EP3580114B1 - Verfahren und vorrichtung zum einstellen wenigstens einer fahrstrasse einer eisenbahntechnischen anlage - Google Patents

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EP3580114B1
EP3580114B1 EP18702058.1A EP18702058A EP3580114B1 EP 3580114 B1 EP3580114 B1 EP 3580114B1 EP 18702058 A EP18702058 A EP 18702058A EP 3580114 B1 EP3580114 B1 EP 3580114B1
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EP
European Patent Office
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route
control element
functional
control
signal box
Prior art date
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Active
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EP18702058.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3580114A1 (de
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Andreas Schallenberg
Uwe Eckelmann-Wendt
Stefan Gerken
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Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
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Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
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Publication of EP3580114B1 publication Critical patent/EP3580114B1/de
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    • B61L7/06—Remote control of local operating means for points, signals, or track-mounted scotch-blocks using electrical transmission
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    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/10—Operations, e.g. scheduling or time tables
    • B61L27/16—Trackside optimisation of vehicle or train operation
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    • B61L7/00—Remote control of local operating means for points, signals, or track-mounted scotch-blocks
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    • B61L7/08—Circuitry
    • B61L7/10—Circuitry for light signals, e.g. for supervision, back-signalling

Definitions

  • control elements For the operation of railway systems, these have interlocking devices and control elements along the routes.
  • the control elements For safe driving, the control elements must be verifiable in predetermined states.
  • Control elements are, for example, points, light signals, track vacancy detection systems, and the like. For example, points must reach certain monitored and locked end positions before a vehicle is allowed to pass them.
  • Light signals must show certain monitored signal images.
  • the route planned for a train movement and then reserved available is called a route.
  • the elements required and reserved for a route can be described as claimed.
  • the routes must be set in such a way that there are mutual exclusions with other routes.
  • side protection, counter-run protection and collision protection must also be ensured.
  • the status of the control elements, which are defective or not yet in the correct position, for example, must also be taken into account when the track is stressed by a route.
  • some special features of the trains have to be taken into account, for example because a freight train is treated differently than a passenger train.
  • the interlocking devices which can also be referred to as interlocking logic, are responsible for locating, checking and setting up (also called commissioning) and also later clearing the routes.
  • the individual control elements are connected to an interlocking device and are commanded by it.
  • the interlocking systems work either according to the locking principle or the track plan principle.
  • the possible routes are in the locking principle known in advance and will be checked for mutual exclusion during the construction of the interlocking equipment.
  • the routes are calculated dynamically by the interlocking device, the so-called route search.
  • route search In the track plan principle, logical rules about the control elements and track sections cause the exclusion during the operating time of the interlocking device.
  • Control areas are geographical regions of the railway system that include a certain set of control elements that are controlled by an interlocking device.
  • the object is achieved by a method according to claim 1.
  • the solution according to the invention has the advantage that there is a separation between the determination of the functional order for an actuating element and the determination of the actuating measure required for it. Distribution to the interlocking device and the control element is thus possible.
  • the interlocking device determines the actuating element required for the route and the functional order to be implemented by it, but transfers this to the actuating element for further processing.
  • the actual control measure to be carried out by the control element is then determined by the control element itself.
  • the control element can compare the order with other older orders of the control element that have already been excluded and select the most suitable one from several possible measures. In this way, a total of more orders can be carried out than if the interlocking device took the control measures for the element would determine himself.
  • interlocking device may not have any knowledge of other tasks of the actuating element.
  • more orders can be implemented and routes can be set.
  • control areas can be enlarged and operated by several interlocking devices, which greatly simplifies operation. Conversion measures are also easier to implement.
  • At least one piece of information relating to the implementation of the order can thus be output to the interlocking device on the control element side.
  • This has the advantage that the interlocking device receives feedback from the control element when the order has been implemented by the control element or when the order cannot be accepted.
  • Alternative, weakened orders can also be reported back in this way.
  • the feasibility of the order is checked.
  • This has the advantage that, on the control element side, a conflict with other orders of the control element can be determined, which the interlocking device may not be aware of.
  • further functional orders of the control element for setting further routes for example from other interlocking devices, are taken into account.
  • at least one alternative functional order for setting the route can be determined on the control element side if the check does not reveal feasibility, and information relating to the alternative functional order can be output on the control element side. In this way, more intelligence is shifted to the control element, which takes on the tests and even suggests modified orders, if this enables the route to be implemented Accept orders from various interlocking devices on the control element side.
  • the interlocking devices can process several orders for different actuating elements in a predetermined order.
  • the control elements can always be assigned in ascending order based on their identifier.
  • information in particular information on the at least one functional order and its implementation, can be transmitted between the at least one interlocking device and the control elements, the information each having at least one identifier that uniquely identifies the sender of the information.
  • This has the advantage that the sender is always clearly identified during communication between different partners such as interlocking devices and control elements.
  • orders from various interlocking facilities can be easily managed and processed, e.g. in a certain order.
  • a UUID Universalally Unique Identifier
  • the orders can also be transmitted between the interlocking device and the control element in a coded manner, in order to reduce the data size and avoid misunderstandings that would endanger security.
  • the device can have at least two interlocking devices, both of which are at least partially connected to the same actuating elements, the actuating elements being designed to implement orders from both interlocking devices. This has the advantage already described above that actuating elements can be commissioned by several interlocking devices and thereby greater flexibility within the railway system is possible.
  • the single figure shows an exemplary embodiment of a device according to the invention for setting at least one route of a railway system.
  • the figure shows a schematic representation of a section of a railway engineering installation 1 with tracks A, B and C.
  • Tracks A, B, C are connected to one another via switches W1, W2, W3.
  • Light signals F, P and a further light signal LS2 are also arranged on tracks A, B, C.
  • the railway system 1 includes interlocking devices S1 and S2.
  • the switches W1, W2, W3 and the light signals P, F, LS2 are control elements 2, which are signal-connected to the interlocking devices S1, S2.
