EP3925851A1 - System und verfahren zur durchführung einer einfahrkontrolle für ein schienenfahrzeug - Google Patents

System und verfahren zur durchführung einer einfahrkontrolle für ein schienenfahrzeug Download PDF

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EP3925851A1
EP3925851A1 EP20181055.3A EP20181055A EP3925851A1 EP 3925851 A1 EP3925851 A1 EP 3925851A1 EP 20181055 A EP20181055 A EP 20181055A EP 3925851 A1 EP3925851 A1 EP 3925851A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
train protection
area
etcs
regime
train
Prior art date
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Pending
Application number
EP20181055.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Schrag
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 Mobility AG
Original Assignee
Siemens Mobility 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 Mobility AG filed Critical Siemens Mobility AG
Priority to EP20181055.3A priority Critical patent/EP3925851A1/de
Publication of EP3925851A1 publication Critical patent/EP3925851A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B61L15/0018Communication with or on the vehicle or vehicle train
    • B61L15/0027Radio-based, e.g. using GSM-R
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    • B61L2027/202Trackside control of safe travel of vehicle or vehicle train, e.g. braking curve calculation using European Train Control System [ETCS]
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    • B61L2205/00Communication or navigation systems for railway traffic
    • B61L2205/02Global system for mobile communication - railways (GSM-R)

Definitions

  • the present invention relates to a system and method for carrying out an entry control for a rail vehicle.
  • ETCS Level 2 is one of three possible main configurations of the new European Train Control System (ETCS).
  • ETCS Level 1 the light signals positioned on the route are still decisive for the driver of the rail vehicle for driving authorization.
  • the permissible speeds, braking curves and any location information are transmitted as so-called standardized ETCS telegrams by means of transponders (balises, line cables) arranged in the track and received by a vehicle antenna when the transponder is passed and evaluated by the on-board unit (OBU) and displayed in the driver's cab shown on the ETCS display.
  • transponders balises, line cables
  • the electrical energy required for the transmission of the ETCS telegrams is provided inductively on the transponder by a tele-powering signal (so-called 27 MHz lobe) emitted by the Switzerlandspitze.
  • a tele-powering signal (so-called 27 MHz lobe) emitted by the Switzerlandspitze.
  • a tele-powering signal such as 27 MHz lobe
  • the fixed data balises only provide precise location information, for example for the odometry of the rail vehicle
  • the transparent data balises transmit data on driving authorization, braking curves, speed profiles, etc. and can also receive status data emitted by the vehicle antenna and transmit it to train dispatchers.
  • any light signals still on the track are no longer required for operation. All for the ride
  • the required data is transmitted to the on-board unit via the transponder and / or a route control center (so-called Radio Block Center RBC). Data relevant for operation are also sent to the RBC in the opposite direction.
  • RBC Radio Block Center
  • a proprietary cellular network operated by the infrastructure operator, such as GSM-R, is used for communication between the vehicle device and the RBC.
  • GSM-R Global System for Mobile communications
  • the requested route is still set in fixed blocks that are requested by the vehicle from the RBC. Train integrity is also still carried out using train safety devices that secure block by block, for example, by axle counting systems and / or track circuits.
  • the block-wise setting of routes is then canceled and the vehicle can be localized, for example by GPS.
  • the driving license is issued by way of the so-called moving block, in which the distance to the train ahead is determined dynamically as a function of the permissible speed, the braking distance and a predeterminable safety reserve.
  • the rail vehicle in order to be able to operate on a section equipped with ETCS Level 2, for example, the rail vehicle must be approved for standardized driver's cab signaling and have vehicle equipment that is compatible with the line equipment. In other words, this means that a vehicle must be suitable for an ETCS Level 2 section in order to be able to drive on it. An unsuitable vehicle could block the ETCS L2 section with corresponding operational effects.
  • the ETCS L2 section can be carried out with an entry control.
  • the entry control checks at a suitable distance in front of the ETCS L2 section whether the Vehicle is suitable for the ETCS L2 section and prevents the automatic setting of additional routes for unsuitable vehicles.
  • the vehicle must be registered with the RBC in order to carry out the drive-in control.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying a system and a method for performing a drive-in control for a rail vehicle, in which it is possible on the one hand to keep travel times as short as possible and on the other hand to be able to avoid increased investment costs in new interlockings in gap sections.
  • the entry control which controls the setting of routes, takes place in the higher-level control system and not at the level of the train protection authorities.
  • the train protection authorities only forward the information from the vehicles for the entry control to the control system.
  • the train protection authorities only check whether a vehicle is suitable for their own area. If, for example, the vehicle is not suitable for the ETCS L2 area, the vehicle will not be given a driver's license and will no longer be able to continue and possibly block other trains. It is precisely this problem that the entry control in the higher-level control system is intended to prevent in advance, so that the vehicle can be stopped at a suitable point.
  • the two train protection authorities do not communicate across the gap area.
  • the higher-level control system which carries out the higher-level entry control, assesses the suitability for the second train protection instance based on the communication with the first assurance instance.
  • a vehicle can be suitable for the first train protection instance.
  • a suitability for the first train protection regime (ETCS L2) does not automatically mean that the vehicle for a certain Train protection instance is suitable.
  • the suitability check is therefore carried out specifically for each area, but suitability in the first area allows at least the setting of routes, even while the vehicle is in the gap area and the suitability for the security instance of the second area at least with regard to the possibility of setting of routes could actually only be made in the second area.
