EP2143614A1 - Verfahren und Vorrichtung zur gesicherten Freimeldung eines Gleisabschnitts - Google Patents

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EP2143614A1
EP2143614A1 EP09163968A EP09163968A EP2143614A1 EP 2143614 A1 EP2143614 A1 EP 2143614A1 EP 09163968 A EP09163968 A EP 09163968A EP 09163968 A EP09163968 A EP 09163968A EP 2143614 A1 EP2143614 A1 EP 2143614A1
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EP
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vehicle
transponders
reading point
track
detected
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EP09163968A
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EP2143614B1 (de
Inventor
Jon Felix
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Siemens Schweiz AG
Original Assignee
Siemens Schweiz AG
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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
    • B61L1/00—Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
    • B61L1/14—Devices for indicating the passing of the end of the vehicle or train
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • B61L3/02—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
    • B61L3/08—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
    • B61L3/12—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves
    • B61L3/125—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves using short-range radio transmission

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for secure free registration of a track section.
  • the problem of determining a track occupancy is one of the most important safety-relevant tasks in railway traffic.
  • the route is subdivided into blocks, for which separate means are provided for determining the occupancy or the re-admission.
  • These blocks can be defined statically but also dynamically. From a security point of view, it is not the assignment of a track block that is relevant, but its free message after an assignment. So that it can really be assumed that a vehicle (individual vehicle, train composition) has left a track block and that it can thus be reported as free, solutions with axle counters and / or track circuits etc. are provided.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a method and a system for secure clearance of a track section, which are relatively fault tolerant and EMC-insensitive and inexpensive in terms of maintenance costs.
  • a deadlock situation for the system may be avoided if, after a predetermined period of time, both transponders of the vehicle have been detected at the second read point, even if only one or none of the transponders of the vehicle are at the second read point has been recorded.
  • a further advantageous embodiment of the invention may provide that the detection of both transponders of the vehicle at the second reading point is considered to be done, even if only one or none of the two transponders of the vehicle has been detected at the second reading point, if the two transponders in Direction of travel of the rail vehicle seen at a located behind the second reading point third reading point have been detected.
  • the method of a train detection system described below is particularly suitable for completed traffic systems in the railway sector, such as industrial, urban and private railways.
  • the railway sector such as industrial, urban and private railways.
  • the procedure described below defines a fault-tolerant train detection system for railway vehicles.
  • base technology transponder RFID tags
  • RFID tags RFID tags
  • associated reading points delimit track sections 2 from each other.
  • Transponders 3 are used to detect moving vehicles 4.
  • a central evaluation 5 communicates with the reading points 1 and evaluates the information collected. With the help of the following procedure, the assignment or release of the individual track sections tracked or calculated internally in the evaluation and provided to a higher-level control or display 6 available.
  • the vehicles 4 are each equipped with a transponder 3 at the ends, that is to say at the rear and at the bow.
  • the transponder identifiers of a vehicle 4 are designed so that they are complementary to each other (alternatively inverted at the bit level).
  • (A +) and (A-) and (B +) and (B-) and so on are complementary to each other (alternatively inverted at the bit level).
  • transponder identifiers (A +) or (A-) vehicle is hereinafter referred to as (A *).
  • the identifiers (B +) and (B-) belong to the vehicle (B *), etc. (see FIG. 2 the vehicle identification with two transponders per vehicle).
  • One or more track sections 2 are free, provided that the installed reading points 1 detect no transponder 3 or corresponding entries have been stored.
  • a fictitious reading point (0) or more fictitious is generated in the entrance area of a monitored route Track section (a) set (see in FIG. 4 the ground state of the track sections including the entries in the registers of the read points).
  • Fictitious reading points are also needed, for example, at the end of a stump track.
  • a certain section of track (switch, intersection, etc.) is free if and only if the adjacent reading points LP (0) to LP (3) have not detected transponders 3. In the example according to FIG. 4 Thus, all track sections a, b, c are free.
  • FIG. 5 now shows the situation when driving with a vehicle for the track sections and the entries in the registers of the reading points.
  • a reading point in the graphical representation of the FIG. 5 the reading point LP (1)
  • the adjoining track sections are registered as occupied by the vehicle (A *).
