EP2731849B1 - Stellwerksrechner - Google Patents

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Publication number
EP2731849B1
EP2731849B1 EP12758784.8A EP12758784A EP2731849B1 EP 2731849 B1 EP2731849 B1 EP 2731849B1 EP 12758784 A EP12758784 A EP 12758784A EP 2731849 B1 EP2731849 B1 EP 2731849B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
railway
signals
virtual
control
signal box
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP12758784.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2731849A1 (de
Inventor
Thomas BOTH
Matthias Holzmüller
Jürgen REUPKE
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2731849A1 publication Critical patent/EP2731849A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2731849B1 publication Critical patent/EP2731849B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • 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
    • 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
    • B61L27/50—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
    • B61L27/53—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades for trackside elements or systems, e.g. trackside supervision of trackside control system conditions
    • 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
    • B61L27/60—Testing or simulation

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring the operation of an interlocking computer, which executes a control program for controlling railway components of a real railway system, wherein the control program evaluates alarm signals of the railway components of the real railway system and generates control signals for the controlled railway components of the real railway system.
  • Interlocking computers are offered by Siemens AG, for example, in signal boxes of the SICAS S7 product line.
  • the invention has for its object to provide a method for monitoring the operation of a signal box computer, which can be particularly simple to perform, but still provides a very high reliability in detecting errors.
  • the invention provides that the control program controls an expanded railway system, which includes the railway components of the real railway system and additionally at least one virtual railway component, in the interlocking computer signaling signals of at least one virtual railway component are entered, the control program the reporting signals in the context of the control of the extended railway system processed due to the reporting signals On the output side of the interlocking computer generated output signals are checked for correctness and an error signal is generated when the control program provides erroneous output signals and / or output signals late.
  • the control program controls an expanded railway system, which includes the railway components of the real railway system and additionally at least one virtual railway component, in the interlocking computer signaling signals of at least one virtual railway component are entered, the control program the reporting signals in the context of the control of the extended railway system processed due to the reporting signals On the output side of the interlocking computer generated output signals are checked for correctness and an error signal is generated when the control program provides erroneous output signals and / or output signals late.
  • a significant advantage of the method according to the invention is the fact that this can be performed in parallel during normal operation of the interlocking computer, without the control of the real railway components of the real railway system would be affected.
  • the inventive idea is that the interlocking computer continuously processed or monitored an extended railway system, both the real railroad components of the real actually to be monitored railway system as well as virtual (ie non-real or fictitious) railway components of a virtual (ie non-real or fictitious) railway system.
  • the signaling signals for the at least one virtual railway component are input with an external monitoring device, which is connected via an interface with the interlocking computer, and checks the output signals generated on the output side of the interlocking computer with the monitoring device for correctness due to the alarm signals become.
  • the spatial arrangement of the external monitoring device is arbitrary:
  • the external monitoring device can be located directly in the vicinity of the signal box computer, so for example in the signal box itself; Alternatively, however, it is also possible to position the external monitoring device in another location, for example in a central control center, and to control the monitoring remotely.
  • the test data or the message signals of the virtual Railway components via a communication link, for example via radio, transmitted over the Internet or other communication methods to the interlocking computer.
  • the time span is monitored, which requires the interlocking computer (and thus the control program) to process the alarm signals, and an error signal is generated when the reaction time of the interlocking computer reaches or exceeds a predetermined time maximum duration.
  • the operation of the interlocking computer is monitored not only with regard to the work results out, but also with regard to the required processing time. For a correct and safe control of the real railway system, it is namely necessary that reactions to incoming signal signals of real railway components take place within predetermined periods of time. Due to the additional monitoring of the reaction time of the control program or the signal box computer whose operation can therefore be checked very reliable.
  • the reaction time of the control program or of the interlocking computer can be monitored particularly simply and thus advantageously if control commands are implemented in the control program at predetermined program locations, which in each case generate a control signal when executed.
  • the monitoring of the occurrence of the control signals can be particularly simple and thus advantageous to perform, for example, with the aforementioned external monitoring device when the control signals are sent from the interlocking computer to the external monitoring device.
  • an error signal is generated when the time interval between successive control signals reaches a predetermined maximum time control signal interval or exceeds.
  • This embodiment of the method is based on the assumption that in a correct operation of the interlocking computer, the predetermined program locations are processed within the provided time intervals and accordingly corresponding control signals are generated. If this is not the case, ie if the control signal distance becomes too large, an error is assumed and a corresponding error signal is generated.
  • the railway components may, for example, be free-reporting devices, points and / or signals. Accordingly, it is considered advantageous if the at least one virtual railway component is a virtual component of the outside installation, in particular a virtual diverter, a virtual free-field device or a virtual signaling device, and signaling signals of such a virtual railway component are entered into the interlocking computer.
  • the invention also relates to an interlocking computer in which a control program for controlling railway components of a real railway system is stored, wherein the control program provides the evaluation of input data or signal signals of the real railway system and the generation of control signals for the controlled railway components of the real railway system.
  • control program provides for the control of an extended railway installation, which comprises the real railway installation and additionally at least one virtual railway component
  • the interlocking computer permits the input of signaling signals of the at least one virtual railway component
  • the control program is suitable To process signaling signals in the context of the control of the extended railway system and to generate output signals on the output side as a function of the applied message signals.
  • the invention also relates to a monitoring device for monitoring a signal box computer.
  • a monitoring device for monitoring a signal box computer.