  • the present invention therefore postulates - until the opposite is proven - a suitability for the second area after the suitability of the vehicle for the first area has been determined.
  • a particularly advantageous embodiment of the present invention results in view of the ETCS migration projects that are currently being carried out across Europe and are still to be carried out, if the first train protection regime with driver's cab signaling without track-side driving term signaling, such as ETCS L2, and the first and second train protection instance as a radio block center (RBC) are executed.
  • ETCS L2 track-side driving term signaling
  • RBC radio block center
  • the first train protection regime can effectively be implemented in accordance with the European Train Control System Level 2, whereby the second train protection regime does not have to be compatible with this first train protection regime, as is usually the case with the old train protection systems that are currently still in use across the board.
  • the present invention will now be explained below using the example of a train control system according to the European Train Control System Level 2 (ETCS L2) according to the European standards EN 50128 and EN 50129 or the rules derived therefrom that govern the interfaces and the behavior of a radio block center Define RBC, explained.
  • ECS L2 European Train Control System Level 2
  • EN 50128 and EN 50129 or the rules derived therefrom that govern the interfaces and the behavior of a radio block center Define RBC, explained.
  • the invention is suitable for all train protection systems in which a gap area leads to a temporary interruption of the continuity of a modern train protection system with driver's cab signaling.
  • a rail vehicle LOK is located in a first track section 2 - hereinafter referred to as ETCS L2-1 - on a route 4 set for its journey with a driving license that currently extends with a Movement Authority MA to the end of the set route 4.
  • the rail vehicle LOK and here in particular the vehicle computer (onboard unit OBU) of the rail vehicle, is via a rail-specific Cellular connection (GSM-R) in constant connection with a first ETCS line center (Radio Block Center RBC1) and exchanges data relevant to the journey of the rail vehicle LOK with it.
  • the vehicle computer registers there when it first contacts the first ETCS line control center RBC1.
  • the control system superordinate to the RBC1 then immediately checks whether the rail vehicle and in particular the vehicle computer is ETCS L2-compatible in this case. Only once this suitability has been established can route 4 be closed at all and the MA granted.
  • the determination of the suitability by the first ETCS line control center RBC1 primarily has an effect on the communication between the ETCS line control center RBC and the vehicle. If the vehicle is unsuitable, no driving license will be issued. However, the setting of routes through the interlocking can be done at any time for unsuitable vehicles.
  • the first ETCS route control center RBC1 cannot, however, issue an MA to unfit vehicles, although the route for the vehicle has been set by the signal box. It is the task of the higher-level entry control to prevent routes from being automatically set for unsuitable vehicles.
  • the first ETCS route center RBC1 is an essential component of the European Train Control System (ETCS) in Levels 2 and 3. Its task is to guide and monitor the rail vehicle LOK in the first track section 2, correspondingly the second ETCS route center RBC2 is for a second track section 6, also called ETCS L2-2 here, is responsible.
  • the ETCS route control centers RBC1, RBC2 receive the information required for this from one or more associated interlockings, a higher-level control system 8 with integrated entry control and from the rail vehicle LOK via position reports and thus generate ETCS travel permits (Movement Authority MA), which they send by radio (usually GSM-R) to the rail vehicle LOK.
  • the rail vehicle LOK leaves the first track section 2 as its journey progresses and drives into an ETCS gap area 10, which is shown in FIG Figure 2 is shown schematically.
  • This ETCS gap area 10 is not suitable for ETCS L2 upgraded and can, for example, still be equipped with an old proprietary national train control system, such as ZUB121 in Switzerland or INDUSI in Germany.
  • a second route 12 has been set for the rail vehicle by the signal box, while the first route 4 (only shown in dashed lines here) could already be resolved again.
  • the engine driver drives the rail vehicle LOC here according to the information signaled on the route. While driving in this ETCS gap area 10, there is no connection between the first ETCS line center RBC1 and the rail vehicle LOK.
  • each of the areas 2, 10, 6 can each have an interlocking. These interlockings are connected to the higher-level control system 8; In addition, the interlockings for the first area 2 and the second area 6 are correspondingly connected to the RBC assigned to them.
  • this check can only be carried out when the vehicle is registered with the RBC2, which leads to a delayed setting of route 14. As a result, this also increases the headway time, which leads to a Reduction in line capacity leads.
  • the suitability must be determined by the higher-level entry control of the higher-level control system, since the entry control is responsible for preventing routes for unsuitable vehicles.
  • the second ETCS line center RBC2 also checks the suitability and does not issue an MA to an unsuitable vehicle. From an operational point of view, however, this is unfavorable because the vehicle comes to an undesired stop and blocks the track system.
  • the present invention solves this problem in that the suitability of the rail vehicle LOK determined in the area of the first ETCS line center RBC1 for the area of the second ETCS line center RBC2 is "frozen" beyond the ETCS gap area 10 and for the setting of the others Routes will continue to be used in the higher-level control system. Routes that the rail vehicle LOK already requests when driving through the ETCS gap area 10 for the second ETCS L2 track section 6 can also be set immediately if the rail vehicle LOK has not yet registered with the second ETCS route control center RBC2 and then is also administered there. This is in Figure 2 shown schematically in that a symbolic data block "ETCS L2 - LOK" with a tick is transmitted from the first ETCS line center RBC1 via the interlocking / control system 8 to the second ETCS line center RBC2.
