EP1265776A1 - Verfahren und system zur überfüllverhinderung einer gleisanlage - Google Patents

Verfahren und system zur überfüllverhinderung einer gleisanlage

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EP1265776A1
EP1265776A1 EP01913811A EP01913811A EP1265776A1 EP 1265776 A1 EP1265776 A1 EP 1265776A1 EP 01913811 A EP01913811 A EP 01913811A EP 01913811 A EP01913811 A EP 01913811A EP 1265776 A1 EP1265776 A1 EP 1265776A1
Authority
EP
European Patent Office
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train
route
track
trains
module
Prior art date
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EP01913811A
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English (en)
French (fr)
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EP1265776B1 (de
Inventor
Werner Fierz
Cristina Bertelli
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Siemens Schweiz AG
Original Assignee
Siemens Schweiz AG
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Publication date
Application filed by Siemens Schweiz AG filed Critical Siemens Schweiz AG
Publication of EP1265776A1 publication Critical patent/EP1265776A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1265776B1 publication Critical patent/EP1265776B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L21/00—Station blocking between signal boxes in one yard
    • B61L21/06—Vehicle-on-line indication; Monitoring locking and release of the route

Definitions

  • the present invention relates to a method and a system according to the preamble of claims 1 and 7, respectively.
  • trains - The purposeful and safe setting and clearing of routes for track-bound vehicles - hereinafter referred to as trains - are initiated by driving services with the help of operational means.
  • operational means The effects of the real operating conditions on the choice of track for the formation of routes are diverse. For example, there are: operational influences, the composition of trains and in particular their length, the failure of track fields due to defects.
  • interlockings ensure that only routes are set that can not endanger the trains in service.
  • the signal boxes do not prevent routes from being put in place that can hinder or block the continued travel of trains. In such a case the track system is overcrowded. The transfer can only be remedied by reversing a train. This requires time-consuming maneuvers with corresponding unpleasant consequences on the timetable and the operational processes.
  • a unique train identifier and an associated individual route through the track system are programmed for each train that is running, and the train identifier is usually used as a train number.
  • the train routing as part of the control system recognizes the respective train position and automatically sets the next route for the further journey of the respective train.
  • the moving train itself provides the impetus to set the route. Its position is continuously updated in the control system registered.
  • the order of the routes provided is thus directly dependent on the current course of the trains. In unfavorable time conditions, the blocking of routes can lead to a blockage due to overcrowding.
  • the train control In order for the advantages of automatic train control to be used in all situations, the train control must be able to anticipate possible blockages and not set the relevant routes or delay them.
  • Signal box level II view of signal box technology. To ensure that the routes are still timely, the decision on the admissibility of a route must be made without delay.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a method which, with less computation effort, recognizes overfills which occur before the route is set securely in terms of signal technology.
  • the method according to the invention indirectly makes a contribution to the safety of rail traffic by avoiding unfamiliar maneuvers for unbundling trains.
  • Figure 1 shows two different views of a track system: driving level I and signal box level II.
  • Fig. 2 example of a UeV area with 3 trains
  • Fig. 7 Example of a UeV area, in which three trains from both sides travel to two alternate stations on one track.
  • Route The smallest unit of a route secured by an interlocking that can be set for a train. Track field start or end point of a route
  • steering track field Track field as the start of a route that is requested by the train control.
  • Overfilling occurs in a track system when trains mutually block the way in such a way that at least one train cannot reach its destination on the programmed route.
  • the Automates as part of the automatic route setting decides to take a ⁇ A Einstellchiees on setting a driving ⁇ road.
  • the method according to the invention as part of the UeV provides the indication which trains can reach their programmed destination.
  • FIG. 2 shows the track system to be monitored, a so-called overfill area, with a rectangle shown in broken lines: Location of trains with train numbers ZN 123, 456 and 789: ZN (123) 101 ZN (456) B2 ZN (789) AI
  • ZN (123) and ZN (456) can no longer reach their destination.
  • the UeV allows the route to be set for ZN (789).
  • the driveway does not enter for signaling reasons.
  • the UeV permits the setting of the route for ZN (456).
  • the UeV permits the setting of the route for ZN (123).
  • a current or a train position to be reached is represented by an ordered pair of train number and track field: train number / track field.
  • a dependency on two train positions is expressed by a relation sign: X / 103 - »Y / 102.
  • the method according to the invention is preferably implemented with the structure diagram given in FIG. 3.
  • the reporting of train numbers and track field assignment to the driving level is done according to known solutions, such as specified in CH PS 613 419.
  • the procedural rules specified in FIG. 3 with R1, R2 and R3 (hereinafter only referred to as "rule") are as follows:
  • Track field A denotes the destination of the first route on the programmed route of train Z2, which cannot enter due to train Zl.
  • Track field B denotes the first position of train Zl, at which the destination of the first route on the programmed route of train Z2, which cannot enter due to train Zl, is no longer track field A.
  • Track field C denotes the first position of train Z1, at which all routes of train Z2 could enter. 2a If platform B corresponds to platform C, train Zl must first go to platform B before train Z2 can go to platform A (operational requirement). 2b If track field B does not correspond to track field C and all routes of the route from train Z2 to track field A could enter, if train Zl to track field B were switched on, train Zl must first go to track field B before train Z2 can go to track field A ( loading drive requirement).
  • Rule 2 must be applied again, with track field B as the reference point for train line 2c. If track field B does not correspond to track field C and not all routes of the route from train Z2 to track field A could enter if train Zl were switched to track field B, train Zl must go to track field C before train Z2 is allowed to travel to the first track field, in which train Z2 prevents at least one route from entering the current position from train Zl to track field C (overfill prevention requirement).
