EP0407875A2 - Verfahren und Anordnung zur Konfiguration eines Steuerungssystems für Gleisanlagen - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren und eine Anordnung zur Konfiguration eines Steuerungssystems für Gleisanlagen entsprechend einer Gleiskonfiguration aus mehreren miteinander verbundenen Gleiselementen, wie Weichen, Signalen, Gleisabschnitten oder dgl., wird vorgeschlagen. Jedem Gleiselement ist eine Systemkomponente des Steuerungssystems zugeordnet. Einer der Systemkomponenten des Steuerungssystems wird ein digitaler Identifikationskode zugewiesen. Jede der Systemkomponenten stellt fest, welche Systemkomponenten dem ihr zugeordneten Gleiselement benachbarten Gleiselementen zugeordnet sind. Die benannte Systemkomponente weist den Systemkomponenten der benachbarten Gleiselemente ihres Gleiselementes einen Namen zu. Die so benannten Systemkomponenten verfahren ebenso. Es erfolgt eine automatische Selbstkonfiguration eines dezentralen Steuerungssystems entsprechend der Gleiskonfiguration.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anord­nung zur Konfiguration eines Steuerungssystems für Gleisanlagen entsprechend einer Gleiskonfiguration mit den in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 4 angegebenen Merkmalen.
• Gleisanlagen, vor allem für den Eisenbahnbetrieb im Bahnhofsbereich, auf Rangierbahnhöfen und Umschlag­plätzen, können ausgesprochen komplexe Formen anneh­men. Für ihre Überwachung und Steuerung werden heutzu­tage zentrale Steuerungssysteme eingesetzt, die in einem Stellwerk oder einer anderen zentralen Überwa­chungsstelle angeordnet und dort von Bedienungspersonal betreut werden. Für ihre Inbetriebnahme müssen diese zentralen bzw. in Zuständigkeitsbereiche (Bereichs­rechner) aufgeteilten Steuerungen konfiguriert werden. Das bedeutet, es muß ihnen fest eingegeben bzw. ein­gespeichert (programmiert) werden, welchen Aufbau und welche Gleiskonfiguration vor Ort herrschen. Diese Eingabe bzw. diese Programmierung soll dem Rechner ein funktionsgerechtes Abbild der tatsächlich existie­renden Gleisanlage vermitteln, damit er seine steuernde Aufgabe erfüllen kann.
• Diese Eingabe muß bei dem Aufbau und auch nach jedem Umbau der Außenanlagen erfolgen. Dabei handelt es sich um eine äußerst kritische und komplizierte Auf­gabe, da jede einzelne Funktionseinheit (Weichen, Signale, Gleisabschnitte usw.) auf ihre korrekte Ab­bildung im Rechner und auch auf korrekte Anschlüsse an das Steuerungssystem überprüft werden muß.
• Diese Arbeitsschritte sind sehr fehleranfällig und demzufolge sehr zeit- und personalintensiv. Fehler können nicht nur beim Einprogrammieren in den Rechner, sondern auch beim Anschalten der Elemente vor Ort und an das Steuerungssystem gemacht werden.
• Der bei diesen Prüfungen notwendige manuelle und inter­aktive Aufwand ist somit nicht nur ein latentes Sicher­heitsrisiko, sondern darüber hinaus auch sehr kost­spielig.
• Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, den not­wendigen Aufwand für die Prüfungen der einzelnen Funk­tionseinheiten (Weichen, Signale, Gleisabschnitte usw.) auf ihre Abbildung im Rechner und auf korrekte Anschlüsse im Steuerungssystem zu reduzieren.
• Diese Aufgabe wird durch die jeweils im kennzeich­nenden Teil der Patentansprüche 1 bzw. 4 angegebenen Merkmale gelöst.
• Mit einem derartigen Verfahren ergibt sich eine weit­gehende Automatisierung der Vorgänge bei der Prüfung und Abnahme. Mögliche Fehlerquellen werden dadurch ausgeschaltet und der manuelle und interaktive Prü­fungsaufwand weitmöglichst verringert. Fehler, die bei der manuellen Durchführung der Prüfungen und bei der Eingabe des projektierten Gleisnetzes entstehen können, werden offenbart. Das Verfahren erlaubt eine weitgehende automatische Fehleroffenbarung und Fehler­lokalisierung unabhängig davon, ob der Fehler auf den falschen Aufbau der Außenanlagen vor Ort oder bei der Abbildung der Projektierungsdaten in einem Dispositionsarbeitsplatz gemacht wurde.
