EP1892171A1 - Verfahren zum Betreiben eines Stellwerkes und Verfahren zum Betreiben einer Streckenzentrale - Google Patents

Verfahren zum Betreiben eines Stellwerkes und Verfahren zum Betreiben einer Streckenzentrale Download PDF

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EP1892171A1
EP1892171A1 EP06300892A EP06300892A EP1892171A1 EP 1892171 A1 EP1892171 A1 EP 1892171A1 EP 06300892 A EP06300892 A EP 06300892A EP 06300892 A EP06300892 A EP 06300892A EP 1892171 A1 EP1892171 A1 EP 1892171A1
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EP
European Patent Office
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network elements
line center
rail
network
interlocking
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EP06300892A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marina Kresse
Franz Thun
Harald Schabauer
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Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Alcatel Lucent SAS
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Publication date
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    • 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
    • B61L21/04—Electrical locking and release of the route; Electrical repeat locks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L19/00—Arrangements for interlocking between points and signals by means of a single interlocking device, e.g. central control
    • B61L19/06—Interlocking devices having electrical operation
    • B61L2019/065—Interlocking devices having electrical operation with electronic means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation
    • B61L2027/202—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation using European Train Control System [ETCS]

Definitions

  • the invention relates to a method for operating an interlocking system for a rail network for rail vehicles and a method for operating a line center for a rail network for rail vehicles.
  • ERTMS / ETCS European Rail Traffic Management System / European Train Control System
  • the ETCS specification includes three technical equipment levels, designated Level 1, Level 2 and Level 3. Each level requires different infrastructure-side and train-side components.
  • the present invention relates to ETCS Level 2, in which no trackside signals are provided in the final stage.
  • the invention also relates to an ETCS level 2 operation, in which For redundancy reasons or for reasons of compatibility in addition or still track-side signals are present and are controlled by the interlocking.
  • the location of the trains is carried out by so-called balises, which are attached to the infrastructure side of tracks. A balise is used to adjust the position of the train.
  • the train reports its position via mobile communications, in particular GSM-R (Global System for Mobile Communications - Railway) to the Radio Block Center (RBC).
  • GSM-R Global System for Mobile Communications - Railway
  • RBC Radio Block Center
  • the train receives from the line center via mobile, in particular GSM-R, his driving license, with which he is informed about the road to be traveled with their characteristics (eg speed profile and inclination profile).
  • the line center communicates with at least one interlocking that monitors and controls trackside network elements, especially routes.
  • the states of trackside network elements, especially roads, are detected and changed.
  • Track-side network elements in particular information about the routes, depending on the type of interlocking z. B. transmitted by means of signal aspects and switch points or as routes with their states to the line center. Regardless of the concretely agreed interface between signal boxes and line center, status information about network elements is exchanged.
  • the line center communicates with at least one interlocking, but usually with several interlockings in their area of the rail network.
  • the line center assigns trains to routes that may be used by them. For this purpose, a current and accurate image of the rail network always has to be present in the line center, which has current and applicable states of the network elements. Information about the states of the network elements receives the line center of at least one interlocking that monitors the states of each associated network elements and changed if necessary.
  • the object of the invention is now to ensure that the image of the rail network in the line center is always current and has no safety-critical deviations from the image in the signal box when issuing driving licenses to the train.
  • This object is achieved by a method for operating an interlocking system for a rail network for rail vehicles according to claim 1 and a method for operating a line center for a rail network for rail vehicles according to claim 5.
  • the states of the network elements are recorded in the interlocking.
  • Network elements may be trackside signals and / or switches. For example, in the interlocking the states of trackside signals and / or points are detected. Then the signal position, z. B. "stop", the individual signals in the area of the interlocking and / or the points position of the individual switches in the area of the interlocking detected.
  • Network elements can also be the individual routes. For example, states of the roads in the area of the interlocking can be detected by this.
  • the signal box detects and monitors the conditions of the roads, the z. B. may have the status "occupied” or "monitored".
  • the detected states of the network elements are transmitted to the line center.
  • This uses the status data transmitted by the interlocking to update the image of the rail network that exists in the line center.
  • the image of the rail network serves to enable the trains in the area of the line center to obtain driving licenses for driving on roads.
  • the line center transmits the trains via mobile communications, in particular GSM-R, their route and driving license data.
  • the signal box transmits the status of the network elements to the line center according to the set route for the trains. This can be z. B. include the placement of switches and / or signals.
