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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen ein Stellteil enthaltenden Relaissatz-Adapter für die Migration von einem bestehenden Stellwerk auf ein Digitales Stellwerk.
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Die Infrastrukturbetreiber der Bahnunternehmungen haben ältere Relais-Stellwerke in Betrieb, die durch modernere Anlagen ersetzt werden müssen. Der Begriff «Modernere Anlagen» steht beispielsweise für ein elektronisches Stellwerk ESTW, wie sie von der Anmelderin unter dem Namen Simis® vertrieben werden.
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Beim Ersatz von Bahnanlagenkomponenten könnten insbesondere die Kabelanlage und auch Teile der installierten Aussenanlagenelemente, wie beispielsweise Weichenantriebe, Zwergsignale, Hauptsignale, Gleisfreimelder usw., weiter betrieben werden. Heute muss jedoch eine neue Aussenanlage parallel zur bestehenden Aussenanlage aufgebaut werden, damit diese Aussenanlagenelemente im Zusammenhang mit der neuen Sicherungsanlage einschliesslich einem neuen Stellwerk geprüft werden können und mit möglichst kurzen Betriebsunterbrüchen in Betrieb genommen werden können. Dazu muss auch die ganze Kabelanlage neu aufgebaut werden. In der Innenanlage wird Platz benötigt, damit die neue Sicherungsanlage, die zugehörigen Rechner, Gestelle für die Stellteile und die Stellteile parallel zur alten Sicherungsanlage aufgebaut werden können.
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Bei den bisherigen Sicherungsanlagen ist bei einem Relais-Stellwerk die Schnittstelle nach aussen wie folgt realisiert:
In einer Innenanlage - auch Relais- oder Rechnerraum genannt - ist ein Gestell aufgebaut, an das die externen Kabel via Kabelabschlussklemmen und meist eine Rangierung/Rangierverteiler und über Strips zu im Gestell vorhandenen Buchsen geführt wird. Zu den gleichen Buchsen wird auch eine elektrische Verbindung vom und zum Relais-Stellwerk geführt. In diese Buchsen wird ein Relaissatz eingesteckt zur Ansteuerung und zur Übertragung eines Meldewegs zwischen Aussenanlagenelemente und Relais-Stellwerk. Die Kontaktierung erfolgt dabei über Stifte des Relaissatzes. Die Gesamtheit der Stifte ist dabei in einem oder mehreren Satzsteckern enthalten. Dabei ist eine Vielzahl von Rahmen im Gestell mit je einem Satz Buchsen angeordnet. In diese Mehrzahl von Rahmen sind entsprechend des Typs des Aussenanlagenelementes Relaissätze mit den Satzsteckern eingesteckt.
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Ein paralleler Aufbau ist bei einer Migration von einem bestehenden Relais-Stellwerk auf ein Elektronisches oder Digitales Stellwerk wegen dem Platzbedarf und dem Ersatz einer an und für sich funktionierenden Kabelanlage im Aussenbereich und der funktionierenden Aussenanlagenelemente, wie z.B. Weichenantriebe und Gleisfreimelder, kostspielig und stellt auch eine Ressourcenverschwendung dar.
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Zunehmend werden anstelle von Elektronischen Stellwerken ESTW sogenannte Digitale Stellwerke DSTW eingesetzt, die sich im Prinzip nur durch eine EULYNX-konforme Schnittstelle zu den Stellteilen von den Elektronischen Stellwerken ESTW unterscheiden. Die vorgenannte EULYNX-konforme Schnittstelle ist durch die Bahnbetreiber spezifiziert.
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Eine IT-basierte Steuerungslogik, realisiert in Rechnern, hat eine deutlich kürzere Lebensdauer als die bekannten und bewährten Lösungen und Produkte für robuste Aussenanlagenelemente. Demzufolge muss diese IT-basierte Steuerungslogik häufiger ausgetauscht werden als die vorgenannten Lösungen und Produkte für die Aussenanlagenelemente. EULYNX ermöglicht es, die Lebenszyklen der Stellwerke/Steuerungslogik von denen der Aussenanlagenelemente zu entkoppeln. Diese Entkopplung erlaubt spezialisierten Herstellern, die nur Elemente für eine Aussenanlage, wie z.B. Bahnübergänge, Achszähler oder Weichenantriebe, anbieten, weiterhin einen Marktzugang. Der Vorteil der EULYNX-Standardisierung liegt also in der Trennung der Lebenszyklen von Innenanlagen und Aussenanlagenelemente.