  • the railway system 1 also includes a control center 3 which, for example, orders the formation of a route from a starting point to a destination at the interlocking devices S1, S2.
  • the figure shows an interlocking area 4 to which all actuating elements 2 belong and which is controlled by the interlocking devices S1, S2.
  • interlocking devices S1, S2 are shown here only schematically as boxes. They can also include, for example, an interlocking and / or several interlocking logics.
  • the control center 3 instructs the interlocking device S1 to form a route from a start to a destination (not shown).
  • specifications for example elements that have to be passed through, such as platforms or the like, can be specified by the control center 3.
  • the interlocking device S1 searches for a route taking into account all the specifications of the control center 3. As soon as a route is found, the interlocking device S1 determines the actuating elements 2 along this route. In addition, the interlocking device S1 determines functional orders that the control elements 2 have to carry out for setting the route.
  • the orders determined are transmitted from the interlocking device S1 to the respective actuating elements 2. This transmission can take place, for example, via cabling or alternatively also wirelessly, for example via WLAN.
  • the switches W1, W2, W3 located in the guideway are instructed as actuating elements 2 with certain input and output legs.
  • Light signals F, P, LS2 in the route can be assigned, for example, as control elements 2 with the capabilities for necessary signal images.
  • Switches W1, W2, W3 and light signals F, P, LS2, which are located off the route may be assigned as protective elements with a specific protective function.
  • the control elements are used when the interlocking device S1 has transmitted the individual orders to the control elements 2.
  • the control elements 2 then check their new orders and their compatibility with old ones accepted orders. If this compatibility is given, the control elements 2 accept the new order received from the interlocking device S1. If this compatibility is not given, the control elements 2 can optionally weaken an old order with the responsible interlocking devices S1, S2, if this would lead to compatibility of all orders in the event of success. If the weakening succeeds, the new order can also be accepted. The exact implementation of the attenuation will be explained later. Furthermore, instead of accepting the new order, the control elements 2 can also offer this new order to the signal box device S1 in a weakened form. Finally, the adjusting elements 2 can of course also reject an order if it is incompatible with the existing orders or if, for example, the adjusting element 2 is defective.
  • the interlocking device S1, S2 can search for alternatives, for example by means of so-called backtracking or other known measures. Then an attempt is made to create the alternative route. Only after the alternatives have been exhausted must the control center 3 be notified of the impossibility of the requested route.
  • the control element 2 in question asks the interlocking device S1, S2 of the old order that placed the order as to whether a certain weakening is accepted. This attenuation is transmitted as an alternative order from the control element 2 to the interlocking device S1, S2.
  • the interlocking device S1, S2 of the old order checks and, if necessary, orders further control elements 2 with additional support orders.
  • the interlocking device S1, S2 of the old order informs the control element 2, which proposed the weakening, of the result of the test. This result is that the mitigation is accepted or not.
  • the interlocking device S1, S2 must pay attention to change requests such as weakenings or reinforcements from the control elements 2.
  • the resulting new orders and order releases for further elements must be checked, a variant selected and implemented if necessary, and the requesting control element 2 communicated with the result.
  • the light signals F, P are main signals and the light signal LS2 is a dwarf signal.
  • the turnout W2 cannot provide side protection at the same time.
  • the interlocking device S1 would like to form a route along track A from light signal F in the west direction W for a freight train (not shown).
  • the light signal F with the signal patterns stop and drive, whereby it is initially in stop, is instructed by the interlocking device S1.
  • the switch W1 is assigned a route from the top to the right leg.
  • the switch W2 would receive a corresponding order from the interlocking device S1, which requires that the left switch leg cannot be reached, which could be implemented, for example, by the switch W2 in the right position.
  • the track sections from the light signal F to the switch W1 and from the switch W1 to the west W would be used for the route, the track section between the switches W1 and W2 for the shelter.
  • the examination of these orders by the elements 2 shows that the actuating elements 2 can accept their orders.
  • a train route for a passenger train from light signal P along track C in an easterly direction is then commissioned at the interlocking device S2.
  • the light signal P, the switch W3, the track sections between light signal P and switch W3 and from switch W3 to the east O would be assigned as a route.
  • the switch W3 would have to connect the track sections.
  • the track section from switch W3 to switch W2 would be required as a shelter. Now there would be a problem with the W2 switch.
  • the task of the interlocking device S2 is to provide protection for the route. Now the switch W2 has already received and accepted the order from the interlocking device S1 beforehand.
  • the switch W2 can now request a weakening of the order from the interlocking device S1.
  • the W2 switch offers so-called iron protection.
  • iron protection For a passenger train, according to, for example, the assumed German operating rules, this is absolutely necessary, so the switch W2 cannot make a weaker offer to the interlocking device S2.
  • so-called light protection would be sufficient for a freight train, ie protection by a light signal indicating a stop. Therefore, the switch W2 asks the interlocking device S1 whether it may control its point accordingly and whether the interlocking device S1 can instruct the light signal LS2 with light protection. The interlocking device S1 then asks the light signal LS2 for light protection.
  • the light signal LS2 accepts this order as nothing speaks against it.
  • the interlocking device S1 then reduces the protection requirement for the switch W2.
  • the switch W2 can now move to the left.
  • the requirements for accepting the order from the interlocking device S2 are thus met and the switch W2 reports this back to the interlocking device S2. Consequently, the interlocking device S2 can now also realize its route.
  • the route is also resolved again by the method according to the invention. If, for example, the passenger train has cleared the switch W3, the protected space behind it is successively dismantled again by the interlocking device S2.
  • the track section from the switch W3 to the east O, the switch W3 itself, the track section between the switch W2 and the switch W3 and the switch W2 are again released from their orders.
  • For the turnout W2 this means that it can again provide iron protection for the order of the interlocking device S1.
  • the switch W2 can now report this to the interlocking device S1.
  • the interlocking device S1 can then initiate the change of order at the switch W2.
  • the interlocking device S1 can then also release the light signal LS2 from its task. Through this sequence, the switch W2 would run again in the right position.