  • the reference point of a train Z1 to another train Z2 is between the reported position and the next steering track field on its route.
  • the reference location corresponds to the train position.
  • the reference location is determined as follows:
  • the reference location corresponds to the train position
  • train Zl must first go to track field A before train Z2 can go to track field B and prevents train Zl in track field A from entering at least one route on the way from the current train position from train Z2 to track field B , train Zl must travel to the first track field after track field A on its programmed route, in which it no longer prevents the route from being traversed from the current position of train Z2 to track field B (operational requirement).
  • CYC3 Iteration for all trains: ST4: Create and save dependencies by using transitivity.
  • a system for preventing the overfilling of a track system divided into track fields is divided into modules.
  • the train steering assigned to driving level I contains an overfill prevention module, which in turn has a method module.
  • the transitivity module and the second row module can be assigned an iteration module that executes an iteration for all trains until no new dependencies can be generated or until no train can reach the destination specified by its route.
  • a second iteration module can be superordinated to the first row module, which contains an implementation of the iteration CYCl.
  • a third iteration module can be superordinate to the relation module, which contains an implementation of the iteration CYC2.
  • schedule dependencies or certain predefined train sequences - called dispositions - are stored in a data module in accordance with the notation given above.
  • a disposition module contains an implementation of method step ST3.
  • step ST1 Rl: 1/101 - »1/102; 1/102 - 1/103 2/102 - »2/203 3/103 - 3/102; 3/102 - »3/101
  • step ST3 does not result in any new dependencies.
  • FIG. 4 The result can be seen in FIG. 4: Turn 1 and turn 3 cannot reach their destination. Turn 2 can reach its destination.
  • rule 1 The application of rule 1 is not listed here.
  • Rule 2 gives, among other things, :
  • the reference location of Zl in relation to Z2 is track field 102.
  • Train 4 is the second train Z2 in the sense of rule 3. Routes for train 2 and train 4
  • the method according to the invention can also be used to deal with planning requirements.
  • a station with the track arrangement according to FIG. 6 with sufficiently long track For a station with the track arrangement according to FIG. 6 with sufficiently long track
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) fields
  • a scheduled transfer point should be provided for two trains in the same direction of travel: express train 1 overtakes a regional train 2 and this ensures a mutual connection (these trains are not shown in FIG. 6).
  • Train 1 can only continue to track field 102 if train 2 has previously entered track field AI, so the following notation results in the introduced notation: 2 / AI - »1/102.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
  • Float Valves (AREA)

Description

Verfahren und System zur ÜberfüllVerhinderung einer Gleisanlage
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 7.
Das zweck ässige und sichere Stellen und Auflösen von Fahrstrassen für spurgebundene Fahrzeuge - im folgenden Züge genannt - werden durch Fahrdienste mit Hilfe operativer Mittel veranlasst. Die durch die realen Betriebsbedingungen auftretenden Einwirkungen auf die Wahl der Gleismittel für die Bildung von Fahrstrassen sind vielfältig. So sind beispielsweise dafür zu nennen: Einwirkungen betrieblicher Art, die Zusammenstellung von Zügen und insbesondere deren Länge, der Ausfall von Gleisfeldern durch Defekte.
Die im Einstellprozess eingesetzten Sicherheitseinrichtungen - im folgenden Stellwerke genannt - sorgen dafür, dass nur Fahrstrassen gestellt werden, die zu keiner Gefährdung der verkehrenden Züge führen können. Die Stellwerke verhindern aber nicht, dass Fahrstrassen gestellt werden, welche die Weiterfahrt von Zügen behindern oder blockieren können. Die Gleisanlage ist in einem solchen Fall überfüllt. Die UberfuUung kann nur durch Rückwärtsfahren eines Zuges behoben werden. Dies bedingt zeitraubende Manöver mit entsprechenden unliebsamen Folgen auf den Fahrplan und die betrieblichen Abläufe.
In modernen operativen Betriebsführungszentren übernehmen leistungsfähige Leitsysteme zunehmend Routinebedienungen des Fahrdienstes. In einem Leitsystem ist für jeden verkehrenden Zug eine eindeutige über den Tagesfahrplan einmaliges Zugkennzeichen und ein zugehöriger individueller Fahrweg durch die Gleisanlage programmiert, wobei das Zugkennzeichen meist als Zugnummer geführt wird. Die Zuglenkung als Teil des Leitsystemes erkennt die jeweilige Zuglage und stellt automatisch die nächste Fahrstrasse für die Weiterfahrt des jeweiligen Zuges. Der Anstoss zum Stellen der Fahrstrasse gibt der fahrende Zug selbst. Seine Position wird im Leitsystem laufend registriert. Damit ist die Reihenfolge der gestellten Fahrstrassen direkt vom aktuellen Lauf der Züge abhängig. Bei ungünstigen zeitlichen Bedingungen kann das Stellen von Fahrstrassen zu einer Blockierung infolge einer Überfüllung führen. Damit die Vorteile der automatischen Zuglenkung in allen Situationen genutzt werden können, muss die Zuglenkung mögliche Blockierungen voraussehen können und die entsprechenden Fahrstrassen nicht oder verzögert stellen.
Vor dem Stellen einer Fahrstrasse d.h. vor dem Abgeben einer Stellanforderung an ein Stellwerk, muss die Zuglenkung die
Auswirkungen bezüglich des Überfüllens der Gleisanlage prüfen. In Fig. 1 ist dargestellt:
- Fahrwegebene I: Sicht der Zuglenkung;
- Stellwerkebene II: Sicht der Stellwerktechnik. Damit die Fahrstrassen weiterhin zeitgerecht gestellt werden, muss der Entscheid über die Zulässigkeit einer Fahrstrasse ohne Verzögerung gefällt werden können.