• Die Systemkomponenten können jeweils einheitlich konzi­piert werden. Sie benötigen lediglich Informationen darüber, welches Gleiselement ihnen zugeordnet ist. Nur einer der Systemkomponenten, dem Initialisierungs­element des Steuerungssystems, muß ein Identifika­tionskode extern zugewiesen werden. Dies kann entweder durch feste Einprogrammierung oder durch ein manuelles Startsignal bei der Inbetriebnahme erfolgen.
• Eine Weiche als Gleiselement beispielsweise besitzt drei Nachbarn, die unterschiedlichen Typen zugehören können, beispielsweise ein Signal, ein Gleisabschnitt und eine weitere Weiche. Jedem dieser drei Gleiselemente ist ebenfalls eine Systemkomponente zugeordnet.
• Im nächsten Schritt werden von dem Initialisierungs­element neue Identifikationskodes an diejenigen System­komponenten abgegeben, die den Nachbargleiselementen des dem Initialisierungselement zugeordneten Gleis­elementes zugeordnet sind.
• Nachdem diese Elemente einen Namen erhalten haben, fahren sie ebenso fort; das bedeutet, sie vergeben ihrerseits Identifikationskodes an die bisher noch nicht mit Namen versehenen Nachbarn.
• Dieser Verfahrensschritt wiederholt sich jeweils mit den nun neu benannten Systemkomponenten, die ihrer­seits die den ihnen zugeordneten Gleiselementen benach­barten Gleiselementen zugeordneten Systemkomponenten benennen.
• Auf diese Weise erhalten alle Elemente einen eindeu­tigen Namen und die Informationen über ihre unmittel­baren Nachbarn; gewissermaßen konfiguriert sich das dezentrale Steuerungssystem selbst.
• Die Systemkomponenten können dabei entweder lokal vor Ort draußen im Gleisfeld direkt an den Gleisfeld­elementen angeordnet sein, also beispielsweise unmit­telbar an der Weiche bzw. dem Signal. Es ist auch möglich, die Systemkomponenten mehrerer Gleiselemente in vorzugsweise im Gleisfeld verteilten Schaltkästen zusammenzufassen.
• In einer besonders bevorzugten Variante des Verfahrens übermittelt jede Systemkomponente den zugewiesenen Identifikationskode und die Nachbarbeziehungen an einen Dispositionsarbeitsplatz, an dem ein der Topologie entsprechendes Gleisbild erzeugt wird. Dadurch wird es möglich, zur Beobachtung auf einen Bildschirm oder auf andere Weise an einem Arbeitsplatz ein Gleisbild darzustellen, das tatsächlich den vorhandenen zusammen­geschalteten Datenverbindungen der Gleiskonfiguration entspricht. Der Dispositionsarbeitsplatz kann mit dem Fahrdienstleiter-Arbeitsplatz identisch sein.
• Wird dieses Gleisbild mit dem projektierten Gleis­netz auf Übereinstimmung verglichen, so wird unmittelbar deutlich, ob das Gleisbild tatsächlich mit dem beab­sichtigten Aufbau der Gleiskonfiguration der Gleisanlage übereinstimmt. Die Fehlerlokalisation wird unmittelbar möglich. Abweichungen können darauf zurückgeführt werden, daß entweder die .Gleisanlage tatsächlich anders aufgebaut worden ist, als dies ursprünglich projektiert wurde, oder dadurch, daß einzelne Elemente ausgefallen sind oder vor Ort falsch zusammengeschaltet wurden.
• Eine besonders zweckmäßige Vergabe der Identifika­tionskodes ist die Zuweisung des Identifikationskodes an eine andere Systemkomponente durch Übermittlung des eigenen Identifikationskodes der vergebenden System­komponente ergänzt um weitere die Zuweisungsrichtung kennzeichnende Informationen.
• In einfachen Worten ausgedrückt bedeutet dies, daß jede Systemkomponente an ihre Nachbarn bei der Be­nennung einen Namen vergibt, der aus dem eigenen Namen besteht, der um eine zusätzliche Information, etwa einen Zusatzkode, ergänzt ist. Dieser Zusatzkode kann aus einer oder zwei Digitalstellen bestehen.
• Mit der im Patentanspruch 4 beschriebenen Anordnung ist die Durchführung des Verfahrens möglich. Die Modu­larisierung und Dezentralisierung der Steuerungshardware bewirkt, daß in dem Verfahren eine automatische Selbst­konfiguration, also eine automatische Zuordnung von Systemkomponenten, möglich wird, bei der ohne Eingriff des Menschen die real vorliegenden Verhältnisse im Gleisfeld ermittelt werden.
