugs zu ermitteln und diese Basisdaten an den Wegrand-Computer (45) weiterzuleiten.
Zugregistrierungssystem gemäß Anspruch 1, wobei mindestens ein Transponder (25, 27, 29) ein intelligentes Etikett ist und wobei mindestens ein Transponderlesegerät (35, 37, 39) ein intelligentes Etikettenlesegerät ist.
Zugregistrierungssystem gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Schienennetz eine Vielzahl von Zonen umfasst und jede Zone durch mindestens ein Paar Registrierungspunkte definiert ist.
Zugregistrierungssystem gemäß Anspruch 3, wobei die Führungsbahn eine Wartungs- und Abstelleinrichtung einschließt und wobei eine Zone durch die Wartungs- und Abstelleinrichtung definiert ist.
Zugregistrierungssystem gemäß Anspruch 4, das weiter einen Sicherheitskontrollpunkt am Eingang zur und am Ausgang von der Wartungs- und Abstelleinrichtung einschließt.
Zugregistrierungssystem gemäß einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, das weiter eine Vielzahl von Wegrand-Computern (45) einschließt, wobei jeder Computer einem vorbestimmten Cluster von Zonen fest zugeordnet ist und wobei jeder Wegrand-Computer (45) mit dem Zugsicherungssystem kommuniziert.
Methode für die Rationalisierung des Hochfahrens oder der Fehlerbehebung eines automatischen Zugsicherungs-Subsystems in einem auf Kommunikation beruhenden Zugsteuerungssystem für ein Bahnschienensystem, das ein Gleis und Züge mit Fahrzeugen darauf hat, wobei die Methode folgende Schritte umfasst: a) Positionieren einer Vielzahl von Transponderlesegeräten (35, 37, 39) im ganzen Schienensystem entlang des Gleises; b) Montieren mindestens eines Transponders (25, 27, 29) an jedes Schienenfahrzeug, der fähig ist jedem Lesegerät die Schienenfahrzeugidentifikation zur Verfügung zu stellen; c) Vorbeibewegen jedes Schienenfahrzeugs an mindestens einem Transponderlesegerät (35, 37, 39), sodass der Schienenfahrzeugtransponder (25, 27, 29) mindestens die Schienenfahrzeugidentifikation an die entsprechenden Transponderlesegeräte (35, 37, 39) sendet; d) mit der Identifikationsinformation für jedes Schienenfahrzeug und dem Standort des jedes Schienenfahrzeug identifizierenden Transponderlesegeräts (35, 37, 39), Ermittlung mindestens i) des Standorts, innerhalb einer Zone einer Vielzahl vorbestimmter Zonen innerhalb des Systems, eines jeden Schienenfahrzeugs; ii) der Identifikation jedes Schienenfahrzeugs im System; und iii) der Gesamtzahl von Schienenfahrzeugen im System; und e) beim Hochfahren oder bei der Fehlerbehebung des Zugsicherungssystems, Lieferung von Basisdaten, einschließlich der Identifikation jedes Schienenfahrzeugs, der Gesamtzahl von Schienenfahrzeugen in jeder Zone und der Zone, in der sich jedes Schienenfahrzeug befindet, an das Zugsicherungs-Subsystem, wodurch dem Zugsicherungs-Subsystem Initialisierungsinformationen bereitgestellt werden.
Methode gemäß Anspruch 7, wobei die Transponderlesegeräte (35, 37, 39) im System positioniert sind, um Mehrfachzonen zu definieren.
Methode gemäß Anspruch 7 oder 8, die weiter den Schritt einschließt, Basisdaten mit ähnlichen Daten zu vergleichen, die im Zugsicherungs-Subsystem gespeichert sind, um solche Daten zu validieren oder zu widerlegen.
Methode gemäß Anspruch 9, wobei im Falle, dass der Schritt Vergleichen der Basisdaten die Daten als gültig anzeigt, dem Zugsicherungssystem erlaubt wird, zum Normalbetrieb zurückzukehren.
Methode gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10, wobei im Falle, dass der Schritt Vergleichen der Basisdaten weniger Schienenfahrzeuge im System als jene anzeigt, die vom Zugsicherungssystem aufgezeichnet wurden, auf die Zugsicherungssystemdaten zu verweisen und das Zugsicherungssystem auf Normalbetrieb rückzustellen ist.
Methode gemäß einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche 7 bis 10, wobei im Falle, dass der Schritt Vergleichen der Basisdaten mehr Schienenfahrzeuge im System als jene anzeigt, die vom Zugsicherungssystem aufgezeichnet wurden, dann der Betrieb des Zugsicherungssystems zeitweilig einzustellen ist, bis die Inkonsistenz behoben werden kann.