EP4373729A1 - Verfahren zum betreiben einer eisenbahngleisanlage - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer eisenbahngleisanlage

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Publication number
EP4373729A1
EP4373729A1 EP22768317.4A EP22768317A EP4373729A1 EP 4373729 A1 EP4373729 A1 EP 4373729A1 EP 22768317 A EP22768317 A EP 22768317A EP 4373729 A1 EP4373729 A1 EP 4373729A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
data packet
dpi
delay time
time stamp
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.)
Pending
Application number
EP22768317.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tjeerd Pinkert
Gert Bolz
Benjamin SCHILLING
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 GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
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 GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP4373729A1 publication Critical patent/EP4373729A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B61L27/70—Details of trackside communication
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L1/00—Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
    • B61L1/16—Devices for counting axles; Devices for counting vehicles
    • B61L1/168—Specific transmission details
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a railway track system, in which data is transmitted via a communication network between technical railway components of the railway track system.
  • the invention is based on the object of specifying a method for operating a railway track system in which errors or deficiencies in the communication can be detected at an early stage.
  • the method according to the invention is based on the inventor's knowledge that safe railway operation depends to a large extent on the reliable and punctual transmission of the data packets. This is where the method according to the invention comes in, in that it provides for the monitoring of the data packet transit time and generates a warning signal if data packet transmission is detected as being too slow.
  • Monitoring steps of the type described can be repeated at regular or irregular intervals, in particular in order to be able to detect changes in the transmission system and to be able to trigger maintenance measures in good time, before possibly relevant operational-restricting measures become necessary.
  • the first component before or after sending the first data packet, generates a first hash value for the first data packet, the first component transmits the first data packet without the first hash value to the second component, the second component for the received one first data packet generates a second hash value, and the delay time is determined by difference formation between the first and second time stamp and the or at least one of the warning signals is generated if both the first and the second hash value match and the Delay time exceeds the preset deceleration threshold.
  • the generation of the warning signal or at least one of the warning signals is limited to the case that—in the event that the delay threshold value is exceeded—the hash check confirms that the data packet containing the first time stamp has actually been transmitted without errors.
  • the hash check confirms that the data packet containing the first time stamp has actually been transmitted without errors.
  • one of the warning signals can be generated if—regardless of the result of the hash value check—the delay time exceeds the specified delay threshold value, and/or another warning signal can be generated if—regardless of the result of the delay time check—a failure the hash value check is determined.
  • three warning signals can be provided, namely a first warning signal if - regardless of the result of the hash value check - the delay time exceeds the specified delay threshold value, a second warning signal if - regardless of the result of the delay time check - a failure of the hash value check is determined, and a third warning signal when both the first and second hash values match and the delay time exceeds the predetermined delay threshold.
  • the third warning signal thus represents a logical combination of the first and second warning signals and can therefore also be referred to as a logically combined warning signal; such a logically linked warning signal enables in advantageously an external plausibility check of the three warning signals.
  • the second component transmits the second time stamp and the second hash value in a second data packet to the first component and the first component calculates the delay time by forming the difference between the self-generated first time stamp and the received second time stamp is determined and the or at least one of the warning signals is generated if both the first and second hash value match and the delay time exceeds the predetermined delay threshold value.
  • a warning signal can also be generated in the first particularly preferred variant if—regardless of the result of the hash value check—the delay time exceeds the specified delay threshold value, and/or a warning signal can be generated if - regardless of the result of the delay time check - a failure of the hash value check is determined, as has already been explained above.
  • the first component transmits the first data packet without the first time stamp to the second component, the first component transmits the first time stamp and the first hash value in a second data packet to the second component, with the second data packet is sent away after or before the first data packet, and the second component determines the delay time by forming the difference between the first and second time stamp and generates the warning signal or at least one of the warning signals if both the received first and the self-formed second hash value match as the delay time also exceeds the specified delay threshold value.
  • a warning signal can also be generated in the second particularly preferred variant if—regardless of the result of the hash value check—the delay time exceeds the specified delay threshold value, and/or a warning signal can be generated if - regardless of the result of the delay time check - a failure of the hash value check is determined, as has already been explained above.
  • the first component transmits the first data packet without the first time stamp to the second component, the first component transmits the first hash value and the first time stamp in a second data packet to a third component of the railway track system, the second data packet is sent away after or before the first data packet, the second component generates a second hash value for the received first data packet and transmits the second time stamp and the second hash value to the third component in a third data packet, and the third component determines the delay time by Di f ference formation between the first and second time stamp is determined and the warning signal or at least one of the warning signals is generated if both the first and second hash value match and the delay time exceeds the predetermined delay threshold value.
  • a warning signal can also be generated in the third particularly preferred variant if—regardless of the result of the hash value check—the delay time exceeds the specified delay threshold value, and/or a warning signal can be generated if - regardless of the result of the delay time test - a Failure of the hash value check is determined, as has already been explained above.
  • the first component transmits the first time stamp in the first data packet to the second component and the second component determines the delay time by forming the difference between the first and its own second time stamp in the first data packet and the warning signal or at least one of the warning signals is generated if the delay time exceeds the predetermined delay threshold value.
  • the first component transmits the first time stamp in the header section of the first data packet to the second component, and the first component transmits a first hash value for the first data packet before or after the transmission of the first data packet generated, the first component transmits the first hash value in the user data section of a second data packet to the second component, the second data packet being sent away after or before the first data packet, the second component for the received first data packet generates a second hash value and the second component the delay time is determined by forming the difference between the first and second time stamp and generates the or at least one of the warning signals if both the received first and the self-formed second hash value match and the delay time exceeds the predetermined threshold value.
  • the first component transmits the first time stamp and a sequence specification, which specifies the data packet sequence of the first data packet with reference to data packets already sent earlier to the second component, in the first data packet to the second component and the second component transmits the delay time by forming the difference between the first and second time stamp averages and generates the warning signal or at least one of the warning signals if both the delay time exceeds the specified delay threshold value and the order information specified in the first data packet of the monitoring step is one higher than the order information specified in the last before the first Data packet of the monitoring step sent by the first component and received by the second component data packet is indicated.
  • a warning signal can also be generated in the last-mentioned variant if—regardless of the result of the sequence information check—the delay time exceeds the specified delay threshold value, and/or a warning signal be generated when - regardless of the result of the delay time check - a failure of the order information check is found.
  • time stamp and the sequence information are transmitted in the header section of the respective data packet and the hash values are transmitted in the user data section of the respective data packet.
  • the transmission and reception times are logged and the first and second time stamps are formed preferably on the basis of a central time base of the communications network; alternatively, it can be provided that the transmission and reception times are logged and the first and second time stamps are formed on the basis of the components' own time bases, which are preferably synchronized with one another at regular intervals.
  • the invention also relates to a railway track system with railway components, the data on can transmit a communication network.
  • the railway track system has at least two components, of which at least one is designed to be operated as the first component in a method - as described above - and of which at least another one is designed to to be operated as a second component in a method as described above.
  • the railroad track system has at least a first, a second and a third railroad-related component, the first of which is designed to be operated as the first component in a method--as described above--the second of which is designed for this purpose is to be operated as a second component in a method - as described above - and of which the third is designed to be operated as a third component in a method - as described above.
  • the third component is preferably an interlocking or an interlocking component or an interlocking diagnosis component.
  • the invention also relates to a railway component, in particular for a railway track system according to the invention.
  • the railway engineering component is designed to be operated as the first, second or third component within the framework of a method—as described above.
  • the railway engineering component preferably comprises a computing device and a memory in which a software program is stored which, when executed by the computing device, implements the mode of operation as the first, second or third component - as described above - allows .
  • the railway technical component is preferably an interlocking or an interlocking component, a switch or switch component, a communication-capable balise or balise component, a route signal or a route signal component or an axle counter or an axle counter component or a key lock or a key lock component.
  • FIG. 1- 6 exemplary embodiments for railway track systems, on the basis of which exemplary embodiments for methods according to the invention are explained,
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a control device which can form part of the technical railway components shown in FIGS. 1 to 6 and is designed to carry out the methods described in FIGS. 1 to 6, and
  • FIG. 8 further options for assigning time stamps, hash values and sequence information in data packets.