• Besonders bevorzugt ist als Mikrorechnersystem bzw. Mikroprozessorsystem ein signaltechnisch sicheres Mikroprozessorsystem (technische Bezeichnung "fail-safe") vorgesehen. Dadurch wird vermieden, daß im System auftretende Fehler unentdeckt bleiben. In bestimmten Anwendungsfällen könnten jedoch auch signaltechnisch nicht sichere Mikroprozessorsysteme zum Einsatz kommen.
• Die lokalen Mikroprozessorsysteme des Gleisfeldes sind an einen Übertragungskanal zum Datenaustausch mit einem für das gesamte Gleisfeld zuständigen Dis­positions-Arbeitsplatz angeschlossen. An diesem Dis­positions-Arbeitsplatz, der nach der Konfiguration als Fahrdienstleiter-Arbeitsplatz weitergenutzt werden kann, werden die Projektierungsdaten auf Übereinstim­mung mit den real vorliegenden Verhältnissen im Gleis­feld verglichen. Sie können dann auf einem Graphik­bildschirm des Dispositions-Arbeitsplatzes zur An­zeige gebracht werden.
• Jedes Gleiselement (Weiche, Signal etc.) des zu steu­ernden und zu sichernden Gleisfeldes ist mit einem signaltechnisch sicheren Mikroprozessorsystem aus­gestattet. Es handelt sich um ein modular aufgebautes dezentrales Steuerungssystem mit im wesentlichen einer Hierarchieebene, wobei zu jedem Steuerungsmodul sowohl das lokale Mikroprozessorsystem als auch das zugeord­nete Gleiselement gehören. Entsprechend der Gleisto­pologie sind die lokalen Mikrorechnersysteme (Mikro­prozessoren) mit den jeweiligen Nachbarn durch Über­tragungskanäle miteinander verbunden, so daß eine Datenübertragung zwischen direkt benachbarten Gleis­elementen (bzw. deren Steuerungskomponenten) möglich ist.
• Aus der DE 32 32 308 C2 und der DE 35 35 785 C2 ist es bekannt, im Rahmen einer Fahrwegsuche Datenworte von Elementgruppe an Elementgruppe weiterzugeben. Beide Druckschriften gehen von einem laufenden, be­triebsbereiten Steuerungssystem aus und beschreiben mögliche Fahrstraßenbehandlungen. Die Beschreibungen setzen erst zu dem Zeitpunkt ein, bei dem das System bereits aufgebaut, geprüft und abgenommen ist. Die vor der eigentlichen Betriebsphase notwendigen Vor­gänge werden nicht erwähnt.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
• Es zeigen:
• Fig. 1 die Gleistopologie einer Gleisanlage mit diversen Weichen, Signalen, Gleisabschnitten etc.
• Fig. 2 die Komponenten und Datenübertragungskanäle eines Steuerungssystems für die Gleisanlage aus Fig. 1,
• Fig. 3 eine Abbildung zur Veranschaulichung der Na­mensvergabe und
• Fig. 4 ein Schema für Einzelheiten aus Fig. 3.
• Die Gleistopologie aus Fig. 1 ist unter weitgehender Verwendung von Darstellung und Bezeichnungsweise der bei der Deutschen Bundesbahn gebräuchlichen Bezeich­nungen und Symbole erstellt worden.
• Grundsätzlich besteht das dargestellte Beispiel aus drei parallelen Gleisabschnitten 1, 2 und 3, die über diverse Weichen miteinander verbunden sind. Die beiden Gleise 1 und 2 führen dabei aus der dargestellten Figur heraus (durchgehende Hauptgleise) und stellen dadurch einen Anschluß an nicht zum betrachteten Steuer­bereich gehörige Bahnelemente dar. Im Gegensatz zu den beiden Hauptgleisen 1 und 2 ist das Gleis 3 zur regelmäßigen Befahrung in beiden Richtungen vorgesehen.
• Vorgesehen sind außerdem zwei Abstellgleise 30 und 31, die über Lichtsperrsignale RS1 und RS2 und Weichen W4 bzw. W5 mit dem Gleis 3 verbunden sind. Die Weichen W1, W2, W3 bzw. W6, W7 und W8 verbinden die Gleise untereinander, außerdem sind zwei Haupt- und Vorsignale mit gemeinsamem Mast A und F, vier zweibildrige Haupt­signale P1, P3, N2 und N3 sowie verschiedene Gleis­abschnitte vorgesehen. Die Trennstöße der Gleisfrei­meldeeinrichtungen zwischen Gleisabschnitten und Weichen sind jeweils durch ein T dargestellt. Ein Gleisabschluß (Prellbock, Puffer) am Ende eines Rangiergleises ist als eckige Klammer symbolisiert.