Ein Entscheidungsverfahren mit einfacher kombinatorischer Logik, das die möglichen Abläufe der Zugfahrten simuliert, be- nötigt sehr viele Arbeitsschritte. Dabei sind die Züge und die Gleistopologie vollständig zu berücksichtigen.
Bei n Zügen mit einer Fahrweglänge von je m Fahrstrassen ist ein Rechenaufwand in der Grössenordnung von nm-r Arbeitsschritten erforderlich.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, das mit einem geringeren Rechenaufwand vor der signaltechnisch sicheren Einstellung von Fahrstrassen entstehende Überfüllungen erkennt.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 bzw. 7 ange- gebenen Massnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemässe Verfahren weist folgende Vorteile auf:
ERSATZBLAFT (REGEL 28) i) In der vor Überfüllung zu schützenden Gleisanlage wird das automatische Stellen von Fahrstrassen nur dann zugelassen, wenn dadurch die Gleisanlage nicht überfüllt wird, d.h. alle Züge können ihr programmiertes Ziel erreichen.
ii) Das erfindungsgemässe Verfahren leistet indirekt einen Beitrag zur Sicherheit des Bahnverkehrs, indem ungewohnte Manöver zum Entflechten von Zügen vermieden werden.
iii) Die wenigen Arbeitsschritte zur Beurteilung der Situation erlauben den Einsatz des Verfahrens in Leitsystemen in einer grösseren zu schützenden Gleisanlage ohne nachteilige Auswirkungen auf das zeitgerechte Stellen der Fahrstrassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 zwei verschiedene Sichten einer Gleisanlage: Fahrwegebene I und Stellwerkebene II;
Fig. 2 Beispiel eines UeV-Bereiches mit 3 Zügen;
Fig. 3 Struktogramm des erfindungsgemässen Verfahrens zur Überfüllverhinderung;
Fig. 4 Beispiel eines UeV-Bereiches mit drei Zügen zur Erläu- terung der Verfahrensregeln;
Fig. 5 Graphische Darstellung von Abhängigkeiten,-
Fig. 6 Beispiel eines UeV-Bereiches, der zu kurze Gleisfelder enthält;
Fig. 7 Beispiel eines UeV-Bereiches, in den auf einer Ein- spurstrecke von beiden Seiten her je drei Züge auf zwei Ausweichstationen zufahren.
Zunächst werden die verwendeten Begriffe und ihr gegenseitiger Bezug erläutert:
Fahrstrasse Kleinste Einheit eines durch ein Stellwerk gesicherten Fahrweges, die für einen Zug gestellt werden kann. Gleisfeld Start- oder Zielpunkt einer Fahrstrasse
lenkendes Gleisfeld Gleisfeld als Start einer Fahrstrasse, die durch die Zuglenkung angefordert wird.
Gleisanlage Anordnung von Gleisfeldern.
Fahrweg Weg eines Zuges durch eine Gleisanlage über aufeinanderfolgende Gleisfelder.
Einstellwunsch Anfrage der Zuglenkung an die Überfüllverhinderung, ob eine bestimmte Fahrstrasse eingestellt werden darf.
Anforderung zur Einstellung einer Fahrstrasse:
Auftrag der Zuglenkung an die Stellwerktechnik.
Überfüllung einer Gleisanlage
In einer Gleisanlage tritt eine Über- füllung auf, wenn sich Züge den Weg gegenseitig so verstellen, dass wenigstens ein Zug sein Ziel auf dem programmierten Fahrweg nicht erreichen kann.
Die Überfüllverhinderung - nachfolgend abgekürzt als "UeV" bezeichnet - als Teil der Zuglenkung entscheidet nach Ein¬ treffen eines Einstellwunsches über das Einstellen einer Fahr¬ strasse. Das erfindungsgemässe Verfahren als Teil der UeV liefert dazu die Angabe, welche Züge ihr programmiertes Ziel erreichen können.
Das Verhalten der Überfüllverhinderung und die Einbettung des erfindungsgemässen Verfahrens in die UeV werden nachfolgend anhand der Fig. 2 erläutert. In der Fig. 2 ist mit einem strichliert dargestellten Rechteck die zu überwachende Gleisanlage, ein sog. Ueberfüllbereich dargestellt: Standort der Züge mit den Zugnummern ZN 123, 456 und 789: ZN(123) 101 ZN(456) B2 ZN(789) AI
Fahrwege :
ZN(123) 101 - 202 - B2
ZN(456) B2 - 202 - 201 - A2
ZN(789) AI - 101 - 102 - Bl
♦ Ein Einstellwunsch für ZN(123) von 101 nach 202 wird zur UeV gemeldet.
Ergebnis des Verfahrens mit Einstellwunsch für ZN(123):
ZN(123) und ZN(456) können ihr Ziel nicht mehr erreichen.
Entscheid der UeV: Das Einstellen der Fahrstrasse für ZN(123) wird nicht erlaubt.
♦ Ein Einstellwunsch für ZN(789) vom Gleisfeld AI zum Gleisfeld 101 wird zur UeV gemeldet.
Ergebnis des Verfahrens mit Einstellwunsch für ZN(789): Alle Züge können ihr Ziel erreichen. Entscheid der UeV:
Die UeV erlaubt das Einstellen der Fahrstrasse für ZN(789). Aus signaltechnischen Gründen läuft die Fahrstrasse nicht ein.
♦ Ein Einstellwunsch für ZN(456) vom Gleisfeld B2 zum Gleisfeld 202 wird zur UeV gemeldet. Ergebnis des Verfahrens mit Einstellwunsch für ZN(456) :
Alle Züge können ihr Ziel erreichen.