  • FIG. 1 shows a railway track installation 1 which is equipped with a large number of railway components.
  • a first technical railway component 10 and a second technical railway component 20 are shown of the railway track system 1 .
  • the two technical railway components 10 and 20 are connected to one another via a communication network (not shown) and can use this to exchange data packets (for example Internet-compatible data packets, so-called IP packets according to the IPv4 or IPv6 standard).
  • the data packets each include a header section KA and a user data section NA.
  • the first railway component 10 can be, for example, a communication-capable balise and the second railway component 20 can be a signaling device.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment for carrying out a monitoring step with which the performance of the communication network can be checked.
  • the first component 10 sends a first data packet DPI to the second component 20 as part of the monitoring step.
  • the data packet DPI can be a standard data packet with which measurement data (such as, for example, overrun events) and/or control commands or the like can be transmitted in the useful data section NA.
  • the first component 10 records the time of transmission and stores a first time stamp ZS 1 indicating this time of transmission, for example in the memory 120 according to FIG.
  • it forms a first hash value HW1 with the first data packet DPI before or after the transmission, which it also stores, for example also in the memory 120 according to FIG.
  • the hash value HW1 relates to the first data packet DPI and, as will be explained in detail further below, enables a check to be made as to whether the first data packet is unchanged or has been transmitted without errors.
  • the second component 20 receives the first data packet DPI and records the time of receipt while forming a second time stamp ZS2. In addition, it forms a second hash value HW2 with the received first data packet DPI.
  • the hash value formation is the same for components 10 and 20 and extends over the packet transmission or data in the data packet DPI that remains the same, i.e. unchangeable, on the way between the transmitter and receiver, so that the first and second hash values HW1 and HW2 must be identical if the first data packet DPI is received without corruption.
  • the second component 20 then sends a second data packet DP2, which contains the second time stamp ZS2 and the second hash value HW2, to the first component 10 as a response.
  • the first component 10 After receiving the second data packet DP2, the first component 10 compares the two hash values HW1 and HW2. If these are identical, it evaluates the second time stamp ZS2 and determines a delay time VZ by forming the difference between the first and second time stamp according to:
  • VZ ZS2 - ZS 1
  • VZ reaches or exceeds a predetermined threshold value SW
  • VZ ZS2 ⁇ ZS 1>SW, then the first component 10 generates a warning signal WS 1 .
  • the first component 10 can generate a second warning signal WS2 when—regardless of the result of the hash value check—the delay time VZ reaches or exceeds the predetermined delay threshold value SW.
  • the first component 10 can generate a third warning signal WS3 when—regardless of the result of the delay time check—a failure of the hash value check is determined.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment for carrying out a monitoring step with which the performance of the communication network can be checked.
  • the first component 10 sends a first data packet DPI to the second component 20 as part of the monitoring step. It records the time of transmission and stores a first time stamp ZS 1 indicating the time of transmission.
  • it forms a first hash value HW1 with the first data packet DPI, before or after sending, which it also stores. Since the hash value HW1 relates to the first data packet DPI, it enables a check to be made as to whether the first data packet DPI is unchanged or has been received correctly by the second component 20 .
  • the first component 10 Before or after sending the first data packet DPI, the first component 10 sends the first time stamp ZS 1 and the first hash value HW to the second component 20 in a second data packet DP2.
  • the second component 20 receives the first data packet DPI and records the time of receipt while forming a second time stamp ZS2. In addition, it forms a second hash value HW2 with the received first data packet DPI.
  • the hash value formation is the same for components 10 and 20, so that the first and second hash values HW1 and HW2 must be identical if the first data packet DPI is received without corruption.
  • the second component 20 After receiving the second data packet DP2 or of the two data packets DPI and DP2, the second component 20 compares the two hash values HW1 and HW2. If these are identical, it evaluates the second time stamp ZS2 and determines the Delay time VZ by forming the difference between the first and second time stamp according to:
  • VZ ZS2 - ZS 1
  • second component 20 If VZ reaches or exceeds a predetermined threshold value SW, second component 20 generates a warning signal WS 1 .
  • the second component 20 can generate a second warning signal WS2 when—regardless of the result of the hash value check—the delay time VZ reaches or exceeds the predetermined delay threshold value SW.
  • the second component 20 can generate a third warning signal WS3 when—regardless of the result of the delay time check—a failure of the hash value check is determined.
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment for carrying out a monitoring step with which the performance of the communication network can be checked.
  • the first component 10 sends a first data packet DPI to the second component 20 as part of the monitoring step. It records the time of transmission and stores a first time stamp ZS 1 indicating the time of transmission. In addition, it forms a first hash value HW1 with the first data packet DPI, before or after sending, which it also stores.
  • the first component 10 Before or after sending the first data packet DPI to the second component 20 , the first component 10 sends the first time stamp ZS 1 and the first hash value HW1 to a third railway-related component 30 in a second data packet DP2 .
  • the third railway component 10 can be, for example, an interlocking or a Act interlocking component or an interlocking diagnosis component.
  • the second component 20 receives the first data packet DPI and records the time of receipt while forming a second time stamp ZS2. In addition, it forms a second hash value HW2 with the received first data packet DPI.
  • the hash value formation is the same for components 10 and 20, so that the first and second hash values HW1 and HW2 must be identical if the first data packet DPI is received without corruption.
  • the second component 20 then sends a third data packet DP3 to the third component 30 .
  • the third data packet DP3 contains the second time stamp ZS2 and the second hash value HW2.
  • the third component 30 After receiving the second data packet DP2 and the third data packet, the third component 30 compares the two hash values HW1 and HW2. If these are identical, it evaluates the time stamps ZS1 and ZS2 and determines the delay time VZ by forming the difference between the first and second time stamp according to:
  • VZ ZS2 - ZS 1
  • third component 30 If VZ reaches or exceeds a predetermined threshold value SW, third component 30 generates a warning signal WS 1 .
  • the third component 30 can generate a second warning signal WS2 when—regardless of the result of the hash value check—the delay time VZ reaches or exceeds the predetermined delay threshold value SW.
  • the third component 30 can generate a third warning signal W3 if - regardless of the Result of the delay time check - a failure of the hash value check is determined.
  • FIG. 4 shows a fourth exemplary embodiment for carrying out a monitoring step.
  • the fourth exemplary embodiment corresponds to the third exemplary embodiment according to FIG. 3, with the difference that hash values are not formed and hash values are not compared.
  • the warning signal WS is formed on the basis of two time stamps ZS 1 and ZS2 which relate to a first data packet DPI and are sent to the third component 30 in a second and third data packet DP2 and DP3.
  • the exemplary embodiments according to FIGS. 1 to 4 have in common that the first time stamp ZS 1 , which relates to the first data packet DPI, is not transmitted in the first data packet DPI, but always in a different second data packet DP2.
  • time stamps ZS1 and ZS2 are in the header sections KA of the data packets DP2 or DP3 are transmitted, although the time stamps do not relate to the data packets DP2 or DP3 carrying them in terms of time, but are independent of them in terms of time.
  • the hash values HW1 and HW2 are preferably transmitted in the user data sections NA.
  • FIG. 5 shows a fifth exemplary embodiment for carrying out a monitoring step with which the Performance of the communication network can be checked.
  • the first component 10 sends a first data packet DPI to the second component 20 as part of the monitoring step. Before sending, it records the time of transmission and inserts a first time stamp ZS 1 indicating the time of transmission into the first data packet DPI.
  • the first component 10 adds a sequence specification RFA, which specifies the data packet sequence of the first data packet DPI with reference to data packets already sent earlier to the second component 20, to the first data packet DPI.
  • RFA sequence specification
  • the first time stamp ZS 1 is preferably inserted in the header section KA of the first data packet DPI and the sequence information RFA in the user data section NA.
  • the second component 20 receives the first data packet DPI and records the time of receipt while forming a second time stamp ZS2.
  • the second component 20 evaluates the order information RFA, which is specified in the first data packet DPI, and checks whether it is one higher than the order information that was specified in that data packet that was last before the first data packet DPI from the first component 10 has been received.