  • a * the adjoining track sections
  • one of the track sections is already occupied, namely by the previously passed reading point. This occupancy (of the track section) is then only renewed. If a train composition consists of several units, one and the same track section is (additionally) registered as occupied by the other vehicles (for example B *, C * etc.).
  • the evaluation associated with the reading points also stores the recorded transponder identifications per reading point and adds this additionally with a time stamp.
  • a sequence number per transponder Identifier
  • the evaluation associated with the reading points also stores the recorded transponder identifications per reading point and adds this additionally with a time stamp.
  • a sequence number per transponder Identifier
  • the occupancy of the track sections is not classified as safety-critical, because the passage of the corresponding track sections is completely secured by the road.
  • the detection of the (current) occupancy primarily allows a timely representation of the driving condition of the road for the dispatcher. From the point of view of railway safety, the track sections belonging to a set roadway could, from the outset, be regarded as "occupied”.
  • the safety-critical criterion is exclusively the (re-) release of the used track sections.
  • the detection of a rule compliant driving can also be designed fault tolerant, for example, by the Einfahrlesetician less stringent requirements regarding the completeness of the data are provided.
  • a rule it is sufficient to recognize that a vehicle (A *) or (B *) etc. has retracted. That is, it suffices to capture either A + or A-. Only at the exit reading point, both (A +), (B +) and (A-), (B-) must be detected. This situation is in FIG. 6 for the track sections and the entries in the registers of the reading points shown.
  • a rule-compliant driving is a sure indication that the corresponding vehicle is actually in the area (after the exit reading point).
  • stored transponder identifiers of older date or lower sequence number at all reading points, except at Ausfahrlesetician) are deleted.
  • the transponder identifiers on the other side can now also be deleted, which is in FIG. 7 stating the entries in the registers of the reading points is shown. If the reading points belonging to a track section no longer have any passages (transponder identifications), the affected track section can be released.
  • time-based release Prerequisite for a time-based release is, as mentioned, a fully realized compliant vehicle for each specific vehicle. Incidentally, the time-based release (due to the process) is delayed and thus does not represent a hazard.
  • the same reading point is again traveled by the same vehicle, it must be re-examined.
  • the procedure according to which only the time stamp or the sequence number is renewed may not be used here.
  • the associated transponder identifiers are again stored "left" and "right” in the reading point. From an operational point of view, this is, for example, a shunting trip including a return journey.
  • the presented procedure basically works identically also with switches and crossings. After completing a crossroads according to the rules, the busy reading points are known. The further release procedure works identically as described.
  • the second transponder on the vehicle will usually trigger the occupancy. In this case, the occupancy is delayed. If, from an operational point of view, the delayed occupancy can not be tolerated, the vehicles must be equipped with several transponders (see also the section on safety and availability above).
  • a transponder fails in the case of a vehicle, the track sections used by the vehicle are still occupied because only one transponder is required for the occupancy. (If the leading transponder fails, the assignment is delayed as mentioned). However, the affected track sections can not be released, because it lacks the complementary transponder for the proper detection of the complete passage of a vehicle.
  • a reading point detects a vehicle, the occupancy of the adjacent track sections takes place directly. If a certain reading point fails, the "front" track section can not be occupied immediately. The occupancy is thus realized only at the next reading point, as this in turn occupies the adjacent track sections. From this point of view, the occupancy is delayed. The release of the track sections is also delayed (time-based release). If this can not be tolerated from an operational point of view (for example in the area of points), this problem can be solved by using additional reading points (at a small distance).
  • each vehicle causes a quasi two-fold "occupancy" with a necessary double “release” of a particular track section.
  • transponder identifiers in this application must be configured so that all four are identifiable as belonging to the same vehicle.
  • the method and system according to the invention with the use of RFID transponders permits the same transponders to be available for additional applications (logistics, vehicle performance-based maintenance). From the customer's perspective, this results in multiple benefits of the same investment.
  • the present invention is characterized by its low maintenance and EMC robustness. It is further particularly advantageous that the system and method both the fault tolerance and aspects of Optimum integration of security while at the same time being easy to implement.
  • the level of desired safety (safety) or availability is scalable.