Entscheid der UeV:
Die UeV erlaubt das Einstellen der Fahrstrasse für ZN(456) .
Sobald die Fahrstrasse einläuft, wertet die UeV die Situation neu aus.
Ergebnis des Verfahrens mit Einstellwunsch für ZN(123):
Alle Züge können ihr Ziel erreichen.
Entscheid der UeV:
Die UeV erlaubt das Einstellen der Fahrstrasse für ZN(123) .
Nach dieser Erläuterung erfolgt nun eine formale Beschreibung des erfindungsgemässen Verfahrens. Das Erreichen des Ziels eines Zuges hängt von der Position und der Fahrwege von anderen Züge ab. Diese Abhängigkeiten werden bei diesem Algorithmus mit einem in Fig. 5 dargestellten Graphen oder formal in folgender Notation beschrieben:
Eine aktuelle oder eine zu erreichende Zugposition wird durch ein geordnetes Paar Zugnummer und Gleisfeld dargestellt: Zugnummmer/Gleisfeld.
Eine Abhängigkeit von zwei Zugpositionen wird durch ein Relationszeichen ausgedrückt: X/103 -» Y/102 .
Die Semantik dieser Notation x/103 -> Y/102 steht für: Es gibt eine zwingende Reihenfolge, sei dies betrieblicher, dispositiver oder überfüllverhindernder Art, dass zuerst Zug X zum Gleisfeld 103 fahren muss, bevor Zug Y zum Gleisfeld 102 fahren darf.
Die vorstehend eingeführte Notation und Semantik ist auch für den Fall X=Y sinnvoll, beispielsweise für den Zug ZN(789) in Fig. 2: 789/101 -» 789/102 .
Diese eingeführte Relation ist transitiv: Wenn Zug X nach A gestellt werden muss, bevor Zug Y nach B weiterfahren darf, und wenn Zug Y nach B gestellt werden muss, bevor Zug Z nach C weiterfahren darf, so muss Zug X nach A gestellt werden, bevor
Zug Z nach C weiterfahren darf. Unter Benutzung der soeben eingeführten Notation ergibt sich: X/A -> Y/B und Y/B - Z/C = X/A -> Z/C. Das Zeichen => steht für eine Implikation. Diese Abhängigkeit kann auch geschrieben werden als :
X/A - Y/B - Z/C .
Tritt der Fall X/A - Y/B - .. -> X/A auf, so bedeutet dies, dass Zug X erst nach A weitergestellt werden muss, bevor Zug X nach A weitergestellt werden darf. Damit wird eine Blockade im zu überprüfenden UeV-Bereich
ERSATZBUTT (REGEL 25) offensichtlich. In einem zugehörigen Graphen der Art gemäss der Fig. 5 tritt ein Zyklus auf.
Das erfindungsgemässe Verfahren wird vorzugsweise mit dem in Fig. 3 angegebenen Struktogramm implementiert. Die Meldung von Zugnummern und Gleisfeldbelegung an die Fahrwegebene erfolgen nach bekannten Lösungen wie beispielsweise in CH PS 613 419 angegeben. Die in Fig. 3 mit Rl, R2 und R3 angegebenen Verfahrensregeln (im folgenden nur noch mit "Regel" bezeichnet) lauten wie folgt:
Regel 1
Bevor ein Zug Zl zu einem Gleisfeld G2 fahren kann, muss er das im Fahrweg unmittelbar vorhergehende Gleisfeld Gl erreichen (betriebliche Anforderung) .
Regel 2 Ein Zug Zl, dessen Bezugsort zu einem anderen Zug Z2 das Befahren des Fahrweges eines Zuges Z2 verhindert, führt zu zusätzlichen Abhängigkeiten.
Gleisfeld A bezeichnet das Ziel der ersten Fahrstrasse auf dem programmierten Fahrweg des Zuges Z2, die wegen Zug Zl nicht einlaufen kann.
Gleisfeld B bezeichnet die erste Position von Zug Zl, bei der das Ziel der ersten Fahrstrasse auf dem programmierten Fahrweg von Zug Z2, die wegen Zug Zl nicht einlaufen kann, nicht mehr Gleisfeld A ist. Gleisfeld C bezeichnet die erste Position von Zug Zl, bei der alle Fahrstrassen von Zug Z2 einlaufen könnten. 2a Entspricht das Gleisfeld B dem Gleisfeld C, so muss Zug Zl zuerst nach Gleisfeld B, bevor Zug Z2 nach Gleisfeld A fahren kann (betriebliche Anforderung) . 2b Entspricht das Gleisfeld B nicht dem Gleisfeld C und könnten alle Fahrstrassen des Fahrweges von Zug Z2 bis Gleisfeld A einlaufen, wenn Zug Zl nach Gleisfeld B fortgeschaltet würde, muss Zug Zl zuerst nach Gleisfeld B fahren, bevor Zug Z2 nach Gleisfeld A fahren kann (be- triebliche Anforderung) . Die Regel 2 muss nochmals angewendet werden, mit Gleisfeld B als Bezugsort von Zug Zl. 2c Entspricht das Gleisfeld B nicht dem Gleisfeld C und könnten nicht alle Fahrstrassen des Fahrweges von Zug Z2 bis Gleisfeld A einlaufen, wenn Zug Zl nach Gleisfeld B fortgeschaltet würde, so muss Zug Zl nach Gleisfeld C fahren, bevor Zug Z2 ins erste Gleisfeld fahren darf, in dem Zug Z2 das Einlaufen von wenigsten einer Fahrstrasse auf dem Weg von aktueller Position von Zug Zl nach Gleis- feld C verhindert (überfüllverhindernde Anforderung) .