  • the first component 10 determines the delay time VZ by forming the difference between the first and second time stamps ZS 1 and ZS2 and generates a warning signal WS 1 if the delay time VZ exceeds the specified threshold value SW.
  • the second component 20 can generate a second warning signal WS2 when—regardless of the result of checking the data packet sequence—the delay time VZ reaches or exceeds the predetermined delay threshold value SW.
  • the first component 10 can generate a third warning signal WS3 if--regardless of the result of the delay time check--an incorrect data packet sequence ("RFAVOK”) is determined.
  • RFAVOK delay time check--an incorrect data packet sequence
  • the first component 10 has a first hash value HW1 for the first data packet DPI, cf.
  • Figure 6 generates, transmits the first hash value HW1 in the user data section NA of a second data packet DP2 to the second component 20, the second component 20 generates a second hash value HW2 for the received first data packet DPI and the second component 20 reduces the delay time VZ by Di f ference formation between the first and second time stamp is determined and a further warning signal WS4 is generated if both the received first and the self-formed second hash value match and the delay time exceeds the predetermined threshold value.
  • Another warning signal WS5 can also be generated if only the hash values differ from one another.
  • FIG. 7 shows an exemplary embodiment of a control device 100, which can form part of the technical railway components 10, 20 or 30 shown in FIGS. 1 to 6 and is used to enable them to carry out one or more of the methods described above.
  • the control device 100 has a computing device 110 and a memory 120 for executing the method or at least one of the methods described above.
  • a software program SPM is stored in memory 120, which Management by the computing device 110 enables the mode of operation as the first, second or third component 10 , 20 and/or 30 - as described above.
  • FIG. 8 shows other options for assigning the time stamp ZS, hash values HW and sequence information RFA in the data packet DR, distributed over the header section KA and user data section NA, which can be advantageous as an alternative or in addition to the assignments shown in FIGS.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Automation & Control Theory (AREA)
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  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf ein Verfahren zum Betreiben einer Eisenbahngleisanlage (1), bei dem zwischen eisenbahntechnischen Komponenten (10, 20, 30) der Eisenbahngleisanlage (1) Daten über ein Kommunikationsnetz übermittelt werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zumindest ein Überwachungsschritt durchgeführt wird, bei dem eine Verzögerungszeit (VZ), die zwischen dem Wegsenden eines ersten Datenpakets (DP1) von einer ersten eisenbahntechnischen Komponente (10) der Eisenbahngleisanlage (1) zu einer zweiten eisenbahntechnischen Komponente (20) der Eisenbahngleisanlage (1) und dem Empfangen dieses ersten Datenpakets (DP1) in der zweiten Komponente (20) vergangen ist, ermittelt wird und in Abhängigkeit davon, ob die Verzögerungszeit (VZ) einen vorgegebenen Schwellenwert (SW) überschreitet, zumindest ein Warnsignal (WS, WS1, WS2) erzeugt wird, wobei die Verzögerungszeit (VZ) ermittelt wird, indem der Sendezeitpunkt, zu dem die erste Komponente (10) das erste Datenpaket (DP1) sendet, von der ersten Komponente (10) unter Bildung eines ersten Zeitstempels (ZS1) protokolliert wird, der Empfangszeitpunkt, zu dem die zweite Komponente (20) das erste Datenpaket (DP1) empfängt, von der zweiten Komponente (20) unter Bildung eines zweiten Zeitstempels (ZS2) protokolliert wird, und die Verzögerungszeit (VZ) durch Differenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel (ZS1, ZS2) ermittelt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betreiben einer Eisenbahngleisanlage
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Eisenbahngleisanlage , bei dem zwischen eisenbahntechnischen Komponenten der Eisenbahngleisanlage Daten über ein Kommunikationsnetz übermittelt werden .
Eine vernetzte Kommunikation im Stellwerksbereich einer Eisenbahngleisanlage und damit ein gattungsgemäßes Verfahren zum Betreiben einer Eisenbahngleisanlage sind beispielsweise von den Siemens Stellwerksprodukten " Trackguard® Sinet und Sigrid" bekannt .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein Verfahren zum Betreiben einer Eisenbahngleisanlage anzugeben, bei dem Fehler oder Mängel in der Kommunikation frühzeitig erkannt werden können .
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 zumindest ein Uberwachungsschritt durchgeführt wird, bei dem eine Verzögerungs zeit , die zwischen dem Wegsenden eines ersten Datenpakets von einer ersten eisenbahntechnischen Komponente der Eisenbahngleisanlage zu einer zweiten eisenbahntechnischen Komponente der Eisenbahngleisanlage und dem Empfangen dieses ersten Datenpakets in der zweiten Komponente vergangen ist , ermittelt wird und in Abhängigkeit davon, ob die Verzögerungs zeit einen vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert überschreitet , zumindest ein Warnsignal erzeugt wird, wobei die Verzögerungs zeit ermittelt wird, indem der Sendezeitpunkt , zu dem die erste Komponente das erste Datenpaket sendet , von der ersten Komponente unter Bildung eines ersten Zeitstempels protokolliert wird, der Empfangs zeitpunkt , zu dem die zweite Komponente das erste Datenpaket empfängt , von der zweiten Komponente unter Bildung eines zweiten Zeitstempels protokolliert wird, und die Verzögerungs zeit durch Di f ferenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel ermittelt wird .
Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf der erfinderseitigen Erkenntnis , dass der sichere eisenbahntechnische Betrieb in wesentlichem Umfange von der zuverlässigen und pünktlichen Übertragung der Datenpakete abhängt . An dieser Stelle setzt das erfindungsgemäße Verfahren an, indem es die Überwachung der Datenpaketlauf zeit vorsieht und ein Warnsignal erzeugt , wenn eine zu langsame Datenpaketübertragung erkannt wird .
Überwachungsschritte der beschriebenen Art können in regelmäßigen oder unregelmäßigen Abständen wiederholt werden, insbesondere um Veränderungen im Übertragungssystem erkennen und Wartungsmaßnahmen rechtzeitig auslösen zu können, bevor womöglich relevante betriebseinschränkende Maßnahmen erforderlich werden .
Auch kann bei j edem Datenpaket , das die erste Komponente an die zweite Komponente sendet , j eweils der Sendezeitpunkt und der Empfangs zeitpunkt protokolliert werden und für j edes dieser Datenpakete j eweils ein entsprechender Überwachungsschritt durchgeführt werden .
Besonders vorteilhaft ist es , wenn die erste Komponente , vor oder nach dem Senden des ersten Datenpakets , für das erste Datenpaket einen ersten Hashwert erzeugt , die erste Komponente das erste Datenpaket ohne den ersten Hashwert zu der zweiten Komponente übermittelt , die zweite Komponente für das empfangene erste Datenpaket einen zweiten Hashwert erzeugt , und die Verzögerungs zeit durch Di f ferenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel ermittelt wird und das oder zumindest eines der Warnsignale erzeugt wird, wenn sowohl der erste und der zweite Hashwert übereinstimmen als auch die Verzögerungs zeit den vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert überschreitet .
Bei der letztgenannten Ausgestaltung wird das Erzeugen des Warnsignals oder zumindest eines der Warnsignale also auf den Fall beschränkt , dass - im Falle eines Überschreitens des Verzögerungsschwellenwerts - die Hash-Prüfung bestätigt , dass das Datenpakt mit dem darin enthaltenden ersten Zeitstempel tatsächlich fehlerfrei übermittelt worden ist . Ein eventuell verfrühtes Auslösen des Warnsignals auf der Basis eines fehlerhaft übermittelten Datenpakts und eines womöglich fehlerhaft übermittelten ersten Zeitstempels wird durch diese Vorgehensweise zuverlässig vermieden .
Alternativ oder zusätzlich kann eines der Warnsignale erzeugt werden, wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Hashwertprü- fung - die Verzögerungs zeit den vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert überschreitet , und/oder ein anderes Warnsignal erzeugt werden, wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Verzögerungs zeitprüfung - ein Scheitern der Hashwertprüfung festgestellt wird . Je nach Fallgestaltung können dann zwei oder mehr Warnsignale vorliegen . Die Vornahme von Wartungshandlungen in Abhängigkeit von den vorliegenden Warnsignalen kann dann betreiberseitig entschieden werden .