  • third route 14 also set further routes 14 'within the second area.
  • the rail vehicle LOK can thus enter the second ETCS L2 track section 6 without delay, which keeps the operating costs low, the headway time short and thus the line capacity correspondingly high.
  • the entry control carried out in the first ETCS L2 track section 2 for the second ETCS line control center RBC2 for the rail vehicle LOK is therefore sufficient even when the rail vehicle LOK enters the second ETCS track section 6, although the rail vehicle LOK has to pass through an ETCS gap area 10 in the meantime , in which, for the duration of this passage, there is no connection to one of the first or second ETCS route control centers RBC1 or RBC2 responsible for the first and second track sections 2 or 6.

Abstract

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System und ein Verfahren zur Durchführung einer Einfahrkontrolle für ein Schienenfahrzeug anzugeben, bei dem es möglich ist einerseits die Fahrzeiten möglichst kurz zu halten und andererseits erhöhte Investitionskosten in neue Stellwerke in Lückenabschnitten vermeiden zu können.Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein System und ein Verfahren zur Durchführung einer Einfahrkontrolle für ein Schienenfahrzeug (LOK), das von einem ersten Bereich (2), der mit einem ersten Zugsicherungsregime (ETCS L2) ausgestattet ist, über einen Zwischenbereich (10), der mit einem zweiten Zugsicherungsregime ausgestattet ist, in einen zweiten Bereich (6), der ebenfalls mit dem ersten Zugsicherungsregime (ETCS L2) ausgestattet ist, verkehrt, bei dem:a) ein auf dem Schienenfahrzeug befindliches Fahrzeuggerät einen Datenaustausch mit einer ersten Zugsicherungsinstanz für den ersten Bereich hinsichtlich einer Eignung dieses Fahrzeuggerät für das erste Zugsicherungsregime vornimmt, bevor und/oder während sich das Schienenfahrzeug in dem ersten Bereich befindet;b) ein dieser Zugsicherungsinstanz übergeordnetes Leitsystem überprüft, ob das Fahrzeuggerät für dieses erste Zugsicherungsregime geeignet ist;c) im Falle einer positiven Überprüfung die Eignung des Fahrzeuggerät für das ersten Zugsicherungsregime in dem übergeordneten Leitsystem für den zweiten Bereich eingefroren wird, bis das Fahrzeuggerät während und/oder nach Durchfahrung des Zwischenbereichs einen Datenaustausch mit der zweiten Zugsicherungsinstanz mit der Annäherung an den zweiten Bereich aufnimmt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und Verfahren zur Durchführung einer Einfahrkontrolle für ein Schienenfahrzeug.
  • Zunehmend werden Eisenbahnstrecken mit hoher Verkehrsdichte in Europa mit der normierten Führerstandssignalisierung gemäss ETCS Level 2 ausgerüstet. Dabei ist der Level 2 einer von drei möglichen Hauptausgestaltungen des neuen European Train Control Systems (ETCS). Bei einem ETCS Level 1 sind für den Führer des Schienenfahrzeugs immer noch die an der Strecke positionierten Lichtsignale für die Fahrberechtigung massgeblich. Die zulässigen Geschwindigkeiten, Bremskurven und allfällige Ortsinformationen werden mittels im Gleis angeordnete Transponder (Balisen, Linienleiter) als sogenannte normierte ETCS-Telegramme abgestrahlt und von einer Fahrzeugantenne bei der Überfahrt des Transponders empfangen und von dem Fahrzeuggerät (Onboard Unit OBU) ausgewertet und im Führerstand auf dem ETCS-Display angezeigt. Die für die Aussendung der ETCS-Telegramme erforderliche elektrische Energie wird durch ein von der Zugspitze abgestrahltes Tele-Powering-Signal (sogenannte 27 MHz-Keule) induktiv auf dem Transponder bereitgestellt. Bei den Balisen wird insbesondere zwischen Fixdaten-Balisen und Transparentdaten-Balisen unterschieden. Während die Fixdaten-Balisen ausschliesslich genaue Ortsinformationen, beispielsweise für die Odometrie des Schienenfahrzeugs, bereitstellen, übertragen die Transparentdaten-Balisen Daten zur Fahrberechtigung, zu den Bremskurven, zum Geschwindigkeitsprofil usw. und können auch von der Fahrzeugantenne abgestrahlte Zustanddaten empfangen und an die Zugdisposition übertragen.
  • Bei einer mit dem ETCS Level 2 ausgerüsteten Zugstrecke sind allfällig noch am Gleis befindliche Lichtsignale nicht mehr für den Fahrbetrieb erforderlich. Sämtliche für die Fahrt erforderlichen Daten werden über die Transponder und/oder durch eine Streckenzentrale (sogenannte Radio Block Center RBC) an das Fahrzeuggerät übermittelt. Ebenfalls werden für den Betrieb relevante Daten auf dem umgekehrten Weg auch an das RBC gesendet. Zur Kommunikation zwischen dem Fahrzeuggerät und dem RBC wird ein von den Infrastrukturbetreiber betriebenes proprietäres Mobilfunknetz, wie beispielsweise GSM-R, eingesetzt. Die Einstellung der angeforderten Fahrstrasse erfolgt bei ETCS Level 2 jedoch immer noch in festen Blöcken, die von dem Fahrzeug beim RBC angefordert wird. Auch wird die Zugintegrität immer noch über blockweise sichernde Zugsicherungsvorrichtungen vorgenommen, beispielsweise durch Achszählsysteme und/oder Gleisstromkreise.