  • control elements 2 are commissioned by the interlocking devices S1, S2 according to the invention, the purpose is advantageously contained in the orders as further information.
  • this can be the information that side protection must be given for a freight train.
  • the actuating elements 2 can be instructed by all interlocking devices S1, S2 of the railway system 1 in a specific sequence.
  • all control elements 2 and interlocking devices S1, S2 are provided with a unique identifier, for example a UUID.
  • the assignment can, for example, always be carried out in ascending order of the numerical value of the UUID.
  • the interlocking device S1, S2, which initially commissioned successfully does not have to fear a later collision with other route formations. This automatically prioritizes the routes.
  • all interlocking devices S1, S2 must adhere to the predetermined sequence.
  • the actuating element 2 In the event of a fault in an actuating element 2, such as a defect or a communication failure, the actuating element 2 must automatically assume a safe state. For light signals, this is, for example, the display of a stop signal. For turnouts, this can mean remaining in a previously monitored end position state.
  • a light signal should be instructed to indicate the journey and stop for a train journey. However, it has no way of displaying travel, for example due to the design or due to a defective lamp, and therefore offers the displays stop and a travel term at reduced speed as a weakened order of the interlocking device.
  • a route is to be realized by two sub-routes of two interlocking devices.
  • the first interlocking device instructs a light signal for a train X as the destination signal as the control element.
  • the signal aspect should be stop.
  • the second signal box instructs the same light signal for the same train X as the start signal.
  • the signal aspect should also be stop.
  • the light signal can accept both orders and shows stop. Once the route has been created, the light signal can merge the information from the two orders.
  • the linking of partial routes to form a complete route is possible solely because of the control element's own intelligence, without the interlocking equipment having to be involved.
  • a parking area is extended by one track. To do this, it is necessary to block some existing switches and light signals.
  • new interlocking devices are first introduced into the system. This corresponds to starting new software, for example. The interlocking devices then have a reduced set of control elements available to them, because the control elements that cannot be used are removed. As soon as a previously existing interlocking device with the full scope of actuating elements is idling (ie no route is currently being implemented), it is switched off. If this has been done with all of the previous interlocking devices, the control elements to be paralyzed for the conversion are no longer used. The expansion work can now be carried out.
  • new interlocking devices are started again and the previous ones are switched off when idling.
  • the new interlocking devices now also have the control elements of the new track in their connection plan. At no time was operations on the unaffected parts of the railway system affected by this conversion. The update of interlocking devices can also take place successively in this way.
  • the new interlocking system is started in parallel and only then is the previous interlocking system switched off.
  • interlocking areas can be dispensed with in the previously known manner. It is possible to operate large areas contiguously or to partition them, whereby the previous separation according to the topology and geography is no longer necessary. Interlocking systems can also be created according to other criteria, for example interlocking systems that are only responsible for passages or interlocking systems that are only responsible for individual shunting areas. The division into areas can also be based on time (e.g. according to the time of day or load situations). Control elements can also only be virtual. In order to be able to function according to the method described, no physical characteristics on the track side are required. A software component running in the system can represent a virtually existing control element.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Description

  • Für den Betrieb von eisenbahntechnischen Anlagen weisen diese Stellwerkseinrichtungen und Stellelemente entlang der Fahrstrecken auf. Für einen sicheren Fahrbetrieb müssen die Stellelemente nachprüfbar in vorbestimmten Zuständen sein. Stellelemente sind beispielsweise Weichen, Lichtsignale, Gleisfreimeldeanlagen, und ähnliches. Beispielsweise müssen Weichen bestimmte überwachte und verschlossene Endlagen erreichen, bevor ein Fahrzeug sie passieren darf. Lichtsignale müssen bestimmte überwachte Signalbilder zeigen.
  • Der für eine Zugbewegung geplante und dann reserviert zur Verfügung stehende Fahrweg wird als Fahrstraße bezeichnet. Die für eine Fahrstraße nötigen und reservierten Elemente können als beansprucht bezeichnet werden. Die Fahrstraßen müssen so eingestellt sein, dass wechselseitige Ausschlüsse mit anderen Fahrstraßen gegeben sind. Ferner muss beispielsweise auch ein Flankenschutz, Gegenfahrschutz und Auffahrschutz sichergestellt werden. Außerdem muss auch der Status der Stellelemente, die beispielsweise defekt oder noch nicht in der richtigen Position sind, bei einer Beanspruchung des Gleises durch eine Fahrstraße berücksichtigt werden. Schließlich müssen teilweise auch Besonderheiten der Züge berücksichtigt werden, weil beispielsweise ein Güterzug anders behandelt wird als ein Personenzug.
  • Die Stellwerkseinrichtungen, die auch als Stellwerkslogik bezeichnet werden können, sind für das Auffinden, Prüfen und Einrichten (auch Beauftragen genannt) und auch das spätere Auflösen der Fahrstraßen zuständig. Die individuellen Stellelemente sind mit einer Stellwerkseinrichtung verbunden und werden von dieser kommandiert. Die Stellwerkseinrichtungen arbeiten entweder nach dem Verschlussprinzip oder dem Spurplanprinzip. Im Verschlussprinzip sind die möglichen Fahrstraßen vorab bekannt und werden beim Bau der Stellwerkseinrichtung auf wechselseitigen Ausschluss geprüft. Beim Spurplanprinzip werden die Fahrstraßen dynamisch von der Stellwerkseinrichtung berechnet, der sogenannten Fahrwegssuche. Beim Spurplanprinzip bewirken logische Regeln über die Stellelemente und Gleisabschnitte während der Betriebszeit der Stellwerkseinrichtung den Ausschluss.
  • Da eisenbahntechnische Anlagen sehr groß und mit sehr vielen Stellelementen versehen sein können, wird die Anlage üblicherweise in mehrere Stellbereiche unterteilt. Stellbereiche sind geografische Regionen der eisenbahntechnische Anlage, die einen bestimmten Satz an Stellelementen umfassen, die von einer Stellwerkseinrichtung gesteuert werden.