Landscapes

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

Abstract

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zur gesicherten Freimeldung eines Gleisabschnitts anzugeben, die relativ fehlertolerant und EMV-unempfindlich sowie hinsichtlich der Wartungskosten preiswert sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein System und ein Verfahren zur gesicherten Freimeldung von Gleisabschnitten gelöst, umfassend: a) Ausrüstung der Gleisabschnitte mit jeweils einen Lesepunkt am Abschnittsanfang und am Abschnittsende; b) Ausrüstung eines Schienenfahrzeugs mit jeweils einem Transponder am Fahrzeuganfang und am Fahrzeugende, wobei die Signale der Transponder zueinander komplementär sind; c) Mittel zum Melden einer Gleisbelegung für die einen Lesepunkt einschliessenden Gleisabschnitte, wenn mindestens einer der beiden Transponder an einem ersten Lesepunkt erfasst wird; und d) Mittel zum Melden einer Gleisfreimeldung für den befahrenen Gleisabschnitt, wenn beide Transponder des Fahrzeugs an einem zweiten, auf den ersten Lesepunkt folgenden Lesepunkt erfasst worden sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur gesicherten Freimeldung eines Gleisabschnitts.
  • Das Problem der Feststellung einer Gleisbelegung ist im Eisenbahnverkehr eine der sicherheitsrelevantesten Aufgaben. Grundsätzlich wird die Fahrstrecke in Blöcke unterteilt, für die separate Mittel zur Feststellung der Belegung respektive der Wiederfreimeldung vorgesehen sind. Diese Blöcke können dabei statisch, aber auch dynamisch gleitend definiert sein. Sicherheitstechnisch relevant ist dabei nicht die Belegung eines Gleisblockes, sondern dessen Freimeldung nach einer Belegung. Damit wirklich gesichert davon ausgegangen werden kann, dass ein Fahrzeug (Einzelfahrzeug, Zugkomposition) einen Gleisblock verlassen hat und dieser damit als frei gemeldet werden kann, sind Lösungen mit Achszähler und/oder Gleiskreisen etc. vorgesehen. Für Gleiskreise sind die Schienen voneinander zu isolieren, was einen erheblichen Aufwand darstellt, da Gleiskreise (Isolierstosse) zyklische Wartungskosten verursachen und durch parasitäre Effekte gestört sein können. Achszähler erschweren die Wartung des Oberbaus und sind angesichts der Komplexität der elektromagnetischen Emissionen der Traktionsglieder auch nicht komplett EMV-unempfindlich.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zur gesicherten Freimeldung eines Gleisabschnitts anzugeben, die relativ fehlertolerant und EMV-unempfindlich sowie hinsichtlich der Wartungskosten preiswert sind.
  • Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Verfahren zur gesicherten Freimeldung von Gleisabschnitten mit den folgenden Verfahrensschritten vorgesehen ist:
    1. a) Ausrüsten der Gleisabschnitte mit jeweils einen Lesepunkt am Abschnittsanfang und am Abschnittsende;
    2. b) Ausrüsten eines Schienenfahrzeugs mit jeweils einem Transponder am Fahrzeuganfang und am Fahrzeugende, wobei die Signale der Transponder zueinander komplementär sind;
    3. c) Melden einer Gleisbelegung für die einen Lesepunkt einschliessenden Gleisabschnitte, wenn mindestens einer der beiden Transponder an einem ersten Lesepunkt erfasst wird;
    4. d) Melden einer Gleisfreimeldung für den befahrenen Gleisabschnitt, wenn beide Transponder des Fahrzeugs an einem zweiten, auf den ersten Lesepunkt folgenden Lesepunkt erfasst worden sind.
  • Auf diese Weise wird ein sehr sichere hochverfügbare und nur wartungsarme Gleisfreimeldung erzielt.
  • Im Falle von Erfassungsfehlern kann eine Deadlock-Situation for das System vermieden wenn, nach Ablauf einer vorbestimmte Zeitdauer die Erfassung beider Transponder des Fahrzeugs an dem zweiten Lesepunkt als erfolgt gilt, auch wenn nur einer oder gar keiner der beiden Transponder des Fahrzeugs an dem zweiten Lesepunkt erfasst worden ist.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung kann es vorsehen, dass die Erfassung beider Transponder des Fahrzeugs an dem zweiten Lesepunkt als erfolgt gilt, auch wenn nur einer oder gar keiner der beiden Transponder des Fahrzeugs an dem zweiten Lesepunkt erfasst worden ist, falls die beiden Transponder in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs gesehen an einem hinter dem zweiten Lesepunkt gelegenen dritten Lesepunkt erfasst worden sind.