  • Bei ETCS Level 3 ist dann die blockweise Einstellung von Fahrstrassen aufgehoben und die Eigenortung des Fahrzeugs, beispielsweise durch GPS, vorgesehen. Die Fahrerlaubnis wird dabei im Wege des sogenannten Moving Blocks erteilt, bei der der Abstand zu dem vorausfahrenden Zug in Abhängigkeit von der zulässigen Geschwindigkeit, der Bremsweglänge und einer vorgebbaren Sicherheitsreserve dynamisch bestimmt wird.
  • Um aber beispielsweise auf einem mit ETCS Level 2 ausgerüsteten Abschnitt verkehren zu können, muss das Schienenfahrzeug für die normierte Führerstandssignalisierung zugelassen sein und über eine mit zur der Streckenausrüstung kompatible Fahrzeugausrüstung verfügen. Mit anderen Worten heisst dies, dass ein Fahrzeug für einen ETCS Level 2-Abschnitt tauglich sein muss, um ihn befahren zu können. Ein untaugliches Fahrzeug könnte den ETCS L2-Abschnitt mit entsprechenden betrieblichen Auswirkungen blockieren.
  • Um zu verhindern, dass ein untaugliches Fahrzeug in einem ETCS L2-Abschnitt einfährt, kann der ETCS L2-Abschnitt mit einer Einfahrkontrolle ausgeführt werden. Die Einfahrkontrolle prüft in einem geeigneten Abstand vor dem ETCS L2-Abschnitt, ob das Fahrzeug für den ETCS L2-Abschnitt tauglich ist und verhindert das automatische Einstellen von weiteren Fahrstrassen für untaugliche Fahrzeuge. Für die Durchführung der Einfahrkontrolle muss das Fahrzeug am RBC angemeldet sein.
  • Aus wirtschaftlichen und/oder technischen Gründen werden Eisenbahnlinien nicht durchgängig mit ETCS L2 ausgerüstet, so dass ETCS L2-Lücken entstehen. In der ETCS L2-Lücke ist das Fahrzeug für eine gewisse Zeitdauer an keinem RBC (weder am RBC des verlassenen Abschnitts noch am RBC des zukünftigen Abschnitts) angemeldet, so dass während dieser Zeit keine Einfahrkontrolle durchgeführt werden kann. Weiter ist es auch so, dass die beiden RBC aufgrund der ETCS L2-Lücke auch nicht miteinander kommunizieren. Somit wird das Fahrzeug besonders für das RBC des zukünftigen Abschnitts per se als untauglich eingestuft. Dies führt in der Regel dazu, dass abhängig von der Ausdehnung des ETCS L2-Lücke, der Topologie und dem Zustand des Fahrzeugs Fahrstrassen oft erst verspätet eingestellt werden, was zu Verspätungen sowie zu erhöhtem Energiebedarf und Verschleiss führt.
  • Zur Lösung dieses Problems könnten längere Fahrzeiten in Kauf genommen werden und/oder die ETCS L2-Lücke könnte durch den Einsatz eines neuen Stellwerks geschlossen werden. Beide Lösungen haben jedoch klar ersichtliche Nachteile hinsichtlich der Streckenkapazität bzw. der Kosten.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein System und ein Verfahren zur Durchführung einer Einfahrkontrolle für ein Schienenfahrzeug anzugeben, bei dem es möglich ist einerseits die Fahrzeiten möglichst kurz zu halten und andererseits erhöhte Investitionskosten in neue Stellwerke in Lückenabschnitten vermeiden zu können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein System und ein Verfahren zur Durchführung einer Einfahrkontrolle für ein Schienenfahrzeug, das von einem ersten Bereich, der mit einem ersten Zugsicherungsregime, wie z.B. ETCS L2, ausgestattet ist, über einen Zwischenbereich, der mit einem zweiten Zugsicherungsregime ausgestattet ist, in einen zweiten Bereich, der ebenfalls mit dem ersten Zugsicherungsregime (ETCS L2) ausgestattet ist, verkehrt, bei dem:
    1. a) ein auf dem Schienenfahrzeug befindliches Fahrzeuggerät einen Datenaustausch mit einer ersten Zugsicherungsinstanz für den ersten Bereich hinsichtlich einer Eignung dieses Fahrzeuggerät für das erste Zugsicherungsregime vornimmt, bevor und/oder während sich das Schienenfahrzeug in dem ersten Bereich befindet;
    2. b) ein dieser Zugsicherungsinstanz übergeordnetes Leitsystem überprüft, ob das Fahrzeuggerät für dieses erste Zugsicherungsregime geeignet ist;
    3. c) im Falle einer positiven Überprüfung die Eignung des Fahrzeuggerät für das ersten Zugsicherungsregime in dem übergeordneten Leitsystem für den zweiten Bereich eingefroren wird, bis das Fahrzeuggerät während und/oder nach Durchfahrung des Zwischenbereichs einen Datenaustausch mit der zweiten Zugsicherungsinstanz mit der Annäherung an den zweiten Bereich aufnimmt.