  • Allerdings wird durch die unterschiedlichen Stellbereiche das Einstellen einer Fahrstraße komplexer. Für den Verlauf einer Fahrstraße durch mehrere Stellbereiche ist eine Vielzahl von Regeln notwendig, die den Betrieb der eisenbahntechnischen Anlage kompliziert gestalten können.
  • Insbesondere beim Umbau von Stellwerkseinrichtungen oder der Inbetriebnahme von neuen Stellwerkseinrichtungen, muss die Anlage komplett abgeschaltet werden oder es sind komplexe Regeln für die Aufrechterhaltung der Sicherheit notwendig.
  • Der Artikel "Das Zentralstellwerk München-Hauptbahnhof" von Horst Deike et. al. in der Siemens Zeitschrift, Band 38, Nr.10, beschreibt des Einstellen einer Fahrstraße durch eine Stellwerkseinrichtung.
  • Es ist daher die Aufgabe der eisenbahntechnischen Anlage ein Verfahren und eine Einrichtung zum Einstellen wenigstens einer Fahrstraße einer eisenbahntechnischen Anlage bereitzustellen, durch die der Betrieb der eisenbahntechnischen Anlage vereinfacht wird.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1.
  • Ferner wird die Aufgabe gelöst, durch eine Einrichtung gemäß Patentanspruch 7.
  • Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass zwischen dem Ermitteln des funktionalen Auftrags für ein Stellelement und dem Ermitteln der dafür nötigen Stellmaßnahme getrennt wird. So ist eine Verteilung auf Stellwerkseinrichtung und Stellelement möglich. Die Stellwerkseinrichtung ermittelt das für die Fahrstraße erforderliche Stellelement und den von diesem zu realisierenden funktionalen Auftrag, übergibt diesen aber zur weiteren Bearbeitung an das Stellelement. Die eigentliche vom Stellelement durchzuführende Stellmaßnahme wird vom Stellelement selber anschließend ermittelt. Dadurch kann das Stellelement den Auftrag mit anderen bereits ausgenommenen älteren Aufträgen des Stellelements vergleichen und aus mehreren möglichen Maßnahmen die geeignetste auswählen. So können insgesamt mehr Aufträge ausgeführt werden, als wenn die Stellwerkseinrichtung die Stellmaßnahmen für das Element selber ermitteln würde. Die Stellwerkseinrichtung hat nämlich gegebenenfalls keine Kenntnis über andere Aufgaben des Stellelements. Durch die erfindungsgemäße Lösung können mehr Aufträge realisiert und damit Fahrstraßen eingestellt werden. Ferner können Stellbereiche vergrößert und von mehreren Stellwerkseinrichtungen bedient werden, wodurch der Betrieb stark vereinfacht wird. Auch Umbaumaßnahmen sind einfacher zu realisieren.
  • Die erfindungsgemäße Lösung kann durch vorteilhafte Ausgestaltungen weiterentwickelt werden, die im Folgenden beschrieben sind.
  • So kann stellelementseitig wenigstens eine Information bezüglich der Realisierung des Auftrags an die Stellwerkseinrichtung ausgegeben werden. Dies hat den Vorteil, dass die Stellwerkseinrichtung eine Rückmeldung vom Stellelement bekommt, wenn der Auftrag vom Stellelement realisiert wurde oder wenn der Auftrag nicht angenommen werden kann. Auch alternative, abgeschwächte Aufträge können so zurückgemeldet werden.
  • Erfindungsgemäß wird stellelementseitig die Realisierbarkeit des Auftrags geprüft. Dies hat den Vorteil, dass stellelementseitig ein Konflikt mit anderen Aufträgen des Stellelements ermittelt werden kann, der der Stellwerkseinrichtung gegebenenfalls nicht bekannt ist. Beim Prüfen der Realisierbarkeit werden weitere funktionale Aufträge des Stellelements für das Einstellen weiterer Fahrstraßen beispielsweise von anderen Stellwerkseinrichtungen berücksichtigt. Darüber hinaus kann stellelementseitig wenigstens ein alternativer funktionaler Auftrag für das Einstellen der Fahrstraße ermittelt werden, wenn die Prüfung keine Realisierbarkeit ergibt, und stellelementseitig eine Information bezüglich des alternativen funktionalen Auftrags ausgegeben werden. So wird mehr Intelligenz auf Seiten des Stellelements verlagert, die Prüfungen übernimmt und sogar abgewandelte Aufträge vorschlägt, wenn dadurch eine Realisierung der Fahrstraße möglich ist, um stellelementseitig Aufträge von verschiedenen Stellwerkseinrichtungen entgegennehmen.
  • Um Verklemmungen oder Konflikte bei der nebenläufigen Bildung von Teilfahrstrecken zu vermeiden können seitens der Stellwerkseinrichtungen mehrere Aufträge für unterschiedliche Stellelemente in einer vorbestimmten Reihenfolge abgearbeitet werden. Beispielsweise können die Stellelemente immer aufsteigend anhand ihrer Kennung beauftragt werden.
  • Auch können stellelementseitig mehrere Aufträge für das gleiche Stellelement in einer vorbestimmten Reihenfolge abgearbeitet werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung können Informationen, insbesondere Informationen zu dem wenigstens einen funktionalen Auftrag und dessen Realisierung, zwischen der wenigstens einen Stellwerkseinrichtung und den Stellelementen übermittelt werden, wobei die Informationen jeweils wenigstens eine den Absender der Information eindeutig identifizierende Kennzeichnung aufweisen. Dies hat den Vorteil, dass bei der Kommunikation zwischen verschiedenen Partnern wie Stellwerkseinrichtungen und Stellelementen der Absender immer eindeutig identifiziert ist. So können beispielsweise Aufträge von verschiedenen Stellwerkseinrichtungen leicht verwaltet und bearbeitet werden, wie z.B. in bestimmter Reihenfolge. Als Kennzeichnung kann beispielsweise ein UUID (Universally Unique Identifier) verwendet werden. Die Aufträge können zwischen Stellwerkseinrichtung und Stellelement auch in kodierter Weise übermittelt werden, um die Datengröße zu reduzieren und Missverständnisse zu vermeiden, die die Sicherheit gefährden würden.
