EP4624301A1 - Gleisstromkreis und verfahren zu dessen betrieb - Google Patents

Gleisstromkreis und verfahren zu dessen betrieb

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Publication number
EP4624301A1
EP4624301A1 EP24166377.2A EP24166377A EP4624301A1 EP 4624301 A1 EP4624301 A1 EP 4624301A1 EP 24166377 A EP24166377 A EP 24166377A EP 4624301 A1 EP4624301 A1 EP 4624301A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
packets
control
received
information
track circuit
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
EP24166377.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erich Pettker
Michael Reifelsberger
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
Priority to EP24166377.2A priority Critical patent/EP4624301A1/de
Publication of EP4624301A1 publication Critical patent/EP4624301A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L1/00Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
    • B61L1/18Railway track circuits
    • B61L1/181Details
    • B61L1/188Use of coded current
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L1/00Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
    • B61L1/20Safety arrangements for preventing or indicating malfunction of the device, e.g. by leakage current, by lightning

Definitions

  • Track circuits are understood to be arrangements comprising a transmitting device for feeding a transmitted signal into a track section of a railway track system and at least one receiving device for receiving the transmitted signal to form a received signal and for generating a status indication describing the occupancy status of the track section.
  • a key advantage of the method according to the invention is that the track circuit can be operated very safely and with minimal errors. This is because the receiving device can check, based on the evaluation of the control packets provided according to the invention, whether or not received signal sequences are suitable for determining the occupancy status of the track section. If, for example, a signal is coupled in by a device other than the transmitting device assigned to the track circuit, for example through crosstalk or through the coupling in of signals generated by the rail vehicle, and a superimposed signal is formed, this can be detected by the receiver, and the corresponding signals can be ignored.
  • a further significant advantage of the method according to the invention is that the operation of the track circuit can be carried out with a track circuit of simple construction, for example one without a direct signal connection between the transmitting device and the receiving device; because the verification of the correctness of the received signal can be carried out without a comparison with a reference signal transmitted via an additional direct signal connection.
  • the base signal is preferably random or largely random to minimize the risk of incorrect signal interpretation; transmission signals with a low repetition frequency of one and the same signal pattern statistically increase the risk of a possible detection error.
  • the formation of the control packets preferably includes applying a mapping function to the information packets that maps a large input set to a smaller target set, forming mapping results, and adding the mapping results to the control packets.
  • the formation of the control packets may, for example, include applying a CRC calculation to the information packets to generate CRC values and adding the CRC values to the control packets.
  • the evaluation of the control packets may, for example, include reapplying the same CRC calculation to the received information packets to generate CRC control values and comparing the CRC values contained in the control packets with the CRC control values.
  • the track section may, for example, be considered occupied if the CRC control values differ from the values contained in the control packets. CRC values deviate beyond a specified level, for example, too few information packets are received over time for which the CRC control values match the CRC values contained in the control packets.
  • the generation of the control packets may include applying a hash calculation to the information packets, generating hash values, and adding the hash values to the control packets.
  • the evaluation of the control packets may include applying the same hash calculation to the received information packets again, generating hash control values, and comparing the hash values contained in the control packets with the hash control values.
  • the track section may be considered occupied if the hash control values deviate from the hash values contained in the control packets by more than a predetermined amount, for example, if too few information packets are received over time where the hash values contained in the control packets match the hash control values.
  • control packets includes adding to each control packet a predefined identification information that identifies the track circuit, and disregarding those received control packets and their associated received information packets for which the predefined identification information is missing.
  • the formation of the information packets includes generating a signature for each information packet, which allows a check as to whether the respective information packet has been fed into the track circuit by an authorized transmitting device assigned to the track circuit, and disregarding those received information packets for which the specified signature is missing.
  • the track section is preferably considered free if information packets with corresponding control packets confirming the correctness of the information packets are continuously received.
  • the method described above can also be applied to track circuits with multiple receiving devices or distributed receiving devices.
  • Each individual receiving device preferably determines the status of its assigned subsection, forming a subsection-specific status indication.
  • the status of the entire track section can then be determined, and a complete section-specific status indication can be formed.
  • the invention also relates to a track circuit with a transmitting device for feeding a transmitted signal into a track section of a railway track system and at least one receiving device for receiving the transmitted signal to form a received signal and to generate a status indication describing the occupancy status of the track section.
  • the transmitting device is designed to form information packets using a base signal, to form a control packet for each information packet, which enables the associated information packet to be checked for correctness, and to feed the information packets with their control packets into the track circuit as the transmitted signal or as a component of the transmitted signal.
  • the receiving device is designed to evaluate received control packets, wherein the evaluation includes checking whether the received control packets confirm the correctness of associated received information packets, and to generate the status indication depending on the result of the evaluation of the control packets.
  • the track circuit is preferably designed to carry out the methods described above.
  • the invention also relates to a transmitting device for a track circuit, in particular one as described above.
  • the transmitting device comprises a computing device which is used to is programmed to generate a base signal and to use the base signal to generate the information packets and the corresponding control packets.
  • the track circuit is preferably designed to be used in a method for generating the transmission signal as described above.
  • the computing device is preferably programmed to generate a random sequence or pseudo-random sequence of bits as a base signal and to form bit packets with the bits as information packets, wherein the formation of the control packets includes applying a predetermined mapping function to the bit packets, which maps a large input quantity to a comparatively smaller target quantity, to form mapping results and adding the mapping results to the control packets.
  • the computing device is programmed to apply a predetermined mapping function to the received information packets to form control results, to compare mapping results contained in the received control packets with the control results and to regard a track section as occupied if the control results deviate from the mapping results contained in the control packets by more than a predetermined amount.
  • the track circuit 20 comprises a transmitting device 21 which is connected to rails 11 of the railway track system at one end of the track circuit 20 and serves to feed a transmitting signal S, for example in the form of a voltage signal U, into the track section 10.