  • the line center acknowledges the receipt and storage of the status data of the network elements in relation to the signal box by transmitting a receipt to the signal box.
  • the interlocking does not change the states of network elements for the creation of new routes unless it is ensured that the line center has received the current status of the network elements. This is ensured by the fact that the interlocking only changes the states of network elements when a receipt from the line center, which confirms the receipt and optionally the filing of the status data arrives in the interlocking.
  • the transmission component of the processes in the line center and receiving the receipt is part of the processes in the interlocking.
  • it is provided in the process in the interlocking to respond to the absence of the receipt by the state change of network elements is blocked.
  • an acknowledgment of the receipt and optionally an acknowledgment of the storage of the status data takes place only for safety-critical states.
  • the acknowledgment of the storage in the same receipt as the acknowledgment of the receipt can take place or another, separate receipt can be transmitted for it.
  • Acknowledged status data are, for example, a "stop" state of a signal, a "not monitored” state of a switch, the position of a switch or a "disengaged" state of a route or a "busy” state of a route.
  • FIG. 1 schematically shows a rail-bound vehicle 20, which is in mobile communication with a line center RBC via GSM-R.
  • About punctiform positioning means 30, called balises are in the train z.
  • B. obtained via Doppler radar and / or odometer position data matched with transmitted from the balise data.
  • the train also has information about where it is. This position information of the train is transmitted via mobile radio from the train in the line center RBC.
  • FIG. 1 further shows a signal box 10, which is in data exchange connection 12 with the line center RBC.
  • the signal box detects the status of network elements.
  • the interlocking network elements include, for example, signals 40, which also include 42 Signalan Kunststoffmaschine, and switches 50. Signals 40 are controlled by the signal control 42 through the interlocking. Turnouts 50 are controlled by switch controls via the interlocking. Network elements may also include routes characterized by a start signal 40 and destination signal 44. The condition of routes is recorded in the signal box.
  • the signal box 10 transmits the detected states of the network elements to the line center RBC.
  • the interlocking 10 also changes the states of the network elements to set routes that have been assigned by the line center individual trains. In the case of signals 40, the signal state, for example "stop” or "green” or “yellow", via the signal driver 42 changed by the interlocking 10. Turnouts 50 are also adjusted by the signal box.
  • the routes are assigned to the trains on the basis of the status data of the network elements reported by the interlocking station 10.
  • a track includes successive network elements in the rail network, which are traveled by the respective trains. It must be ensured that routes are only traveled by one train at a time. Current and accurate state data of network elements are therefore important for security reasons.
  • the line center RBC therefore confirms the reception of safety-critical status data by means of an acknowledgment which is sent to the interlocking via the data exchange connection.
  • Safety-critical status data are, for example, signal state "stop", switch positions and / or "driving lane occupied” or "lane-resolved” messages.
  • the interlocking may only set a lane again if the line center has confirmed the information about the previous driving or dissolution of the lane.
  • ETCS Level 2 no longer provides optical signals 40.
  • the invention is equally applicable to a railroad network without optical signals in which cab signaling by the line center RBC is via GSM-R to the train.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Stellwerkes (10) für ein Schienennetz für schienengebundene Fahrzeuge (20), umfassend die Schritte: Erfassen von Zuständen von Netzelementen (40, 50) des Schienennetzes; Übermitteln der erfassten Zustände an eine Streckenzentrale (RBC); Empfangen eines Quittierungssignals von der Streckenzentrale (RBC); Verändern der Zustände von Netzelementen (40, 50). Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Betreiben einer Streckenzentrale (RBC) für ein Schienennetz für schienengebundene Fahrzeuge (20) umfassend die Schritte: Empfangen von Zustandsdaten von einem Stellwerk (10), wobei die Zustandsdaten den Zustand von Streckenelementen (40, 50) betreffen; Bestätigen des Empfangs der Zustandsdaten, indem eine Quittung an das Stellwerk (10) gesendet wird.

Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Stellwerkes für ein Schienennetz für schienengebundene Fahrzeuge sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Streckenzentrale für ein Schienennetz für schienengebundene Fahrzeuge.
    • HINTERGRUND
  • Vor dem Hintergrund von länderspezifischen und daher unterschiedlichen Zugsicherungssystemen für den schienengebundenen Verkehr ist ERTMS/ETCS (European Rail Traffic Management System / European Train Control System) entwickelt worden, das eine internationale Norm internationaler Zugleitsysteme aufstellt. Dadurch sollen der grenzüberschreitende Verkehr und die Zugleitsysteme zwischen den Ländern interoperabel gemacht werden.