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Zur Begrifflichkeit elektronisches Stellwerk vs Digitales Stellwerk:
- A) Ein «elektronisches Stellwerk» ESTW ist eine rechnerbasierte Anlage zum Stellen von Weichen und Signalen. Die Außensignale sind ausschließlich Lichtsignale, falls sie nicht komplett oder teilweise durch eine Führerstandssignalisierung ersetzt werden (→ European Train Control System ETCS Level 2). Die zum Aufbau und zur Sicherung einer Fahrstraße erforderlichen Abhängigkeiten werden im elektronischen Stellwerk ESTW mithilfe von Software in Rechnern realisiert.
- B) In Zusammenhang mit der vorgenannten EULYNX-konformen Schnittstelle werden die EULYNX-basierten Stellwerke als «Digitale Stellwerke» DSTW bezeichnet, obwohl die bisherigen «Elektronischen Stellwerke» ESTW ebenfalls auf einer digitalen Logiksteuerung aufsetzen. Diese nicht ganz korrekte Bezeichnung dient lediglich der Unterscheidung zu nicht EULYNX-basierten elektronischen Stellwerken. Die EULYNX-Spezifikationen decken nur die Schnittstelle zwischen einem rechnerbasierten Stellwerk und einem Stellteil für ein Aussenanlagenelement ab. Zwischen dem vorgenannten Stellteil und dem zu stellenden Aussenanlagenelement bleiben die herstellerspezifischen Schnittstellen erhalten.
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Bekannt ist eine Lösung von Pilz GmbH für einen EULYNX-Adapter. Dieser EULYNX-Adapter zeichnet sich aus durch eine Einbindung von einem rechnerbasierten Stellwerk - also einem Digitalen Stellwerk DSTW - in die Kommunikation mit sogenannten Object-Controllern OC. Object-Controller OC übersetzen die digitalen Steuerbefehle aus einem Digitalen Stellwerk in analoge Signale für die Aussenanlagenelemente, wie z.B. Weichen oder Lichtsignale. Bei dieser Lösung werden dabei Ethernet-Kabel in die Aussenanlage geführt. Es ist u.a. möglich, Object-Controller Plattformen (Hard- und SoftwareKomponenten) in Kabinen in Gleisnähe zu installieren und zu betreiben. Ebenso kann die Object-Controller Funktion (OC-Funktion) von den Lieferanten aber auch in die Aussenanlagenelemente integrieren werden, also z.B. die OC-Point Funktion einen Element Controller für eine Weiche zu integrieren. Die vorstehend erwähnten EULYNX-Adapter werden mehr oder weniger direkt im entsprechenden Aussenanlagenelement, wie Weichenantrieb oder Bahnübergangssteuerung oder Bahnschranke, am Gleis eingesetzt. Diese Art von Verkabelung über Ethernet hat sich wegen der Ausseneinflüsse (Witterung, Verschmutzung, EMV) derzeit nicht durchgesetzt.
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Nachteilig an dieser Lösung von Pilz GmbH sind zusätzlich:
- i) Jeder Object-Controller OC erfordert einen zusätzlichen Platz, da die alte Installation erst nach der Inbetriebnahme des betreffenden Object-Controllers abgebaut werden kann.
- ii) Für jeden Object-Controller muss die Stromversorgung parallel zur bestehenden Infrastruktur zur Verfügung gestellt werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen zu einem Relaissatz-Stecker kompatiblen Relaissatz-Adapter für die Migration von einem bestehenden (Relais-) Stellwerk auf ein Digitales Stellwerk DSTW anzugeben, so dass eine solche Migration ohne Anpassungen an der Aussenanlage möglich wird und in der Innenanlage ein möglichst geringer Platz- und Umstellungsbedarf damit verbunden ist.
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Diese Aufgabe wird für einen Relaissatz-Adapter durch die im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemässe Lösung sieht einen Relaissatz-Adapter für die Migration von einem bestehenden Relais-Stellwerk auf ein Digitales Stellwerk DSTW vor, der umfasst: Satzstecker mit Stiften zur Verbindung über eine Aussenanlagenschnittstelle von in einer Aussenanlage befindlichen Aussenanlagenelementen mit dem Stellwerk, wobei die Aussenanlagenelemente durch das Stellwerk steuer- und überwachbar sind,
und sich dadurch auszeichnet, dass
bei Ersatz des bestehenden Stellwerkes durch ein Digitales Stellwerk eine Stellwerk-Schnittstelle zwischen Digitalem Stellwerk und Relaissatz-Adapter als EULYNX-konforme Schnittstelle ausgeführt und mit einem im Relaissatz-Adapter enthaltenen EULYNX-Stellteil verbunden ist, wobei das EULYNX-Stellteil über eine Adapterschaltung mit dem Satzstecker verbunden ist und die Adapterschaltung so ausgestaltet ist, dass über die Aussenanlagenschnittstelle die Aussenanlagenelemente unverändert steuer- und überwachbar bleiben.