  • the monitoring device has an interface which allows a connection to the interlocking computer, and in the monitoring device, a monitoring program is stored, which can enter test data as reporting signals of at least one virtual railway component in the interlocking computer and the based on the message signals on the output side of the interlocking computer generated output signals can check for accuracy.
  • an interlocking computer 5 which includes a computing device 10 and a memory 20.
  • a control program 30 is stored, with which an extended railway system can be controlled.
  • the extended railway system is described by a topology data set TD, which is also stored in the memory 20.
  • the topology dataset TD comprises a first partial dataset TDr which describes a real railway installation 40 which is to be controlled by the interlocking computer 5.
  • the real railway installation 40 is formed by real railway components RK1, RK2,..., RKp, which are connected to railway component connections A1, A2,..., Ap of the interlocking computer 5.
  • the real railway components RK1, RK2,..., RKp are, for example, real components of the outdoor installation, in particular a real switch, a real free-field device or a real signal device.
  • the topology dataset TD also includes a second dataset TDv in which a virtual railroad facility is defined.
  • the virtual railway system comprises one or more virtual railway components whose operation is simulated or simulated by an external monitoring device 50.
  • the virtual railway components are, for example, virtual components of the outside installation, in particular a virtual diverter, a virtual free-field device or a virtual signaling device.
  • the external monitoring device 50 has a computing device 60, a memory 70 and an interface 80.
  • a monitoring program 90 is stored, which determines the operation of the computing device 60 and thus the operation of the monitoring device 50.
  • test data T are stored in the memory 70, which are read out of the memory 70 by the computing device 60 and fed via the interface 80 into the interlocking computer 5 as report signals of the virtual railway components of the virtual railway system.
  • the message signals are in the FIG. 1 denoted by the reference symbols Mp + 1, Mp + 2, ..., Mn.
  • the interlocking computer 5 For feeding the message signals Mp + 1, Mp + 2, ..., Mn, the interlocking computer 5 has railway component connections, which in the FIG. 1 are denoted by the reference symbols Ap + 1, Ap + 2, ..., An.
  • the railway component connections Ap + 1 to An are identical to the railway component terminals A1 to Ap in terms of the processing of the signals applied to the input side; this means that, instead of virtual railway components, real railway components of the real railway system 40 could be connected to these railway component connections.
  • the signaling signals applied to the railway component connections Ap + 1, Ap + 2,..., An are thus treated as if they were signaling signals of a real railway installation.
  • the interlocking computer 5 or the computing device 10 applies to the input signal applied to the control program 30 and controls with this the train formed from the real railway system 40 and the virtual railway system extended railway system.
  • the output signals Sp + 1, Sp + 2, ..., Sn of the interlocking computer 5 arrive via the interface 80 to the computing device 60, which outputs the output signals with the reference data RAD which are stored in the memory 70.
  • the reference output data RAD describes the output signals which the monitoring device 50 expects in response to the entered test data T or in response to the transmitted message signals Mp + 1, Mp + 2,..., Mn when the interlocking computer 5 is operating correctly: Voices from the Signaling computer 5 coming output signals Sp + 1, Sp + 2, ..., Sn match with the reference output data RAD, then the computing device 60 determines that the interlocking computer 5 correctly responds to the input test data and performs the control of the virtual railway system correctly. On the other hand, if the output signals Sp + 1, Sp + 2,..., Sn differ in content from the reference output data RAD, then the monitoring device 50 will generate an error signal F with which an error of the interlocking computer 50 is signaled.
  • the feeding of various test data T can be done regularly or irregularly to check the correct operation of the interlocking computer 5 regularly or irregularly.
  • the reference output data RAD are already determined and stored in the memory 70 for the test data T.
  • Such an embodiment shows the FIG. 2 ,
  • FIG. 2 One sees an interlocking computer 5 and an external monitoring device 50, with which the interlocking computer 5 can be monitored.
  • the memory 70 instead of reference output data RAD a reference control program 30 ', whose operation corresponds to the control program 30 of the interlocking computer 5.
  • the second partial data set TDv which describes the virtual railway system or components of the virtual railway system.
  • the monitoring device 50 and the computing device 60 read the test data T from the memory 70 and transmit as Meldesignals Mp + 1, Mp + 2, ..., Mn to the interlocking computer 5, as related with the FIG. 1 has already been explained.
  • the output signals Ap + 1, Ap + 2,..., An generated by the interlocking computer 5 in response to the fed-in message signals reach the computing device 60 via the interface 80, which executes the reference control program 30 'in parallel and to the test data T or applies the notification signals Mp + 1, Mp + 2, ..., Mn and forms reference output data RAD 'by means of the reference control program 30' itself.
  • the monitoring program 90 of the monitoring device 50 compares the output signals Ap + 1, Ap + 2,..., An supplied by the interlocking computer 5 with the corresponding reference output data RAD ', which have been formed by the reference control program 30'. If the reference output data RAD 'agree with the output signals supplied by the interlocking computer 5, the interlocking computer 5 operates correctly. On the other hand, if the data differs, the monitoring device 50 will generate an error signal F with which an error of the interlocking computer 5 is signaled.
  • shut off device can be turned off in the presence of the error signal F, the power supply of the interlocking computer 5 to disable this completely and safely.
  • the interlocking computer 5 can no longer generate output signals for controlling the real railway components RK1, RK2,..., RKp.
  • FIG. 3 shows an embodiment of an arrangement with an interlocking computer 5 and a monitoring device 50, in which the data bus 100 of the interlocking computer 5, a control signal terminal K5 of the interlocking computer 5 is connected.
  • the data bus 100 connects the control signal terminal K5 to the computing device 10 and allows a connection to the monitoring device 50.