  • Um die Flexibilität innerhalb der eisenbahntechnischen Anlage zu erhöhen, können stellelementseitig die Aufträge von mehreren Stellwerkseinrichtungen abgearbeitet werden. Hieraus ergibt sich der große Vorteil, dass beispielsweise bei Umbauten eine Stellwerkseinrichtung einfach von einer anderen Stellwerkseinrichtung ersetzt werden kann und vom Umbau nicht betroffener Stellelemente weiter in Funktion bleiben können. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung zum Einstellen wenigstens einer Fahrstraße kann die Einrichtung wenigstens zwei Stellwerkseinrichtungen aufweisen, die beide zumindest teilweise mit den gleichen Stellelementen verbunden sind, wobei die Stellelemente zum Realisieren von Aufträgen von beiden Stellwerkseinrichtungen ausgebildet sind. Dies hat den oben bereits beschriebenen Vorteil, dass Stellelemente von mehreren Stellwerkseinrichtungen beauftragt werden können und dadurch eine größere Flexibilität innerhalb der eisenbahntechnischen Anlage möglich ist.
  • Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung erläutert.
  • Die einzige Figur zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Einstellen wenigstens einer Fahrstraße einer eisenbahntechnischen Anlage.
  • Die Figur zeigt eine schematische Darstellung von einem Ausschnitt einer eisenbahntechnischen Anlage 1 mit Gleisen A, B und C. Die Gleise A, B, C sind über die Weichen W1, W2, W3 miteinander verbunden. An den Gleisen A, B, C sind ferner Lichtsignale F, P und ein weiteres Lichtsignal LS2 angeordnet. Weiterhin umfasst die eisenbahntechnische Anlage 1 Stellwerkseinrichtungen S1 und S2. Die Weichen W1, W2, W3 und die Lichtsignale P, F, LS2 sind Stellelemente 2, die mit den Stellwerkseinrichtungen S1, S2 signaltechnisch verbunden sind. Die eisenbahntechnische Anlage 1 umfasst bei der in der Figur dargestellten beispielhaften Ausführungsform auch noch eine Leitstelle 3, die beispielsweise eine Fahrstraßenbildung von einem Start- zu einem Zielort bei den Stellwerkseinrichtungen S1, S2 in Auftrag gibt. Die Figur zeigt einen Stellwerksbereich 4, zu dem alle Stellelemente 2 gehören und der von den Stellwerkseinrichtungen S1, S2 gesteuert wird.
  • Die Stellwerkseinrichtungen S1, S2 sind hier nur schematisch als Kästen dargestellt. Sie können auch beispielsweise ein Stellwerk und/oder mehrere Stellwerkslogiken umfassen.
  • Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Fahrstraßenbildung mit Bezug auf die in der Figur dargestellte beispielhafte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • Zunächst beauftragt die Leitstelle 3 beispielsweise die Stellwerkseinrichtung S1 mit einer Fahrstraßenbildung von einem Start zu einem Zielort (nicht dargestellt). Dabei können wie üblich Vorgaben, beispielsweise zwingend zu passierende Elemente wie Bahnsteige oder ähnliches, von der Leitstelle 3 vorgegeben werden. Anschließend sucht die Stellwerkseinrichtung S1 einen Fahrweg unter Berücksichtigung aller Vorgaben der Leitstelle 3. Sobald ein Fahrweg gefunden ist, ermittelt die Stellwerkseinrichtung S1 die Stellelemente 2 entlang dieses Fahrwegs. Ferner ermittelt die Stellwerkseinrichtung S1 funktionale Aufträge, die die Stellelemente 2 für das Einstellen der Fahrstraße realisieren müssen.
  • Die ermittelten Aufträge werden von der Stellwerkseinrichtung S1 an die jeweiligen Stellelemente 2 übermittelt. Diese Übermittlung kann beispielsweise über eine Verkabelung erfolgen oder alternativ auch drahtlos wie beispielsweise über WLAN. In den Aufträgen werden beispielsweise die im Fahrweg befindlichen Weichen W1, W2, W3 als Stellelemente 2 mit bestimmten Ein- und Ausgangsschenkeln beauftragt. Lichtsignale F, P, LS2 im Fahrweg können beispielsweise als Stellelemente 2 mit den Fähigkeiten für nötige Signalbilder beauftragt werden. Weichen W1, W2, W3 und Lichtsignale F, P, LS2, die abseits des Fahrwegs liegen, werden gegebenenfalls als Schutzelemente mit einer bestimmten Schutzfunktion beauftragt.
  • Die Stellelemente sind beansprucht, wenn die Stellwerkseinrichtung S1 die individuellen Aufträge an die Stellelemente 2 übermittelt hat. Anschließend prüfen die Stellelemente 2 ihre neuen Aufträge und deren Verträglichkeit mit alten bereits akzeptierten Aufträgen. Wenn diese Verträglichkeit gegeben ist, akzeptieren die Stellelemente 2 den von der Stellwerkseinrichtung S1 empfangenen neuen Auftrag. Ist diese Verträglichkeit nicht gegeben, können die Stellelemente 2 optional einen alten Auftrag bei den verantwortlichen Stellwerkseinrichtungen S1, S2 abschwächen, wenn dies im Erfolgsfall zu einer Verträglichkeit aller Aufträge führen würde. Gelingt die Abschwächung, kann auch der neue Auftrag akzeptiert werden. Die genaue Durchführung der Abschwächung wird später erläutert. Ferner können die Stellelemente 2 auch anstatt den neuen Auftrag zu akzeptieren diesen neuen Auftrag in abgeschwächter Form der Stellwerkseinrichtung S1 anbieten. Schließlich können die Stellelemente 2 einen Auftrag natürlich auch ablehnen, wenn dieser mit den bestehenden Aufträgen unverträglich ist oder wenn beispielsweise ein Defektzustand des Stellelements 2 vorliegt.