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Mit dieser Erfindung kann bei einer Migration die gesamte Aussenanlage einschliesslich der Kabelanlage bis vor die Satzstecker in einer Innenanlage unverändert beibehalten werden. In der Innenanlage wird nur ein Minimum an zusätzlichem Platz benötigt. Die neuen Rechner (synonym für das Digitale Stellwerk DSTW) können auch an einem anderen Ort in einem Gebäude aufgebaut werden, da diese Rechner bzw das Digitale Stellwerk DSTW über ein Netzwerk mit den erfindungsmässen Relaissatz-Adapter kommunizieren können, da die EULYNX-konforme Schnittstelle auf Ethernet basiert. Anstelle des eingangs beschriebenen Relaissatzes - eingesteckt in Buchsen eines Rahmens - braucht bei einer Migration lediglich der Relaissatz durch den vorgeschlagenen Relaissatz-Adapter ausgetauscht zu werden und eine moderne Schnittstelle (Ethernet gemäss EULYNX-Spezifikation) an den Relaissatz-Adapter herangeführt und im Relaissatz-Adapter eingesteckt zu werden.
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Unverändert weiterbetreibbar heisst, dass die Ansteuerung der Aussenanlagenelemente wie bis anhin erfolgt und keinerlei Anpassung dieser Aussenanlagenelemente erfordert. Dazu gehört auch der sogenannte Meldeweg von Aussenanlagenelemente in Richtung Stellwerk, über den Zustandsinformation, wie z.B. «Bahnschranke geschlossen», «Weiche in Endlage überwacht» etc., in Richtung Stellwerk übermittelt wird. Aufgrund des Erhalts solcher Zustandsinformation können Signale auf Fahrt gestellt werden. Bei den Lichtsignalen für Haupt-, Vor- und Blocksignale gehört zu dieser Zustandsinformation auch die Überwachung eines Lampenstromkreises. Aus dieser Überwachung kann der Zustand eines Lichtsignales bestimmt werden. Wird ein Fehler festgestellt, wird durch das Stellwerk für das betreffende Signal ein restriktiverer Fahrbegriff ausgegeben.
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So können sich die folgenden Vorteile zusätzlich ergeben:
- i) Es muss für die Stromversorgung des Relaissatz-Adapters keine zusätzliche Energieversorgung vorgesehen werden, da der Relaissatz-Adapter einen Satzstecker Stromversorgung aufweist, der wegen der Steckerkompatibilität zwischen Relaissatz-Adapter und den in einem Rahmen befindlichen Buchsen weiterhin für die Energieversorgung ab einer Stellwerkstromversorgung zur Verfügung steht.
- ii) Da ab dem Satzstecker Steuerung die verschiedenen Komponenten in der Aussenanlage wie bis anhin verbunden bleiben, bleibt der Umstellungsaufwand auf die Innenanlage in einem Gebäude beschränkt, nämlich auf die Installation eines Rechners der die Funktion «Digitales Stellwerk» enthält und die Zuführung von Ethernet-Verbindungen zu den vorgeschlagenen Relaissatz-Adaptern.
- iii) Die vorliegende Erfindung erlaubt, beliebig oft zwischen einer alten Sicherungsanlage mit einem Relais-Stellwerk und einer neuen Sicherungsanlage mit einem Digitalen Stellwerk umzuschalten, da lediglich die Relaissätze durch entsprechende Stecker kompatible Relaissatz-Adapter ausgetauscht werden müssen. Dies erlaubt einen Wechsel ohne Anpassung der Verdrahtung in der Innenanlage bzw Verkabelung in der Aussenanlage.
- iv) Der Erhalt der Verkabelung der Aussenanlage und der Aussenanlagenelemente hat keinerlei Einschränkungen hinsichtlich des Meldungsverkehrs von den Aussenanlagenelementen in Richtung Stellwerk.