  • Die ETCS Spezifikation umfasst drei technische Ausrüstungslevel, die mit Level 1, Level 2 und Level 3 bezeichnet werden. In jedem Level sind verschiedene infrastrukturseitige und zugseitige Komponenten vorgeschrieben. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ETCS Level 2, bei dem in der Endausbaustufe keine gleisseitigen Signale mehr vorgesehen sind. Die Erfindung bezieht sich aber auch auf einen ETCS Level 2 Betrieb, bei dem aus Redundanzgründen oder aus Gründen der Kompatibilität zusätzlich oder noch gleisseitige Signale vorhanden sind und vom Stellwerk angesteuert werden. Die Ortsbestimmung der Züge erfolgt durch sogenannte Balisen, die infrastrukturseitig an Gleisen angebracht sind. Eine Balise dient zum Positionsabgleich des Zuges. Der Zug meldet seine Position über Mobilfunk, insbesondere GSM-R (Global System for Mobile Communications - Railway) an die Streckenzentrale (Radio Block Centre - RBC). Der Zug erhält von der Streckenzentrale über Mobilfunk, insbesondere GSM-R, seine Fahrterlaubnis, mit der er über die zu befahrende Fahrstrasse mit ihren Eigenschaften (z.B. Geschwindigkeitsprofil und Neigungsprofil) informiert wird. Die Streckenzentrale kommuniziert hierfür mit mindestens einem Stellwerk, das gleisseitige Netzelemente, insbesondere Fahrstrassen, überwacht und steuert. Dabei werden die Zustände von gleisseitigen Netzelementen, insbesondere Fahrstrassen, erfasst und verändert. Gleisseitige Netzelemente, insbesondere Informationen über die Fahrstrassen, können je nach Typ des Stellwerkes z. B. mittels Signalaspekten und Weichenlagen oder aber als Fahrstrassen mit ihren Zustände an die Streckenzentrale übermittelt werden. Unabhängig von der konkret vereinbarten Schnittstelle zwischen Stellwerken und Streckenzentrale werden Zustandsinformationen über Netzelemente ausgetauscht. Die Streckenzentrale kommuniziert dabei mit mindestens einem Stellwerk, in der Regel jedoch mit mehreren Stellwerken in ihrem Bereich des Schienennetzes. Dabei kann es zu Inkonsistenzen im Abbild des Schienennetzes, insbesondere in Grenzregionen zwischen zwei oder mehreren Stellwerken, kommen, wenn Zustandsinformationen über Netzelemente in vertauschter Reihenfolge in der Streckenzentrale ankommen. Außerdem kann es durch Verzögerung der Zustandsinformationen auf dem Kommunikationsweg dazu kommen, dass das Abbild des Schienennetzes in der Streckenzentrale nicht aktuell ist.
    • AUFGABE DER ERFINDUNG
  • Die Streckenzentrale weist Zügen Fahrwege zu, die diese befahren dürfen. Hierfür muss in der Streckenzentrale stets ein aktuelles und zutreffendes Abbild des Schienennetzes vorhanden sein, das aktuelle und zutreffende Zustände der Netzelemente aufweist. Informationen über die Zustände der Netzelemente erhält die Streckenzentrale von mindestens einem Stellwerk, das die Zustände der jeweils zugeordneten Netzelemente überwacht und bei Bedarf verändert.
  • Aufgabe der Erfindung ist nun sicherzustellen, dass das Abbild der Schienennetzes in der Streckenzentrale stets aktuell ist und bei der Erteilung von Fahrterlaubnissen an den Zug keine sicherheitskritischen Abweichungen zum Abbild im Stellwerk aufweist.
    • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben eines Stellwerkes für ein Schienennetz für schienengebundene Fahrzeuge nach Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Streckenzentrale für ein Schienennetz für schienengebundene Fahrzeuge gemäß Anspruch 5.