  • Ist eine Fahrstraße von der Stellwerkseinrichtung S1 nicht bildbar, weil Stellelemente 2 Aufträge abgelehnt haben, so kann die Stellwerkseinrichtung S1, S2 beispielsweise mittels sogenanntem Backtracking oder anderen bekannten Maßnahmen nach Alternativen suchen. Anschließend wird versucht, die alternative Fahrstraße zu bilden. Erst nach Erschöpfung der Alternativen muss der Leitstelle 3 die Unmöglichkeit der angefragten Fahrstraße gemeldet werden.
  • Beim Abschwächen eines alten Auftrags fragt das betreffende Stellelement 2 bei der auftraggebenden Stellwerkseinrichtung S1, S2 des Altauftrags an, ob eine bestimmte Abschwächung akzeptiert wird. Diese Abschwächung wird als alternativer Auftrag vom Stellelement 2 an die Stellwerkseinrichtung S1, S2 übermittelt. Die Stellwerkseinrichtung S1, S2 des Altauftrags prüft und beauftragt gegebenenfalls weitere Stellelemente 2 mit zusätzlichen Unterstützungsaufträgen. Die Stellwerkseinrichtung S1, S2 des Altauftrags teilt dem Stellelement 2, das die Abschwächung vorgeschlagen hat, das Ergebnis der Prüfung mit. Dieses Ergebnis ist, dass die Abschwächung akzeptiert wird oder nicht.
  • Auch nachdem eine Fahrstraße eingestellt ist, muss die Stellwerkseinrichtung S1, S2 auf Änderungsanfragen wie Abschwächungen oder Verstärkungen von den Stellelementen 2 achten. Daraus resultierende Neubeauftragungen und Auftragsfreigaben von weiteren Elementen müssen geprüft werden, gegebenenfalls eine Variante ausgewählt und realisiert werden und dem anfragenden Stellelement 2 das Ergebnis mitgeteilt werden.
  • Im Folgenden wird eine beispielhafte Fahrstraßeneinstellung anhand der in der Figur dargestellten beispielhaften Ausführungsform beschrieben. Dabei sind die Lichtsignale F, P Hauptsignale und das Lichtsignal LS2 ein Zwergsignal.
  • Für Fahrstraßen entlang der Gleise A, C kann die Weiche W2 nicht gleichzeitig Flankenschutz bieten.
  • Die Stellwerkseinrichtung S1 möchte eine Fahrstraße entlang Gleis A von Lichtsignal F in Richtung Westen W für einen Güterzug (nicht dargestellt) bilden. Dazu wird das Lichtsignal F mit den Signalbildern Stop und Fahrt, wobei es initial in Stop steht, von der Stellwerkseinrichtung S1 beauftragt. Die Weiche W1 wird mit einem Fahrweg von der Spitze zum rechten Schenkel beauftragt. Für einen Flankenschutz gegen Gleis B würde die Weiche W2 von der Stellwerkseinrichtung S1 einen entsprechenden Auftrag bekommen, der die Nichterreichbarkeit des linken Weichenschenkels fordert, der beispielsweise durch die Weiche W2 in Rechtslage realisiert werden könnte. Die Gleisabschnitte von Lichtsignal F zur Weiche W1 und von der Weiche W1 nach Westen W würden für den Fahrweg beansprucht, der Gleisabschnitt zwischen den Weichen W1 und W2 für den Schutzraum. Die Prüfung dieser Aufträge durch die Elemente 2 ergibt, dass die Stellelemente 2 ihre Aufträge annehmen können.
  • Zusätzlich wird anschließend bei der Stellwerkseinrichtung S2 eine Zugfahrstraße für einen Personenzug von Lichtsignal P entlang Gleis C Richtung Osten beauftragt. Das Lichtsignal P, die Weiche W3, die Gleisabschnitte zwischen Lichtsignal P und Weiche W3 und von Weiche W3 Richtung Osten O würden als Fahrweg beauftragt. Die Weiche W3 müsste die Gleisabschnitte verbinden. Der Gleisabschnitt von der Weiche W3 zur Weiche W2 würde als Schutzraum benötigt. Jetzt würde es mit der Weiche W2 ein Problem geben. Der Auftrag von der Stellwerkseinrichtung S2 ist es, einen Schutz für die Fahrstraße bereitzustellen. Nun hat die Weiche W2 vorher bereits den Auftrag von der Stellwerkseinrichtung S1 erhalten und angenommen. Dieser alte Auftrag von der Stellwerkseinrichtung S1 steht mit dem neuen Auftrag von der Stellwerkseinrichtung S2 in Konflikt, da die Weiche W2 für den alten Auftrag Flankenschutz von der Stellwerkseinrichtung S1 in Rechtslage und für den neuen Auftrag von der Stellwerkseinrichtung S2 in Linkslage gehen muss.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Weiche W2 nun bei der Stellwerkseinrichtung S1 eine Abschwächung des Auftrags erfragen. Die Weiche W2 bietet hier sogenannten Eisenschutz. Für einen Personenzug ist dieser laut, hier beispielsweise, angenommener deutscher Betriebsordnung zwingend erforderlich, daher kann die Weiche W2 kein schwächeres Angebot an die Stellwerkseinrichtung S2 machen. Allerdings wäre für einen Güterzug sogenannter Lichtschutz ausreichend, d. h. Schutz durch ein Halt zeigendes Lichtsignal. Daher fragt die Weiche W2 bei der Stellwerkseinrichtung S1 an, ob es seine Weichenspitze entsprechend steuern darf und ob die Stellwerkseinrichtung S1 das Lichtsignal LS2 mit Lichtschutz beauftragen kann. Die Stellwerkseinrichtung S1 fragt daraufhin das Lichtsignal LS2 nach Lichtschutz. Das Lichtsignal LS2 akzeptiert diesen Auftrag, da nichts dagegen spricht. Anschließend reduziert die Stellwerkseinrichtung S1 den Schutzauftrag bei der Weiche W2. Somit darf die Weiche W2 nun in Linkslage gehen. Damit sind die Voraussetzungen zur Akzeptanz des Auftrags von der Stellwerkseinrichtung S2 erfüllt und die Weiche W2 meldet dies auch so an die Stellwerkseinrichtung S2 zurück. Folglich kann nun die Stellwerkseinrichtung S2 seine Fahrstraße ebenfalls realisieren.