Der Bezugsort eines Zuges Zl zu einem anderen Zug Z2 befindet sich zwischen der gemeldeten Position und dem nächsten lenkenden Gleisfeld auf seinem Fahrweg.
Falls der Zug Zl auf einem lenkenden Gleisfeld steht und keinen Einstellwunsch gemeldet hat, entspricht der Bezugsort der Zugposition.
Der Bezugsort wird wie folgt bestimmt:
1. Falls Zug Z2 einen Einstellwunsch gemeldet hat, dessen Fahrstrasse einlaufen könnte, wird das Ziel der Fahr- strasse als Zugposition für die weiteren Arbeitsschritte betrachtet;
2. falls Zug Zl einen Einstellwunsch gemeldet hat, dessen Fahrstrasse einlaufen könnte, wird das Ziel der Fahrstrasse als Zugposition für die weiteren Arbeitsschritte betrachtet;
3. falls die Position von Zug Zl ein lenkendes Gleisfeld ist, entspricht der Bezugsort der Zugposition;
4. falls die Position von Zug Zl ein nicht lenkendes Gleisfeld ist und das Befahren des Fahrweges von Zug Z2 verhin- dert, entspricht der Bezugsort der Zugposition;
5. falls die Position von Zug Zl ein nicht lenkendes Gleisfeld ist, das Befahren des Fahrweges von Zug Z2 nicht verhindert und die Fahrstrasse zum nächsten Ziel auf dem programmierten Fahrweg wegen Zug Z2 nicht einlaufen kann, entspricht der Bezugsort der Zugposition;
ERSATZBUTT (REGEL 26) 6. sonst wird das nächste Gleisfeld auf dem programmierten Fahrweg als Zugposition für die weiteren Arbeitsschritte in Betracht gezogen und bei vorstehender Ziffer 3. fortgefahren;
Regel 3
Gibt es eine zwingende Reihenfolge, dass zuerst Zug Zl zum Gleisfeld A fahren muss, bevor Zug Z2 zum Gleisfeld B fahren darf und verhindert Zug Zl im Gleisfeld A das Einlaufen von wenigstens einer Fahrstrasse auf dem Weg von aktueller Zugposition von Zug Z2 nach dem Gleisfeld B, so muss Zug Zl ins erste nach dem Gleisfeld A auf seinem programmierten Fahrweg liegende Gleisfeld fahren, in dem er das Befahren des Fahrweges von aktueller Position von Zug Z2 nach dem Gleisfeld B nicht mehr verhindert (betriebliche Anforderung) .
Die in Fig. 3 angegebenen Iterationen und Verfahrensschritte sind nachfolgend erläutert. Der nachstehend aufgeführte Begriff Variation steht dabei für eine Anordnung von m = 2 Elementen aus einer Menge von n Elementen unter Berücksichtigung der Reihenfolge. Die Berechnung der Anzahl Variationen erfolgt gemäss Vn m = n!/(n-m)!.
CYC1 : Iteration für alle Züge:
STl:Rl: Abhängigkeiten gemäss Regel 1 einfügen und speichern.
CYC2 : Iteration für alle Variationen von zwei Zügen Zl, Z2: ST2:R2 Relationen nach Regel 2 einfügen und speichern.
ST3 : Dispositive Abhängigkeiten berücksichtigen, z.B. fahr- planmässige Anschlüsse und programmierte Zugreihenfolgen.
CYC3 : Iteration für alle Züge: ST4 : Abhängigkeiten durch Anwendung der Transitivität erzeugen und speichern.
ΞT5:R3 Entstandene Abhängigkeiten gemäss Regel 3 einfügen und speichern.
ERSATZBUTT (REGEL 26) CYC4 : Iteration bis keine Abhängigkeiten mehr dazukommen oder kein Zug sein Ziel erreichen kann.
Ein System zur Verhinderung der Überfüllung einer in Gleisfelder gegliederten Gleisanlage ist in Module gegliedert. Die der Fahrwegebene I zugeordnete Zuglenkung enthält ein Über- füllverhinderungsmodul, das seinerseits ein Verfahrensmodul aufweist. Das Verfahrensmodul ist gegliedert in: a) Erstes Reihenmodul, das eine Implementierung von Regel 1 enthält; b) Relationsmodul, das eine Implementierung von Regel 2 enthält; cl) Transitivitätsmodul, das eine Implementierung der Transi- tivität von Zugpositionen enthält gemäss der vorstehend eingeführten Notation X/A - Y/B und Y/B - Z/C => X/A -> Z/C; c2) zweites Reihenmodul, das eine Implementierung von Regel 3 enthält.
In einer besonderen Ausführungsform kann dem Transitivitäts- modul und dem zweiten Reihenmodul ein Iterationsmodul übergeordnet sein, das für alle Züge sooft eine Iteration ausführt, bis keine neuen Abhängigkeiten mehr erzeugbar sind oder bis kein Zug das durch seinen Fahrweg vorgegebene Ziel erreichen kann. Ebenso kann dem ersten Reihenmodul ein zweites Iterationsmodul übergeordnet sein, das eine Implementierung der Iteration CYCl enthält. Ferner kann dem Relationsmodul ein drittes Iterationsmodul übergeordnet sein, das eine Implementierung der Iteration CYC2 enthält.
Die Fahrplanabhängigkeiten oder bestimmte vorgegebene Zug- reihenfolgen - Dispositionen genannt - sind in einem Datenmodul entsprechend der vorstehend angegeben Notation gespeichert.
Ein Dispositionsmodul enthält eine Implementierung des Verfahrensschrittes ST3.