  • Im Stellwerk werden dabei die Zustände der Netzelemente erfasst. Dabei gibt es verschiedene Typen von Stellwerken und Streckenzentralen, die verschieden Schnittstellen zur Übertragung der Information über die Netzelemente vereinbaren. Netzelemente können gleisseitige Signale und/oder Weichen sein. Beispielsweise werden im Stellwerk die Zustände von gleisseitigen Signalen und/oder Weichen erfasst. Dann wird die Signalstellung, z. B. "stop", der einzelnen Signale im Bereich des Stellwerkes und/oder die Weichenstellung der einzelnen Weichen im Bereich des Stellwerkes erfasst. Netzelemente können auch die einzelnen Fahrstrassen sein. Beispielsweise können auch Zustände der Fahrstrassen im Bereich des Stellwerkes durch dieses erfasst werden. Das Stellwerk erfasst und überwacht dabei die Zustände der Fahrstrassen, die z. B. den Zustand "belegt" oder "überwacht" haben können. Die erfassten Zustände der Netzelemente werden an die Streckenzentrale übermittelt. Diese verwendet die vom Stellwerk übermittelten Zustandsdaten dazu, das Abbild des Schienennetzes, das in der Streckenzentrale vorliegt, zu aktualisieren. Das Abbild des Schienennetzes dient dazu den Zügen im Bereich der Streckenzentrale Fahrterlaubnisse zum Befahren von Fahrstrassen freizugeben. Hierfür übermittelt die Streckenzentrale den Zügen über Mobilfunk, insbesondere GSM-R, ihre Strecken- und Fahrterlaubnisdaten. Das Stellwerk übermittelt der Streckenzentrale hierfür den Zustand der Netzelemente entsprechend der eingestellten Fahrstrasse für die Züge. Dies kann z. B. das Stellen der Weichen und/oder der Signale umfassen. Aus Sicherheitsgründen quittiert die Streckenzentrale den Erhalt und die Speicherung der Zustandsdaten der Netzelemente gegenüber dem Stellwerk, indem sie eine Quittung an das Stellwerk übermittelt.
  • Um die Sicherheit des schienengebundenen Verkehrs zu gewährleisten, verändert das Stellwerk die Zustände von Netzelementen für das Stellen neuer Fahrstrassen erst, wenn sichergestellt ist, dass die Streckenzentrale die aktuellen Zustände der Netzelemente erhalten hat. Dies ist dadurch sichergestellt, dass das Stellwerk erst dann die Zustände von Netzelementen verändert, wenn eine Quittung aus der Streckenzentrale, die den Erhalt und optional die Ablage der Zustandsdaten bestätigt, im Stellwerk eintrifft.
  • Erfindungsgemäß ist das Senden Bestandteil der Abläufe in der Streckenzentrale und das Empfangen der Quittung Bestandteil der Abläufe im Stellwerk. Beispielsweise wird im Ablauf im Stellwerk vorgesehen, auf das Ausbleiben der Quittung zu reagieren, indem die Zustandsänderung von Netzelementen blockiert wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt ein Quittieren des Erhalts und optional ein Quittieren der Speicherung der Zustandsdaten nur für sicherheitskritische Zustände. Dabei kann das Quittieren der Speicherung in der selben Quittung wie das Quittieren des Erhalts erfolgen oder es kann eine andere, getrennte Quittung dafür übermittelt werden. Quittierte Zustandsdaten sind beispielsweise ein "stop" Zustand eines Signals, ein "nicht überwacht" Zustand einer Weiche, die Stellung einer Weiche oder ein "aufgelöst" Zustand einer Fahrstrasse oder ein "belegt" Zustand eines Fahrstrasse.
  • Um betriebliche Behinderungen beim Ausbleiben einer Quittung durch die Streckenzentrale zu verhindern, kann im Stellwerke eine neue Fahrstrasse nach Ablauf der maximalen Verzögerung der Übertragung der Zustandsinformationen an die Streckenzentrale gestellt werden. Damit wird die Sicherheit des Verfahrens nicht beeinflusst.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Andere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung erörtert.
    • Fig. 1
    zeigt dabei schematisch ein schienengebundenes Fahrzeug mit einer Streckenzentrale und einem Stellwerk.
    AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Fig.1 zeigt schematisch ein schienengebundenes Fahrzeug 20, das mit einer Streckenzentrale RBC über GSM-R in Mobilfunkverbindung steht. Über punktförmige Positionierungseinrichtungen 30, Balisen genannt, werden im Zug z. B. über Dopplerradar und/oder Wegstreckenzählung gewonnene Positionsdaten mit von der Balise übertragenen Daten abgeglichen. Im Zug liegen also Informationen darüber vor, wo er sich befindet. Diese Positionsinformation des Zuges wird über Mobilfunk vom Zug in die Streckenzentrale RBC übermittelt.