  • Auf diese Weise ist es möglich die Tauglichkeit des Schienenfahrzeugs für das erste Zugsicherungsregime nach dessen Überprüfung in dem ersten Bereich auch über den Lückenbereich hinaus für die Einfahrt in den zweiten Bereich fortschreiben zu können und somit die Tauglichkeit des Schienenfahrzeugs für das erste Zugsicherungsregime solange einzufrieren, bis das Schienenfahrzeug an der zweiten Zugsicherungsinstanz des zweiten Bereiches wieder an einer entsprechende Zugsicherungsinstanz angemeldet ist. Im ersten Bereich wird daher bereits die Tauglichkeit für den zweiten Bereich geprüft. Das Ergebnis der Überprüfung für den zweiten Bereich wird eingefroren und kann damit als Kriterium für das automatische Einstellen weiterer Fahrstrassen verwendet werden. Deshalb können auch Fahrstrassen während der Zeitdauer, in der sich das Schienenfahrzeug in einem Lückenbereich aufhält, rechtzeitig eingestellt werden. Dies führt dazu, dass Züge nicht unnötig vor der Einfahrt aus dem Lückenbereich in den zweiten Bereich abbremsen müssen, was betrieblich nachteilig Verspätungen und erhöhten Energiebedarf und Verschleiss nach sich ziehen würde. Dadurch, dass die Züge nun nicht abbremsen müssen, kann die Zugfolgezeit und die Streckenkapazität auch in dem Lückenbereich so hoch gehalten werden, als wenn es diesen Lückenbereich gar nicht gäbe. Ausserdem ist diese Lösung für den Infrastrukturbetreiber auch wesentlich günstiger als der Ersatz eines bestehenden Stellwerks zur Schliessung der mit dem zweiten Zugsicherungsregime ausgestatteten Lücke.
  • Die Einfahrkontrolle, welche das Einstellen von Fahrstrassen kontrolliert, erfolgt im übergeordneten Leitsystem und nicht auf der Ebene der Zugsicherungsinstanzen. Die Zugsicherungsinstanzen leiten die Informationen der Fahrzeuge für die Einfahrkontrolle lediglich an das Leitsystem weiter. Die Zugsicherungsinstanzen prüfen lediglich für den eigenen Bereich, ob ein Fahrzeug tauglich ist. Wenn das Fahrzeug beispielsweise für den ETCS L2 Bereich nicht tauglich ist, wird das Fahrzeug keine Fahrerlaubnis bekommen und nicht mehr weiterfahren können und allenfalls andere Züge blockieren. Genau dieses Problem soll die Einfahrkontrolle im übergeordneten Leitsystem vorausschauend verhindern, so dass das Fahrzeug an einer geeigneten Stelle angehalten werden kann.
  • Dabei kommunizieren die beiden Zugsicherungsinstanzen nicht über den Lückenbereich hinweg. Das übergeordnete Leitsystem, das die übergeordnete Einfahrkontrolle ausführt, beurteilt die Tauglichkeit für die zweite Zugsicherungsinstanz aufgrund der Kommunikation mit der ersten Zusicherungsinstanz. Dabei kann im Ermessen der Einfahrkontrolle ein Fahrzeug für die erste Zugsicherungsinstanz tauglich sein. Eine Tauglichkeit für das erste Zugsicherungsregime (ETCS L2) bedeutet daher nicht automatisch, dass das Fahrzeug für eine bestimmte Zugsicherungsinstanz tauglich ist. Die Prüfung der Tauglichkeit wird daher zwar spezifisch pro Bereich vorgenommen, aber eine Tauglichkeit im ersten Bereich ermöglicht zumindest die Einstellung von Fahrstrassen, auch während das Fahrzeug sich im Lückenbereich befindet und die Tauglichkeit für die Sicherungsinstanz des zweiten Bereichs zumindest im Hinblick auf die Möglichkeit zur Einstellung von Fahrstrassen eigentlich erst im zweiten Bereich vorgenommen werden könnte. Die vorliegende Erfindung postuliert daher - bis zum Beweis des Gegenteils - eine Tauglichkeit für den zweiten Bereich nach der Feststellung der Tauglichkeit des Fahrzeugs für den ersten Bereich.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ergibt sich angesichts der aktuell europaweit ausgeführten und noch auszuführenden ETCS-Migrationsprojekte, wenn das erste Zugsicherungsregime mit einer Führerstandsignalisierung ohne gleisseitige Fahrbegriffssignalisierung, wie z.B. ETCS L2, und die erste und zweite Zugsicherungsinstanz als Radio Block Center (RBC) ausgeführt werden.
  • Effektiv kann das erste Zugsicherungsregime gemäss European Train Control System Level 2 ausgeführt werden, wobei das zweite Zugsicherungsregime mit diesem ersten Zugsicherungsregime nicht kompatibel sein muss, wie dies beispielsweise in der Regel bei den alten derzeit noch flächendeckend im Einsatz befindlichen Zugsicherungssystemen der Fall ist.
  • Bevorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
  • Figur 1
    in schematischer Weise ein in einem ersten Bereich fahrendes Schienenfahrzeug, das beim einem ersten Radio Block Center angemeldet ist und über eine erste eingestellte Fahrstrasse verfügt;
    Figur 2
    in schematischer Weise das in einem sich an den ersten Bereich anschliessenden Lückenbereich fahrende Schienenfahrzeug, das nicht mehr bei dem ersten Radio Block Center angemeldet ist und über eine zweite eingestellte Fahrstrasse verfügt; und
    Figur 3
    in schematischer Darstellung das in den sich an den Lückenbereich anschliessenden zweiten Bereich einfahrende Schienenfahrzeug, das sich bei einem zweiten Radio Block Center angemeldet und über eine beim Eintritt in den zweiten Bereich bereits eingestellte dritte Fahrstrasse verfügt.