  • Entsprechend bilden die Patentansprüche 4 bis 6 die erfindungsgemässe Ausgestaltung eines Systems zur Gleisfreimeldung mit ihren vorteilhaften Ausgestaltungen ab.
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf anhängende Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die Zeichnung in:
    • Figur 1
    schematisch zwei Schienenfahrzeuge mit RFID- Transpondern und gleisseitigen Erfassungspunkten;
    Figur 2
    schematisch zwei Schienenfahrzeuge mit jeweils komplementären RFID-Transpondern;
    Figur 3
    schematisch ein Schienenfahrzeug mit jeweils zwei RFID-Transpondern; und
    Figuren 4 bis 7
    schematisch verschiedene Meldezustände in Abhängigkeit von einer Überfahrung der gleisseitigen Erfassungspunkte mit einem mit den RFID-Transpondern ausgestatteten Schienenfahzeug.
  • Das hier nachfolgend beschriebene Verfahren eines Gleisfreimeldesystems eignet sich besonders für abgeschlossene Verkehrssysteme im Eisenbahnbereich, wie beispielsweise Industrie-, Stadt- und Privatbahnen. Als Prämisse sind zumindest der Zuganfang und das Zugende, vorzugsweise jedoch auch sämtliche Fahrzeuge, welche die entsprechenden Gleisabschnitte befahren, mit RFID Tags auszurüsten.
  • Das nachfolgend beschriebene Verfahren definiert ein fehlertolerantes Gleisfreimeldesystem für Eisenbahnfahrzeuge. Als Basistechnologie werden Transponder (RFID Tags) sowie zugehörige Lesepunkte verwendet, was in Figur 1 prinzipiell in der Gesamtübersicht dargestellt ist. Lesepunkte 1 grenzen Gleisabschnitte 2 voneinander ab. Transponder 3 werden zur Erfassung von fahrenden Fahrzeugen 4 verwendet. Eine zentrale Auswertung 5 kommuniziert mit den Lesepunkten 1 und wertet die erfassten Informationen aus. Mit Hilfe der nachfolgend dargestellten Verfahren, wird die Belegung bzw. Freigabe der einzelnen Gleisabschnitte intern in der Auswertung nachgeführt bzw. berechnet und einer übergeordneten Steuerung bzw. Anzeige 6 zur Verfügung gestellt.
  • Die Fahrzeuge 4 werden an den Enden, das heisst am Heck und am Bug je mit einem Transponder 3 ausgerüstet. Die Transponder-Kennungen eines Fahrzeuges 4 werden dermassen konzipiert, dass sie zueinander komplementär (alternativ auf Bitebene invertiert) sind. Nachfolgend mit (A+) und (A-) bzw. (B+) und (B-) und so weiter bezeichnet. Komplementär in diesem Zusammenhang heisst beispielsweise (A+) + (A-) = konstant = (B+) + (B-) usw. Werden somit beide Transponder eines bestimmten Fahrzeuges gelesen, ist aufgrund der Komplementärbeziehung der Tags sofort ersichtlich, dass diese zu ein und demselben Fahrzeug gehören. Ein durch die Transponder Kennungen (A+) bzw. (A-) identifiziertes Fahrzeug wird nachfolgend als (A*) bezeichnet. Die Kennungen (B+) bzw. (B-) gehören dem Fahrzeug (B*) usw. (vgl. in Figur 2 die Fahrzeugidentifikation mit jeweils zwei Transpondern pro Fahrzeug).
  • Um höherwertige Anforderungen bezüglich Sicherheit bzw. Verfügbarkeit zu erfüllen, können unter Umständen die Fahrzeuge 4 mit weiteren Transpondern ausgerüstet werden. Auch in dieser Konfiguration sind jeweils zwei Transponder-Paare zueinander komplementär. In diesem Sinn gilt auch (A+) + (A-) = konstant = (A++) + (A--). Ebenfalls ist die Zuordnung aller Transponder zum spezifischen Fahrzeug (A*) ersichtlich (vgl. in Figur 3 die Fahrzeugidentifikation mit vier Transpondern).