ERSATZBUTT (REGEL 26) Anhand der Fig. 4 mit drei Zügen 1, 2 und 3 wird das erfin- dungsgemässe Verfahren erläutert:
Standort der Züge
ZN(1) 101
ZN(2) 102
ZN(3) 103
Fahrwege :
ZN(1) 101 - - 102 103
ZN(2) 102 - - 203
ZZNN((33)) 110033 -- - 110022 - 101
Die drei Fahrwege führen zu folgenden Zugpositionen:
1/101 2/102 3/103 aktuelle Zugpositionen ,
1/102 2/203 3/102 zu erreichende Zugpositionen
1/103 3/101 zu erreichende Zugpositionen
Eine Anwendung der Regel 1 ergibt für den Schritt STl:Rl: 1/101 -» 1/102; 1/102 - 1/103 2/102 -» 2/203 3/103 - 3/102; 3/102 -» 3/101
Für CYC2 ergeben sich sechs Variationen. Eine Anwendung der Regel 2 ergibt für den Schritt ST2:R2 die nachfolgenden Abhängigkeiten, wobei zwei der sechs Variationen zu keinen Abhängigkeiten führen:
♦ Zug 2 - Zug 1:
Regel 2a) : 2/203 -» 1/102 ♦ Zug 3 - Zug 1:
Regel 2c) : 3/101 -» 1/102
♦ Zug 1 - Zug 3 :
Regel 2c) : 1/103 - 3/102
♦ Zug 2 - Zug 3 : Regel 2a) : 2/203 -» 3/102
Der Schritt ST3 ergibt in diesem Beispiel keine neuen Abhängigkeiten.
ERSATZBUTT (REGEL 26) CYC4 : Im vorliegenden Fall gemäss der Fig. 4 entstehen keine neuen Abhängigkeiten aus dem Schritt ST5:R3 und die Iteration wird verlassen.
Das Ergebnis ist der Fig. 4 zu entnehmen: Zug 1 und Zug 3 können ihr Ziel nicht erreichen. Zug 2 kann sein Ziel erreichen.
Der Fall von überlangen Zügen bzw. zu kurzen Gleisfeldern ist formal der Fig. 6 zugrundegelegt. Es wird angenommen, dass das Gleisfeld A2 zu kurz ist, um den Zug 2 vollständig aufzu- nehmen. Das bedeutet, dass ein vom Gleisfeld 102 nach dem Gleisfeld A2 eingefahrener Zug das Ausfahren eines Zuges im Gleisfeld AI nach rechts verhindert.
Standort der Züge: ZN(1) 101 ZN(2) A2 Fahrwege :
ZN(1) 101 - AI - 102 ZN(2) 102 - A2 - 101 Gemäss Regel 2a) entsteht die Abhängigkeit, dass Zug 2 zuerst nach 101 fahren muss, bevor Zug 1 nach 102 freigegeben werden kann. Gemäss Regel 1 und 2 ergeben sich folgende Abhängigkeiten:
1/101 ^ 1/A1 ^ 1/102 22//AA22 ^-» 22//110011
1/A1 ^ 2/101
2/101 -> 1/102
In diesem Fall entstehen gemäss Regel 3 keine neuen Abhängig¬ keiten. Ergebnis: Zug 1 und Zug 2 können ihr Ziel erreichen.
Erst bei komplexeren Ausgangssituationen gelangen alle drei Regeln zur Anwendung. Dazu wird folgendes Beispiel aufgeführt, jedoch mit Hilfe der Regeln nur soweit expliziert, dass die Erfindung nachvollziehbar wird. Auf einer Einspurstrecke fahren von beiden Seiten her je drei Züge auf zwei Ausweich- Stationen zu, siehe dazu die Anordnung gemäss Fig. 7.
ERSATZBUTT (REGEL 26) Standort der Züge:
ZN(1) 101
ZN(2) 102
ZN(3) A2 ZN(4) B3
ZN(5) 105
ZN(6) 106
Fahrwege :
ZN(1) 101 - 102 - A2 - 103 - 104 - B2 - 105 - 106 ZN(2) 102 - A2 - 103 - 104 - B2 - 105 - 106 (*)
ZN(3) A2 - 103 - 104 - B2 - 105 - 106
ZN(4) B3 - 104 - 103 - A3 - 102 - 101 (**)
ZN(5) 105 - B3 - 104 - 103 - A3 - 102 - 101
ZN(6) 106 - 105 - B3 - 104 - 103 - A3 - 102 - 101
Die Anwendung der Regel 1 wird hier nicht aufgeführt.
Aus Regel 2 erhält man u.a. :
2/103 - 1/A2 (***)
1/A2 -» 4/102
5/104 -> 6/B3 6/B3 -» 3/105
3/105 -» 2/B2
4/102 -> 5/A3
Die Abhängigkeit 2/103 -> 1/A2 gemäss Zeile (***) ergibt sich wie folgt: Die Behinderung der ZN(1) durch ZN(2) führt gemäss Regel 2 zu Abhängigkeiten.
Zug Zl = ZN(2) , Zug Z2 = ZN(1)
Der Bezugsort von Zl in Bezug zu Z2 ist Gleisfeld 102.
Z2 kann wegen Zl das Gleisfeld 102 nicht erreichen; dadurch folgt: Gleisfeld A = 102 siehe dazu Zeile (*) . Erst wenn Zl in Gleisfeld A2 steht, kann die erste Fahrstrasse von Z2 (101-102) eingestellt werden; dadurch folgt:
Gleisfeld B = A2.
Erst wenn Zl die zu schützenden Gleisanlage verlassen hat, können alle Fahrstrassen von Z2 eingestellt werden; dadurch folgt: Gleisfeld C = 106.