Vorteilhaft können drei Warnsignale vorgesehen werden, nämlich ein erstes Warnsignal , wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Hashwertprüfung - die Verzögerungs zeit den vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert überschreitet , ein zweites Warnsignal , wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Verzögerungs zeitprüfung - ein Scheitern der Hashwertprüfung festgestellt wird, und ein drittes Warnsignal , wenn sowohl der erste und der zweite Hashwert übereinstimmen als auch die Verzögerungs zeit den vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert überschreitet . Das dritte Warnsignal stellt somit eine logische Verknüpfung des ersten und zweiten Warnsignals dar und kann somit auch als logisch verknüpftes Warnsignal bezeichnet werden; ein solches logisch verknüpftes Warnsignal ermöglicht in vorteilhafter Weise eine externe Plausibilitätsprüfung der drei Warnsignale .
Bei einer ersten besonders bevorzugten Variante ist vorgesehen, dass die zweite Komponente den zweiten Zeitstempel und den zweiten Hashwert in einem zweiten Datenpaket zu der ersten Komponente übermittelt und die erste Komponente die Verzögerungs zeit durch Di f ferenzbildung zwischen dem selbst erzeugten ersten und dem empfangenen zweiten Zeitstempel ermittelt und das oder zumindest eines der Warnsignale erzeugt , wenn sowohl der erste und zweite Hashwert übereinstimmen als auch die Verzögerungs zeit den vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert überschreitet .
Anstelle eines solchen hinsichtlich der Hashwertprüfung und der Verzögerungs zeitüberprüfung logisch verknüpften Warnsignals oder zusätzlich zu diesem kann auch bei der ersten besonders bevorzugten Variante ein Warnsignal erzeugt werden, wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Hashwertprüfung - die Verzögerungs zeit den vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert überschreitet , und/oder ein Warnsignal erzeugt werden, wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Verzögerungs zeitprüfung - ein Scheitern der Hashwertprüfung festgestellt wird, wie dies bereits oben erläutert wurde .
Bei einer zweiten besonders bevorzugten Variante ist vorgesehen, dass die erste Komponente das erste Datenpaket ohne den ersten Zeitstempel zu der zweiten Komponente übermittelt , die erste Komponente den ersten Zeitstempel sowie den ersten Hashwert in einem zweiten Datenpaket zu der zweiten Komponente übermittelt , wobei das zweite Datenpaket nach oder vor dem ersten Datenpaket weggesandt wird, und die zweite Komponente die Verzögerungs zeit durch Di f ferenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel ermittelt und das Warnsignal oder zumindest eines der Warnsignale erzeugt , wenn sowohl der empfangene erste und der selbst gebildete zweite Hashwert übereinstimmen als auch die Verzögerungs zeit den vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert überschreitet . Anstelle eines solchen hinsichtlich der Hashwertprüfung und der Verzögerungs zeitüberprüfung logisch verknüpften Warnsignals oder zusätzlich zu diesem kann auch bei der zweiten besonders bevorzugten Variante ein Warnsignal erzeugt werden, wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Hashwertprüfung - die Verzögerungs zeit den vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert überschreitet , und/oder ein Warnsignal erzeugt werden, wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Verzögerungs zeitprüfung - ein Scheitern der Hashwertprüfung festgestellt wird, wie dies bereits oben erläutert wurde .
Bei einer dritten besonders bevorzugten Variante ist vorgesehen, dass die erste Komponente das erste Datenpaket ohne den ersten Zeitstempel zu der zweiten Komponente übermittelt , die erste Komponente den ersten Hashwert und den ersten Zeitstempel in einem zweiten Datenpaket zu einer dritten Komponente der Eisenbahngleisanlage übermittelt , wobei das zweite Datenpaket nach oder vor dem ersten Datenpaket weggesandt wird, die zweite Komponente für das empfangene erste Datenpaket einen zweiten Hashwert erzeugt und den zweiten Zeitstempel und den zweiten Hashwert in einem dritten Datenpaket zu der dritten Komponente übermittelt und die dritte Komponente die Verzögerungs zeit durch Di f ferenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel ermittelt und das Warnsignal oder zumindest eines der Warnsignale erzeugt , wenn sowohl der erste und zweite Hashwert übereinstimmen als auch die Verzögerungs zeit den vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert überschreitet .
Anstelle eines solchen hinsichtlich der Hashwertprüfung und der Verzögerungs zeitüberprüfung logisch verknüpften Warnsignals oder zusätzlich zu diesem kann auch bei der dritten besonders bevorzugten Variante ein Warnsignal erzeugt werden, wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Hashwertprüfung - die Verzögerungs zeit den vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert überschreitet , und/oder ein Warnsignal erzeugt werden, wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Verzögerungs zeitprüfung - ein Scheitern der Hashwertprüfung festgestellt wird, wie dies bereits oben erläutert wurde .
Auch kann - alternativ oder zusätzlich - vorgesehen werden, dass die erste Komponente den ersten Zeitstempel im ersten Datenpaket zu der zweiten Komponente übermittelt und die zweite Komponente die Verzögerungs zeit durch Di f ferenzbildung zwischen dem im ersten Datenpaket befindlichen ersten und dem eigenen zweiten Zeitstempel ermittelt und das Warnsignal oder zumindest eines der Warnsignale erzeugt , wenn die Verzögerungs zeit den vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert überschreitet .
Bei der letztgenannten Variante kann in vorteilhafter Weise vorgesehen werden, dass die erste Komponente den ersten Zeitstempel im Kopf abschnitt des ersten Datenpakets zu der zweiten Komponente übermittelt , die erste Komponente , vor oder nach dem Senden des ersten Datenpakets , für das erste Datenpaket einen ersten Hashwert erzeugt , die erste Komponente den ersten Hashwert im Nutzdatenabschnitt eines zweiten Datenpakets zu der zweiten Komponente übermittelt , wobei das zweite Datenpaket nach oder vor dem ersten Datenpaket weggesandt wird, die zweite Komponente für das empfangene erste Datenpaket einen zweiten Hashwert erzeugt und die zweite Komponente die Verzögerungs zeit durch Di f ferenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel ermittelt und das oder zumindest eines der Warnsignale erzeugt , wenn sowohl der empfangene erste und der selbst gebildete zweite Hashwert übereinstimmen als auch die Verzögerungs zeit den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet .
Auch ist es vorteilhaft , wenn die erste Komponente den ersten Zeitstempel sowie eine Reihenfolgenangabe , die die Datenpaketreihenfolge des ersten Datenpakets mit Bezug auf bereits zu der zweiten Komponente früher gesendete Datenpakete angibt , im ersten Datenpaket zu der zweiten Komponente übermittelt und die zweite Komponente die Verzögerungs zeit durch Di f ferenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel er- mittelt und das Warnsignal oder zumindest eines der Warnsignale erzeugt , wenn sowohl die Verzögerungs zeit den vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert überschreitet als auch die Reihenfolgenangabe , die im ersten Datenpaket des Überwachungsschritts angegeben ist , um Eins höher ist als diej enige Reihenfolgenangabe , die in dem zuletzt vor dem ersten Datenpaket des Überwachungsschritts von der ersten Komponente gesendeten und von der zweiten Komponente empfangenen Datenpaket angegeben ist .
Anstelle eines solchen hinsichtlich der Reihenfolgenangabenprüfung und der Verzögerungs zeitüberprüfung logisch verknüpften Warnsignals oder zusätzlich zu diesem kann auch bei der letztgenannten Variante ein Warnsignal erzeugt werden, wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Reihenfolgenangabenprüfung - die Verzögerungs zeit den vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert überschreitet , und/oder ein Warnsignal erzeugt werden, wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Verzögerungs zeitprüfung - ein Scheitern der Reihenfolgenangabenprüfung festgestellt wird .