- v) Im Stand der Technik für das Grundkonzept für einen smartrail 4.0 Object-Controller wird in der öffentlichen Kurzversion» für die Migration eine Y-Klemme vorgeschlagen, die zusätzlich in die Anschaltung der Aussenanlage eingebaut werden muss, damit aufwandsarm zwischen den Relaisstellteilen des alten Stellwerks und den Eulynx-Stellteilen des neuen Digitalen Stellwerks umgeschaltet werden kann. Diese Y-Klemme wird mit der Lösung gemäss der vorliegenden Erfindung nicht gebraucht, da die Umschaltung durch Tauschen des Relaissatzes mit dem Relaissatz-Adapter erfolgt und da die Adapterschaltung so ausgestaltet ist, dass über die Aussenanlagenschnittstelle die Aussenanlagenelemente unverändert steuer- und überwachbar bleiben. Die damit verbundene Aufwandsminimierung ist enorm, wie dies anhand des folgenden Beispiels belegt wird.
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Annahme:
Kleineres Stellwerk mit 10 Weichen, 20 Zwergsignalen, 10 Hauptsignalen und 8 Vorsignalen. Es wären dazu mehr als 250 solcher Y-Klemmen erforderlich.
- 10 Weichen à 4 Adern = 40 Y-Klemmen;
- 20 Zwergsignale à 4 Adern = 80 Y-Klemmen;
- 10 Hauptsignale à ∼10 Adern = 100 Y-Klemmen;
- 8 Vorsignale à 4 Adern = 32 Y-Klemmen
- Total: 252 Y-Klemmen. Dabei sind die
- Gleisfreimeldesysteme hier noch gar nicht eingerechnet.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beinhalten:
- i) Im Relaissatz-Adapter werden EULYNX-konforme Object-Controller implementiert, die zusammen mit einer Adapterschaltung exakt die Funktion der bisherigen Relaissätze bezüglich der Ansteuerung und Überwachung eines Aussenanlagenelementes nachbilden. Diese Funktionen werden in Object-Controllern gemäss dem EULYNX-Standard implementiert.
- ii) Zur Erhöhung der Redundanz einer solchen Sicherungsanlage mit Digitalem Stellwerk DSTW können die Relaissatz-Adapter mittels eines integrierten Miniswitches in einer Ethernet-Ringstruktur mit dem Stellwerk verbunden werden.
- iii) Bei der unter i) genannten Nachbildung der bisherigen Funktionen eines Relaissatzes ist es auch möglich, gemäss dem Standard «generische EULYNX Spezifikation SCI-IO Standard Communication Interface Input/Output» einen Multi-Object-Controller zu implementieren. Mit einem Multi-Object-Controller können unterschiedliche Aussenanlagenelemente gesteuert und überwacht werden, zB ein Weichenantrieb und zu einer Weiche zugehörige Gleisfreimeldesysteme.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:
- FIG 1
- eine Aussenanlage mit Aussenanlagenelementen und einem Stellwerk;
- FIG 2
- Ausführungsbeispiel eines Relaissatz-Adapters gemäss der vorliegenden Erfindung;
- FIG 3
- Detailliertere Darstellung des Aufbaus eines Relaissatz-Adapters gemäss der vorliegenden Erfindung;
- FIG 4
- Vorteilhafte Anordnung von Relaissatz-Adaptern zu einem Digitalen Stellwerkes DSTW in einem Gebäude.
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FIG 1 zeigt eine Aussenanlage 100 mit einem Stellwerk 10. Auf dieser Betrachtungsebene ist der Unterschied zur vorliegenden Erfindung noch nicht evident. In einem Gebäude 1 ist ein Stellwerk 10 untergebracht. Nur schematisch sind nun zum Stellwerk 10 Relaissatz-Adapter 20 anstelle der Relaissätze dargestellt, an die die nachfolgend aufgeführten Aussenanlageelemente angeschlossen sind. Die genaue Leitungsführung/Verkabelung intern und Richtung Aussenanlage 100 wird weiter unten anhand der weiteren FIG 2 bis 4 erläutert.
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Diese hier nur schematisch dargestellte Aussenanlage 100 enthält als Aussenanlagenelemente:
- a) einen Bahnübergang 47 an offener Strecke mit Bahnschranke und Schrankenantrieb 40
und zugehöriger Bahnübergangssteuerung 50 am Gleis sowie mit mindestens einem Blinklichtsignal 49; - b) einen Bahnübergang 48 in einem Bahnhofsbereich mit Bahnschranke und Schrankenantrieb 40 sowie mit mindestens einem Blinklichtsignal 49;
- c) eine Gleisfreimeldekomponente 45 am Gleis 46;
- d) eine Weiche 41 mit zugehörigem Weichenantrieb 42;
- e) ein Zwergsignal 43 im Bahnhofsbereich und
- f) ein Haupt-, Vor- oder Blocksignal 44.
Im Folgenden wird der Begriff Aussenanlagenelemente nicht konsequent mit Bezugszeichen verwendet, der Begriff Aussenanlagenelement steht für eine der vorgenannten Ausprägungen.