  • a transmitting signal S for example in the form of a voltage signal U
  • the Figure 2 shows in more detail a first embodiment of a transmitting device 21 according to the invention, which is used for the Figure 1 shown track circuit 20 and generates a transmission signal S, which enables the receiving device 22 to check the occupied state on the receiver side even without knowledge or without parallel transmission of the transmission signal S, i.e. without the Figure 1 indicated direct signal connection SV, enables.
  • the transmitting device 21 comprises a computing device 100, a memory 110 and a coupling device 120 for coupling the transmission signal S into the rails 11 of the track section 10.
  • a computer program product CPP is stored which, when executed by the computing device 100, enables the computing device 100 to Figure 1 to generate the transmission signal S shown and to couple it into the rails 11 using the coupling device 120.
  • the computer program product CPP comprises in the embodiment according to Figure 1 a signal generation module SEM which, when executed by the computing device 100, generates a base signal BS is generated.
  • the base signal BS can be a random or pseudorandom sequence of bits, i.e., logical zeros and ones, or another random signal.
  • the signal generation module SEM is followed by a packet module PM, which divides the base signal BS into a sequence of information packets IP.
  • the packet module PM is followed by a transmitter-side mapping module ABB, which generates a control packet KP for each information packet IP of the packet module PM.
  • the information packets IP and the associated control packets KP reach a downstream combination module KOM, which forms an extended information packet IP with each information packet IP and the associated control packet KP, for example in the form of a data telegram DT.
  • the sequence F(IP) of information packets IP reaches the transmitter-side mapping module ABB, which forms a control packet KP with each of the information packets IP.
  • the mapping module ABB can apply a hash calculation to each of the information packets IP, generating a hash value specific to the information packet and adding each hash value to the corresponding control packet KP.
  • the sequence F(IP) of information packets IP and the sequence F(KP) of corresponding control packets KP are sent to the downstream combination module KOM, which assigns the corresponding control packet KP to each information packet IP.
  • Each information packet IP and its corresponding control packet KP can, for example, be assigned to a data telegram DT; in such a case, the sequence of data telegrams DT forms the transmission signal S or at least a component of the transmission signal S.
  • the information packets IP reach a receiver-side mapping module ABB arranged downstream of the readout module AUS, which can be identical to the mapping module ABB of the transmitting device 21 and subjects the incoming information packets IP to the same mapping function AF as the transmitter-side mapping module ABB of the transmitting device 21 did with the information packets IP in the context of generating the transmission signal S.
  • the receiver-side mapping module ABB As part of the receiver-side implementation of the mapping function AF, the receiver-side mapping module ABB generates control results KE, which must be identical to the mapping results AE of the transmitter-side mapping module ABB if the received information packets IP match the information packets IP generated by the transmitter 21. If the received information packets IP differ from the information packets IP generated by the transmitter 21, then in the case of collision-free mapping, the control results KE will also differ from the received mapping results AE contained in the received control packets KP.
  • a comparison module VM which is arranged downstream of the receiver-side mapping module ABB and the readout module AUS, compares the received mapping results AE with the self-generated control results KE; if the comparison module VM detects a deviation between the received mapping results AE and the self-generated control results KE, it concludes that the transmission is disturbed and discards the corresponding information packets IP.
  • the receiving device 22 includes a corresponding receiver-side software module for each of the additional transmitter-side software modules.
  • the transmitter-side software module marked with the reference symbol SI1 is a signature generation module which serves to form a transmitter signature SIG for each of the control packets KP generated at the transmitter side, based on which a corresponding receiver-side signature verification module ESI1 can check at the receiver side whether the control packets KP generated at the transmitter side actually originate from the transmitting device 21 or not.
  • the signature generation module SI1 can generate the signature, for example, using a private key of a key pair known only to the transmitting device 21; in such a case, the receiving-side signature verification module ESI1 can verify the signature using the corresponding public key of the key pair. If the signature verification is passed, the signature verification module ESI1 issues a confirmation signal OK and otherwise a warning signal NOK; if the signature verification is failed, the control packets KP and the associated information packets IP are discarded or considered not received.
  • the Figure 6 shows a track section 10 of a railway track system, in which a track circuit 20 has a transmitting device 21 and two receiving devices 22.
  • the two receiving devices 22 each monitor the status of a sub-section assigned to them, forming a sub-section-related status indication TZA1 and TZA2; by linking the sub-section-related status indications TZA1 and TZA2 using an evaluation unit 23, the status of the entire track section 10 is determined and a complete section-related status indication ZA is formed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf ein Verfahren zum Betreiben eines einem Gleisabschnitt (10) einer Eisenbahngleisanlage zugeordneten Gleisstromkreises (20). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass unter Heranziehung eines Basissignals (BS) Informationspakete (IP) gebildet werden, für jedes Informationspaket (IP) jeweils ein Kontrollpaket (KP) gebildet wird, das eine Überprüfung des zugeordneten Informationspakets (IP) auf Korrektheit ermöglicht, die Informationspakete (IP) mit ihren Kontrollpaketen (KP) an einem ersten Ende des Gleisstromkreises (20) eingespeist werden, an einem zweiten Ende des Gleisstromkreises (20) empfangene Informationspakete (IP) und an dem zweiten Ende des Gleisstromkreises (20) empfangene Kontrollpakete (KP) ausgewertet werden, wobei die Auswertung die Überprüfung einschließt, ob die empfangenen Kontrollpakete (KP) die Korrektheit der empfangenen Informationspakete (IP) bestätigen, und auf der Basis des Auswertergebnisses entschieden wird, ob der Gleisabschnitt (10) als besetzt angesehen wird.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines einem Gleisabschnitt einer Eisenbahngleisanlage zugeordneten Gleisstromkreises. Unter Gleisstromkreisen werden hierbei Anordnungen verstanden mit einer Sendeeinrichtung zum Einspeisen eines Sendesignals in einen Gleisabschnitt einer Eisenbahngleisanlage und mindestens einer Empfangseinrichtung zum Empfangen des Sendesignals unter Bildung eines Empfangssignals und zum Erzeugen einer den Besetztzustand des Gleisabschnitts beschreibenden Zustandsangabe.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Gleisstromkreises anzugeben, das sich einfach durchführen lässt und sich auch mit konstruktiv einfach ausgeführten Gleisstromkreisen durchführen lässt.