  • Die vorliegende Erfindung wird hier nachfolgend nun am Beispiel eines Zugsicherungssystems nach dem European Train Control System Level 2 (ETCS L2) gemäss der europäischen Normen EN 50128 und EN 50129 bzw. der daraus abgeleiteten Regeln, die die Schnittstellen und das Verhalten von einem Radio Block Center RBC definieren, erläutert. Grundsätzlich ist die Erfindung bei allen Zugsicherungssystemen geeignet, bei denen ein Lückenbereich zu einem vorübergehenden Unterbruch der Durchgängigkeit eines modernen Zugsicherungssystems mit Führerstandsignalisierung führt.
  • Wie in Figur 1 gezeigt, befindet sich ein Schienenfahrzeug LOK in einem ersten Gleisabschnitt 2 - nachfolgend als ETCS L2-1 bezeichnet - auf einer für seine Fahrt eingestellten Fahrstrasse 4 mit einer Fahrerlaubnis, die momentan mit einer Movement Authority MA bis zum Ende der eingestellten Fahrstrasse 4 reicht. Während seiner Fahrt durch den ersten Gleisabschnitt 2 steht das Schienenfahrzeug LOK, und hier im spezielle der Fahrzeugrechner (Onboard Unit OBU) des Schienenfahrzeugs, über eine eisenbahnspezifische Mobilfunkverbindung (GSM-R) in ständiger Verbindung mit einer ersten ETCS-Streckenzentrale (Radio Block Center RBC1) und tauscht mit dieser für die Fahrt des Schienenfahrzeugs LOK relevante Daten aus. Zudem meldet sich der Fahrzeugrechner bei seinem erstmaligen Kontakt mit der ersten ETCS-Streckenzentrale RBC1 dort an. Seitens des der RBC1 übergeordneten Leitsystems wird dann unverzüglich geprüft, ob das Schienenfahrzeug und im Besonderen der Fahrzeugrechner hier im vorliegenden Fall ETCS L2-tauglich ist. Erst mit der Feststellung dieser Tauglichkeit kann die Fahrstrasse 4 überhaupt eingestellt und die MA erteilt werden. Die Feststellung der Tauglichkeit durch die erste ETCS-Streckenzentrale RBC1 hat in erster Linie auf die Kommunikation zwischen ETCS-Streckenzentralen RBC und Fahrzeug eine Auswirkung. Bei fehlender Tauglichkeit wird dem Fahrzeug keine Fahrerlaubnis erteilt werden. Dabei kann jedoch das Einstellen von Fahrstrassen durch das Stellwerk jederzeit auch für untaugliche Fahrzeuge erfolgen. Die erste ETCS-Streckenzentrale RBC1 kann aber untauglichen Fahrzeugen keine MA erteilen, obwohl die Fahrstrasse für das Fahrzeug von dem Stellwerk eingestellt worden ist. Es ist Aufgabe der übergeordneten Einfahrkontrolle zu verhindern, dass für untaugliche Fahrzeuge automatisch Fahrstrassen eingestellt werden.
  • Die erste ETCS-Streckenzentrale RBC1 ist dabei eine wesentliche Komponente des European Train Control System (ETCS) in den Leveln2 und 3. Ihre Aufgabe ist das Führen und die Überwachung des Schienenfahrzeugs LOK in dem ersten Gleisabschnitt 2, entsprechend ist zweite ETCS-Streckenzentrale RBC2 für einen zweiten Gleisabschnitt 6, hier auch ETCS L2-2 genannt, zuständig. Die dafür notwendigen Informationen erhalten die ETCS-Streckenzentralen RBC1, RBC2 vom einem oder mehreren zugehörigen Stellwerken, einem übergeordneten Leitsystem 8 mit integrierter Einfahrkontrolle und von dem Schienenfahrzeug LOK über Position Reports und erzeugen damit ETCS-Fahrterlaubnisse (Movement Authority MA), die sie per Funk (i.d.R. GSM-R) an das Schienenfahrzeug LOK senden.