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Zur Begrifflichkeit der verschiedenen Signaltypen «Haupt-, Vor- oder Blocksignal» wird auf die einschlägigen Dokumente beispielsweise des Bundesamts für Verkehr, Bern, Schweiz, verwiesen. All die vorgenannten Aussenanlagenelemente sind über Leitungen/Schnittstellen wie in der FIG 1 angegeben über den Relaissatz-Adapter 20 mit dem Stellwerk 10 verbunden.
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Für eine Migration eines zu ersetzenden Stellwerkes 10 (zB ein Relaisstellwerk) auf ein Digitales Stellwerk DSTW 10 sollte die Aussenanlage 100 möglichst unverändert weiterbetrieben werden können, da ein Neuaufbau von Verkabelung und Anschlusstechnik zu den Aussenanlagenelementen nicht nur kostspielig ist, sondern auch eine Ressourcenverschleuderung darstellt.
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Dazu wird auf die FIG 2 Bezug genommen. FIG 2 zeigt ein in einem Stellwerkgebäude 1 befindliches Stellwerk 10 mit einem angeschlossenen Relaissatzadapter 20. In diesem Relaissatz-Adapter 20 ist ein Stellteil 38, ein Satzstecker 25 für die Steuerung (und Überwachung) und ein Satzstecker 26 für die Stromversorgung enthalten. Die Satzstecker (mit Stiften) des Relaissatz-Adapters 20 sind in Buchsen eines den Relaissatz-Adapter 20 umgebenen Rahmens eingesteckt. Solche Rahmen sind mehrfach in einem Gestell vorhanden. Diese Gestelle können in einem Relaisraum als Teil eines Stellwerkgebäudes 1 aufgestellt sein.
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Die Verkabelung zwischen Relaissatz-Adapter 20 und den Aussenanlagenelemente ist gegenüber dem Stand der Technik bzw. gegenüber der bisherigen Lösung unverändert. Im Einzelnen beinhaltet die Verkabelung von den Aussenanlagenelementen in Richtung Stellwerk 10:
- Kabel zu Kabelabschlussklemmen, zB in einem Stellwerksgebäude;
- Verbindung zwischen Kabelabschlussklemmen und einem Rangierverteiler für die Rangierung,
- Verbindung zu Strips/Buchsen, dabei ist in die Buchsen ein Satzstecker 25/26 eines Relais-Adapters 20 eingesteckt.
Über die vorgenannte Verkabelung erfolgt die Übertragung von Steuerungsinformation zu den Aussenanlagenelementen und die Übertragung von Zustandsinformationen der Aussenanlagenelementen in Richtung Stellwerk, das letztere wird auch Meldeweg genannt.
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Das im Relaissatz-Adapter 20 enthaltene Stellteil 38 weist auf:
- Stromversorgung 24,
- Adapterschaltung 22 und
- EULYNX-Stellteil 21.
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In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst ein Stellteil 38 mit einer EULYNX-Schnittstelle 31 folgende Komponenten:
- i) ein EULYNX-Stellteil 21 mit EULYNX-Schnittstelle/Ethernet-Anschluss 31
- ii) eine spezifische Adapterschaltung 22 für die anzusteuernde Komponente, wie z.B. Weichenantrieb 42 oder Zwergsignal 43;
- iii) eine interne Stromversorgung 24 für die Adapterschaltung 22 und das EULYNX-Stellteil 21, die Stromversorgung 24 bezieht dabei über den Satzadapter 26 die Energie von einer im Stellwerkgebäude 1 ohnehin vorhandenen Stromversorgung 23.
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Die Adapterschaltung 22 und somit auch das Stellteil 38 ist spezifisch auf das zu steuernde Aussenanlagenelement ausgebildet. Diese spezifische Ausbildung ist nicht nur durch den Typ des Aussenanlagenelementes, wie z.B. Weichenantrieb 42 oder Zwergsignal 43, bestimmt, sondern kann auch verschieden ausgeprägt sein bei gleichen Typen von Aussenanlagenelementen. Das ist der Fall, wenn z.B. Weichenantriebe 42 von verschiedenen Herstellern angesteuert werden sollen. Die Stellteile 38 unterscheiden sich also nicht nur bezüglich des Typs des anzusteuernden Aussenanlagenelementes, sondern auch bezüglich des Herstellers/Lieferanten der anzusteuernden Komponente. Es können aufgrund verschiedener Generationen von Weichenantrieben 42 des gleichen Herstellers auch verschiedene Ausprägungen von Adapterschaltungen 22 selber erforderlich sein. Aus diesem Grunde wird hier das EULYNX-Stellteil 21 und die Adapterschaltung 22 als verschiedene Blöcke im Stellteil 38 angegeben. Ein weiterer Grund für diese Separation kann das Erfordernis einer galvanischen Trennung und eventuelle Blitzschutzmassnahmen sein.