Bei allen oben beschriebenen Varianten wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Zeitstempel und die Reihenfolgenangaben im Kopf abschnitt des j eweiligen Datenpakets und die Hashwerte im Nutzdatenabschnitt der j eweiligen Datenpakete übertragen werden .
Die Protokollierung der Sende- und Empfangs zeitpunkte sowie die Bildung der ersten und zweiten Zeitstempel erfolgt vorzugsweise auf der Basis einer zentralen Zeitbasis des Kommunikationsnetzes ; alternativ kann vorgesehen sein, dass die Protokollierung der Sende- und Empfangs zeitpunkte sowie die Bildung der ersten und zweiten Zeitstempel auf der Basis komponenteneigener Zeitbasen erfolgt , die vorzugsweise in regelmäßigen Abständen untereinander synchronisiert werden .
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Eisenbahngleisanlage mit eisenbahntechnischen Komponenten, die Daten über ein Kommunikationsnetz übermitteln können . Erfindungsgemäß ist bezüglich einer solchen Eisenbahngleisanlage vorgesehen, dass die Eisenbahngleisanlage zumindest zwei Komponenten aufweist , von denen zumindest eine dazu ausgestaltet ist , als erste Komponente im Rahmen eines Verfahrens - wie oben beschrieben - betrieben zu werden, und von denen zumindest eine andere dazu ausgestaltet ist , als zweite Komponente im Rahmen eines Verfahrens - wie oben beschrieben - betrieben zu werden .
Vorteilhaft ist es , wenn die Eisenbahngleisanlage zumindest eine erste , eine zweite und eine dritte eisenbahntechnische Komponenten aufweist , von denen die erste dazu ausgestaltet ist , als erste Komponente im Rahmen eines Verfahrens - wie oben beschrieben - betrieben zu werden, von denen die zweite dazu ausgestaltet ist , als zweite Komponente im Rahmen eines Verfahrens - wie oben beschrieben - betrieben zu werden, und von denen die dritte dazu ausgestaltet ist , als dritte Komponente im Rahmen eines Verfahrens - wie oben beschrieben - betrieben zu werden .
Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Eisenbahngleisanlage sowie vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Eisenbahngleisanlage sei auf die obigen Aus führungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen .
Die dritte Komponente ist vorzugsweise ein Stellwerk oder eine Stellwerkskomponente oder eine Stellwerksdiagnosekomponente .
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine eisenbahntechnische Komponente , insbesondere für eine erfindungsgemäße Eisenbahngleisanlage . Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die eisenbahntechnische Komponente dazu ausgebildet ist , als erste , zweite oder dritte Komponente im Rahmen eines Verfahrens - wie oben beschrieben - betrieben zu werden . Die eisenbahntechnische Komponente umfasst zur Aus führung der oder zumindest eines der oben beschriebenen Verfahren vorzugsweise eine Recheneinrichtung und einen Speicher, in dem ein Softwareprogramm abgespeichert ist , das bei Aus führung durch die Recheneinrichtung die Arbeitsweise als erste , zweite oder dritte Komponente - wie oben beschrieben - ermöglicht .
Die eisenbahntechnische Komponente ist vorzugsweise ein Stellwerk oder eine Stellwerkskomponente , eine Weiche oder Weichenkomponente , eine kommunikations fähige Balise oder Balisenkomponente , ein Streckensignal oder eine Streckensignalkomponente oder ein Achs zähler oder eine Achs zählerkomponente oder eine Schlüsselsperre oder eine Schlüsselsperrenkomponente .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Aus führungsbeispielen näher erläutert ; dabei zeigen beispielhaft
Fig . 1- 6 Aus führungsbeispiele für Eisenbahngleisanlagen, anhand derer Aus führungsbeispiele für erfindungsgemäße Verfahren erläutert werden,
Figur 7 ein Aus führungsbeispiel für eine Steuereinrichtung, die einen Bestandteil der in den Figuren 1 bis 6 gezeigten eisenbahntechnischen Komponenten bilden kann und dazu ausgebildet ist , die in den Figuren 1 bis 6 beschriebenen Verfahren aus zuführen, und
Figur 8 weitere Möglichkeiten der Zuordnung von Zeitstempeln, Hashwerten und Reihenfolgenangaben in Datenpaketen .
In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugs zeichen verwendet . Die Figur 1 zeigt eine Eisenbahngleisanlage 1 , die mit einer Viel zahl an eisenbahntechnischen Komponenten ausgestattet ist . Bei der Darstellung gemäß Figur 1 sind von der Eisenbahngleisanlage 1 lediglich eine erste eisenbahntechnische Komponente 10 und eine zweite eisenbahntechnische Komponente 20 dargestellt . Die zwei eisenbahntechnischen Komponenten 10 und 20 stehen über ein nicht weiter dargestelltes Kommunikationsnetz miteinander in Verbindung und können über dieses untereinander Datenpakete ( zum Beispiel internetkompatible Datenpakete , sogenannte IP-Pakete gemäß IPv4 oder IPv6- Standard) austauschen . Die Datenpakete umfassen j eweils einen Kopf abschnitt KA und einen Nutzdatenabschnitt NA.
Bei der ersten eisenbahntechnischen Komponente 10 kann es sich beispielsweise um eine kommunikations fähige Balise und bei der zweiten eisenbahntechnischen Komponente 20 um eine Signaleinrichtung handeln .
Die Figur 1 zeigt ein erstes Aus führungsbeispiel für die Durchführung eines Überwachungsschritts , mit dem sich die Leistungs fähigkeit des Kommunikationsnetzes überprüfen lässt . Bei dem ersten Aus führungsbeispiel sendet die erste Komponente 10 im Rahmen des Überwachungsschritts ein erstes Datenpaket DPI an die zweite Komponente 20 . Das Datenpaket DPI kann ein übliches Datenpaket sein, mit dem sich Messdaten (wie beispielsweise Überf ahrereignisse ) und/oder Steuerbefehle oder dergleichen im Nutzdatenabschnitt NA übertragen lassen . Die erstes Komponente 10 erfasst dabei den Sendezeitpunkt und speichert einen diesen Sendezeitpunkt angebenden ersten Zeitstempel ZS 1 ab, zum Beispiel in dem Speicher 120 gemäß Figur 7 . Außerdem bildet sie mit dem ersten Datenpaket DPI , vor dem Senden oder nach dem Senden, einen ersten Hashwert HW1 , den sie ebenfalls abspeichert , zum Beispiel ebenfalls in dem Speicher 120 gemäß Figur 7 . Der Hashwert HW1 bezieht sich auf das erste Datenpaket DPI und ermöglicht , wie weiter unten noch im Detail erläutert wird, eine Prüfung, ob das erste Datenpaket unverändert bzw . fehlerfrei übertragen worden ist . Die zweite Komponente 20 empfängt das erste Datenpaket DPI und erfasst den Empfangs zeitpunkt unter Bildung eines zweiten Zeitstempels ZS2 . Außerdem bildet sie mit dem empfangenen ersten Datenpaket DPI einen zweiten Hashwert HW2 . Die Hashwertbildung ist bei den Komponenten 10 und 20 j eweils gleich und erstreckt sich über die während der Paketübertragung bzw . auf dem Wege zwischen Sender und Empfänger gleichbleibenden, also unveränderlichen, Daten im Datenpaket DPI , sodass bei einem unverfälschtem Empfang des ersten Datenpakets DPI der erste und zweite Hashwert HW1 und HW2 identisch sein müssen .
Anschließend sendet die zweite Komponente 20 als Antwort ein zweites Datenpaket DP2 , das den zweiten Zeitstempel ZS2 und den zweiten Hashwert HW2 erhält , an die erste Komponente 10 .
Nach dem Empfang des zweiten Datenpakets DP2 vergleicht die erste Komponente 10 die beiden Hashwerte HW1 und HW2 . Falls diese identisch sind, verwertet sie den zweiten Zeitstempel ZS2 und ermittelt eine Verzögerungs zeit VZ durch Di f ferenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel gemäß :
VZ = ZS2 - ZS 1
Erreicht oder überschreitet VZ einen vorgegebenen Schwellenwert SW, gilt also
VZ = ZS2 - ZS 1 > SW, so erzeugt die erste Komponente 10 ein Warnsignal WS 1 .