  • 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 unter Heranziehung eines Basissignals Informationspakete gebildet werden, für jedes Informationspaket jeweils ein Kontrollpaket gebildet wird, das eine Überprüfung des zugeordneten Informationspakets auf Korrektheit ermöglicht, die Informationspakete mit ihren Kontrollpaketen an einem ersten Ende des Gleisstromkreises eingespeist werden, an einem zweiten Ende des Gleisstromkreises empfangene Informationspakete und an dem zweiten Ende des Gleisstromkreises empfangene Kontrollpakete ausgewertet werden, wobei die Auswertung die Überprüfung einschließt, ob die empfangenen Kontrollpakete die Korrektheit der empfangenen Informationspakete bestätigen, und auf der Basis des Auswertergebnisses entschieden wird, ob der Gleisabschnitt als besetzt angesehen wird.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass ein Betrieb des Gleisstromkreises sehr sicher bzw. fehlerarm durchführbar ist; denn die Empfangseinrichtung kann anhand der erfindungsgemäß vorgesehenen Auswertung der Kontrollpakete prüfen, ob empfangene Signalfolgen zur Bestimmung des Besetztzustands des Gleisabschnitts geeignet sind oder nicht. Kommt es beispielsweise zu einer Signaleinkopplung durch eine andere Einrichtung als der dem Gleisstromkreis zugeordneten Sendeeinrichtung, beispielsweise durch Übersprechen oder durch eine Signaleinkopplung von schienenfahrzeugseitig erzeugten Signalen, und zu einer Bildung eines Überlagerungssignals, so kann dies empfängerseitig erkannt werden und die entsprechenden Signale können ignoriert werden.
  • Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass der Betrieb des Gleisstromkreises mit einem konstruktiv einfach ausgeführten Gleisstromkreis, also beispielsweise einem solche ohne eine direkte Signalverbindung zwischen der Sendeeinrichtung und der Empfangseinrichtung, durchführbar ist; denn die Überprüfung der Korrektheit des Empfangssignals kann ohne einen Vergleich mit einem über eine zusätzliche direkte Signalverbindung übermittelten Vergleichssignal durchgeführt werden.
  • Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn als Basissignal eine Zufallsfolge oder Pseudozufallsfolge von Bits erzeugt wird und mit den Bits Bitpakete erzeugt werden, die die Informationspakete oder zumindest einen Bestandteil der Informationspakete bilden. Das Basissignal ist vorzugsweise zufällig oder weitestgehend zufällig, um die Gefahr einer fehlerhaften Signalinterpretation zu minimieren; Sendesignale mit einer kleinen Wiederholfrequenz ein und desselben Signalmusters erhöhen statistisch die Gefahr eines etwaigen Detektionsfehlers.
  • Die Bildung der Kontrollpakete schließt vorzugsweise ein, auf die Informationspakete eine Abbildungsfunktion, die eine große Eingabemenge auf eine demgegenüber kleinere Zielmenge abbildet, unter Bildung von Abbildungsergebnissen anzuwenden und die Abbildungsergebnisse den Kontrollpaketen hinzuzufügen.
  • Die Auswertung der empfangenen Kontrollpakete schließt vorzugsweise ein, auf die empfangenen Informationspakete dieselbe Abbildungsfunktion unter Bildung von Kontrollergebnissen erneut anzuwenden und die in den Kontrollpaketen enthaltenen Abbildungsergebnisse mit den Kontrollergebnissen zu vergleichen.
  • Der Gleisabschnitt wird vorzugsweise als besetzt angesehen, wenn die Kontrollergebnisse von den in den Kontrollpaketen enthaltenen Abbildungsergebnissen über ein vorgegebenes Maß hinaus abweichen, beispielsweise im zeitlichen Verlauf zu wenig Informationspakete empfangen werden, bei denen die Kontrollergebnisse mit den Abbildungsergebnissen übereinstimmen.
  • Die Bildung der Kontrollpakete kann beispielsweise einschließen, auf die Informationspakete eine CRC-Berechnung unter Bildung von CRC-Werten anzuwenden und die CRC-Werte den Kontrollpaketen hinzuzufügen, und die Auswertung der Kontrollpakete kann beispielsweise einschließen, auf die empfangenen Informationspakete dieselbe CRC-Berechnung unter Bildung von CRC-Kontrollwerten erneut anzuwenden und die in den Kontrollpaketen enthaltenen CRC-Werte mit den CRC-Kontrollwerten zu vergleichen. Der Gleisabschnitt kann beispielsweise als besetzt angesehen werden, wenn die CRC-Kontrollwerte von den in den Kontrollpaketen enthaltenen CRC-Werten über ein vorgegebenes Maß hinaus abweichen, beispielsweise im zeitlichen Verlauf zu wenig Informationspakete empfangen werden, bei denen die CRC-Kontrollwerte mit den in den Kontrollpaketen enthaltenen CRC-Werten übereinstimmen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann die Bildung der Kontrollpakete einschließen, auf die Informationspakete eine Hash-Berechnung unter Bildung von Hash-Werten anzuwenden und die Hash-Werte den Kontrollpaketen hinzuzufügen, und die Auswertung der Kontrollpakete kann einschließen, auf die empfangenen Informationspakete dieselbe Hash-Berechnung unter Bildung von Hash-Kontrollwerten erneut anzuwenden und die in den Kontrollpaketen enthaltenen Hash-Werte mit den Hash-Kontrollwerten zu vergleichen. Der Gleisabschnitt kann beispielsweise als besetzt angesehen werden, wenn die Hash-Kontrollwerte von den in den Kontrollpaketen enthaltenen Hash-Werten über ein vorgegebenes Maß hinaus abweichen, beispielsweise im zeitlichen Verlauf zu wenig Informationspakete empfangen werden, bei denen die in den Kontrollpaketen enthaltenen Hash-Werte mit den Hash-Kontrollwerten übereinstimmen.