• Fig. 2 zeigt den zugehörigen Aufbau eines Steuerungs­systems für die Gleisanlage mit ihren Systemkomponenten. Zu erkennen ist, daß jedem Gleiselement eine System­komponente zugeordnet ist. In der Darstellung sind dabei die Bezeichnungen aus Fig. 1 jeweils als Inschrift bei der zugeordneten Systemkomponente angegeben, also beispielsweise bei den Weichen die Bezeichnungen W1, W2, W3 etc. Außerdem ist ein Symbol für die Funktion dieses Gleiselementes angedeutet. Jedes Modul, das sowohl ein signaltechnisch sicheres Mikrorechnersystem als auch das zugeordnete Gleiselement umfaßt, wird durch ein Kästchen repräsentiert. Zur hardwaremäßigen Ausstattung gehören mehrere "Schnittstellen" zu den Kommunikationskanälen, die jeweils zwei Systemkompo­nenten miteinander verbinden und in der Fig. 2 als dicke Linien dargestellt sind, wobei jeweils Pfeile die Datenübertragungsrichtung angeben. Auf diesen Kommunikationskanälen können jeweils zwei Systemkom­ponenten miteinander Daten austauschen. Dabei ver­läuft ein Kommunikationskanal jeweils zwischen solchen zwei Systemkomponenten, deren zugeordnete Gleiselemente in der Gleisanlage zueinander benachbart sind, bei­spielsweise zwischen den unmittelbar nebeneinander­liegenden Weichen W2 und W3 oder zwischen der Weiche W3 und dem Gleisabschnitt 2 oder auch dem Abstellgleis 31 und dem Signal RS2.
• Zusätzlich zu dieser Grundausrüstung ist ein bidi­rektionaler Datenübertragungskanal vorgesehen, über den jedes Modul (genauer: die Systemkomponente des Moduls) mit einem Dispositionsarbeitsplatz bzw. Fahr­dienstleiter-Arbeitsplatz D verbunden ist. Diese Daten­verbindungen sind mit dünnen Linien und Pfeilen ge­ kennzeichnet. In der Darstellung zeigt sich ein durch die gesamte Anlage verlaufender Kanal, von dem jeweils kurze Doppelpfeile zu den einzelnen Modulen verlaufen.
• Der in den Kästchen der Fig. 2 und in der Fig. 1 an­gegebene symbolische Name der Gleiselemente ist ledig­lich als Identifikationshilfe in den Zeichnungen vorge­sehen, um einen Vergleich zwischen den Figuren 1 und 2 zu ermöglichen. Es handelt sich nicht um den noch zu erläuternden Identifikationskode.
• Zu den Aufgaben der lokalen Mikrorechnersysteme der Systemkomponenten gehört der Austausch von Informa­tionen mit den Systemkomponenten der direkt benach­barten Gleiselemente, die Auswertung der über die Kommunikationskanäle eingehenden Informationen, die Generierung und Aussendung von Statusinformationen und die Überwachung und Steuerung des zugeordneten Gleiselementes.
• Der Dispositionsarbeitsplatz (Fahrdienstleiter-Arbeits­platz D) stellt keine zentrale Steuerungseinheit für das System dar, sondern dient als Hilfsmittel bei der Selbstkonfiguration, zur Darstellung der aktuell vorliegenden Konfiguration des Steuerungssystems (der Gleisanlage) und zur Darstellung des aktuellen Gleiszu­standes auf einem Graphikbildschirm G.
• Das Verfahren der Selbstkonfiguration läuft in zwei Hauptphasen ab. Nach Anlegen der Versorgungsspannung an die Systemkomponenten des Steuerungssystems (dies kann je nach Ausführung zentral für alle gleichzeitig oder auch dezentral vor Ort für einzelne oder Gruppen von Systemkomponenten der Gleiselemente geschehen), befinden sich alle Systemkomponenten in einer Phase, in der sie das zugeordnete Gleiselement überwachen und auf das Eintreffen von Daten an den vorhandenen Schnittstellen der Kommunikationskanäle warten. Jede Systemkomponente hat zu diesem Zeitpunkt nur Kenntnis davon, welcher Art von Gleiselement sie zugeordnet ist (z.B. Weiche, Signal). Einen Identifikationskode oder Namen besitzen die Elemente noch nicht. In diesem Zustand verbleiben die Systemkomponenten, bis das erste Datentelegramm auf einem Kommunikationskanal eingetroffen ist.