  • Fig.1 zeigt weiter ein Stellwerk10, das mit der Streckenzentrale RBC in Datenaustauschverbindung 12 steht. Das Stellwerk erfasst den Zustand von Netzelementen. Je nach Stellwerk umfassen Netzelemente beispielsweise Signale 40, die auch Signalansteuerungen 42 umfassen, und Weichen 50. Signale 40 werden über die Signalansteuerung 42 durch das Stellwerk angesteuert. Weichen 50 werden über Weichenansteuerungen durch das Stellwerk angesteuert. Netzelemente können auch Fahrstrassen umfassen, die durch ein Startsignal 40 und Zielsignal 44 gekennzeichnet sind. Der Zustand von Fahrstrassen wird im Stellwerk erfasst. Das Stellwerk 10 übermittelt die erfassten Zustände der Netzelemente an die Streckenzentrale RBC. Das Stellwerk 10 verändert außerdem die Zustände der Netzelemente, um Fahrwege, die von der Streckenzentrale einzelnen Zügen zugewiesen wurden, einzustellen. Im Fall von Signalen 40 wird der Signalzustand, beispielsweise "stop" oder "grün" oder "gelb", über die Signalansteuerung 42 durch das Stellwerk 10 verändert. Auch Weichen 50 werden durch das Stellwerk verstellt.
  • In der Streckenzentrale RBC werden anhand der vom Stellwerk 10 gemeldeten Zustandsdaten der Netzelemente den Zügen Fahrwege zugeordnet. Ein Fahrweg umfasst aufeinanderfolgende Netzelemente im Schienennetz, die von den jeweiligen Zügen befahren werden. Dabei muss sichergestellt sein, dass Fahrstrassen nur von jeweils einem Zug gleichzeitig befahren werden. Aktuelle und genaue Zustandsdaten von Netzelementen sind deshalb aus Sicherheitsgründen wichtig. Die Streckenzentrale RBC bestätigt deshalb den Empfang von sicherheitskritischen Zustandsdaten durch eine Quittung das über die Datenaustauschverbindung an das Stellwerk gesendet wird. Sicherheitskritische Zustandsdaten sind beispielsweise Signalzustand "stop", Weichenstellungen und/oder "Fahrstrasse belegt" oder "Fahrstrasse aufgelöst" Meldungen.
  • Das Stellwerk darf eine Fahrstrassen erst erneut stellen, wenn die Streckenzentrale die Information über das vorherige Befahren oder Auflösen der Fahrstrasse bestätigt hat.
  • Die Endausbaustufe von ETCS Level 2 sieht keine optischen Signale 40 mehr vor. Die Erfindung ist genauso auf ein Schienennetz ohne optische Signale anwendbar, bei dem die Führerstandssignalisierung durch die Streckenzentrale RBC über GSM-R an den Zug erfolgt.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Stellwerkes (10) für ein Schienennetz für schienengebundene Fahrzeuge (20), umfassend die Schritte:
    a) Erfassen von Zuständen von Netzelementen (40, 50) des Schienennetzes;
    b) Übermitteln der erfassten Zustände an eine Streckenzentrale (RBC);
    c) Empfangen einer Quittung von der Streckenzentrale (RBC), wobei die Quittungl den Empfang der erfassten Zustände durch die Streckenzentrale (RBC) bestätigt;
    d) Verändern der Zustände von Netzelementen (40, 50).
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Netzelemente Streckensignale (40) und/oder Weichen (50) umfassen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Schritte b) und c) für mindestens einen möglichen Zustand von Netzelementen (40,50) durchgeführt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Netzelemente Fahrstrassen umfassen und die Zustandsveränderung von Fahrstrassen dadurch erfolgt, dass die Fahrstrassen zu Befahren freigegeben oder gesperrt werden.
  5. Verfahren zum Betreiben einer Streckenzentrale (RBC) für ein Schienennetz für schienengebundene Fahrzeuge (20) umfassend die Schritte: Empfangen von Zustandsdaten von einem Stellwerk (10), wobei die Zustandsdaten den Zustand von Streckenelementen (40, 50) betreffen; Bestätigen des Empfangs der Zustandsdaten, indem eine Quittung an das Stellwerk (10) gesendet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Empfang von Zustandsdaten mindestens eines Zustandes mindestens eines Netzelementes (40, 50) bestätigt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Empfang des Zustands "Stop" eines Streckensignals (40) und/oder der Empfang des Zustandes einer Weiche bestätigt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Empfang des Zustandes von Fahrstrassen bestätigt wird, wobei ein Fahrstrasse den Zustand "belegt" oder "aufgelöst" aufweisen kann.
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