  • Wie auch die erste und die zweite ETCS-Streckenzentrale RBC1m RBC2 haben die meisten RBC grundsätzlich die folgenden Funktionen (nicht abschliessende Aufzählung):
    1. i) Erzeugung von Fahrterlaubnissen
    2. ii) Aufnahme eines Zuges innerhalb eines RBC-Bereichs
    3. iii) Aufnahme eines Zuges, bei der Einfahrt in einen RBC-Bereich
    4. iv) Übergabe eines Zuges an einen Nachbar-RBC-Bereich
    5. v) Ausfahrt eines Zuges aus dem RBC-Bereich
    6. vi) Fahren in verschiedenen ETCS-Modi, beispielsweise Full Supervision (FS), On Sight (OS), Staff Responsible (SR), Shunting (SH) oder Reversing (RV)
    7. vii) Bereitstellung von Verkettungsinformationen
    8. viii) Wechsel zwischen unterschiedlichen ETCS-Modi
    9. ix) Ankündigen eines Funklochs (Radio Hole)
    10. x) Auswerten von potentiell gefährlichen Situationen und Kommandieren von Nothalten
    11. xi) Erstzuweisung eines Fahrwegs zu einem Zug
    12. xii) Verfolgen des Zuges
    13. xiii) Erfassung von Diagnoseinformationen (z. B. Hinweise auf fehlende Balisen von den Zügen)
    14. xiv) Einrichten von temporären Langsamfahrstellen
    15. xv) Züge stärken und schwächen (Joining and Splitting)
    16. xvi) Senden der Nationalen Werte zum Zug
    17. xvii) Überwachung der Funkverbindung
    18. xviii) Festlegen der Sicherheitsreaktionen bei bestimmten Fehlsituationen auf dem Zug
    19. xix) Haltfallbewertung
  • Im vorliegenden Fall verlässt das Schienenfahrzeug LOK mit dem Fortschritt seiner Fahrt den ersten Gleisabschnitt 2 und fährt in einen ETCS-Lückenbereich 10 ein, was in Figur 2 schematisch gezeigt ist. Dieser ETCS-Lückenbereich 10 ist nicht ETCS L2-tauglich aufgerüstet und kann beispielsweise noch mit einem alten proprietären nationalen Zugsicherungssystem ausgerüstet sein, wie z.B. ZUB121 in der Schweiz oder INDUSI in Deutschland. Bei der Befahrung dieses ETCS-Lückenbereichs 10 ist für das Schienenfahrzeug vom Stellwerk eine zweite Fahrstrasse 12 eingestellt worden, während die erste Fahrstrasse 4 (hier nur noch gestrichelt eingezeichnet) bereits wieder aufgelöst werden konnte. Der Lokführer fährt das Schienenfahrzeug LOK hier gemäss den an der Strecke signalisierten Informationen. Während der Fahrt in diesem ETCS-Lückenbereich 10 besteht keine Verbindung zwischen der ersten ETCS-Streckenzentrale RBC1 und dem Schienenfahrzeug LOK. Grundsätzlich kann jeder der Bereiche 2, 10, 6 jeweils ein Stellwerk aufweisen. Diese Stellwerke sind mit dem übergeordnten Leitsystem 8 verbunden; zudem sind die Stellwerke für den ersten Bereich 2 und den zweiten Bereich 6 entsprechend mit dem ihnen zugeordneten RBC verbunden.
  • Dieser Zustand führt nun dazu, dass sich das Schienenfahrzeug LOK mit dem Verlassen des ETCS-Lückenbereichs 10 vor der Einfahrt in einen nachfolgenden zweiten Gleisabschnitt 6 mit ETCS L2-Streckenausrüstung bei der für diesen zweiten Gleisabschnitt 6 zuständigen zweiten ETCS-Streckenzentrale RBC2 anmelden und das diesem RBC2 zugeordnete übergeordnete Leitsystem dann feststellen muss, ob das Schienenfahrzeug LOK bzw. sein Fahrzeugrechner ETCS L2-tauglich sind. Diese Situation ist in Figur 3 schematisch dargestellt. Im Stand der Technik führt eben diese Situation in nachteiliger Weise dazu, dass das Schienenfahrzeug LOK seine Fahrt verlangsamen muss, was zu einem erhöhten Energieverbrauch und Verspätungen sowie unnötigem Verschleiss führt. Die Fahrstrasse 14 kann daher erst eingestellt werden, wenn die Tauglichkeit des Fahrzeuges durch die Einfahrkontrolle als positiv beurteilt worden ist. Diese Überprüfung kann im heutigen Stand der Technik erst mit der Anmeldung des Fahrzeuges am RBC2 erfolgen, was zu einer verspäteten Einstellung der Fahrstrasse 14 führt. Folglich verlängert sich dadurch auch die Zugfolgezeit, was zu einer Verringerung der Streckenkapazität führt. Die Tauglichkeit muss durch die übergeordnete Einfahrkontrolle des übergeordneten Leitsystems festgestellt werden, da die Einfahrkontrolle für das Verhindern von Fahrstrassen für untaugliche Fahrzeuge verantwortlich ist. Die zweite ETCS-Streckenzentrale RBC2 prüft die Tauglichkeit zwar auch und erteilt einem untaugliche Fahrzeug keine MA. Betrieblich ist das aber ungünstig, da das Fahrzeug an einer ungewünschten Stelle zum Stehen kommt und die Gleisanlage blockiert.
  • Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem nun dadurch, dass die im Bereich der ersten ETCS-Streckenzentrale RBC1 festgestellte Tauglichkeit des Schienenfahrzeugs LOK für den Bereich der zweiten ETCS-Streckenzentrale RBC2 über den ETCS-Lückenbereich 10 hinaus "eingefroren" wird und für die Einstellung der weiteren Fahrstrassen im übergeordneten Leitsystem weiterverwendet wird. Fahrstrassen, die das Schienenfahrzeug LOK bereits bei der Befahrung des ETCS-Lückenbereichs 10 für den zweiten ETCS L2-Gleisabschnitt 6 anfordert, können auch dann sofort eingestellt werden, wenn das Schienenfahrzeug LOK sich noch nicht bei der zweiten ETCS-Streckenzentrale RBC2 angemeldet hat und dann dort auch administriert wird. Dies ist in Figur 2 schematisch dargestellt, indem ein symbolischer Datenblock "ETCS L2 - LOK" mit gesetztem Häkchen von der ersten ETCS-Streckenzentrale RBC1 über das Stellwerk/Leitsystem 8 an die zweite ETCS-Streckenzentrale RBC2 übermittelt wird.