• Die Vergabe des Identifikationskodes (entsprechend einem "Namen" für die Systemkomponente) beginnt bei einem nur einmal im gesamten Gleisfeld vorhandenen Initialisierungselement. Diese Systemkomponente ist bis auf eine Ausnahme in Aufbau und Funktion identisch mit jeder anderen gleichgearteten Systemkomponente. Sie startet den Vorgang der Namensvergabe (Vergabe des Identifikationskodes) im Gleisfeld von sich aus und ist somit Initiator für diesen Vorgang. Sie besitzt einen fest einprogrammierten Identifikationskode, der auch durch Abschalten der Spannungsversorgung nicht verlorengeht (alternativ könnte er jeweils bei Starten der Selbstkonfiguration einer Systemkomponente neu eingegeben werden). Die Lage des Gleiselementes, das dem Initialisierungselement zugeordnet ist, kann innerhalb der Gleisanlage frei bestimmt werden.
• Die Namensvergabe beginnt damit, daß das Initiali­sierungselement über seine Kommunikationskanäle den Systemkomponenten der direkten Nachbarelemente seines Gleiselementes deren Identifikationskode zuweist bzw. ihnen einen Namen mitteilt. Dabei wird jeder der ver­gebenen Namen aus dem Namen des Initialisierungsele­mentes und einem den aussendenden Kommunikationskanal zugeordneten Datum gebildet. Treffen diese Informationen bei den Systemkomponenten der benachbarten Gleiselemente ein, so erfolgt bei ihnen eine Prüfung, ob es sich tatsächlich um die Information handelt, die den Iden­tifikationskode beinhaltet. Fällt diese Prüfung positiv aus, wird der empfangene Identifikationskode ab sofort von der jeweiligen Systemkomponente als ihr eigener Identifikationskode, also als eigener Name angesehen.
• Nachdem eine Systemkomponente ihren Namen empfangen hat, weist sie über die zu ihr gehörenden Kommuni­kationskanäle nun wieder weiteren Nachbarelementen deren Identifikationskode zu. Dabei nimmt sie denjenigen Kommunikationskanal aus, über den sie ihren eigenen Identifikationskode erhalten hat, da die dort ange­schlossene Systemkomponente ja bereits einen eigenen Identifikationskode besitzt. Die anderen angeschlossenen Systemkomponenten gehören direkten Nachbarelementen des zugeordneten Gleiselementes. Diesen wird ein aus der Sicht der Systemkomponente den Nachbarn zustehen­der Identifikationskode zugewiesen. Dabei wird nach dem gleichen Prinzip bzw. Algorithmus wie beim Initiali­sierungselement vorgegangen. Auf diese Weise werden in dieser Phase allen Elementen der Gleisanlage ein­deutige Namen zugeordnet.
• Die den Systemkomponenten zugewiesenen Namen werden lokal gespeichert.
• Ist eine Systemkomponente bereits im Besitz eines Namens, wenn ihr von einer benachbarten Systemkom­ponente ein Name bzw. Identifikationskode zugewiesen werden soll, so lehnt sie diese Zuweisung ab und meldet diesen Umstand einschließlich des bereits vergebenen Identifikationskodes zurück. Dieser Fall kann bei­spielsweise eintreten, wenn einer Systemkomponente auf zwei Wegen ein Name zugewiesen werden kann.
• Im dargestellten Beispiel sei als Initialisierungs­element die Weiche W1 eingesetzt. Dieses Gleiselement besitzt zwei Nachbarn, nämlich das Signal P1 und die Weiche W2 (ein an sich vorhandenes drittes Nachbar­element ist hier nicht angeschlossen, da sich hier die Grenze des Steuerungssystems bzw. Gleisfeldes befindet). Die Systemkomponente der Weiche W1 weist daher den Systemkomponenten des Signals P1 und der Weiche W2 jeweils einen Identifikationskode zu. Nachdem dies geschehen ist, weist die nun im Besitz eines Identifikationskodes befindliche Systemkomponente des Signals P1 dem ihr benachbarten Gleisabschnitt 1 ebenfalls einen Identifikationskode zu. Der zweite zur Verfügung stehende Kommunikationskanal würde zurück zur Systemkomponente der Weiche W1 führen; auf diesem Kommunikationskanal muß daher kein Identifikations­kode zugewiesen werden.