  • Auch ist von Vorteil, wenn die Bildung der Kontrollpakete einschließt, jedem Kontrollpaket jeweils eine vorgegebene Identifikationsangabe, die den Gleisstromkreis identifiziert, hinzuzufügen, und diejenigen empfangenen Kontrollpakete und deren zugeordnete empfangene Informationspakete unberücksichtigt bleiben, bei denen die vorgegebene Identifikationsangabe fehlt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Bildung der Kontrollpakete einschließt, für jedes Kontrollpaket jeweils eine Signatur zu erzeugen, die eine Überprüfung erlaubt, ob das Kontrollpaket von der dem Gleisstromkreis zugeordneten autorisierten Sendeeinrichtung in den Gleisstromkreis eingespeist worden ist, und diejenigen empfangenen Kontrollpakete und deren zugeordneten empfangenen Informationspakete unberücksichtigt zu lassen, bei denen die vorgegebene Signatur fehlt.
  • Alternativ oder zusätzlich kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die Bildung der Informationspakete einschließt, für jedes Informationspaket jeweils eine Signatur zu erzeugen, die eine Überprüfung erlaubt, ob das jeweilige Informationspaket von einer dem Gleisstromkreis zugeordneten autorisierten Sendeeinrichtung in den Gleisstromkreis eingespeist worden ist, und diejenigen empfangenen Informationspakete unberücksichtigt zu lassen, bei denen die vorgegebene Signatur fehlt.
  • Der Gleisabschnitt wird vorzugsweise als besetzt angesehen, wenn keine oder über ein vorgegebenes Maß hinaus zu wenig Informationspakete mit dazu passenden Kontrollpaketen, die die Korrektheit der Informationspakete bestätigen, empfangen werden.
  • Der Gleisabschnitt wird vorzugsweise als frei angesehen, wenn kontinuierlich Informationspakete mit dazu passenden Kontrollpaketen, die die Korrektheit der Informationspakete bestätigen, empfangen werden.
  • Das oben beschriebene Verfahren kann auch bei Gleisstromkreisen mit mehreren Empfangseinrichtungen bzw. verteilten Empfangseinrichtungen angewendet werden. Dabei ermittelt jede einzelne Empfangseinrichtung vorzugsweise den Zustand ihres ihr zugeordneten Teilabschnitts unter Bildung einer teilabschnittsbezogenen Zustandsangabe; durch eine Verknüpfung der teilabschnittsbezogenen Zustandsangaben kann anschließend auf den Zustand des gesamten Gleisabschnittes geschlossen werden und eine gesamtabschnittsbezogene Zustandsangabe gebildet werden.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf einen Gleisstromkreis mit einer Sendeeinrichtung zum Einspeisen eines Sendesignals in einen Gleisabschnitt einer Eisenbahngleisanlage und mindestens einer Empfangseinrichtung zum Empfangen des Sendesignals unter Bildung eines Empfangssignals und zum Erzeugen einer den Besetztzustand des Gleisabschnitts beschreibenden Zustandsangabe. Bezüglich eines solchen Gleisstromkreises ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Sendeeinrichtung dazu ausgebildet ist, unter Heranziehung eines Basissignals Informationspakete zu bilden, für jedes Informationspaket jeweils ein Kontrollpaket zu bilden, das eine Überprüfung des zugeordneten Informationspakets auf Korrektheit ermöglicht, und die Informationspakete mit ihren Kontrollpaketen als das Sendesignal oder als Bestandteil des Sendesignals in den Gleisstromkreis einzuspeisen, und die Empfangseinrichtung dazu ausgebildet ist, empfangene Kontrollpakete auszuwerten, wobei die Auswertung die Überprüfung einschließt, ob die empfangenen Kontrollpakete die Korrektheit zugeordneter empfangener Informationspakete bestätigen, und die Zustandsangabe in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Auswertung der Kontrollpakete zu erzeugen.
  • Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Gleisstromkreises sei auf die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.
  • Der Gleisstromkreis ist vorzugsweise dazu ausgestaltet, die oben beschriebenen Verfahren durchzuführen.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Sendeeinrichtung für einen Gleisstromkreis, insbesondere einen solchen wie oben beschrieben. Erfindungsgemäß ist bezüglich der Sendeeinrichtung vorgesehen, dass die Sendeeinrichtung eine Recheneinrichtung aufweist, die dazu programmiert ist, ein Basissignal zu erzeugen und mit dem Basissignal die Informationspakete und die korrespondierenden Kontrollpakete zu erzeugen.
  • Der Gleisstromkreis ist vorzugsweise dazu ausgestaltet, bei einem oben beschriebenen Verfahren zur Erzeugung des Sendesignals eingesetzt zu werden.