  • Wie in Figur 3 gezeigt, wird mit dem Eintreffen der Kommunikation seitens des Schienenfahrzeugs LOK an der zweiten ETCS-Streckenzentrale RBC2 auch über die in Figur 2 eingezeichnete dritte Fahrstrasse 14 hinaus weitere Fahrstrassen 14' innerhalb des zweiten Bereichs eingestellt. Das Schienenfahrzeug LOK kann so ohne Verzögerung in den zweiten ETCS L2-Gleisabschnitt 6 einfahren, was die Betriebskosten gering, die Zugfolgezeit kurz und damit die Streckenkapazität entsprechend hoch hält.
  • Somit genügt die im ersten ETCS L2-Gleisabschnitt 2 für die zweite ETCS-Streckenzentrale RBC2 für das Schienenfahrzeug LOK durchgeführte Einfahrkontrolle auch bei der Einfahrt des Schienenfahrzeugs LOK in den zweiten ETCS-Gleisabschnitt 6, obwohl das Schienenfahrzeug LOK zwischenzeitlich einen ETCS-Lückenbereich 10 durchfahren muss, in dem für die Dauer dieser Durchfahrt keine Verbindung zu einer der für den ersten und den zweiten Gleisabschnitt 2 bzw. 6 zuständigen ersten bzw. zweiten ETCS-Streckenzentrale RBC1 bzw. RBC2 besteht.

Claims (6)

  1. Verfahren zur Durchführung einer Einfahrkontrolle für ein Schienenfahrzeug (LOK), das von einem ersten Bereich (2), der mit einem ersten Zugsicherungsregime (ETCS L2) ausgestattet ist, über einen Zwischenbereich (10), der mit einem zweiten Zugsicherungsregime ausgestattet ist, in einen zweiten Bereich (6), der ebenfalls mit dem ersten Zugsicherungsregime (ETCS L2) ausgestattet ist, verkehrt, bei dem:
    a) ein auf dem Schienenfahrzeug (LOK) befindliches Fahrzeuggerät einen Datenaustausch mit einer ersten Zugsicherungsinstanz (RBC1) für den ersten Bereich (2) hinsichtlich einer Eignung dieses Fahrzeuggerät für den zweiten Bereich (6) vornimmt, bevor und/oder während sich das Schienenfahrzeug (LOK) in dem ersten Bereich (2) befindet;
    b) ein der ersten Zugsicherungsinstanz (RBC1) übergeordnetes Leitsystem (8) überprüft, ob das Fahrzeuggerät für dieses erste Zugsicherungsregime (ETCS L2) geeignet ist;
    c) im Falle einer positiven Überprüfung die Eignung des Fahrzeuggerät für das ersten Zugsicherungsregime (ETCS L2) eingefroren wird, bis das Fahrzeuggerät während und/oder nach Durchfahrung des Zwischenbereichs (10) einen Datenaustausch mit der zweiten Zugsicherungsinstanz (RBC2) mit der Annäherung an dem und/oder beim Eintreffen in dem zweiten Bereich (6) aufnimmt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das erste Zugsicherungsregime (ETCS L2) mit einer Führerstandssignalisierung ohne gleisseitige Fahrbegriffsignalisierung und die erste und zweite Zugsicherungsinstanz als Radio Block Center (RBC) ausgeführt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das erste Zugsicherungsregime gemäss European Train Control System Level 2 ausgeführt wird, wobei das zweite Zugsicherungsregime mit dem ersten Zugsicherungsregime nicht kompatibel ist.
  4. System zur Durchführung einer Einfahrkontrolle für ein Schienenfahrzeug (LOK), das von einem ersten Bereich (2), der mit einem ersten Zugsicherungsregime (ETCS L2) ausgestattet ist, über einen Zwischenbereich (10), der mit einem zweiten Zugsicherungsregime ausgestattet ist, in einen zweiten Bereich (6), der ebenfalls mit dem ersten Zugsicherungsregime (ETCS L2) ausgestattet ist, verkehrt, umfassend:
    a) ein auf dem Schienenfahrzeug befindliches Fahrzeuggerät einen Datenaustausch mit einer ersten Zugsicherungsinstanz für den ersten Bereich hinsichtlich einer Eignung dieses Fahrzeuggerät für das erste Zugsicherungsregime vornimmt, bevor und/oder während sich das Schienenfahrzeug in dem ersten Bereich befindet;
    b) ein dieser Zugsicherungsinstanz übergeordnetes Leitsystem überprüft, ob das Fahrzeuggerät für dieses erste Zugsicherungsregime geeignet ist;
    c) im Falle einer positiven Überprüfung die Eignung des Fahrzeuggerät für das ersten Zugsicherungsregime in dem übergeordneten Leitsystem für den zweiten Bereich eingefroren wird, bis das Fahrzeuggerät während und/oder nach Durchfahrung des Zwischenbereichs einen Datenaustausch mit der zweiten Zugsicherungsinstanz mit der Annäherung an den zweiten Bereich aufnimmt.
  5. System nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das erste Zugsicherungsregime (ETCS L2) mit einer Führerstandssignalisierung ohne gleisseitige Fahrbegriffsignalisierung und die erste und zweite Zugsicherungsinstanz als Radio Block Center (RBC) ausgeführt sind.
  6. System nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das erste Zugsicherungsregime gemäss European Train Control System Level 2 ausgeführt ist, wobei das zweite Zugsicherungsregime mit dem ersten Zugsicherungsregime nicht kompatibel ist.
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