  • Control commands 30 are implemented in the control program 30 of the interlocking computer 5 at predetermined program points, which generate a control signal KS when executed.
  • the control signals KS arrive via the data bus 100 and the control signal connection K5 from the interlocking computer 5 to the monitoring device 50 and the computing device 60.
  • the monitoring program 90 of the monitoring device 50 is designed such that it monitors the input of the control signals KS and generates an error signal F, if the time interval between successive control signals KS reaches or exceeds a predetermined maximum time control signal interval.
  • the computing device 60 assumes that with a correct operation of the interlocking computer 5 regularly control signals KS are generated, so that a regular input of control signals KS is an indication of a correct operation of the interlocking computer 5. On the other hand, if control signals are missing or are not generated in time, this is an indication that the computing device 10 is working incorrectly and has to be switched off.
  • the monitoring program 90 of the monitoring device 50 is also configured such that it contains predetermined program modules monitored in the control program 30 of the interlocking computer 5.
  • the monitoring program 90 assumes that when feeding predetermined test data T or the corresponding message signals into the interlocking computer 5 predetermined program modules of the control program 30 must be called, the execution of each of which will cause a predetermined number of control signals KS.
  • the monitoring program 90 is configured in such a way that it counts the number of control signals KS sent to the control signal connection K5 for the respective program modules and generates an error signal F if, after execution of a predetermined program module, the program module provided and stored in a control signal data set KSD of the memory 70 for the respective program module stored number of control signals KS is reached.
  • the monitoring program 90 assumes that a correct execution of the predetermined program module imperatively requires the execution of the predetermined program locations in the control program 30, so that the corresponding control signals and the correspondingly provided number of control signals must be generated. If this is not the case, then this is a sign for an incorrect functioning of the interlocking computer 5, which is accordingly preferably switched off.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Überwachen der Funktionsweise eines Stellwerksrechners, der ein Steuerprogramm zum Steuern von Eisenbahnkomponenten einer realen Eisenbahnanlage ausführt, wobei das Steuerprogramm Meldesignale der Eisenbahnkomponenten der realen Eisenbahnanlage auswertet und Steuersignale für die zu steuernden Eisenbahnkomponenten der realen Eisenbahnanlage erzeugt.
  • Stellwerksrechner werden beispielsweise von der Siemens AG bei Stellwerken der Produktreihe SICAS S7 angeboten.
  • Ein gattungsgemäßer Stellwerksrechner ist in US 2008/288202 A1 offenbart, wobei Funktionsüberwachungen während des laufenden Betriebs des Stellwerksrechners nicht möglich sind.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Überwachen der Funktionsweise eines Stellwerksrechners anzugeben, das sich besonders einfach durchführen lässt, aber dennoch eine sehr hohe Zuverlässigkeit beim Erkennen von Fehlern bietet.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.
  • Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Steuerprogramm eine erweiterte Eisenbahnanlage steuert, die die Eisenbahnkomponenten der realen Eisenbahnanlage und zusätzlich mindestens eine virtuelle Eisenbahnkomponente umfasst, in den Stellwerksrechner Meldesignale der mindestens einen virtuellen Eisenbahnkomponente eingegeben werden, das Steuerprogramm die Meldesignale im Rahmen der Steuerung der erweiterten Eisenbahnanlage verarbeitet, die aufgrund der Meldesignale ausgangsseitig von dem Stellwerksrechner erzeugten Ausgangssignale auf Richtigkeit überprüft werden und ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn das Steuerprogramm fehlerhafte Ausgangssignale und/oder Ausgangssignale verspätet liefert.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass dieses während des normalen Betriebs des Stellwerksrechners parallel ausgeführt werden kann, ohne dass die Steuerung der realen Eisenbahnkomponenten der realen Eisenbahnanlage dadurch beeinträchtigt würde. Der erfindungsgemäße Gedanke besteht darin, dass der Stellwerksrechner durchgängig eine erweiterte Eisenbahnanlage bearbeitet bzw. überwacht, die sowohl die realen Eisenbahnkomponenten der realen tatsächlich zu überwachenden Eisenbahnanlage als auch virtuelle (also nicht-reale bzw. fiktive) Eisenbahnkomponenten einer virtuellen (also nicht-realen bzw. fiktiven) Eisenbahnanlage umfassen. Durch das Vorsehen virtueller Eisenbahnkomponenten bzw. durch das Vorsehen einer virtuellen Eisenbahnanlage ist es möglich, während des normalen Betriebs des Stellwerksrechners Testdaten in Form von Meldesignalen virtueller Eisenbahnkomponenten in den Stellwerksrechner einzuspeisen und zu beobachten, ob der Stellwerksrechner auf diese Meldesignale korrekt reagiert und Ausgangssignale liefert, die zu den eingespeisten Meldesignalen passen bzw. die erforderliche Reaktion auf diese Meldesignale darstellen.
  • Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die Meldesignale für die mindestens eine virtuelle Eisenbahnkomponente mit einem externen Überwachungsgerät eingegeben werden, das über eine Schnittstelle mit dem Stellwerksrechner verbunden ist, und die aufgrund der Meldesignale ausgangsseitig von dem Stellwerksrechner erzeugten Ausgangssignale mit dem Überwachungsgerät auf Richtigkeit überprüft werden.