  • Die Recheneinrichtung ist vorzugsweise dazu programmiert, als Basissignal eine Zufallsfolge oder Pseudozufallsfolge von Bits zu erzeugen und mit den Bits als Informationspakete Bitpakete zu bilden, wobei die Bildung der Kontrollpakete einschließt, auf die Bitpakete eine vorgegebene Abbildungsfunktion, die eine große Eingabemenge auf eine demgegenüber kleinere Zielmenge abbildet, unter Bildung von Abbildungsergebnissen anzuwenden und die Abbildungsergebnisse den Kontrollpaketen hinzuzufügen.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Empfangseinrichtung für einen Gleisstromkreis, insbesondere einen solchen wie oben beschrieben. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Empfangseinrichtung eine Recheneinrichtung aufweist, die dazu programmiert ist, empfangene Informationspakete und empfangene Kontrollpakete auszuwerten, wobei die Auswertung die Überprüfung einschließt, ob die empfangenen Kontrollpakete die Korrektheit der empfangenen Informationspakete bestätigen, und eine Zustandsangabe in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Auswertung der Kontrollpakete zu erzeugen.
  • Vorteilhaft ist es, wenn die Recheneinrichtung dazu programmiert, auf die empfangenen Informationspakete eine vorgegebene Abbildungsfunktion unter Bildung von Kontrollergebnissen anzuwenden, in den empfangenen Kontrollpaketen enthaltene Abbildungsergebnisse mit den Kontrollergebnissen zu vergleichen und einen Gleisabschnitt als besetzt anzusehen, wenn die Kontrollergebnisse von den in den Kontrollpaketen enthaltenen Abbildungsergebnissen über ein vorgegebenes Maß hinaus abweichen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft:
  • Figur 1
    einen Gleisabschnitt einer Eisenbahngleisanlage, der mit einem Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Gleisstromkreis ausgestattet ist, wobei anhand des Gleisstromkreises gemäß Figur 1 Ausführungsbeispiele für erfindungsgemäße Verfahren erläutert werden,
    Figur 2
    ein Ausführungsbeispiel für eine Sendeeinrichtung, die für den Gleisstromkreis gemäß Figur 1 geeignet ist,
    Figur 3
    ein Ausführungsbeispiel für eine Empfangseinrichtung, die für den Gleisstromkreis gemäß Figur 1 geeignet ist und die mit der Sendeeinrichtung gemäß Figur 2 zusammenarbeiten kann,
    Figur 4
    ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine für den Gleisstromkreis gemäß Figur 1 geeignete Sendeeinrichtung,
    Figur 5
    ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine für den Gleisstromkreis gemäß Figur 1 geeignete Empfangseinrichtung, die mit der Sendeeinrichtung gemäß Figur 4 zusammenarbeiten kann, und
    Figur 6
    einen weiteren Gleisabschnitt einer Eisenbahngleisanlage, der mit einem weiteren Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Gleisstromkreis ausgestattet ist.
  • In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • Die Figur 1 zeigt einen Gleisabschnitt 10 einer Eisenbahngleisanlage, der mit einem Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Gleisstromkreis 20 ausgestattet ist. Der Gleisstromkreis 20 dient dazu, den Gleisabschnitt 10 auf seinen Besetztzustand hin zu überwachen und eine den Besetztzustand des Gleisabschnitts 10 beschreibende Zustandsangabe ZA zu erzeugen. Eine solche Zustandsangabe ZA kann beispielsweise zu einem in der Figur 1 nur schematisch angedeuteten Stellwerk 30 übermittelt werden, um diesem eine Steuerung des Fahrbetriebs auf der Eisenbahngleisanlage zu ermöglichen.
  • Der Gleisstromkreis 20 umfasst eine Sendeeinrichtung 21, die an einem Ende des Gleisstromkreises 20 an Schienen 11 der Eisenbahngleisanlage angeschlossen ist und dazu dient, ein Sendesignal S beispielsweise in Form eines Spannungssignals U in den Gleisabschnitt 10 einzuspeisen.
  • Der Gleisstromkreis 20 umfasst außerdem mindestens eine Empfangseinrichtung 22, die an einem anderen Ende des Gleisstromkreises 20 an die Schienen 11 der Eisenbahngleisanlage angeschlossen ist und dazu dient, das Sendesignal S der Sendeeinrichtung 21 unter Bildung eines Empfangssignals E zu empfangen. Außerdem prüft die Empfangseinrichtung 22 das Empfangssignal E auf eine korrekte Übertragung des Sendesignals S bzw. dahingehend, ob das Sendesignal S unverfälscht übertragen worden ist. Die Empfangseinrichtung 22 geht davon aus, dass im Falle eines leeren Gleisabschnitts 10 bzw. eines Gleisabschnitts 10 ohne Achse eines Schienenfahrzeugs die Übertragung des Sendesignals S weitgehend störungsfrei sein sollte, wohingegen im Falle einer Achse und eines aufgrund der Achse verursachten elektrischen Kurzschlusses bzw. Nebenschlusses oder Achsnebenschlusses zwischen den beiden Schienen 11 eine signifikante Signalstörung auftreten wird.
  • Um eine solche Signalstörung empfängerseitig besonders einfach erkennen zu können, ist es möglich, das Sendesignal S von der Sendeeinrichtung 21 parallel mittels einer direkten Signalverbindung SV zu der Empfangseinrichtung 22 zu übertragen, wie in der Figur 1 durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist.
  • Der Gleisstromkreis 20 gemäß Figur 1 kommt ohne eine solche direkte Signalverbindung SV aus, da die Empfangseinrichtung 22 dazu ausgestaltet ist, das Empfangssignal E ohne zusätzliche Kenntnis des Sendesignals S auswerten zu können und auf eine achsbedingte Signalstörung hin untersuchen zu können. Stellt die Empfangseinrichtung 22 eine Signalstörung fest, so erzeugt sie als Zustandsangabe ZA ein Besetztsignal, das einen Besetztzustand des Gleisabschnitts 10 anzeigt, andernfalls erzeugt sie als Zustandsangabe ZA ein Freisignal, mit dem sie ein Freisein bzw. ein Unbesetztsein des Gleisabschnitts 10 signalisiert.