  • Ein oder mehrere Gleisabschnitte 2 sind frei, sofern die installierten Lesepunkte 1 keine Transponder 3 erfassen bzw. entsprechende Einträge gespeichert wurden. Damit das nachfolgend vorgestellte Verfahren ohne Behandlung diverser Spezialfälle funktioniert, wird im Eingangsbereich einer überwachten Strecke ein fiktiver Lesepunkt (0) bzw. fiktiver Gleisabschnitt (a) gesetzt (vgl. in Figur 4 den Grundzustand der Gleisabschnitte inklusive der Einträge in den Registern der Lesepunkte). Fiktive Lesepunkte werden beispielsweise auch am Ende eines Stumpengleises benötigt.
  • Ein bestimmter Gleisabschnitt (Weiche, Kreuzung etc.) ist genau dann frei, sofern die angrenzenden Lesepunkte LP(0) bis LP(3) keine Transponder 3 erfasst haben. Im Beispiel gemäss Figur 4 sind somit alle Gleisabschnitte a, b, c frei.
  • Figur 5 zeigt nun die Situation bei einer Befahrung mit einem Fahrzeug für die Gleisabschnitte und die Einträge in den Registern der Lesepunkte. Wird an einem Lesepunkt (in der zeichnerischen Darstellung der Figur 5 der Lesepunkt LP(1)) ein Transponder 3 eines Fahrzeuges 4 erfasst, werden die daran angrenzenden Gleisabschnitte (vor und nach dem Lesepunkt) als belegt durch Fahrzeug (A*) registriert. In der Regel ist einer der Gleisabschnitte schon belegt, nämlich durch den schon vorher passierten Lesepunkt. Diese Belegung (des Gleisabschnittes) wird sodann lediglich erneuert. Besteht eine Zugskomposition aus mehreren Einheiten, wird ein und derselbe Gleisabschnitt (zusätzlich) durch die weiteren Fahrzeuge (beispielsweise B*, C* etc.) als belegt registriert. Bei einer zugesicherten Integrität eines Zugverbandes, wie zum Beispiel eines dauerhaft konfigurierten Tram-Zuges, kann es natürlich auch ausreichend sein, nur die Zugspitze und das Zugende mit entsprechenden Transpondern auszurüsten. Ob in einem Zugverband auch die Zwischenwagen mit Transpondern ausgerüstet werden sollen, ist daher eher eine Frage der Philosophie des Bahnbetreibers als es eine Frage der Funktionalität im Sinne der vorliegenden Erfindung ist.
  • Die zu den Lesepunkten zugehörige Auswertung speichert zudem pro Lesepunkt die erfassten Transponder-Kennungen und ergänzt diesen zusätzlich mit einem Zeitstempel. Alternativ zum Zeitstempel kann auch eine Sequenznummer (pro Transponder Kennung) vorgesehen werden, welche bei jedem Lesezyklus inkrementiert wird. Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, dass an einem Lesepunkt während einer (langsamen) Überfahrt derselbe Transponder mehrfach gelesen wird. In diesem Fall wird lediglich der zugehörige Zeitstempel (alternativ Sequenznummer) aktualisiert. Mehrfachlesungen stellen somit aus dieser Sicht keine wesentliche Schwierigkeit dar.
  • Im Grundsatz ist die Belegung der Gleisabschnitte nicht als sicherheitskritisch einzustufen, denn die Befahrung der entsprechenden Gleisabschnitte wird durch die Fahrstrasse komplett gesichert. Die Erfassung der (aktuellen) Belegung ermöglicht in erster Linie eine zeitnahe Darstellung des Befahrungszustandes der Fahrstrasse für den Fahrdienstleiter. Aus Sicht der bahntechnischen Sicherheit könnten die zu einer eingestellten Fahrstrasse zugehörigen Gleisabschnitte quasi schon von vornherein als "belegt" betrachtet werden. Das sicherheitskritische Kriterium ist ausschliesslich die (Wieder-)Freigabe der befahrenen Gleisabschnitte.
  • Die Freigabe eines zuvor belegten Gleisabschnittes funktioniert derart, dass ein Gleisabschnitt zwischen zwei Lesepunkten genau dann bezüglich A* freigegeben werden darf, sobald die angrenzenden Lesepunkte jeweils sowohl (A+) als auch (A-) erfasst haben. Gleiches gilt für alle weiteren Befahrungen (B*, C* usw.). Eine solche vollständige Befahrung eines Abschnittes wird nachfolgend als Regelkonforme Befahrung bezeichnet (siehe hierzu auch die Figur 6).