  • Die räumliche Anordnung des externen Überwachungsgeräts ist dabei beliebig: Das externe Überwachungsgerät kann unmittelbar in der Nähe des Stellwerksrechners, also beispielsweise im Stellwerk selbst, untergebracht sein; alternativ ist es jedoch auch möglich, das externe Überwachungsgerät an einem anderen Ort zu positionieren, beispielsweise in einer zentralen Leitstelle, und die Überwachung fernzusteuern. In diesem Fall werden die Testdaten bzw. die Meldesignale der virtuellen Eisenbahnkomponenten über eine Kommunikationsverbindung, beispielsweise über Funk, über das Internet oder sonstige Kommunikationsverfahren zu dem Stellwerksrechner übertragen.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Zeitspanne überwacht wird, die der Stellwerksrechner (und damit das Steuerprogramm) zur Bearbeitung der Meldesignale benötigt, und ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn die Reaktionszeit des Stellwerksrechners eine vorgegebene zeitliche Maximaldauer erreicht oder überschreitet. Bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens wird die Funktionsweise des Stellwerksrechners nicht nur mit Blick auf die Arbeitsergebnisse hin überwacht, sondern darüber hinaus auch mit Blick auf die hierfür erforderliche Bearbeitungszeit. Für eine korrekte und sichere Steuerung der realen Eisenbahnanlage ist es nämlich erforderlich, dass Reaktionen auf eingehende Meldesignale realer Eisenbahnkomponenten innerhalb vorgegebener Zeitspannen korrekt erfolgen. Durch die zusätzliche Überwachung der Reaktionszeit des Steuerprogramms bzw. des Stellwerksrechners lässt sich dessen Funktionsweise also besonders zuverlässig überprüfen.
  • Besonders einfach und damit vorteilhaft lässt sich die Reaktionszeit des Steuerprogramms bzw. des Stellwerksrechners überwachen, wenn in dem Steuerprogramm an vorgegebenen Programmstellen Kontrollbefehle implementiert sind, die bei Ausführung jeweils ein Kontrollsignal erzeugen. Das Überwachen des Auftretens der Kontrollsignale lässt sich besonders einfach und damit vorteilhaft beispielsweise mit dem bereits genannten externen Überwachungsgerät durchführen, wenn die Kontrollsignale von dem Stellwerksrechner an das externe Überwachungsgerät übersandt werden.
  • Mit Blick auf die Überwachung der Reaktionszeit des Stellwerksrechners wird es als vorteilhaft angesehen, wenn ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn der zeitliche Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Kontrollsignalen einen vorgegebenen maximalen zeitlichen Kontrollsignalabstand erreicht oder überschreitet. Diese Ausgestaltung des Verfahrens geht von der Annahme aus, dass bei einer korrekten Arbeitsweise des Stellwerksrechners die vorgegebenen Programmstellen innerhalb vorgesehener Zeitabstände abgearbeitet werden und demgemäß entsprechende Kontrollsignale erzeugt werden. Ist dies nicht der Fall, wenn also der Kontrollsignalabstand zu groß wird, wird von einem Fehler ausgegangen und ein entsprechendes Fehlersignal erzeugt.
  • Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, die Anzahl der Kontrollsignale zu erfassen, die bei der Abarbeitung eines vorgegebenen Programmmoduls erzeugt werden; denn auch die Anzahl der Kontrollsignale kann ein Indiz für einen Fehler sein. Dementsprechend wird es außerdem als vorteilhaft angesehen, wenn ein Fehlersignal erzeugt wird, wenn nach Abarbeitung eines vorgegebenen Programmmoduls die für dieses Programmmodul vorgesehene Anzahl an Kontrollsignalen unterschritten wurde.
  • Bei den Eisenbahnkomponenten kann es sich beispielsweise um Freimeldungseinrichtungen, Weichen und/oder Signale handeln. Demgemäß wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die mindestens eine virtuelle Eisenbahnkomponente eine virtuelle Komponente der Außenanlage, insbesondere eine virtuelle Weiche, eine virtuelle Freimeldeeinrichtung oder eine virtuelle Signaleinrichtung ist, und in den Stellwerksrechner Meldesignale einer solchen virtuellen Eisenbahnkomponente eingegeben werden.
  • Um sicherzustellen, dass bei Vorliegen eines Fehlersignals der Stellwerksrechner die reale Eisenbahnanlage nicht mehr steuern kann, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn bei Vorliegen eines Fehlersignals der Stellwerksrechner und/oder eine Kommunikationsschnittstelle des Stellwerksrechners abgeschaltet wird.
  • Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf einen Stellwerksrechner, in dem ein Steuerprogramm zum Steuern von Eisenbahnkomponenten einer realen Eisenbahnanlage gespeichert ist, wobei das Steuerprogramm die Auswertung von Eingangsdaten bzw. Meldesignalen der realen Eisenbahnanlage und die Erzeugung von Steuersignalen für die zu steuernden Eisenbahnkomponenten der realen Eisenbahnanlage vorsieht.
  • Bezüglich eines solchen Stellwerksrechners wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Steuerprogramm die Steuerung einer erweiterten Eisenbahnanlage vorsieht, die die reale Eisenbahnanlage und zusätzlich mindestens eine virtuelle Eisenbahnkomponente umfasst, der Stellwerksrechner die Eingabe von Meldesignalen der mindestens einen virtuellen Eisenbahnkomponente erlaubt, und das Steuerprogramm geeignet ist, die Meldesignale im Rahmen der Steuerung der erweiterten Eisenbahnanlage zu verarbeiten und in Abhängigkeit von den anliegenden Meldesignalen ausgangsseitig Ausgangssignale zu erzeugen.
  • Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Stellwerksrechners sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen, da die Vorteile des erfindungsgemäßen Stellwerksrechners denen des erfindungsgemäßen Verfahrens im Wesentlichen entsprechen.
  • Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Überwachungsgerät zum Überwachen eines Stellwerksrechners. Erfindungsgemäß ist bezüglich eines solchen Überwachungsgeräts vorgesehen, dass das Überwachungsgerät eine Schnittstelle aufweist, die einen Anschluss an den Stellwerksrechner ermöglicht, und in dem Überwachungsgerät ein Überwachungsprogramm gespeichert ist, das bei Ausführung Testdaten als Meldesignale der mindestens einen virtuellen Eisenbahnkomponente in den Stellwerksrechner eingeben kann und die aufgrund der Meldesignale ausgangsseitig von dem Stellwerksrechner erzeugten Ausgangssignale auf Richtigkeit überprüfen kann.
  • Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Überwachungsgeräts sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen, da die Vorteile des erfindungsgemäßen Überwachungsgeräts denen des erfindungsgemäßen Verfahrens im Wesentlichen entsprechen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
    • Figur 1
    ein erstes Ausführungsbeispiel für eine Anordnung mit einem Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Stellwerksrechner, an den ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Überwachungsgerät angeschlossen ist, wobei das Überwachungsgerät auf abgespeicherte Referenzdaten zurückgreift,
    Figur 2
    ein zweites Ausführungsbeispiel für eine Anordnung mit einem Stellwerksrechner und einem externen Überwachungsgerät, wobei das Überwachungsgerät Referenzdaten selbst bildet, und
    Figur 3
    ein drittes Ausführungsbeispiel für eine Anordnung mit einem Stellwerksrechner und einem externen Überwachungsgerät, wobei das Überwachungsgerät Kontrollsignale des Stellwerksrechners überwacht.
  • In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • In der Figur 1 erkennt man einen Stellwerksrechner 5, der eine Recheneinrichtung 10 sowie einen Speicher 20 umfasst. In dem Speicher 20 ist ein Steuerprogramm 30 gespeichert, mit dem sich eine erweiterte Eisenbahnanlage steuern lässt. Die erweiterte Eisenbahnanlage wird durch einen Topologiedatensatz TD beschrieben, der ebenfalls in dem Speicher 20 abgespeichert ist.
  • Der Topologiedatensatz TD umfasst einen ersten Teildatensatz TDr, der eine reale Eisenbahnanlage 40 beschreibt, die von dem Stellwerksrechner 5 gesteuert werden soll. Die reale Eisenbahnanlage 40 wird durch reale Eisenbahnkomponenten RK1, RK2,..., RKp gebildet, die an Eisenbahnkomponentenanschlüsse A1, A2,..., Ap des Stellwerksrechners 5 angeschlossen sind. Bei den realen Eisenbahnkomponenten RK1, RK2,..., RKp handelt es sich beispielsweise um reale Komponenten der Außenanlage, insbesondere um eine reale Weiche, eine reale Freimeldeeinrichtung oder eine reale Signaleinrichtung.
  • Der Topologiedatensatz TD umfasst außerdem einen zweiten Teildatensatz TDv, in dem eine virtuelle Eisenbahnanlage definiert ist. Die virtuelle Eisenbahnanlage umfasst eine oder mehrere virtuelle Eisenbahnkomponenten, deren Arbeitsweise von einem externen Überwachungsgerät 50 nachgebildet bzw. simuliert wird. Bei den virtuellen Eisenbahnkomponenten handelt es sich beispielsweise um virtuelle Komponenten der Außenanlage, insbesondere eine virtuelle Weiche, eine virtuelle Freimeldeeinrichtung oder eine virtuelle Signaleinrichtung.
  • Das externe Überwachungsgerät 50 weist eine Recheneinrichtung 60, einen Speicher 70 sowie eine Schnittstelle 80 auf. In dem Speicher 70 ist ein Überwachungsprogramm 90 abgespeichert, das die Arbeitsweise der Recheneinrichtung 60 und damit die Arbeitsweise des Überwachungsgeräts 50 festlegt. In dem Speicher 70 sind darüber hinaus Testdaten T abgespeichert, die von der Recheneinrichtung 60 aus dem Speicher 70 ausgelesen und über die Schnittstelle 80 als Meldesignale der virtuellen Eisenbahnkomponenten der virtuellen Eisenbahnanlage in den Stellwerksrechner 5 eingespeist werden. Die Meldesignale sind in der Figur 1 mit den Bezugszeichen Mp+1, Mp+2,..., Mn bezeichnet.
  • Zum Einspeisen der Meldesignale Mp+1, Mp+2,..., Mn weist der Stellwerksrechner 5 Eisenbahnkomponentenanschlüsse auf, die in der Figur 1 mit den Bezugszeichen Ap+1, Ap+2,..., An bezeichnet sind. Die Eisenbahnkomponentenanschlüsse Ap+1 bis An sind mit den Eisenbahnkomponentenanschlüssen A1 bis Ap hinsichtlich der Verarbeitung der eingangsseitig anliegenden Signale identisch; dies bedeutet, dass anstelle virtueller Eisenbahnkomponenten auch reale Eisenbahnkomponenten der realen Eisenbahnanlage 40 an diese Eisenbahnkomponentenanschlüsse angeschlossen werden könnten. Die an den Eisenbahnkomponentenanschlüssen Ap+1, Ap+2,..., An anliegenden Meldesignale werden also so behandelt, als wären sie Meldesignale einer realen Eisenbahnanlage. Der Stellwerksrechner 5 bzw. die Recheneinrichtung 10 wendet auf die eingangsseitig anliegenden Meldesignale das Steuerprogramm 30 an und steuert mit diesem die aus der realen Eisenbahnanlage 40 und der virtuellen Eisenbahnanlage gebildete erweiterte Eisenbahnanlage.