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Ungeachtet der vorstehenden Separation ist es jedoch möglich, das EULYNX-Stellteil 21 und die Adapterschaltung 22 als eine einzige Einheit zu realisieren und somit auf einer einzigen Printplatte vorzusehen.
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Die EULYNX-Stellteile 21 sind entsprechend der vorgesehenen Verwendung verschieden ausgeführt mit den standardisierten Funktionen als:
- EULYNX SCI-P (point), für eine Weiche;
- EULYNX SCI-LS (light signal), für ein Lichtsignal;
- EULYNX SCI-LEU (line electronic unit), für eine Balise;
- EULYNX SCI-TD (train detection); für einen Achszähler,
- EULYNX SCI-LC (level crossing, central); für eine zentralisierte Bahnübergangssteuerung;
- EULYNX SCI-LX (level crossing, external) für eine externe Bahnübergangssteuerung.
Über all den vorgenannten Spezifikationen steht die generische EULYNX Spezifikation SCI-IO Standard Communication Interface Input/Output.
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Die vorstehende Aufzählung/Gliederung ist durch den EULYNX-Standard nicht abschliessend:
Die SCI-IO Spezifikation wird zB in der Schweiz für die Ansteuerung und Überwachung der Zwergsignale 43 und der Gleisfreimelde-Systeme 45 verwendet. Die Zwergsignale 43 könnten wohl auch über SCI-LS angesteuert werden. Da aber heute auch bei den bestehenden elektronischen Stellwerken ESTW die Ansteuerung der Zwergsignale 43 nicht über ein Signalstellteil, sondern über ein IO-Stellteil mit nachgelagertem Relaisstellteil erfolgt, muss dies bei einer Migration auf ein Digitales Stellwerk DSTW identisch erfolgen.
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Allfällig vorhandene Zusatzrelais zum bestehenden Relaissatz, deren Kontakte zwischen Satzstecker Steuerung 25 und Aussenanlage 100 geschaltet sind, müssen, obwohl sie stellwerkstechnisch nicht mehr notwendig sind, zwecks Durchgängigkeit der Aussenanlageschnittstelle 35 weiterhin angeschaltet werden. Dies wird durch Verbindungen zwischen Stiften des Satzsteckers Steuerung 25 innerhalb des Relaissatz-Adapters 20 gewährleistet, wodurch die externen Zusatzrelais mit dem Einsetzten des Relaissatz-Adapters angeschaltet werden und somit keine störende Wirkung in der Aussenanlageschnittstelle 35 mehr haben. Zur Steigerung der Verfügbarkeit der Anlage können die Kontakte in der Aussenanlageschnittstelle 35 nach der vollständigen Migration des Stellwerks ausgebaut und die vom Stellwerk nicht mehr benötigten Zusatzrelais rückgebaut werden.
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Zu weiteren Erläuterung wird auf die FIG 3 Bezug genommen. FIG 3 zeigt ein in einem Relaissatz-Adapter 20 enthaltenes Stellteil 38, das zwei Ethernet/EULYNX-Schnittstellen 31 aufweist. Dazu ist entweder im Stellteil 38 oder ausserhalb des Stellteils 38 im Relaissatz-Adapter 20 ein Miniswitch 28 vorgesehen. An diesem Miniswitch 28 ist mindestens ein EULYNX-Stellteil 21 - in FIG 3 mit 21.1 bezeichnet - angeschlossen. Der Miniswitch 28 erlaubt den Anschluss des Relaissatz-Adapters 20 an einen Ethernet-Ring, der als Knoten mehrere Relaissatz-Adapter 20 und ein Digitales Stellwerk DSTW 10 enthält (siehe dazu die FIG 4). Der Anschluss an die Ethernet-Schnittstelle wird mit RJ45-Steckern realisiert. Abhängig von einem konkreten Layout eines Relaissatz-Adapters, kann die RJ45-Steckdose auf dem Relaissatzadapter 20 oder auf dem Stellteil 38 angebracht sein. Nur der Vollständigkeit halber: Das Digitale Stellwerke 10, muss wegen der Ringstruktur ebenfalls mit einem Miniswitch ausgerüstet sein.