  • Die Figur 2 zeigt näher im Detail ein erstes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Sendeeinrichtung 21, die für den in der Figur 1 gezeigten Gleisstromkreis 20 eingesetzt werden kann und ein Sendesignal S erzeugt, das der Empfangseinrichtung 22 eine empfängerseitige Überprüfung des Besetztzustands auch ohne Kenntnis bzw. ohne parallele Übertragung des Sendesignals S, also ohne die in der Figur 1 angedeutete direkte Signalverbindung SV, ermöglicht.
  • Die Sendeeinrichtung 21 gemäß Figur 2 umfasst eine Recheneinrichtung 100, einen Speicher 110 und eine Einkoppeleinrichtung 120 zum Einkoppeln des Sendesignals S in die Schienen 11 des Gleisabschnitts 10.
  • In dem Speicher 110 ist ein Computerprogrammprodukt CPP abgespeichert, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 100 diese befähigt, das in der Figur 1 gezeigte Sendesignal S zu erzeugen und mit der Einkoppeleinrichtung 120 in die Schienen 11 einzukoppeln.
  • Das Computerprogrammprodukt CPP umfasst bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ein Signalerzeugungsmodul SEM, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 100 ein Basissignal BS erzeugt. Bei dem Basissignal BS kann es sich um eine Zufallsfolge oder Pseudozufallsfolge von Bits, also logischen Nullen und Einsen, oder auch um ein anderes zufälliges Signal handeln.
  • Dem Signalerzeugungsmodul SEM ist ein Paketmodul PM nachgeordnet, das das Basissignal BS in eine Folge von Informationspaketen IP unterteilt.
  • Dem Paketmodul PM ist ein senderseitiges Abbildungsmodul ABB nachgeordnet, das zu jedem Informationspaket IP des Paketmoduls PM jeweils ein Kontrollpaket KP erzeugt.
  • Die Informationspakete IP und die zugehörigen Kontrollpakete KP gelangen zu einem nachgeordneten Kombinationsmodul KOM, das mit jedem Informationspaket IP und dem zugehörigen Kontrollpaket KP jeweils ein erweitertes Informationspaket IP, beispielsweise in Form eines Datentelegramms DT, bildet.
  • Die erweiterten Informationspakete IP bzw. Datentelegramme DT werden als das Sendesignal S gemäß Figur 1 von der Recheneinrichtung 100 an die Einkoppeleinrichtung 120 weitergeleitet, die das Sendesignal S in die Schienen 11 des Gleisabschnitts 10 einspeist.
  • Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Sendeeinrichtung 21 gemäß Figur 2 anhand eines konkreten Beispiels näher veranschaulicht.
  • Das Signalerzeugungsmodul SEM kann als das Basissignal BS beispielsweise eine Pseudozufallsfolge an Bits erzeugen, deren ersten Bits zum Beispiel wie folgt aussehen können: BS = 0100111001000101010011001
  • Das Paketmodul PM empfängt das Basissignal BS bzw. die Bitfolge und unterteilt diese in eine Folge F(IP) an Informationspaketen IP (IP1, IP2, ...,) die beispielsweise jeweils 8 Bits umfassen können. Die Folge F an Informationspaketen IP würde somit beispielsweise wie folgt aussehen: F IP = IP 1 , IP 2 , IP 3 , mit IP1 = 01001110, IP2 = 01000101 und IP3 = 01001100
  • Die Folge F(IP) an Informationspaketen IP gelangt zu dem senderseitigen Abbildungsmodul ABB, das mit jedem der Informationspakete IP jeweils ein Kontrollpaket KP bildet.
  • Das Abbildungsmodul ABB kann zur Bildung der Kontrollpakete KP beispielsweise auf die Informationspakete IP eine Abbildungsfunktion AF, die eine große Eingabemenge auf eine demgegenüber kleinere Zielmenge abbildet, unter Bildung von Abbildungsergebnissen AE anwenden und die Abbildungsergebnisse AE den Kontrollpaketen KP hinzuzufügen oder als solche als Kontrollpakete KP ausgeben. In dem letztgenannten Fall würde das Kontrollpaket KP1 also das Abbildungsergebnis AE der auf das Informationspaket IP1 angewandten Abbildungsfunktion AF, das Kontrollpaket KP2 das Abbildungsergebnis AE der auf das Informationspaket IP2 angewandten Abbildungsfunktion AF, usw., bilden. Die Folge F(KP) an Kontrollpaketen KP1, KP2, KP3, ..., bzw. die Folge an Abbildungsergebnissen AE kann beispielsweise wie folgt aussehen: F KP = AE IP 1 , AE IP 2 , AE IP 3 ,
  • Beispielsweise kann das Abbildungsmodul ABB für jedes der Informationspakete IP jeweils eine Hash-Berechnung unter Bildung eines informationspaketindividuellen Hash-Werts anwenden und jeden Hash-Wert jeweils dem entsprechenden informationspaketindividuellen Kontrollpaket KP hinzuzufügen. In einem solchen Fall würde die Folge F(KP) an Kontrollpaketen KP beispielsweise wie folgt aussehen: KP 1 = HASH IP 1 = 01001110 , KP2 = HASH IP2 = 01000101 , KP3 = HASH IP3 = 01001100 und F KP = HASH 01001110 , HASH 01000101 , HASH 01001100 wobei HASH die angewandte Hashfunktion bezeichnet.