  • Eine regelkonforme Befahrung gelingt nur, sofern die daran beteiligten Systemteile korrekt funktionieren. Bei Ausfall einer Komponente kommt hingegen keine regelkonforme Befahrung zustande. Aus dieser Sicht ist das vorgestellte Verfahren bezüglich der Freigabe der Gleisabschnitte Fail-Safe.
  • Wird zudem eine Fahrstrasse mit einem oder mehreren Fahrzeugen, die nach einem Fahrzeug mit einem Zugschluss-Transponder angehängt sind, befahren, welche keine Transponder haben, können die zugehörigen Gleisabschnitte ebenfalls nicht freigegeben werden. Aus dieser Sicht verhält sich das Verfahren ebenfalls Fail-Safe. Ist ferner damit zu rechnen, dass nur das führende Fahrzeug mit Transpondern ausgerüstet ist und die angehängten Wagen nicht, so würde die Fahrstrasse zu früh aufgelöst. Mit dem RFID-Zugschluss - welcher eine regelkonforme Befahrung realisieren muss - ist auch dieser Fall beherrschbar. Zusätzlich kann ein RFID-Zugschluss weitere Aufgaben übernehmen. Beispielsweise könnte damit die Ausschaltfunktion für Bahnübergänge realisiert werden.
  • Die Erfassung einer regelkonformen Befahrung kann auch fehlertolerant konzipiert werde, indem beispielsweise beim Einfahrlesepunkt weniger strenge Anforderungen bezüglich der Vollständigkeit der Daten gestellt werden. In der Regel genügt es zu erkennen, dass ein Fahrzeug (A*) bzw. (B*) etc. eingefahren ist. Das heisst es genügt entweder A+ oder A- zu erfassen. Lediglich beim Ausfahrlesepunkt muss sowohl (A+), (B+) als auch (A-), (B-) erfasst werden. Diese Situation ist in Figur 6 für die Gleisabschnitte und die Einträge in den Registern der Lesepunkte gezeigt.
  • Eine regelkonforme Befahrung ist ein sicheres Indiz dafür, dass das entsprechende Fahrzeug sich auch tatsächlich im Bereich (nach dem Ausfahrlesepunkt) befindet. Somit können gespeicherte Transponder Kennungen älteren Datums bzw. tieferer Sequenznummer (an allen Lesepunkten, ausser am Ausfahrlesepunkt) gelöscht werden. Zusätzlich ist nun auch bekannt, auf welcher Seite des Ausfahrlesepunktes sich das bzw. die Fahrzeuge befinden. Die Transponder-Kennungen auf der anderen Seite (des Ausfahrlesepunktes) können nun ebenfalls gelöscht werden, was in Figur 7 unter Angabe der Einträge in den Registern der Lesepunkte dargestellt ist. Verfügen die zu einem Gleisabschnitt zugehörigen Lesepunkte über keine Befahrungen (Transponder-Kennungen) mehr, kann der betroffene Gleisabschnitt freigegeben werden.
  • Grundsätzlich können somit zwei Arten der Gleisabschnitt-Freigabe definiert werde. Einerseits die unmittelbare Freigabe nach einer regelkonformen Befahrung und andererseits die Freigabe von Gleisabschnitten, welche darauf zurückzuführen ist, dass ältere Befahrungen nicht mehr relevant sind. Diese Art der Freigabe bringt zusätzlich Vorteile für die Beherrschung einiger Spezialfälle wie beispielsweise Ein- und Ausfahrt in Stumpengleisen, Auflösung im Fehlerfall etc. Diese Art der Freigabe wird nachfolgend als zeitbasierte Freigabe bezeichnet.
  • Voraussetzung für eine zeitbasierte Freigabe ist wie erwähnt eine vollständig realisierte regelkonforme Befahrung für jedes spezifische Fahrzeug. Im Übrigen erfolgt die zeitbasierte Freigabe (verfahrensbedingt) verzögert und stellt somit keine Gefährdung dar.