Alternativ oder zusätzlich kann die erste Komponente 10 ein zweites Warnsignal WS2 erzeugen, wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Hashwertprüfung - die Verzögerungs zeit VZ den vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert SW erreicht oder überschreitet . Alternativ oder zusätzlich kann die erste Komponente 10 ein drittes Warnsignal WS3 erzeugen, wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Verzögerungs zeitprüfung - ein Scheitern der Hashwertprüfung festgestellt wird .
Die Figur 2 zeigt ein zweites Aus führungsbeispiel für die Durchführung eines Überwachungsschritts , mit dem sich die Leistungs fähigkeit des Kommunikationsnetzes überprüfen lässt . Bei dem zweiten Aus führungsbeispiel sendet die erste Komponente 10 im Rahmen des Überwachungsschritts ein erstes Datenpaket DPI an die zweite Komponente 20 . Sie erfasst dabei den Sendezeitpunkt und speichert einen den Sendezeitpunkt angebenden ersten Zeitstempel ZS 1 ab . Außerdem bildet sie mit dem ersten Datenpaket DPI , vor dem Senden oder nach dem Senden, einen ersten Hashwert HW1 , den sie ebenfalls abspeichert . Da sich der Hashwert HW1 auf das erste Datenpaket DPI bezieht , ermöglicht er eine Prüfung, ob das erste Datenpaket DPI unverändert bzw . fehlerfrei bei der zweiten Komponente 20 eingegangen ist .
Vor oder nach dem Versenden des ersten Datenpakets DPI sendet die erste Komponente 10 den ersten Zeitstempel ZS 1 und den ersten Hashwert HW in einem zweiten Datenpaket DP2 an die zweite Komponente 20 .
Die zweite Komponente 20 empfängt das erste Datenpaket DPI und erfasst den Empfangs zeitpunkt unter Bildung eines zweiten Zeitstempels ZS2 . Außerdem bildet sie mit dem empfangenen ersten Datenpaket DPI einen zweiten Hashwert HW2 . Die Hashwertbildung ist bei den Komponenten 10 und 20 j eweils gleich, sodass bei einem unverfälschten Empfang des ersten Datenpakets DPI der erste und zweite Hashwert HW1 und HW2 identisch sein müssen .
Nach dem Empfang des zweiten Datenpakets DP2 bzw . beider Datenpakete DPI und DP2 vergleicht die zweite Komponente 20 die beiden Hashwerte HW1 und HW2 . Falls diese identisch sind, verwertet sie den zweiten Zeitstempel ZS2 und ermittelt die Verzögerungs zeit VZ durch Di f ferenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel gemäß :
VZ = ZS2 - ZS 1
Erreicht oder überschreitet VZ einen vorgegebenen Schwellenwert SW, so erzeugt die zweite Komponente 20 ein Warnsignal WS 1 .
Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Komponente 20 ein zweites Warnsignal WS2 erzeugen, wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Hashwertprüfung - die Verzögerungs zeit VZ den vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert SW erreicht oder überschreitet .
Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Komponente 20 ein drittes Warnsignal WS3 erzeugen, wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Verzögerungs zeitprüfung - ein Scheitern der Hashwertprüfung festgestellt wird .
Die Figur 3 zeigt ein drittes Aus führungsbeispiel für die Durchführung eines Überwachungsschritts , mit dem sich die Leistungs fähigkeit des Kommunikationsnetzes überprüfen lässt . Bei dem dritten Aus führungsbeispiel sendet die erste Komponente 10 im Rahmen des Überwachungsschritts ein erstes Datenpaket DPI an die zweite Komponente 20 . Sie erfasst dabei den Sendezeitpunkt und speichert einen den Sendezeitpunkt angebenden ersten Zeitstempel ZS 1 ab . Außerdem bildet sie mit dem ersten Datenpaket DPI , vor dem Senden oder nach dem Senden, einen ersten Hashwert HW1 , den sie ebenfalls abspeichert .
Vor oder nach dem Versenden des ersten Datenpakets DPI an die zweite Komponente 20 sendet die erste Komponente 10 den ersten Zeitstempel ZS 1 und den ersten Hashwert HW1 in einem zweiten Datenpaket DP2 an eine dritte eisenbahntechnische Komponente 30 . Bei der dritten eisenbahntechnischen Komponente 10 kann es sich beispielsweise um ein Stellwerk oder eine Stellwerkskomponente oder eine Stellwerksdiagnosekomponente handeln .
Die zweite Komponente 20 empfängt das erste Datenpaket DPI und erfasst den Empfangs zeitpunkt unter Bildung eines zweiten Zeitstempels ZS2 . Außerdem bildet sie mit dem empfangenen ersten Datenpaket DPI einen zweiten Hashwert HW2 . Die Hashwertbildung ist bei den Komponenten 10 und 20 j eweils gleich, sodass bei einem unverfälschten Empfang des ersten Datenpakets DPI der erste und zweite Hashwert HW1 und HW2 identisch sein müssen .
Anschließend sendet die zweite Komponente 20 ein drittes Datenpaket DP3 an die dritte Komponente 30 . Das dritte Datenpaket DP3 enthält den zweiten Zeitstempel ZS2 und den zweiten Hashwert HW2 .
Nach dem Empfang des zweiten Datenpakets DP2 und des dritten Datenpakets vergleicht die dritte Komponente 30 die beiden Hashwerte HW1 und HW2 . Falls diese identisch sind, verwertet sie die Zeitstempel ZS 1 und ZS2 und ermittelt die Verzögerungs zeit VZ durch Di f ferenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel gemäß :
VZ = ZS2 - ZS 1
Erreicht oder überschreitet VZ einen vorgegebenen Schwellenwert SW, so erzeugt die dritte Komponente 30 ein Warnsignal WS 1 .
Alternativ oder zusätzlich kann die dritte Komponente 30 ein zweites Warnsignal WS2 erzeugen, wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Hashwertprüfung - die Verzögerungs zeit VZ den vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert SW erreicht oder überschreitet .
Alternativ oder zusätzlich kann die dritte Komponente 30 ein drittes Warnsignal W3 erzeugen, wenn - unabhängig von dem Er- gebnis der Verzögerungs zeitprüfung - ein Scheitern der Hashwertprüfung festgestellt wird .
Die Figur 4 zeigt ein viertes Aus führungsbeispiel für die Durchführung eines Überwachungsschritts . Das vierte Aus führungsbeispiel entspricht dem dritten Aus führungsbeispiel gemäß Figur 3 mit dem Unterschied, dass auf eine Bildung von Hashwerten und einen Vergleich von Hashwerten verzichtet wird . Das Warnsignal WS wird auf der Basis zweier Zeitstempel ZS 1 und ZS2 gebildet , die sich auf ein erstes Datenpaket DPI beziehen und in einem zweiten und dritten Datenpaket DP2 und DP3 zu der dritten Komponente 30 übersandt werden . Das Warnsignal WS wird von der dritten Komponente 30 erzeugt , wenn die Verzögerungs zeit VZ=ZS2-ZS 1 bei der Übermittlung des ersten Datenpakets DPI den vorgegebenen Schwellenwert SW erreicht oder überschreitet ; im Übrigen gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der Figur 3 bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Figur 4 entsprechend .
Die Aus führungsbeispiele gemäß den Figuren 1 bis 4 haben gemeinsam, dass der erste Zeitstempel ZS 1 , der sich auf das erste Datenpaket DPI bezieht , nicht in dem ersten Datenpaket DPI übertragen wird, sondern stets in einem anderen zweiten Datenpaket DP2 .
Bei den obigen Aus führungsbeispielen gemäß den Figuren 1 bis 4 wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Zeitstempel ZS 1 und ZS2 in den Kopf abschnitten KA der Datenpakete DP2 bzw . DP3 übertragen werden, obwohl sich die Zeitstempel zeitlich nicht auf die sie tragenden Datenpakete DP2 oder DP3 beziehen, sondern von diesen zeitlich unabhängig sind .