  • Die Anordnung gemäß Figur 1 lässt sich zum Testen des Stellwerksrechners 5 beispielsweise wie folgt betreiben:
    • Das externe Überwachungsgerät 50 liest mit der Recheneinrichtung 60 Testdaten T aus dem Speicher 70 aus und überträgt diese zu der Schnittstelle 80, die die Testdaten als Meldesignale in einen oder mehrere der Anschlüsse Ap+1 bis An einspeist. Die Meldesignale des Überwachungsgeräts 50 werden von dem Steuerprogramm 30 der Recheneinrichtung 10 wie Meldesignale realer Eisenbahnkomponenten verarbeitet. Hierzu legt das Steuerprogramm 30 den Topologiedatensatz TD zugrunde, in dessen zweiten Teildatensatz TDv die zugehörige (virtuelle) Eisenbahnanlage mit den virtuellen Eisenbahnkomponenten beschrieben ist. Die Recheneinrichtung 10 wird im Rahmen der Verarbeitung der eingehenden Meldesignale ein oder mehrere Ausgangssignale in Form von Steuersignalen an den Eisenbahnkomponentenanschlüssen Ap+1 bis An bilden, die zum Überwachungsgerät 50 gelangen. In der Figur 1 sind die Ausgangssignale des Stellwerksrechners 5 an den Anschlüssen Ap+1, Ap+2,..., An mit den Bezugszeichen Sp+1, Sp+2,..., Sn bezeichnet.
  • Die Ausgangssignale Sp+1, Sp+2,..., Sn des Stellwerksrechners 5 gelangen über die Schnittstelle 80 zur Recheneinrichtung 60, die die Ausgangssignale mit den Referenzausgangsdaten RAD vergleicht, die in dem Speicher 70 abgespeichert sind. Die Referenzausgangsdaten RAD beschreiben die Ausgangssignale, die das Überwachungsgerät 50 als Reaktion auf die eingegebenen Testdaten T bzw. als Reaktion auf die übersendeten Meldesignale Mp+1, Mp+2,..., Mn bei korrekter Arbeitsweise des Stellwerksrechners 5 erwartet: Stimmen die vom Stellwerksrechner 5 kommenden Ausgangssignale Sp+1, Sp+2,..., Sn mit den Referenzausgangsdaten RAD überein, so stellt die Recheneinrichtung 60 fest, dass der Stellwerksrechner 5 auf die eingespeisten Testdaten richtig reagiert und die Steuerung der virtuellen Eisenbahnanlage korrekt durchführt. Unterscheiden sich hingegen die Ausgangssignale Sp+1, Sp+2,..., Sn inhaltlich von den Referenzausgangsdaten RAD, so wird das Überwachungsgerät 50 ein Fehlersignal F erzeugen, mit dem ein Fehler des Stellwerksrechners 50 signalisiert wird.
  • Das Einspeisen verschiedener Testdaten T kann regelmäßig oder unregelmäßig erfolgen, um die korrekte Arbeitsweise des Stellwerksrechners 5 regelmäßig oder unregelmäßig zu überprüfen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 wird beispielhaft davon ausgegangen, dass die Referenzausgangsdaten RAD bereits in dem Speicher 70 für die Testdaten T ermittelt und abgespeichert sind. Alternativ ist es möglich, in dem Speicher 70 ein Referenzsteuerprogramm vorzusehen, das die Bildung der Referenzausgangsdaten RAD auf der Basis der Testdaten T bzw. der auf den Testdaten T basierenden Meldesignale Mp+1, Mp+2,..., Mn selbst durchführt. Ein solches Ausführungsbeispiel zeigt die Figur 2.
  • In der Figur 2 sieht man einen Stellwerksrechner 5 sowie ein externes Überwachungsgerät 50, mit dem sich der Stellwerksrechner 5 überwachen lässt. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist in dem Speicher 70 anstelle von Referenzausgangsdaten RAD ein Referenzsteuerprogramm 30' gespeichert, dessen Arbeitsweise dem Steuerprogramm 30 des Stellwerksrechners 5 entspricht. Darüber hinaus erkennt man in der Figur 2, dass in dem Speicher 70 der zweite Teildatensatz TDv abgespeichert ist, mit dem die virtuelle Eisenbahnanlage bzw. die virtuellen Eisenbahnkomponenten der virtuellen Eisenbahnanlage beschrieben sind.
  • Zum Testen der Funktionsweise des Stellwerksrechners 5 wird das Überwachungsgerät 50 bzw. die Recheneinrichtung 60 die Testdaten T aus dem Speicher 70 auslesen und als Meldesignale Mp+1, Mp+2,..., Mn an den Stellwerksrechner 5 übermitteln, wie dies im Zusammenhang mit der Figur 1 bereits erläutert worden ist. Die von dem Stellwerksrechner 5 in Reaktion auf die eingespeisten Meldesignale erzeugten Ausgangssignale Ap+1, Ap+2,..., An gelangen über die Schnittstelle 80 zur Recheneinrichtung 60, die parallel das Referenzsteuerprogramm 30' ausführt und auf die Testdaten T bzw. auf die Meldesignale Mp+1, Mp+2,..., Mn anwendet und Referenzausgangsdaten RAD' mittels des Referenzsteuerprogramms 30' selbst bildet.