  • Erfolgt (nach einer bestimmten Zeit) wiederum eine Befahrung desselben Lesepunktes mit demselben Fahrzeug ist von einer erneuten Befahrung auszugehen. Das Verfahren, wonach lediglich der Zeitstempel bzw. die Sequenznummer erneuert wird, darf hier nicht angewendet werden. Somit werden die zugehörigen Transponder Kennungen wiederum "links" und "rechts" im Lesepunkt gespeichert. Aus betrieblicher Sicht handelt es sich hierbei beispielsweise um eine Rangierfahrt inkl. Rückfahrt.
  • Das vorgestellte Verfahren funktioniert grundsätzlich identisch auch mit Weichen und Kreuzungen. Nach einer regelkonformen Befahrung einer Weiche bzw. Kreuzung sind die befahrenen Lesepunkte bekannt. Das weitere Freigabeverfahren funktioniert identisch wie beschrieben.
  • Wird an einem Lesepunkt die Vorbeifahrt eines Tranponders nicht erfasst, können ohne zusätzliche Massnahmen die zwei angrenzenden Gleisabschnitte nicht mehr freigegeben werden. Mit Hilfe der zeitbasierten Freigabe kann dieser Fehlerfall (ohne zusätzliche Eingriffe) behoben werden.
  • Wird aber nun an einem Lesepunkt die Vorbeifahrt eines Tranponders nicht erfasst, wird der entsprechende Gleisbereich nicht unmittelbar belegt. Der zweite Transponder am Fahrzeug wird jedoch in der Regel die Belegung auslösen. In diesem Fall erfolgt die Belegung verzögert. Kann aus betrieblicher Sicht die verzögerte Belegung nicht toleriert werden, sind die Fahrzeuge mit mehreren Transpondern auszurüsten (vgl. hierzu auch den Abschnitt zur Sicherheit und Verfügbarkeit weiter oben).
  • Fällt bei einem Fahrzeug ein Transponder aus, werden die durch das Fahrzeug befahrenen Gleisabschnitte dennoch belegt, denn für die Belegung wird nur ein Transponder benötigt. (Fällt der führende Transponder aus, erfolgt die Belegung wie erwähnt etwas verzögert). Die betroffenen Gleisabschnitte können jedoch nicht mehr freigegeben werden, denn es fehlt der komplementäre Transponder für die ordentliche Erkennung der kompletten Durchfahrt eines Fahrzeuges.
  • Sind beide Transponder eines Fahrzeuges ausgefallen, findet keine Belegung statt. Um auch diesen Fall zu erfassen, können bestimmte Lesepunkte in Kombination mit einer alternativen Fahrzeugerfassung (beispielsweise mittels Schienenkontakt oder Lichtschranke) kombiniert werden um bei jeder Durchfahrt eines Fahrzeuges (zyklisch) die korrekte Funktionsweise der Transponder zu prüfen.
  • Erfasst ein Lesepunkt eine Befahrung eines Fahrzeuges, erfolgt direkt die Belegung der angrenzenden Gleisabschnitte. Fällt ein bestimmter Lesepunkt aus, kann quasi der "vordere" Gleisabschnitt nicht umgehend belegt werden. Die Belegung wird somit erst beim nächsten Lesepunkt realisiert, da dieser wiederum die angrenzenden Gleisabschnitte belegt. Aus dieser Sicht erfolgt die Belegung verzögert. Die Freigabe der Gleisabschnitte erfolgt ebenfalls verzögert (zeitbasierte Freigabe). Kann dies aus betrieblicher Sicht nicht toleriert werden (beispielsweise im Bereich der Weichen), kann dieses Problem mit dem Einsatz zusätzlicher Lesepunkte (in geringem Abstand) gelöst werden.
  • Um höhere Sicherheitsanforderungen erfüllen zu können, können optional auch vier Transponder pro Fahrzeug verwendet werden, wobei jeweils zwei Transponder zueinander komplementär sind. Das Verfahren bezüglich Belegung bzw. Freigabe funktioniert nach wie vor identisch. Aus dieser Sicht bewirkt jedes Fahrzeug quasi eine zweifache "Belegung" mit einer notwendigen zweifachen "Freigabe" eines bestimmten Gleisabschnittes.
  • Wird hingegen eher ein fehlertolerantes Gleisfreimeldesystem benötigt, können ebenfalls vier Transponder zum Einsatz kommen. Wird nun festgelegt, dass lediglich ein Transponder-Paar eine regelkonforme Freigabe realisieren muss, kann ein sehr verfügbares Gleisfreimeldesystem realisiert werden. Die Transponder-Kennungen sind bei dieser Anwendung so zu konfigurieren, dass alle vier als zugehörig zum selben Fahrzeug identifizierbar sind.