Die Hashwerte HW1 und HW2 werden bei den obigen Aus führungsbeispielen gemäß den Figuren 1 bis 3 vorzugsweise in den Nutzdatenabschnitten NA übertragen .
Die Figur 5 zeigt ein fünftes Aus führungsbeispiel für die Durchführung eines Überwachungsschritts , mit dem sich die Leistungs fähigkeit des Kommunikationsnetzes überprüfen lässt . Bei dem fünften Aus führungsbeispiel sendet die erste Komponente 10 im Rahmen des Überwachungsschritts ein erstes Datenpaket DPI an die zweite Komponente 20 . Vor dem Senden erfasst sie dabei den Sendezeitpunkt und fügt einen den Sendezeitpunkt angebenden ersten Zeitstempel ZS 1 in das erste Datenpaket DPI ein .
Außerdem fügt die erste Komponente 10 eine Reihenfolgenangabe RFA, die die Datenpaketreihenfolge des ersten Datenpakets DPI mit Bezug auf bereits früher zu der zweiten Komponente 20 gesendete Datenpakete angibt , dem ersten Datenpaket DPI hinzu .
Der erste Zeitstempel ZS 1 wird vorzugsweise in dem Kopfabschnitt KA des ersten Datenpakets DPI eingefügt und die Reihenfolgenangabe RFA in den Nutzdatenabschnitt NA.
Die zweite Komponente 20 empfängt das erste Datenpaket DPI und erfasst den Empfangs zeitpunkt unter Bildung eines zweiten Zeitstempels ZS2 .
Außerdem wertet die zweite Komponente 20 die Reihenfolgenangabe RFA, die im ersten Datenpaket DPI angegeben ist , aus und prüft , ob diese um Eins höher ist als diej enige Reihenfolgenangabe , die in demj enigen Datenpaket angegeben war, das zuletzt vor dem ersten Datenpaket DPI von der ersten Komponente 10 empfangen worden ist .
Ist die Datenpaketreihenfolge korrekt , so bestimmt die erste Komponente 10 die Verzögerungs zeit VZ durch Di f ferenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel ZS 1 und ZS2 und erzeugt ein Warnsignal WS 1 , wenn die Verzögerungs zeit VZ den vorgegebenen Schwellenwert SW überschreitet . Mit anderen Worten erzeugt die erste Komponente 10 das Warnsignal WS 1 , wenn sowohl die Verzögerungs zeit VZ den vorgegebenen Schwellenwert SW überschreitet als auch die Reihenfolgenangabe eine korrekte Datenpaketreihenfolge ( "RFA=OK" ) bestätigt . Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Komponente 20 ein zweites Warnsignal WS2 erzeugen, wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Prüfung der Datenpaketreihenfolge - die Verzögerungs zeit VZ den vorgegebenen Verzögerungsschwellenwert SW erreicht oder überschreitet .
Alternativ oder zusätzlich kann die erste Komponente 10 ein drittes Warnsignal WS3 erzeugen, wenn - unabhängig von dem Ergebnis der Verzögerungs zeitprüfung - eine inkorrekte Datenpaketreihenfolge ( "RFAVOK" ) festgestellt wird .
Bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Figur 5 kann, wie in Figur 6 wiedergegeben, außerdem vorgesehen sein, dass die erste Komponente 10 für das erste Datenpaket DPI einen ersten Hash- wert HW1 , vgl . Figur 6 , erzeugt , den ersten Hashwert HW1 im Nutzdatenabschnitt NA eines zweiten Datenpakets DP2 zu der zweiten Komponente 20 übermittelt , die zweite Komponente 20 für das empfangene erste Datenpaket DPI einen zweiten Hashwert HW2 erzeugt und die zweite Komponente 20 die Verzögerungs zeit VZ durch Di f ferenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel ermittelt und ein weiteres Warnsignal WS4 erzeugt , wenn sowohl der empfangene erste und der selbst gebildete zweite Hashwert übereinstimmen als auch die Verzögerungs zeit den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet .
Auch kann noch ein weiteres Warnsignal WS5 erzeugt werden, wenn nur die Hashwerte voneinander abweichen .
Die Figur 7 zeigt ein Aus führungsbeispiel für eine Steuereinrichtung 100 , die einen Bestandteil der in den Figuren 1 bis 6 gezeigten eisenbahntechnischen Komponenten 10 , 20 oder 30 bilden kann und dazu dient , diese zur Durchführung eines oder mehrerer der oben beschriebenen Verfahren zu befähigen .
Die Steuereinrichtung 100 weist zur Aus führung der oder zumindest eines der oben beschriebenen Verfahren eine Recheneinrichtung 110 und einen Speicher 120 auf . In dem Speicher 120 ist ein Softwareprogramm SPM abgespeichert , das bei Aus- führung durch die Recheneinrichtung 110 die Arbeitsweise als erste , zweite oder dritte Komponente 10 , 20 und/oder 30 - wie oben beschrieben - ermöglicht . Die Figur 8 zeigt weitere Möglichkeiten der Zuordnung der Zeitstempel ZS , Hashwerte HW und Reihenfolgenangaben RFA im Datenpaket DR, verteilt über Kopf abschnitt KA und Nutzdatenabschnitt NA, die alternativ oder zusätzlich zu den in den Figuren 1 bis 6 gezeigten Zuordnungen vorteilhaft sein kön- nen .
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Aus führungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde , so ist die Erfindung nicht durch die of fenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Eisenbahngleisanlage (1) , bei dem zwischen eisenbahntechnischen Komponenten (10, 20, 30) der Eisenbahngleisanlage (1) Daten über ein Kommunikationsnetz übermittelt werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zumindest ein Überwachungsschritt durchgeführt wird, bei dem eine Verzögerungszeit (VZ) , die zwischen dem Wegsenden eines ersten Datenpakets (DPI) von einer ersten eisenbahntechnischen Komponente (10) der Eisenbahngleisanlage (1) zu einer zweiten eisenbahntechnischen Komponente (20) der Eisenbahngleisanlage (1) und dem Empfangen dieses ersten Datenpakets (DPI) in der zweiten Komponente (20) vergangen ist, ermittelt wird und in Abhängigkeit davon, ob die Verzögerungszeit (VZ) einen vorgegebenen Schwellenwert (SW) überschreitet, zumindest ein Warnsignal (WS, WS1, WS2) erzeugt wird, wobei die Verzögerungszeit (VZ) ermittelt wird, indem
- der Sendezeitpunkt, zu dem die erste Komponente (10) das erste Datenpaket (DPI) sendet, von der ersten Komponente (10) unter Bildung eines ersten Zeitstempels (ZS1) protokolliert wird,
- der Empfangszeitpunkt, zu dem die zweite Komponente (20) das erste Datenpaket (DPI) empfängt, von der zweiten Komponente (20) unter Bildung eines zweiten Zeitstempels (ZS2) protokolliert wird, und die Verzögerungszeit (VZ) durch Differenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel (ZS1, ZS2) ermittelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die erste Komponente (10) , vor oder nach dem Senden des ersten Datenpakets (DPI) , für das erste Datenpaket (DPI) einen ersten Hashwert (HW1) erzeugt,
- die erste Komponente (10) das erste Datenpaket (DPI) ohne den ersten Hashwert (HW1) zu der zweiten Komponente (20) übermittelt, die zweite Komponente (20) für das empfangene erste Datenpaket (DPI) einen zweiten Hashwert (HW2) erzeugt, und die Verzögerungszeit (VZ) durch Differenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel (ZS1, ZS2) ermittelt wird und das oder zumindest eines der Warnsignale (WS1) erzeugt wird, wenn sowohl der erste und der zweite Hashwert (HW1, HW2) übereinstimmen als auch die Verzögerungszeit (VZ) den vorgegebenen Schwellenwert (SW) überschreitet .
3. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die zweite Komponente (20) den zweiten Zeitstempel (ZS2) und den zweiten Hashwert (HW2) in einem zweiten Datenpaket (DP2) zu der ersten Komponente (10) übermittelt und
- die erste Komponente (10) die Verzögerungszeit (VZ) durch Differenzbildung zwischen dem selbst erzeugten ersten und dem empfangenen zweiten Zeitstempel (ZS1, ZS2) ermittelt und das oder zumindest eines der Warnsignale (WS1) erzeugt, wenn sowohl der erste und zweite Hashwert (HW1, HW2) übereinstimmen als auch die Verzögerungszeit (VZ) den vorgegebenen Schwellenwert (SW) überschreitet.
4. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die erste Komponente (10) das erste Datenpaket (DPI) ohne den ersten Zeitstempel (ZS1) zu der zweiten Komponente (20) übermittelt,
- die erste Komponente (10) den ersten Zeitstempel (ZS1) sowie den ersten Hashwert (HW1) in einem zweiten Datenpaket (DP2) zu der zweiten Komponente (20) übermittelt, wobei das zweite Datenpaket (DP2) nach oder vor dem ersten Datenpaket (DPI) weggesandt wird, und
- die zweite Komponente (20) die Verzögerungszeit (VZ) durch Differenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel (ZS1, ZS2) ermittelt und das Warnsignal (WS1, WS2) oder zumindest eines der Warnsignale erzeugt, wenn sowohl der empfangene erste und der selbst gebildete zweite Hashwert (HW1, HW2) übereinstimmen als auch die Verzögerungszeit (VZ) den vorgegebenen Schwellenwert (SW) überschreitet .
5. Verfahren nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die erste Komponente (10) das erste Datenpaket (DPI) ohne den ersten Zeitstempel (ZS1) zu der zweiten Komponente (20) übermittelt,
- die erste Komponente (10) den ersten Hashwert (HW1) und den ersten Zeitstempel (ZS1) in einem zweiten Datenpaket (DP2) zu einer dritten Komponente (30) der Eisenbahngleisanlage (1) übermittelt, wobei das zweite Datenpaket (DP2) nach oder vor dem ersten Datenpaket (DPI) weggesandt wird,
- die zweite Komponente (20) für das empfangene erste Datenpaket (DPI) einen zweiten Hashwert (HW2) erzeugt und den zweiten Zeitstempel (ZS2) und den zweiten Hashwert (HW2) in einem dritten Datenpaket (DP3) zu der dritten Komponente (30) übermittelt und
- die dritte Komponente (30) die Verzögerungszeit (VZ) durch Differenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel (ZS1, ZS2) ermittelt und das Warnsignal (WS1) oder zumindest eines der Warnsignale erzeugt, wenn sowohl der erste und zweite Hashwert (HW1, HW2) übereinstimmen als auch die Verzögerungszeit (VZ) den vorgegebenen Schwellenwert (SW) überschreitet.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die erste Komponente (10) den ersten Zeitstempel (ZS1) im ersten Datenpaket (DPI) zu der zweiten Komponente (20) übermittelt und
- die zweite Komponente (20) die Verzögerungszeit (VZ) durch Differenzbildung zwischen dem in dem ersten Datenpaket (DPI) befindlichen ersten und dem eigenen zweiten Zeitstempel (ZS1, ZS2) ermittelt und das oder zumindest eines der Warnsignale (WS1, WS2) erzeugt, wenn die Verzö- 22 gerungszeit (VZ) den vorgegebenen Schwellenwert (SW) überschreitet .
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die erste Komponente (10) den ersten Zeitstempel (ZS1) im Kopf abschnitt (KA) des ersten Datenpakets (DPI) zu der zweiten Komponente (20) übermittelt,
- die erste Komponente (10) , vor oder nach dem Senden des ersten Datenpakets (DPI) , für das erste Datenpaket (DPI) einen ersten Hashwert (HW1) erzeugt,
- die erste Komponente (10) den ersten Hashwert (HW1) im Nutzdatenabschnitt (NA) eines zweiten Datenpakets (DP2) zu der zweiten Komponente (20) übermittelt, wobei das zweite Datenpaket (DP2) nach oder vor dem ersten Datenpaket (DPI) weggesandt wird,
- die zweite Komponente (20) für das empfangene erste Datenpaket (DPI) einen zweiten Hashwert (HW2) erzeugt und
- die zweite Komponente (20) die Verzögerungszeit (VZ) durch Differenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel (ZS1, ZS2) ermittelt und das oder zumindest eines der Warnsignale (WS1) erzeugt, wenn sowohl der empfangene erste und der selbst gebildete zweite Hashwert (HW1, HW2) übereinstimmen als auch die Verzögerungszeit (VZ) den vorgegebenen Schwellenwert (SW) überschreitet.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 6 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die erste Komponente (10) den ersten Zeitstempel (ZS1) sowie eine Reihenfolgenangabe (RFA) , die die Datenpaketreihenfolge des ersten Datenpakets (DPI) mit Bezug auf bereits zu der zweiten Komponente (20) früher gesendete Datenpakete angibt, im ersten Datenpaket (DPI) zu der zweiten Komponente (20) übermittelt und
- die zweite Komponente (20) die Verzögerungszeit (VZ) durch Differenzbildung zwischen dem ersten und zweiten Zeitstempel (ZS1, ZS2) ermittelt und das oder zumindest eines der Warnsignale (WS1) erzeugt, wenn sowohl die Ver- 23 zögerungszeit (VZ) den vorgegebenen Schwellenwert (SW) überschreitet als auch die Reihenfolgenangabe (RFA) , die im ersten Datenpaket (DPI) des Überwachungsschritts angegeben ist, um Eins höher ist als diejenige Reihenfolgenangabe, die in dem zuletzt vor dem ersten Datenpaket (DPI) des Überwachungsschritts von der ersten Komponente (10) gesendeten und von der zweiten Komponente (20) empfangenen Datenpaket angegeben ist.
9. Eisenbahngleisanlage (1) mit eisenbahntechnischen Komponenten (10, 20, 30) , die Daten über ein Kommunikationsnetz übermitteln können, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Eisenbahngleisanlage (1) zumindest zwei Komponenten (10, 20, 30) aufweist,
- von denen zumindest eine dazu ausgestaltet ist, als erste Komponente (10) im Rahmen eines Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche betrieben zu werden, und
- von denen zumindest eine andere dazu ausgestaltet ist, als zweite Komponente (20) im Rahmen eines Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche betrieben zu werden .
10. Eisenbahngleisanlage (1) nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Eisenbahngleisanlage (1) zumindest eine erste, eine zweite und eine dritte eisenbahntechnische Komponente (10, 20, 30) aufweist, von denen
- die erste dazu ausgestaltet ist, als erste Komponente
(10) im Rahmen eines Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche betrieben zu werden,
- von denen die zweite dazu ausgestaltet ist, als zweite Komponente (20) im Rahmen eines Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche betrieben zu werden, und
- von denen die dritte dazu ausgestaltet ist, als dritte Komponente (30) im Rahmen eines Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche betrieben zu werden. 24
11. Eisenbahngleisanlage (1) nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die dritte Komponente (30) ein Stellwerk oder eine Stellwerkskomponente ist.
12. Eisenbahntechnische Komponente, insbesondere für eine Eisenbahngleisanlage (1) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die eisenbahntechnische Komponente dazu ausgebildet ist, als erste, zweite oder dritte Komponente (10, 20, 30) im Rahmen eines Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche betrieben zu werden.
13. Eisenbahntechnische Komponente nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die eisenbahntechnische Komponente (10, 20, 30) zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche eine Recheneinrichtung (110) und einen Speicher (120) umfasst, in dem ein Softwareprogramm (SPM) abgespeichert ist,
- wobei das Softwareprogramm (SPM) bei Ausführung durch die Recheneinrichtung (110) die Arbeitsweise als erste, zweite oder dritte Komponente (10, 20, 30) ermöglicht.
14. Eisenbahntechnische Komponente (10) nach Anspruch 12 oder 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die eisenbahntechnische Komponente (10) ein Stellwerk oder eine Stellwerkskomponente, eine Weiche oder Weichenkomponente, eine kommunikationsfähige Balise oder Balisenkomponente, ein Streckensignal oder eine Streckensignalkomponente, ein Achszähler oder eine Achszählerkomponente, eine Schlüsselsperre oder eine Schlüsselsperrenkomponente, oder eine Stromversorgung oder Stromversorgungskomponente ist.
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