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Die vorstehende Aufzählung von standardisierten Funktionen wird auf Object-Controller Plattformen - im Folgenden mit OC-Plattform abgekürzt - implementiert. Eine OC-Plattform bezeichnet generisch eine Einheit bzw. eine Menge von Hard- und Softwarekomponenten, welche die Object-Controller Funktionalität implementieren.
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Gemäss der FIG 3 steuert und überwacht ein Object-Controller 27 eine oder mehrere Aussenanlagenelemente des gleichen Typs. Die vorhandene funktionale Struktur eines Relaissatzes ist dabei auf ein Stellteil 38 mit einer EULYNX-Schnittstelle 31 übertragen. Im Stellteil 38 kann ein Object-Controller OC bzw. 27 auch mehrfach angeordnet sein, dies ist mit einem zweiten Object-Controller 27.2 dargestellt. Der Übersichtlichkeit halber sind nicht alle Verbindungen eingetragen, so auch nicht jene für die Stromversorgung. Dementsprechend ist der Satzstecker Steuerung 25 mehrfach vorhanden, in FIG 3 mit 25,1 und 25.2 bezeichnet. Die Anzahl mehrfacher Object-Controller und Adapterschaltungen 22 pro Stellteil 38 kann auch mehr als zwei betragen.
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Alternativ wird an dieser Stelle auf einen Multi-Object-Controller verwiesen. Ein Multi-Object-Controller erlaubt, Object-Controller für unterschiedliche Elemente zu vereinen. Dazu wird auf folgenden Anwendungsfall Bezug genommen: Ein Multi-Object-Controller erlaubt für ein Weichenstellteil nicht nur die Weiche über einen Object-Controller zu steuern und zu überwachen, sondern auch die Funktion eines Object-Controllers für die Gleisfreimeldungen dieser Weiche zu integrieren. Dies bietet den Vorteil, dass der Platzbedarf, die Anzahl der Ethernetverbindungen und die Umbaumassnahmen weiter reduziert werden können. Wie vorstehend gemäss den Ausführungen für FIG 3 erläutert, kann ein Multi-Object-Controller auch mehrfach in einem Stellteil 38 implementiert sein.
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FIG 4 zeigt eine Anordnung der vorgeschlagenen Stellteile 38 in je einem Relaissatz-Adapter 20 mit einer EULYNX-Schnittstelle 31, die in einer Ethernet Ringstruktur miteinander und mit einem Digitalen Stellwerk 10 verbunden sind. Das Digitale Stellwerk DSTW ist seinerseits mit einem Radio Block Centre RBC (=ETCS-Streckenzentrale) verbunden. Diese Anordnung ist vorgesehen für einen sogenannten ETCS-Level 2 Betrieb. Die Züge erhalten die Fahrtinformationen nicht mehr über die Lichtsignale, also nicht mehr über Haupt-, Vor- oder Blocksignale, sondern via Funk GSM-R (verbindungsorientiert) oder via Future Railway Mobile Communication System FRMCS vom Radio Block Centre RBC. Die vorliegende Erfindung kann auch eingesetzt werden bei der Umschaltung von einem ETCS-Level 1-Betrieb mit Lichtsignalen auf einen ETCS-Level 2-Betrieb, der ETCS-Level 2-Betrieb benötigt keine Lichtsignale mehr, ausgenommen Zwergsignale im Bahnhofsbereich.
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Eine Migration auf ein Digitales Stellwerk wird nun wie folgt vorgenommen:
Im gleichen Raum des betreffenden Gebäudes 1 oder abgesetzt, in dem sich die Relaissatz-Adapter 20 mit den eingesteckten Stellteilen 38 befinden, wird das «neue» Stellwerk 10 - also ein Digitales Stellwerk DSTW - als ein entsprechend ausgeführter Rechner platziert. Von diesem Rechner wird mittels einer Ethernet-Verbindung die sogenannte EULYNX Schnittstelle 31 zu den vorgenannten Relaissatz-Adaptern 20 bzw Stellteilen 38 geführt.
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Zur Migration von einem bestehenden Stellwerk (10) auf ein Digitales Stellwerk (10):
- (A) Ausgangslage:
Die Aussenanlagenelemente werden von einem altem Stellwerk 10 über einen bestehenden Relaissatz 20 angesteuert und überwacht. - (B) Ziellage:
Die bestehenden Aussenanlagenelemente werden vom neuen Digitalen Stellwerk über die neuen Relaissatz-Adapter 20 angesteuert und überwacht.
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Die Migration läuft vereinfacht dargestellt in folgenden Schritten ab:
- 1. Das neue Digitale Stellwerk DSTW 10 wird installiert und bezüglich der Rechner in Betrieb genommen.