  • Die Fahrstraße wird durch das erfindungsgemäße Verfahren auch wieder aufgelöst. Wenn beispielsweise der Personenzug die Weiche W3 freigefahren hat, so wird hinter ihm der freigefahrene Schutzraum durch die Stellwerkseinrichtung S2 sukzessive wieder abgebaut. Der Gleisabschnitt von der Weiche W3 nach Osten O, die Weiche W3 selbst, der Gleisabschnitt zwischen der Weiche W2 und der Weiche W3 sowie die Weiche W2 werden wieder von ihren Aufträgen entbunden. Für die Weiche W2 bedeutet dies, dass es nun wieder für den Auftrag der Stellwerkseinrichtung S1 Eisenschutz bieten kann. Dies kann die Weiche W2 nun an die Stellwerkseinrichtung S1 melden. Die Stellwerkseinrichtung S1 kann anschließend die Auftragsänderung bei der Weiche W2 veranlassen. Die Stellwerkseinrichtung S1 kann anschließend das Lichtsignal LS2 ebenfalls wieder von seinem Auftrag entbinden. Durch diese Abfolge würde die Weiche W2 wieder in Rechtslage laufen.
  • Bei der erfindungsgemäßen Beauftragung der Stellelemente 2 durch die Stellwerkseinrichtungen S1, S2 ist vorteilhafterweise der Zweck als weitere Information in den Aufträgen enthalten. Beispielsweise kann dies die Information sein, dass Flankenschutz für einen Güterzug gegeben werden muss.
  • Weiterhin kann die Beauftragung der Stellelemente 2 durch alle Stellwerkseinrichtungen S1, S2 der eisenbahntechnischen Anlage 1 in einer bestimmten Reihenfolge erfolgen. Dies hat den Vorteil, dass Konflikte bei der Fahrstraßenbildung ausgeschlossen werden können. Hierfür werden alle Stellelemente 2 und Stellwerkseinrichtungen S1, S2 mit einer eindeutigen Kennzeichnung, beispielsweise einer UUID, versehen. Um eine Reihenfolge vorzugeben, kann die Beauftragung beispielsweise immer in aufsteigender Sortierung des numerischen Werts der UUID erfolgen. Dadurch hat die Stellwerkseinrichtung S1, S2, die zuerst erfolgreich beauftragt hat, keine spätere Kollision mit anderen Fahrstraßenbildungen zu befürchten. Dadurch ergibt sich automatisch eine Priorisierung der Fahrstraßen. In jedem Fall muss die vorbestimmte Reihenfolge von allen Stellwerkseinrichtungen S1, S2 eingehalten werden.
  • In einem Fehlerfall von einem Stellelement 2, wie beispielsweise einem Defekt oder einem Kommunikationsausfall, muss das Stellelement 2 selbständig einen sicheren Zustand annehmen. Für Lichtsignale ist dies beispielsweise das Anzeigen eines Haltesignals. Für Weichen kann dies der Verbleib in einem bisher bereits eingenommenen überwachten Endlagenzustand sein.
  • Als Beispiel für eine Abschwächung von Lichtsignalen folgendes:
    Ein Lichtsignal soll beauftragt werden, für die Durchführung einer Zugfahrt Fahrt und Halt anzuzeigen. Es hat jedoch keine Möglichkeit, Fahrt anzuzeigen, beispielsweise durch die Bauform oder aufgrund eines defekten Leuchtmittels, und bietet daher die Anzeigen Halt und einen Fahrbegriff mit reduzierter Geschwindigkeit als abgeschwächten Auftrag der Stellwerkseinrichtung an.
  • Ein Beispiel zu gleichzeitigen Aufträgen an ein Stellelement:
    Eine Fahrstraße soll durch zwei Teilfahrstraßen von zwei Stellwerkseinrichtungen realisiert werden. Die erste Stellwerkseinrichtung beauftragt als Stellelement ein Lichtsignal für einen Zug X als Zielsignal. Der Signalbegriff soll Halt sein. Die zweite Stellwerkseinrichtung beauftragt das gleiche Lichtsignal für den gleichen Zug X als Startsignal. Der Signalbegriff soll ebenfalls Halt sein. Das Lichtsignal kann beide Aufträge annehmen und zeigt Halt. Ist die Fahrstraße gebildet, kann das Lichtsignal die Informationen der beiden Aufträge fusionieren. Hier ist die Verkettung von Teilfahrstraßen zu einer Gesamtfahrstraße einzig aufgrund der Eigenintelligenz des Stellelementes möglich, ohne dass die Stellwerkseinrichtungen involviert sein müssen.
  • Ein Beispiel zum Umbau eines Stellbereiches:
    In diesem Beispiel wird ein Stellbereich um ein Gleis erweitert. Dazu wird es erforderlich, einige existierende Weichen und Lichtsignale zu sperren. Als vorbereitende Maßnahme werden zuerst neue Stellwerkseinrichtungen in das System eingebracht. Dies entspricht hier beispielsweise dem Starten neuer Software. Die Stellwerkseinrichtungen haben anschließend einen reduzierten Satz an ihnen zur Verfügung stehenden Stellelementen, denn die nicht nutzbaren Stellelemente werden entfernt. Sobald eine vorher bestehende Stellwerkseinrichtung mit vollem Stellelementumfang im Leerlauf ist (d.h. derzeitig keine Fahrstraße realisiert), so wird sie abgeschaltet. Ist dies mit allen vorigen Stellwerkseinrichtungen geschehen, so sind die für den Umbau lahmzulegenden Stellelemente nicht mehr verwendet. Nun können die Erweiterungsarbeiten vorgenommen werden. Sind sie abgeschlossen, so werden erneut neue Stellwerkseinrichtungen gestartet und die bisherigen bei Erreichen des Leerlaufs abgeschaltet. Die neuen Stellwerkseinrichtungen haben nun auch die Stellelemente des neuen Gleises in ihrem Verbindungsplan. Zu keiner Zeit war bei diesem Umbau der Betrieb auf den nicht betroffenen Teilen der eisenbahntechnischen Anlage betroffen. Das Update von Stellwerkseinrichtungen kann ebenfalls auf diese Art sukzessive erfolgen. Die neue Stellwerkseinrichtung wird parallel gestartet und erst danach wird die bisherige Stellwerkseinrichtung abgeschaltet.