  • Das Überwachungsprogramm 90 des Überwachungsgeräts 50 vergleicht dann die von dem Stellwerksrechner 5 gelieferten Ausgangssignale Ap+1, Ap+2,..., An mit den entsprechenden Referenzausgangsdaten RAD', die von dem Referenzsteuerprogramm 30' gebildet worden sind. Stimmen die Referenzausgangsdaten RAD' mit den vom Stellwerksrechner 5 gelieferten Ausgangssignalen überein, so arbeitet der Stellwerksrechner 5 korrekt. Unterscheiden sich die Daten hingegen, so wird das Überwachungsgerät 50 ein Fehlersignal F erzeugen, mit dem ein Fehler des Stellwerksrechners 5 signalisiert wird.
  • Über eine in den Figuren 1 und 2 nicht gezeigte Abschalteinrichtung kann bei Vorliegen des Fehlersignals F die Stromversorgung des Stellwerksrechners 5 abgeschaltet werden, um diesen komplett und sicher zu deaktivieren. Fehlt nämlich eine Stromversorgung, so kann der Stellwerksrechner 5 keine Ausgangssignale zur Steuerung der realen Eisenbahnkomponenten RK1, RK2,..., RKp mehr erzeugen. Alternativ ist es möglich, nur Teilkomponenten des Stellwerksrechners 5 abzuschalten, beispielsweise die Recheneinrichtung 10, einen im Stellwerksrechner 5 vorhandenen Datenbus 100 oder eine in der Figur 1 nicht gezeigte Schnittstelle des Stellwerksrechners 5. Auch diese Maßnahmen stellen sicher, dass keine Steuerung der realen Eisenbahnkomponenten der realen Eisenbahnanlage 40 durch den Stellwerksrechner 5 mehr vorgenommen werden kann.
  • Die Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung mit einem Stellwerksrechner 5 und einem Überwachungsgerät 50, bei dem an den Datenbus 100 des Stellwerksrechners 5 auch ein Kontrollsignalanschluss K5 des Stellwerksrechners 5 angeschlossen ist. Der Datenbus 100 verbindet den Kontrollsignalanschluss K5 mit der Recheneinrichtung 10 und erlaubt einen Anschluss an das Überwachungsgerät 50.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 sind in dem Steuerprogramm 30 des Stellwerksrechners 5 an vorgegebenen Programmstellen Kontrollbefehle implementiert, die bei Ausführung jeweils ein Kontrollsignal KS erzeugen. Die Kontrollsignale KS gelangen über den Datenbus 100 und den Kontrollsignalanschluss K5 von dem Stellwerksrechner 5 zu dem Überwachungsgerät 50 und zur Recheneinrichtung 60. Das Überwachungsprogramm 90 des Überwachungsgeräts 50 ist derart ausgestaltet, dass es den Eingang der Kontrollsignale KS überwacht und ein Fehlersignal F erzeugt, wenn der zeitliche Abstand zwischen aufeinander folgenden Kontrollsignalen KS einen vorgegebenen maximalen zeitlichen Kontrollsignalabstand erreicht oder überschreitet. Die Recheneinrichtung 60 geht davon aus, dass bei einer korrekten Arbeitsweise des Stellwerksrechners 5 regelmäßig Kontrollsignale KS erzeugt werden, so dass ein regelmäßiger Eingang von Kontrollsignalen KS ein Indiz für eine korrekte Arbeitsweise des Stellwerksrechners 5 ist. Fehlen hingegen Kontrollsignale oder werden diese nicht rechtzeitig erzeugt, so ist dies ein Indiz dafür, dass die Recheneinrichtung 10 fehlerhaft arbeitet und abgeschaltet werden muss.
  • Das Überwachungsprogramm 90 des Überwachungsgeräts 50 ist darüber hinaus derart ausgestaltet, dass es vorgegebene Programmmodule in dem Steuerprogramm 30 des Stellwerksrechners 5 überwacht. Hierbei geht das Überwachungsprogramm 90 davon aus, dass beim Einspeisen vorgegebener Testdaten T bzw. der entsprechenden Meldesignale in den Stellwerksrechner 5 vorgegebene Programmmodule des Steuerprogramms 30 aufgerufen werden müssen, deren Abarbeitung jeweils eine vorgegebene Anzahl an Kontrollsignalen KS hervorrufen wird. Das Überwachungsprogramm 90 ist derart ausgestaltet, dass es die Anzahl der am Kontrollsignalanschluss K5 ausgesandten Kontrollsignale KS für die jeweiligen Programmmodule zählt und ein Fehlersignal F erzeugt, wenn nach Abarbeitung eines vorgegebenen Programmmoduls die für dieses Programmmodul vorgesehene und in einem Kontrollsignaldatensatz KSD des Speichers 70 für das jeweilige Programmmodul abgespeicherte Anzahl an Kontrollsignalen KS unterschritten wird. Das Überwachungsprogramm 90 geht hierbei also davon aus, dass eine korrekte Abarbeitung des vorgegebenen Programmmoduls zwingend das Abarbeiten der vorgegebenen Programmstellen im Steuerprogramm 30 verlangt, so dass die entsprechenden Kontrollsignale und die entsprechend vorgesehene Anzahl an Kontrollsignalen erzeugt werden muss. Ist dies nicht der Fall, so ist dies ein Zeichen für eine nicht korrekte Funktionsweise des Stellwerksrechners 5, der demgemäß vorzugsweise abgeschaltet wird.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Überwachen der Funktionsweise eines Stellwerksrechners (5), der ein Steuerprogramm (30) zum Steuern von Eisenbahnkomponenten (RK1 bis RKp) einer realen Eisenbahnanlage (40) ausführt, wobei das Steuerprogramm (30) Meldesignale der Eisenbahnkomponenten der realen Eisenbahnanlage (40) auswertet und Steuersignale für die zu steuernden Eisenbahnkomponenten der realen Eisenbahnanlage erzeugt,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Steuerprogramm (30) eine erweiterte Eisenbahnanlage steuert, die die Eisenbahnkomponenten (RK1 bis RKp) der realen Eisenbahnanlage (40) und zusätzlich mindestens eine virtuelle Eisenbahnkomponente umfasst,