  • Die Folge F(IP) an Informationspaketen IP und die Folge F(KP) an korrespondierenden Kontrollpaketen KP gelangt zu dem nachgeordneten Kombinationsmodul KOM, das jedem Informationspaket IP das zugehörige Kontrollpaket KP zuordnet. Jedes Informationspaket IP kann mit seinem zugehörigen Kontrollpaket KP beispielsweise jeweils einem Datentelegramm DT zugeordnet werden; die Folge an Datentelegrammen DT bildet in einem solchen Fall das Sendesignal S oder zumindest einen Bestandteil des Sendesignals S. Das Sendesignal S kann beispielsweise wie folgt aussehen: S = DT IP1 , KP1 , DT IP 2 , KP 2 , DT IP 3 , KP 3 ,
  • Die Figur 3 zeigt näher im Detail ein erstes Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Empfangseinrichtung 22, die für den in der Figur 1 gezeigten Gleisstromkreis 20 eingesetzt werden kann. Die Empfangseinrichtung 22 weist eine Recheneinrichtung 200, einen Speicher 210 und eine Auskoppeleinrichtung 220 auf. Die Auskoppeleinrichtung 220 dient zum Auskoppeln des als Empfangssignal E empfangenen Sendesignals S der Sendeeinrichtung 21 gemäß Figur 1 aus den Schienen 11 des Gleisabschnitts 10.
  • In dem Speicher 210 ist ein Computerprogrammprodukt CPP2 abgespeichert, das die Recheneinrichtung 200 dazu programmiert, in dem Empfangssignal E enthaltene Informationspakete IP und empfangene Kontrollpakete KP auszuwerten und die Zustandsangabe ZA in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Auswertung der Kontrollpakete KP zu erzeugen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 umfasst das Computerprogrammprodukt CPP2 ein Auslesemodul AUS, das aus dem die Datentelegramme DT enthaltenden Empfangssignal E mit E = DT IP1 ,KP1 , DT IP2 ,KP2 , DT IP3 ,KP3 , die Informationspakete IP und die Kontrollpakete KP ausliest.
  • Die Informationspakete IP gelangen zu einem dem Auslesemodul AUS nachgeordneten empfängerseitigen Abbildungsmodul ABB, das mit dem Abbildungsmodul ABB der Sendeeinrichtung 21 identisch sein kann und die eingehenden Informationspakete IP jeweils derselben Abbildungsfunktion AF unterzieht, wie dies das senderseitige Abbildungsmodul ABB der Sendeeinrichtung 21 mit den Informationspaketen IP im Rahmen der Erzeugung des Sendesignals S getan hat.
  • Im Rahmen der empfängerseitigen Durchführung der Abbildungsfunktion AF erzeugt das empfängerseitige Abbildungsmodul ABB Kontrollergebnisse KE, die mit den Abbildungsergebnissen AE des senderseitigen Abbildungsmoduls ABB identisch sein müssen, wenn die empfangenen Informationspakete IP mit den von der Sendeeinrichtung 21 erzeugten Informationspaketen IP übereinstimmen. Falls sich die empfangenen Informationspakete IP von den von der Sendeeinrichtung 21 erzeugten Informationspaketen IP unterscheiden, so werden sich im Falle einer kollisionsfreien Abbildung auch die Kontrollergebnisse KE von den empfangenen Abbildungsergebnissen AE, die in den empfangenen Kontrollpaketen KP enthalten sind, unterscheiden.
  • Ein dem empfängerseitigen Abbildungsmodul ABB und dem Auslesemodul AUS nachgeordnetes Vergleichsmodul VM vergleicht die empfangenen Abbildungsergebnisse AE mit den selbst erzeugten Kontrollergebnissen KE; stellt das Vergleichsmodul VM eine Abweichung zwischen den empfangenen Abbildungsergebnissen AE und den selbst erzeugten Kontrollergebnissen KE fest, so schließt es auf eine gestörte Übertragung und verwirft die entsprechenden Informationspakete IP.
  • Das Vergleichsmodul VM sieht den Gleisabschnitt 10 vorzugsweise als besetzt an, wenn keine oder über ein vorgegebenes Maß hinaus zu wenig (zu wenig pro Zeiteinheit bzw. zu selten) Informationspakete IP mit dazu passenden Kontrollpaketen KP, die die Korrektheit der Informationspakete bestätigen, empfangen werden; in diesem Fall erzeugt das Vergleichsmodul VM eine Zustandsangabe ZA, die einen Besetztzustand oder einen möglichen Besetztzustand des Gleisabschnitts 10 anzeigt.
  • Die Figur 4 zeigt näher im Detail ein zweites Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Sendeeinrichtung 21, die für den in der Figur 1 gezeigten Gleisstromkreis 20 eingesetzt werden kann, und Figur 5 ein dazu passendes zweites Ausführungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Empfangseinrichtung 22, die mit der Sendeeinrichtung 21 gemäß Figur 4 zusammenarbeiten kann und ebenfalls für den in der Figur 1 gezeigten Gleisstromkreis 20 eingesetzt werden kann.
  • Die Sendeeinrichtung 21 gemäß Figur 4 umfasst in ihrem Computerprogrammprodukt CPP - verglichen mit dem Computerprogrammprodukt CPP gemäß Figur 2 weitere senderseitige Softwaremodule, die die Gefahr reduzieren können, dass der Gleistromkreis 20 als Zustandsangabe ZA eine fehlerhafte Freimeldung ausgibt.
  • Die Empfangseinrichtung 22 gemäß Figur 5 umfasst für jedes der weiteren senderseitigen Softwaremodule jeweils ein korrespondierendes empfängerseitiges Softwaremodul.
  • Das mit dem Bezugszeichen SI1 markierte senderseitige Softwaremodul ist ein Signaturerzeugungsmodul, das dazu dient, zu den senderseitig erzeugten Kontrollpaketen KP jeweils eine Sendersignatur SIG zu bilden, anhand derer empfängerseitig ein korrespondierendes empfängerseitiges Signaturprüfmodul ESI1 prüfen kann, ob die senderseitig erzeugten Kontrollpakete KP tatsächlich von der Sendeeinrichtung 21 stammen oder nicht.