  • In der Zusammenfassung kann daher festgehalten werden, dass es das erfindungsgemässe Verfahren und System mit der Verwendung von RFID-Transpondern erlaubt, dieselben Transponder für zusätzliche Anwendungen zur Verfügung stehen (Logistik, laufleistungsbasierte Instandhaltung der Fahrzeuge). Aus Kundensicht entsteht somit ein Mehrfachnutzen derselben Investition. Zudem zeichnet sich die vorliegende Erfindung durch ihre Wartungsarmut sowie EMV-Robustheit aus. Es ist weiter besonders vorteilhaft, dass das System und das Verfahren sowohl die Fehlertoleranz als auch Aspekte der Sicherheit bei gleichzeitig einfacher Realisierbarkeit optimal integrieren. Zudem ist das Mass an gewünschter Sicherheit (Safety) bzw. Verfügbarkeit skalierbar.

Claims (6)

  1. Verfahren zur gesicherten Freimeldung von Gleisabschnitten, umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
    a) Ausrüsten der Gleisabschnitte mit jeweils einen Lesepunkt am Abschnittsanfang und am Abschnittsende;
    b) Ausrüsten eines Schienenfahrzeugs mit jeweils einem Transponder am Fahrzeuganfang und am Fahrzeugende, wobei die Signale der Transponder zueinander komplementär sind;
    c) Melden einer Gleisbelegung für die einen Lesepunkt einschliessenden Gleisabschnitte, wenn mindestens einer der beiden Transponder an einem ersten Lesepunkt erfasst wird;
    d) Melden einer Gleisfreimeldung für den befahrenen Gleisabschnitt, wenn beide Transponder des Fahrzeugs an einem zweiten, auf den ersten Lesepunkt folgenden Lesepunkt erfasst worden sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    nach Ablauf einer vorbestimmte Zeitdauer die Erfassung beider Transponder des Fahrzeugs (4) an dem zweiten Lesepunkt als erfolgt gilt, auch wenn nur einer oder gar keiner der beiden Transponder des Fahrzeugs an dem zweiten Lesepunkt erfasst worden ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Erfassung beider Transponder des Fahrzeugs (4) an dem zweiten Lesepunkt als erfolgt gilt, auch wenn nur einer oder gar keiner der beiden Transponder des Fahrzeugs an dem zweiten Lesepunkt erfasst worden ist, falls die beiden Transponder in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs gesehen an einem hinter dem zweiten Lesepunkt gelegenen dritten Lesepunkt erfasst worden sind.
  4. System zur gesicherten Freimeldung von Gleisabschnitten, umfassend:
    a) Ausrüstung der Gleisabschnitte mit jeweils einen Lesepunkt am Abschnittsanfang und am Abschnittsende;
    b) Ausrüstung eines Schienenfahrzeugs mit jeweils einem Transponder am Fahrzeuganfang und am Fahrzeugende, wobei die Signale der Transponder zueinander komplementär sind;
    c) Mittel zum Melden einer Gleisbelegung für die einen Lesepunkt einschliessenden Gleisabschnitte, wenn mindestens einer der beiden Transponder an einem ersten Lesepunkt erfasst wird; und
    d) Mittel zum Melden einer Gleisfreimeldung für den befahrenen Gleisabschnitt, wenn beide Transponder des Fahrzeugs an einem zweiten, auf den ersten Lesepunkt folgenden Lesepunkt erfasst worden sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    nach Ablauf einer vorbestimmte Zeitdauer die Erfassung beider Transponder des Fahrzeugs (4) an dem zweiten Lesepunkt als erfolgt gilt, auch wenn nur einer oder gar keiner der beiden Transponder des Fahrzeugs an dem zweiten Lesepunkt erfasst worden ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Erfassung beider Transponder des Fahrzeugs (4) an dem zweiten Lesepunkt als erfolgt gilt, auch wenn nur einer oder gar keiner der beiden Transponder des Fahrzeugs an dem zweiten Lesepunkt erfasst worden ist, falls die beiden Transponder in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs gesehen an einem hinter dem zweiten Lesepunkt gelegenen dritten Lesepunkt erfasst worden sind.
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