• Ähnliches gilt für die Systemkomponente der Weiche W2, die auf noch zwei freie Kommunikationskanäle zurück­greifen kann und den Systemkomponenten der Gleisele­mente Signal A und Weiche W3 ihre Identifikationsko­des zuweist. Entsprechend schreitet dieses Verfahren fort, bis auch die letzten Gleiselemente einen Iden­tifikationskode besitzen.
• Dabei ist es in Einzelfällen möglich, daß zwei ver­schiedene Wege vom Initialisierungselement zu einer bestimmten Systemkomponente führen. So kann beispiels­weise die Weiche W6 zum einen über die Systemkompo­nenten der Gleiselemente P1, 1, W8 und W7 und anderer­seits über die Systemkomponenten der Gleiselemente W2, W3, 2 und N2 einen Identifikationskode zugewiesen erhalten. Dasjenige Signal, das sie aus physikali­schen Bedingungen (aufgrund unterschiedlicher Lauf­zeiten) zuerst erreicht, führt zur endgültigen Vergabe des Identifikationskodes. Trifft nun noch ein weiterer Zuweisungsversuch über einen anderen Kommunikationskanal ein, so wird diese Zuweisung durch die Systemkomponente abgelehnt und dieser Umstand einschließlich des bereits vergebenen Identifikationskodes auf dem gleichen Kommu­nikationskanal zurückgemeldet.
• Eine Rückmeldung des Identifikationskodes findet in jedem Falle auch aus Sicherheitsgründen statt, um festzulegen, daß jedem Nachbarelement auch der nun tatsächlich zutreffende Identifikationskode bekannt ist.
• Das Einschalten des Dispositionsarbeitsplatzes bzw. Fahrdienstleiter-Arbeitsplatzes D kann unabhängig vom Einschalten der Systemkomponenten der Gleiselement­steuerungen erfolgen. Sollte während des normalen Betriebes der Arbeitsplatz D ausfallen oder abgeschal­tet werden, so läuft die lokale Steuerung für jedes zugeordnete Gleiselement weiter, das nach wie vor überwacht wird. Es findet lediglich keine Kommunika­tion der Systemkomponenten der Gleiselemente mit dem Dispositionsrechner statt. An dem beschriebenen Pro­zeß der Vergabe der Identifikationskodes ist der Dispo­sitionsrechner nicht beteiligt.
• Ihm werden lediglich parallel zu dem im Steuerungs­system ablaufenden Prozeß der Vergabe der Identifika­tionskodes von jeder Systemkomponente eines Gleis­elementes, deren Identifikationskodevergabe abgeschlos­sen ist, Informationen gemeldet, beispielsweise der endgültige Identifikationskode bzw. Name der System­komponente eines Gleiselementes, die Charakteristika (Gleiselementart wie Weiche, Signal o.ä. ) , die Bezie­hungen zu den Nachbarelementen und auch Zustandsbe­schreibungen (z.B. Weichenlage oder Frei/Besetzt).
• Diese Daten der einzelnen Elemente können vom Disposi­tionsarbeitsplatz zur automatischen Erzeugung einer topologischen Gleisbilddarstellung einschließlich Elementzustandsdarstellung auf einem Graphikbildschirm G benutzt werden.
• Der Dispositionsrechner kann gespeicherte Projektie­rungsdaten (ein Soll-Gleisbild) automatisch mit den ihm nun gemeldeten Informationen vergleichen und evtl. Fehlermeldungen abgeben.
• Die von den lokalen Systemkomponenten selbst zur Lauf­zeit des Steuerungssystems ermittelten Daten kommen auf dem Bildschirm des Dispositionsarbeitsplatzes zur Anzeige. Dies ergibt erhebliche Vorteile gegenüber den heute üblichen Verfahren, die bei einer ausschließ­lich fest an einem zentralen Arbeitsplatz vorgegebe­nen Abbildung der Gleiskonfiguration basieren. Die jetzt erfindungsgemäß generierte Graphik ist eine direkte Abbildung der aktuell vorliegenden Gleistopo­logie. Eine Prüfung, die die real existierende Verkabe­lung der Gleiselemente untereinander und die korrekten Datenverbindungen jedes einzelnen Elementes mit dem Fahrdienstleiter-Arbeitsplatz auf Übereinstimmung mit den im Dispositionsrechner gespeicherten Sollwert­daten untersucht, kann durch das hier vorgestellte Verfahren stark vereinfacht und eingeschränkt werden oder sogar entfallen, da die Graphik bzw. der automati­sche Datenvergleich Aufschluß über derartige Inkon­sistenzen liefert. Fehler, die auf das falsche An­schließen und Verkabeln der Mikrorechnerverbindungen untereinander (lokale Kommunikationskanäle) zurückzu­führen sind, werden während des automatischen Vorganges der Selbstkonfiguration erkannt. Ausgefallene Elemente werden in der Graphik des Dispositionsarbeitsplatzes als "leere Stellen" erkennbar, da die Systemkompo­ nenten der jeweils benachbarten Gleiselemente des defekten Elementes an ihren entsprechenden Verbindungen keine benachbarte Systemkomponente identifizieren können und die ausgefallene Systemkomponente des Gleis­elementes selbst keine Daten zum Dispositionsrechner übermitteln kann.
• Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von modularen, dezentralen Steuerungselementen, für die jeweils ein abgeschlossener Sicherheitsnachweis vorliegt, ein Baukastenprinzip. Es können standardisierte Steuerungs­elemente zum Einsatz kommen, die sich beliebig kon­figurieren lassen. Der Ausfall eines Gleiselementes bzw. seiner Systemkomponente wirkt sich ausschließlich lokal aus. Nur das betreffende Gleiselement kann für den Betrieb nicht genutzt werden, während alle übrigen Elemente hiervon nicht betroffen sind. Der Ausfall einer zentralen Steuerung wirkt sich hingegen auf das gesamte kontrollierte Gleisfeld, mindestens jedoch auf einen großen Teilbereich aus.
• Die Inbetriebnahme eines dezentralisierten Steuerungs­systems bzw. eine Fehlersuche im System wird somit durch dieses Verfahren erheblich erleichtert. Ebenso sind Änderungen innerhalb des Gleisfeldes durch dieses Verfahren ohne großen Aufwand in bezug auf sicher­heitsrelevante Hard- und Softwareänderungen möglich. Die Gleistopologie kann also durch Hinzufügen weiterer Signale, durch das Legen zusätzlicher Gleise, ggf. auch durch den Abbau oder Umbau von Gleiselementen problemlos geändert werden. Die neu entstehende To­pologie konfiguriert sich nach neuem Start vollkommen von selbst und meldet die Änderungen automatisch an den Arbeitsplatz. Es muß also nicht jeweils verglichen werden, ob die beabsichtigten Änderungen auch tatsäch­lich durch komplette Umprogrammierung im Zentralrech­ner berücksichtigt worden sind.
• In Fig. 3 sind zur Verdeutlichung noch einmal Art und Reihenfolge der Identifikationskodevergabe an die Systemkomponenten der Gleisanlage aus den Figuren 1 und 2 dargestellt.
• Dabei sind die Symbole W1, W2, A etc. der Gleisele­mente beibehalten worden.
• Das Initialisierungselement ist wiederum die System­komponente, die der Weiche W1 zugeordnet ist. Diese erhält in der Phase "0" ihren Identifikationskode. In Phase "1" weist sie den Systemkomponenten der be­nachbarten Gleiselemente W2 und P1 ihren Namen zu, der dadurch entsteht, daß dem eigenen Identifikati­onskode eine zusätzliche digitale Information angehängt wird, nämlich in Geradeausrichtung die Digitalstellen "01" und für die Abzweigung die Digitalstellen "11". Die Identifikationskodes der Systemkomponenten der Gleiselemente W2 und P1 sind daher in diesen Stellen unterschiedlich, ihr Stamm ist ja miteinander und mit dem der Weiche W1 identisch.
• Bei der weiteren Identifikationskodevergabe verfährt jetzt jede der beiden Systemkomponenten entsprechend, indem sie dem ihr vergebenen Identifikationskode weitere Stellen anhängt. Dabei werden in der Phase "2" die Systemkomponenten der Gleiselemente A, W3 und 1 benannt. In der dann folgenden Phase "3" folgen die Gleiselemente W4, 2 und W8, in der Phase "4" die Systemkomponenten der Gleiselemente RS1, P3, N2, W7 und F.
• In Phase "5" versuchen sowohl die Systemkomponente des Gleiselementes N2 als auch die des Gleiselementes W7 der Systemkomponente des Gleiselementes W6 einen Identifikationskode zuzuweisen. Hier wird derjenige Identifikationskode endgültig, der durch die unter­ schiedlichen "Laufzeiten" auf den beiden möglichen Wegen zuerst übermittelt wird.