ERSATZBUπ (REGEL 26) Da Gleisfeld B nicht Gleisfeld C entspricht und Z2 nach Gleisfeld A fahren kann, wenn Z2 in Gleisfeld B ist, kommt Regel 2b zur Anwendung. Daraus folgt das in der Zeile (***) angegebene Ergebnis.
Die Transitivität ergibt:
2/103 -» 1/A2 und 1/A2 -» 4/102 führt zu 2/103 ■ 4/102.
Gemäss Regel 3 entsteht die Abhängigkeit: 2/B2 -> 4/102.
Diese Abhängigkeit 2/B2 - 4/102 ergibt sich aus der Abhängigkeit 2/103 -» 4/102 wie folgt: Zug 2 ist der erste Zug Zl im Sinne der Regel 3,
Zug 4 ist der zweite Zug Z2 im Sinne der Regel 3. Fahrwege für Zug 2 und Zug 4
ZN(2) 102 - A2 - 103 - 104 - B2 - 105 - 106 (*) ZN(4) B3 - 104 - 103 - A3 - 102 - 101 (**) Aus dem Fahrweg für Zug 2 in der mit (*) bezeichneten Zeile verhindert das Gleisfeld 103 das Einlaufen der Fahrtrasse 103 - A3 - 102 von Zug 4, siehe dazu Zeile (**) . Regel 3 verlangt nun bezüglich des ersten Zuges - hier Zug 2 - , dass Zug 2 zuerst nach B2 weitergestellt werden muss; das Weiterstellen nach Gleisfeld 104 genügt nicht, da Zug 2 mit dem Gleisfeld 104 das Einlaufen der Fahrstrasse 104 - 103 - A3 - 102 von Zug 4 verhindert, damit ergibt sich wie vorstehend bereits erwähnt : 2/B2 -» 4/102
Die Transitivität ergibt:
5/104 -» 6/B3 und 6/B3 -> 3/105 führt zu 5/104 -> 3/105.
Gemäss Regel 3 entsteht die Abhängigkeit: 5/A3 -^ 3/105.
Damit entsteht der Zyklus 3/105 -» 2/B2 -» 4/102 -> 5/A3 - 3/105. Da 2/2B - 1/104 und 5/A3 ■ 6/103 , kann kein Zug sein Ziel erreichen.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren können auch dispositive Anforderungen behandelt werden. Für einen Bahnhof mit der Gleisanordnung gemäss der Fig. 6 mit ausreichend langen Gleis-
ERSATZBUπ (REGEL 26) feldern sei für zwei Züge der gleichen Fahrrichtung ein fahr- planmässiger Umsteigeort vorgesehen: Schnellzug 1 überholt einen Regionalzug 2 und dadurch wird ein gegenseitiger An- schluss sichergestellt (in Fig. 6 sind diese Züge nicht darge- stellt) .
Standort der Züge:
ZN(1) A2
ZN(2) 101 Fahrwege: ZN(1) 101 - A2 - 102
ZN(2) 101 - AI - 102
Gemäss Regel 2 entsteht keine neue Abhängigkeit. Zug 1 kann erst weiterfahren nach Gleisfeld 102, wenn vorher Zug 2 auf Gleisfeld AI eingefahren ist, in der eingeführten Notation ergibt sich somit folgende dispositive Abhängigkeit: 2/AI -» 1/102.
Gemäss Regel 3 entsteht keine neue Abhängigkeit. Ergebnis : Zug 1 und Zug 2 können ihr Ziel erreichen.
Es sind Implementierungen der Regeln 1, 2a - 2c und 3 möglich, denen ein anderes Struktogramm gemäss der Fig. 3 zugrunde gelegt sind.
ERSATZBUπ (REGEL26)

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Verhinderung der Überfüllung einer in Gleisfelder (101, 102, A2) gegliederten Gleisanlage, die eine Fahrwegebene (I) mit Fahrwegen und eine Stellwerkebene (II) mit Fahrstrassen enthält, wobei diese Ebenen zur Anforderung der Einstellung einer Fahrstrasse und zur Meldung von Zugpositionen gekoppelt sind und eine Zugposition (X/101) durch ein einen Zug identifizierendes Zugkennzeichen (X) und ein Gleisfeld (101) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass vor Anforderung der Einstellung einer Fahrstrasse in der Fahrwegebene (I) durch eine Überprüfung von Zugpositionen (X/101) festgestellt wird, ob ein Zug die für die vorgesehene Fahrstrasse benutzten Gleisfelder befahren darf ohne dass eine Überfüllung der Gleisanlage auftritt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Überprüfung von Zugpositionen (X/101) in der Fahrwegebene folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden: a) Eine Abhängigkeit wird gespeichert, wonach eine Zugposition (X/102) erst erreicht werden kann, wenn der Zug (X) das im Fahrweg unmittelbar vorhergehende Gleisfeld
(X/101) erreicht hat (Regel 1) , wobei die Abhängigkeit definiert ist als eine zwingende Reihenfolge von zwei Zugpositionen (789/101 -» 789/102); b) für eine Variation von zwei Zügen (Zl, Z2) wird geprüft, ob ein Bezugsort des ersten Zuges (Zl) das Befahren des
Fahrweges des zweiten Zuges (Z2) verhindert (Regel 2; ST2:R2) und als Abhängigkeit (Zl/101 -> Z2/102) gespeichert; c) für alle Züge werden cl) durch Anwendung einer Transitivität aus den gespeicherten Abhängigkeiten neue Abhängigkeiten (X/A - Y/B und Y/B - Z/C => X/A - Z/C; ST4 ) erzeugt und gespeichert, c2) für die im Verfahrensschritt cl) erzeugten Abhängigkeiten wird geprüft, ob eine zwingende Reihenfolge vorliegt, wo- nach der erste Zug (Zl) zu einem ersten Gleisfeld (A)
ERSATZBUπ (REGEL 26) fahren muss, bevor der zweite Zug (Z2) zum einem zweiten Gleisfeld (B) fahren darf (Regel 3; ST5:R3).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt c) für alle Züge sooft ausgeführt wird, bis keine neuen Abhängigkeiten mehr erzeugbar sind oder bis kein Zug das durch seinen Fahrweg vorgegebene Ziel erreichen kann (CYC4) .