- 2. Die Ethernetverbindungen vom Digitalen Stellwerk 10 zu den neuen Relaissatz-Adapter werden vorbereitet.
- 3. Der Bahnbetrieb auf der betreffenden Aussenlage wird unterbrochen.
- 4. Die bestehenden Relaissätze werden durch die Relaissatz-Adapter 20 ausgetauscht und die Ethernetkabel werden in die neuen Relaissatz-Adapter 20 oder die Stellteile 38 gesteckt.
- 5. Die korrekte Funktion des Aussenanlageelementes zusammen mit dem Relaissatz-Adapter wird geprüft.
- 6. Der Bahnbetrieb auf der betreffenden Aussenlage wird wieder aufgenommen.
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Die vorliegende Erfindung kann auch eingesetzt werden bei einer Umstellung von einem ETCS-Level 1 Betrieb auf einen ETCS-Level 2 Betrieb mit elektronischen Stellwerken. Bei dieser Umstellung entfallen die Haupt-, Vor- und Blocksignale in der Aussenanlage vollständig. Es bleiben nach einer solchen Umstellung noch die Weichenantriebe 42, die Gleisfreimeldesystem 45 und die Zwergsignale 43. Bei den letzteren sind je nach Bahnverwaltung Anpassungen in der Aussenanlage bezüglich der Signalfarbe erforderlich.
Liste der Bezugszeichen
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- 1
- Stellwerkgebäude, Gebäude, Innenanlage
- 5
- Leittechnik
- 10
- Stellwerk, Elektronisches Stellwerk, Digitales Stellwerk
- 15
- Radio Block Centre RBC
- 20
- Relaissatz-Adapter
- 21
- EULYNX-Stellteil
- 22, 22.1, 22.2
- Adapterschaltung
- 23
- Stellwerkstromversorgung; Stromversorgung
- 24
- Stromversorgungsadapter
- 25, 25.1, 25.2
- Satzstecker Steuerung
- 26
- Satzstecker Stromversorgung
- 27, 27.1, 27.2
- Object-Controller OC
- 28
- Miniswitch
- 31
- Stellwerkschnittstelle, EULYNX-Schnittstelle (Ethernet)
- 32
- Speisung des EULYNX-Stellteils
- 33
- Speisung der Adapterschaltung
- 34
- Schnittstelle zwischen Adapterschaltung und bestehendem Satzstecker
- 35
- Bestehende Schnittstelle zwischen Satzstecker und Aussenanlage; Aussenanlagenschnittstelle
- 36
- Bestehende Schnittstelle für die Stromversorgung zwischen Relaissatz-Adapter und bestehender Stellwerkstromversorgung
- 37
- Schnittstelle zwischen EULYNX-Stellteil und Adapterschaltung
- 38
- Stellteil
- 40
- Bahnschranke mit Schrankenantrieb
- 41
- Weiche
- 42
- Weichenantrieb
- 43
- Zwergsignal
- 44
- Haupt-, Vor- oder Blocksignal
- 45
- GFM-Komponente am Gleis; Gleisfreimeldesystem
- 46
- Gleis
- 47
- Bahnübergang an offener Strecke
- 48
- Bahnübergang im Bahnhofsbereich
- 49
- Blinklichtsignal
- 50
- Externe Bahnübergangssteuerung am Gleis
- 62
- Schnittstelle/Verbindung zu Weichenantrieb
- 63
- Schnittstelle/Verbindung zu Zwergsignal
- 64
- Schnittstelle/Verbindung zu Haupt-, Vor- oder Blocksignal
- 65
- Schnittstelle/Verbindung zu GFM-Komponente am Gleis
- 66
- Schnittstelle/Verbindung von zentralisierter Bahnübergangssteuerung zu Schrankenantrieb
- 68
- Schnittstelle/Verbindung von zentralisierter Bahnübergangssteuerung zu externer Bahnübergangssteuerung an der offenen Strecke
- 69
- Schnittstelle/Verbindung von zentralisierter Bahnübergangssteuerung zu Blinklichtsignal
- 100
- Aussenanlage
Liste der verwendeten Abkürzungen
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- CCS
- command, control & signalling
- EMV
- Elektromagnetische Verträglichkeit
- ETCS
- European Train Control System
- FRMCS
- Future Railway Mobile Communication System FRMCS
- GSM-R
- Global System for Mobile Communications - Rail
- RBC
- Radio Block Centre
- RCA
- Reference CCS architecture
- OC
- Object-Controller
- ESTW
- Elektronisches Stellwerk
- DSTW
- Digitales Stellwerk
- RSTW
- Relaisstellwerk