  • Ein Beispiel für Überlappung von Stellwerksbereichen:
    Die bisherige Trennung in Stellwerksbereiche kann erfindungsgemäß in der bisher bekannten Weise entfallen. Es ist möglich, große Bereiche zusammenhängend zu betreiben oder zu partitionieren, wobei die bisherige Trennung nach dem Ansehen der Topologie und Geographie nicht mehr nötig ist. So können Stellwerkseinrichtungen auch nach anderen Kriterien erstellt werden, z.B. Stellwerkseinrichtungen, die nur für Durchfahrten zuständig sind oder auch Stellwerkseinrichtungen, die nur für einzelne Rangierbereiche zuständig sind. Die Aufteilung in Bereiche kann auch über die Zeit (z.B. nach Tageszeiten oder Lastsituationen) geändert werden. Stellelemente können auch nur virtuell sein. Um nach dem beschriebenen Verfahren funktionieren zu können, ist keine streckenseitige physikalische Ausprägung nötig. Eine im System laufende Softwarekomponente kann ein virtuell vorhandenes Stellelement darstellen.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Einstellen wenigstens einer Fahrstraße einer eisenbahntechnischen Anlage (1), die wenigstens eine Stellwerkseinrichtung (S1, S2) und eine Vielzahl von mit der Stellwerkseinrichtung verbundenen streckenseitigen Stellelementen (2) aufweist,
    bei dem seitens der Stellwerkseinrichtung (S1, S2) wenigstens ein für die Fahrstraße erforderliches Stellelement (2) aus der Vielzahl von Stellelementen (2) ermittelt wird und wenigstens ein von dem ermittelten Stellelement (2) für das Einstellen der Fahrstraße zu realisierender funktionaler Auftrag ermittelt und das Stellelement (2) über den ermittelten funktionalen Auftrag informiert wird und
    bei dem stellelementseitig wenigstens eine zur Realisierung des ermittelten funktionalen Auftrags vom Stellelement durchzuführende Stellmaßnahme ermittelt wird,wobei
    stellelementseitig die Realisierbarkeit des funktionalen Auftrags geprüft wird und beim Prüfen der Realisierbarkeit weitere funktionale Aufträge des Stellelements (2) für das Einstellen weiterer Fahrstraßen berücksichtigt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass stellelementseitig wenigstens eine Information bezüglich der Realisierung des funktionalen Auftrags an die Stellwerkseinrichtung (S1, S2) ausgegeben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass stellelementseitig wenigstens ein alternativer funktionaler Auftrag für das Einstellen der Fahrstraße ermittelt wird,
    wenn die Prüfung keine Realisierbarkeit ergibt, und stellelementseitig eine Information bezüglich des alternativen funktionalen Auftrags ausgegeben wird.
  4. Verfahren nach einem der oben genannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass Informationen, insbesondere Informationen zu dem wenigstens einen funktionalen Auftrag und dessen Realisierung, zwischen der wenigstens einen Stellwerkseinrichtung (S1, S2) und den Stellelementen (2) übermittelt werden, wobei die Informationen jeweils wenigstens eine den Absender der Information eindeutig identifizierende Kennzeichnung aufweisen.
  5. Verfahren nach einem der oben genannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass seitens der Stellwerkseinrichtung (S1,S2) mehrere funktionale Aufträge für unterschiedliche Stellelemente (2) in einer vorbestimmten Reihenfolge abgearbeitet werden.
  6. Verfahren nach einem der oben genannten Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass stellelementseitig die funktionalen Aufträge von mehreren Stellwerkseinrichtungen (S1, S2) abgearbeitet werden.
  7. Einrichtung zum Einstellen wenigstens einer Fahrstraße einer eisenbahntechnischen Anlage (1),
    mit wenigstens einer Stellwerkseinrichtung (S1, S2) und mit einer Vielzahl von mit der Stellwerkseinrichtung (S1, S2) verbundenen streckenseitigen Stellelementen (2),
    wobei die wenigstens eine Stellwerkseinrichtung (S1, S2) zum Ermitteln von wenigstens einem für eine Fahrstraße erforderlichen Stellelement (2) und von wenigstens einem für das Einstellen der Fahrstraße von dem ermittelten Stellelement (2) zu realisierenden funktionalen Auftrag ausgebildet ist und die Stellelemente (2) jeweils zum Ermitteln von wenigstens einer zur Realisierung des für sie ermittelten funktionalen Auftrags durchzuführenden Stellmaßnahme und zum Prüfen der Realisierbarkeit des funktionalen Auftrags ausgebildet sind, wobei die Stellelemente (2) jeweils ausgebildet sind, beim Prüfen der Realisierbarkeit weitere funktionale Aufträge für das Einstellen weiterer Fahrstraßen zu berücksichtigen.
  8. Einrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung wenigstens zwei Stellwerkseinrichtungen (S1, S2) aufweist, die beide zumindest teileweise mit den gleichen Stellelementen (2) verbunden sind, wobei die Stellelemente (2) zum Realisieren von funktionalen Aufträgen von beiden Stellwerkseinrichtungen (S1, S2) ausgebildet sind.
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