• Ein ähnliches Problem entsteht in der Phase "7" in der die Systemkomponenten der beiden Gleiselemente N3 und W5 versuchen, einander gegenseitig neue Identi­fikationskodes zuzuweisen. Auch hier werden diese Zuweisungen von der jeweils angesprochenen Systemkom­ponente abgelehnt.
• In Fig. 4 ist symbolisch dargestellt, in welcher Weise die Identifikationskodevergabe normiert werden könnte. Es findet jeweils eine Zwei-bit-Namenserweiterung statt, die bei Zuweisungen bis zu vier Kommunikations­kanälen, also vier Nachbarelementen der Gleiselemente, ausreichend ist. Mehr Nachbarelemente kommen in der Praxis normalerweise nicht vor.
• Dabei zeigt Fig. 4a die Zwei-bit-Identifikationskode­erweiterung ausgehend von einer Weiche, Fig. 4b ausge­hend von einer Kreuzung, Fig. 4c ausgehend von einem Signal und Fig. 4d ausgehend von einem Gleisfreimel­dekreis.
• Dem Initialisierungselement kann ein beliebiger Name fest einprogrammiert werden, beispielsweise ein von Null verschiedener Identifikationskode, um eine deut­liche Unterscheidung von einem noch nicht vergebenen Identifikationskode zu erhalten.

Claims (5)

1. Verfahren zur Konfiguration eines Steuerungssystems für Gleisanlagen entsprechend einer Gleiskonfigu­ration aus mehreren miteinander verbundenen Gleis­elementen, wie Weichen, Signalen, Gleisabschnitten, wobei jedem Gleiselement eine Systemkomponente des Steuerungssystems zugeordnet ist, dadurch gekenn­zeichnet, daß
a) einer der Systemkomponenten des Steuerungssystems ein digitaler Identifikationskode zum Zwecke der Initialisierung zugewiesen wird,
b) die benannte Systemkomponente denjenigen System­komponenten einen Identifikationskode zuweist, die den dem eigenen Gleiselement benachbarten Gleiselementen zugeordnet sind,
c) die weitere Benennung der noch unbenannten System­komponenten durch die bereits mit einem Identi­fikationskode versehenen Systemkomponenten gemäß Schritt b) erfolgt,
so daß eine automatische Zuordnung von Systemkompo­nenten eines dezentralen Steuerungssystems ent­sprechend der Gleiskonfiguration erfolgt, wobei jede Systemkomponente den zugewiesenen Identifi­kationskode und die Nachbarbeziehungen an einen Dispositionsarbeitsplatz (D) übermittelt, an dem daraus ein der Topologie entsprechendes Gleisbild (G) erzeugt wird, das mit dem projektierten Gleis­netz auf Übereinstimmung überprüft wird und dabei eventuelle Fehlermeldungen erzeugt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuweisung des Identifikationskodes an eine andere Systemkomponente durch Übermittlung des eigenen Identifikationskodes ergänzt um weitere die Zuweisungsrichtung kennzeichnende Informationen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als kennzeichnende Informationen ein oder meh­rere Digitalstellen vorgesehen sind.

4. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens zur Konfi­guration eines Steuerungssystems für Gleisanlagen entsprechend einer Gleiskonfiguration aus mehreren Gleiselementen, wie Weichen, Signalen, Gleisab­schnitten, wobei jedem Gleiselement eine System­komponente des Steuerungssystems zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Systemkomponente mit einem Mikroprozessorsystem versehen ist, das die Funktion des zugeordneten Gleiselementes steuert und überwacht, daß jede Systemkomponente über Kommu­nikationskanäle mit denjenigen anderen Systemkompo­nenten verbunden ist, die den unmittelbar benach­barten Gleiselementen des eigenen Gleiselementes zugeordnet sind, so daß eine Datenübertragung zwi­schen diesen Systemkomponenten möglich ist, daß die lokalen Mikroprozessorsysteme des Gleisfeldes an einen Übertragungskanal (Ü) zum Datenaustausch mit einem für das gesamte Gleisfeld zuständigen Dispositionsarbeitsplatz (D) angeschlossen sind, und daß ein Dispositionsrechner gespeicherte Pro­jektierungsdaten automatisch mit den ihm nun ge­meldeten Informationen vergleicht und eventuelle Fehlermeldungen erzeugt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Mikroprozessorsystem ein signaltechnisch sicheres (fail-safe) Mikroprozessorsystem vorgesehen ist.

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