    - in den Stellwerksrechner (5) Meldesignale (Mp+1 bis Mn) der mindestens einen virtuellen Eisenbahnkomponente eingegeben werden,
    - das Steuerprogramm (30) die Meldesignale (Mp+1 bis Mn) im Rahmen der Steuerung der erweiterten Eisenbahnanlage verarbeitet,
    - die aufgrund der Meldesignale (Mp+1 bis Mn) ausgangsseitig von dem Stellwerksrechner erzeugten Ausgangssignale (Sp+1 bis Sn) auf Richtigkeit überprüft werden und
    - ein Fehlersignal (F) erzeugt wird, wenn das Steuerprogramm (30) fehlerhafte Ausgangssignale und/oder Ausgangssignale verspätet liefert.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Meldesignale (Mp+1 bis Mn) für die mindestens eine virtuelle Eisenbahnkomponente mit einem externen Überwachungsgerät (50) eingegeben werden, das über eine Schnittstelle (80) mit dem Stellwerksrechner (5) verbunden ist, und
    - die aufgrund der Meldesignale (Mp+1 bis Mn) ausgangsseitig von dem Stellwerksrechner (5) erzeugten Ausgangssignale (Sp+1 bis Sn) mit dem Überwachungsgerät (50) auf Richtigkeit überprüft werden.
  3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Zeitspanne überwacht wird, die der Stellwerksrechner (5) zur Bearbeitung der Meldesignale (Mp+1 bis Mn) benötigt, und
    - ein Fehlersignal (F) erzeugt wird, wenn die Reaktionszeit des Stellwerksrechners (5) eine vorgegebene zeitliche Maximaldauer erreicht oder überschreitet.
  4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - in dem Steuerprogramm (30) an vorgegebenen Programmstellen Kontrollbefehle implementiert sind, die bei Ausführung jeweils ein Kontrollsignal (KS) erzeugen.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - ein Fehlersignal (F) erzeugt wird, wenn der zeitliche Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Kontrollsignalen (KS) einen vorgegebenen maximalen zeitlichen Kontrollsignalabstand erreicht oder überschreitet.
  6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - ein Fehlersignal (F) erzeugt wird, wenn nach Abarbeitung eines vorgegebenen Programmmoduls die für dieses Programmmodul vorgesehene Anzahl an Kontrollsignalen (KS) unterschritten wurde.
  7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die mindestens eine virtuelle Eisenbahnkomponente eine virtuelle Komponente der Außenanlage, insbesondere eine virtuelle Weiche, eine virtuelle Freimeldeeinrichtung oder eine virtuelle Signaleinrichtung ist, und
    - in den Stellwerksrechner (5) Meldesignale (Mp+1 bis Mn) einer solchen virtuellen Eisenbahnkomponente eingegeben werden.
  8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorliegen eines Fehlersignals (F) der Stellwerksrechner (5) und/oder eine Kommunikationsschnittstelle des Stellwerksrechners abgeschaltet wird.
  9. Stellwerksrechner (5), in dem ein Steuerprogramm (30) zum Steuern von Eisenbahnkomponenten (RK1 bis RKp) einer realen Eisenbahnanlage (40) gespeichert ist, wobei das Steuerprogramm (30) die Auswertung von Meldesignalen der realen Eisenbahnanlage (40) und die Erzeugung von Steuersignalen für die zu steuernden Eisenbahnkomponenten der realen Eisenbahnanlage (40) vorsieht,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Steuerprogramm (30) die Steuerung einer erweiterten Eisenbahnanlage vorsieht, die die reale Eisenbahnanlage (40) und zusätzlich mindestens eine virtuelle Eisenbahnkomponente umfasst,
    - der Stellwerksrechner (5) die Eingabe von Meldesignalen (Mp+1 bis Mn) der mindestens einen virtuellen Eisenbahnkomponente erlaubt, und
    - das Steuerprogramm (30) geeignet ist, die Meldesignale (Mp+1 bis Mn) im Rahmen der Steuerung der erweiterten Eisenbahnanlage zu verarbeiten und in Abhängigkeit von den anliegenden Meldesignalen ausgangsseitig Ausgangssignale (Sp+1 bis Sn) zu erzeugen.
  10. Überwachungsgerät (50) zum Überwachen eines Stellwerksrechners (5) nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Überwachungsgerät (50) eine Schnittstelle (80) aufweist, die einen Anschluss an einen oder mehrere Eisenbahnkomponentenanschlüsse (Ap+1 bis An) des Stellwerksrechners (5) ermöglicht, und
    - in dem Überwachungsgerät (50) ein Überwachungsprogramm (90) gespeichert ist, das Testdaten (T) als Meldesignale (Mp+1 bis Mn) der mindestens einen virtuellen Eisenbahnkomponente in den Stellwerksrechner (5) eingeben kann und die aufgrund der Meldesignale (Mp+1 bis Mn) ausgangsseitig von dem Stellwerksrechner (5) erzeugten Ausgangssignale (Sp+1 bis Sn) auf Richtigkeit überprüfen kann.
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