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Bezugsort eines Zuges (Zl) zu einem anderen Zug (Z2) sich zwischen der gemeldeten Position und dem nächsten lenkenden Gleisfeld auf seinem Fahrweg befindet und ein lenkendes Gleisfeld definiert ist als Start einer Fahrstrasse, die aus der Fahrwegebene angefordert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt a) für alle Züge (CYCl) und der Verfahrensschritt b) für alle Variationen (CYC2) von zwei Zügen (Zl, Z2) durchgeführt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Fahrplanabhängigkeiten von Zügen und vorgegebene Zugreihenfolgen als Abhängigkeiten (X/A -> Y/B) gespeichert sind und zwischen den Verfahrensschritten b) und c) ein Verfahrensschritt d) vorgesehen ist, bei dem für die betreffenden Züge die gespeicherten Abhängigkeiten eingefügt und zusätzlich im Verfahrensschritt c) geprüft werden.
7. System zur Verhinderung der Überfüllung einer in Gleisfelder (101, 102, A2) gegliederten Gleisanlage, die eine Fahrwegebene (I) mit Fahrwegen und eine Stellwerkebene (II) mit Fahrstrassen enthält, wobei diese Ebenen zur Anforderung der Einstellung einer Fahrstrasse und zur Meldung von Zugpositionen gekoppelt sind und eine Zugposition (X/101) durch ein einen Zug identifizierendes Zugkennzeichen (X) und ein Gleisfeld (101) bestimmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verfahrensmodul vorgesehen ist, das vor Anforderung der Einstellung einer Fahrstrasse in der Fahrwegebene (I) durch
ERSATZBLATT (REGEL 28) eine Überprüfung von Zugpositionen (X/101) feststellt, ob ein Zug die für die vorgesehene Fahrstrasse benutzten Gleisfelder befahren darf ohne dass eine Überfüllung der Gleisanlage auftritt.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahrensmodul für die Überprüfung von Zugpositionen (X/101) in der Fahrwegebene folgende Module enthält: a) Ein erstes Reihenmodul, das eine Abhängigkeit speichert, wonach eine Zugposition (X/102) erst erreicht werden kann, wenn der Zug (X) das im Fahrweg unmittelbar vorhergehende Gleisfeld (X/101) erreicht hat (Regel 1) , wobei die Abhängigkeit definiert ist als eine zwingende Reihenfolge von zwei Zugpositionen (789/101 -> 789/102); b) ein Relationsmodul, das für zwei Züge (Zl, Z2) prüft, ob ein Bezugsort des ersten Zuges (Zl) das Befahren des Fahrweges des zweiten Zuges (Z2) verhindert (Regel 2; ST2:R2) und als Abhängigkeit (Zl/101 -> Z2/102) speichert; cl) ein Transitivitätsmodul, das durch Anwendung einer Transitivität aus den gespeicherten Abhängigkeiten neue Abhängigkeiten (X/A -> Y/B und Y/B -> Z/C => X/A - Z/C; ST4) erzeugt und speichert, c2) ein zweites Reihenmodul, das mit dem Transitivitäsmodul verbunden ist und überprüft, ob eine zwingende Reihenfolge vorliegt, wonach der erste Zug (Zl) zu einem ersten Gleis- feld (A) fahren muss, bevor der zweite Zug (Z2) zum einem zweiten Gleisfeld (B) fahren darf (Regel 3; ST5:R3).
9. System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Transitivitätsmodul und dem zweiten Reihenmodul ein erstes Iterationsmodul übergeordnet ist, das für alle Züge sooft eine Iteration (CYC4) ausführt , bis keine neuen Abhängigkeiten mehr erzeugbar sind oder bis kein Zug das durch seinen Fahrweg vorgegebene Ziel erreichen kann.
10. System nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Relationsmodul der Bezugsort definiert ist, wonach der Bezugsort eines Zuges (Zl) zu einem
ERSATZBUπ (REGEL 26) anderen Zug (Z2) sich zwischen der gemeldeten Position und dem nächsten lenkenden Gleisfeld auf seinem Fahrweg befindet und ein lenkendes Gleisfeld definiert ist als Start einer Fahrstrasse, die aus der Fahrwegebene angefordert wird.
11. System nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten Reihenmodul ein zweites Iterationsmodul übergeordnet ist, das für alle Züge eine Iteration (CYCl) ausführt und dass dem Relationsmodul ein drittes Iterationsmodul übergeordnet ist, das für alle Variationen von zwei Zügen (Zl, Z2) eine Iteration (CYC2) ausführt.
12. System nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Datenmodul vorgesehen ist, in dem Fahrplanabhängigkeiten von Zügen und vorgegebene Zugreihenfolgen als Abhängigkeiten (X/A - Y/B) gespeichert sind und ein Dispositionsmodul vorgesehen ist, das für die betreffenden Züge die gespeicherten Abhängigkeiten einfügt und dem Transitivitätsmodul zuführt.
ERSATZBUTT (REGEL 26)
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