  • Die Signatur kann das Signaturerzeugungsmodul SI1 beispielsweise mittels eines privaten, nur der Sendeeinrichtung 21 bekannten Schlüssels eines Schlüsselpaares erzeugen; die Signaturprüfung kann das empfängerseitige Signaturprüfmodul ESI1 in einem solchen Fall mit dem korrespondierenden öffentlichen Schlüssel des Schlüsselpaares prüfen. Wird die Signaturprüfung bestanden, gibt das Signaturprüfmodul ESI1 ein Bestätigungssignal OK und andernfalls ein Warnsignal NOK aus; wird die Signaturprüfung nicht bestanden, werden die Kontrollpakete KP und die zugehörigen Informationspakete IP verworfen bzw. als nicht empfangen angesehen.
  • Das mit dem Bezugszeichen SI2 markierte senderseitige Softwaremodul ist ein Signaturerzeugungsmodul, das dazu dient, zu den senderseitig erzeugten Informationspaketen IP jeweils eine Sendersignatur SIG zu erzeugen, und das mit dem Bezugszeichen ESI2 markierte empfängerseitige Softwaremodul ist ein Signaturprüfmodul, das eine diesbezügliche Signaturprüfung durchführt. Wird die Signaturprüfung nicht bestanden, werden die zugehörigen Informationspakete IP verworfen bzw. als nicht empfangen angesehen.
  • Das mit dem Bezugszeichen SID markierte senderseitige Softwaremodul ist ein Identitätssendemodul, das zu den senderseitig erzeugten Datentelegrammen DT jeweils eine Identifikationsangabe ID hinzufügt, die die Sendeeinrichtung 21 identifiziert; das mit dem Bezugszeichen EID markierte empfängerseitige Softwaremodul ist ein Identitätsprüfmodul, das eine diesbezügliche Überprüfung der empfangenen Identifikationsangabe ID durchführt. Wird die Identitätsprüfung nicht bestanden, werden die zugehörigen Informationspakete IP verworfen bzw. als nicht empfangen angesehen.
  • Die Sendeeinrichtung 21 gemäß Figur 4 umfasst in ihrem Computerprogrammprodukt CPP - verglichen mit dem Computerprogrammprodukt CPP2 gemäß Figur drei weitere senderseitige Softwaremodule und die Empfangseinrichtung 22 gemäß Figur 5 umfasst dementsprechend drei weitere senderseitige Softwaremodule. Anstelle aller drei der gezeigten Paare SI1/ESI1, SI2/ESI2 und SID/EID an weiteren Softwaremodulen kann auch nur ein einziges Paar, also beispielsweise das Paar SI1/ESI1, das Paar SI2/ESI2 oder das Paar SID/EID vorgesehen sein, oder wiederum alternativ können auch nur zwei der genannten Paare vorhanden sein.
  • Die Figur 6 zeigt einen Gleisabschnitt 10 einer Eisenbahngleisanlage, bei der ein Gleisstromkreis 20 eine Sendeeinrichtung 21 und zwei Empfangseinrichtungen 22 aufweist. Die zwei Empfangseinrichtungen 22 überwachen jeweils den Zustand eines ihnen zugeordneten Teilabschnitts unter Bildung einer teilabschnittsbezogenen Zustandsangabe TZA1 und TZA2; durch eine Verknüpfung der teilabschnittsbezogenen Zustandsangaben TZA1 und TZA2 mittels einer Auswerteinheit 23 wird auf den Zustand des gesamten Gleisabschnitts 10 geschlossen und es wird eine gesamtabschnittsbezogene Zustandsangabe ZA gebildet. Zeigt eine der teilabschnittsbezogenen Zustandsangaben TZA1 und/oder TZA2 einen Besetztzustand an, so wird eine gesamtabschnittsbezogene Zustandsangabe ZA gebildet, die ebenfalls einen Besetztzustand anzeigt; zeigen alle teilabschnittsbezogenen Zustandsangaben TZA1 und TZA2 jeweils ein Freisein an, so wird eine gesamtabschnittsbezogene Zustandsangabe ZA gebildet, die ebenfalls ein Freisein anzeigt.
  • Abschließend sei erwähnt, dass die Merkmale aller oben beschriebenen Ausführungsbeispiele untereinander in beliebiger Weise kombiniert werden können, um weitere andere Ausführungsbeispiele der Erfindung zu bilden.
  • Auch können alle Merkmale von Unteransprüchen jeweils für sich mit jedem der nebengeordneten Ansprüche kombiniert werden, und zwar jeweils für sich allein oder in beliebiger Kombination mit einem oder mehreren anderen Unteransprüchen, um weitere andere Ausführungsbeispiele zu erhalten.
  • Unabhängig vom grammatikalischen Geschlecht eines bestimmten Begriffes sind Personen mit männlicher, weiblicher oder anderer Geschlechteridentität mit umfasst.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Gleisabschnitt
    11
    Schienen
    20
    Gleisstromkreis
    21
    Sendeeinrichtung
    22
    Empfangseinrichtung
    23
    Auswerteinheit
    30
    Stellwerk
    100
    Recheneinrichtung
    110
    Speicher
    120
    Einkoppeleinrichtung
    200
    Recheneinrichtung
    210
    Speicher
    220
    Auskoppeleinrichtung
    ABB
    Abbildungsmodul
    AE
    Abbildungsergebnis
    AF
    Abbildungsfunktion
    AUS
    Auslesemodul
    BS
    Basissignal
    CPP
    Computerprogrammprodukt
    CPP2
    Computerprogrammprodukt
    DT
    Datentelegramm
    E
    Empfangssignal
    EID
    empfängerseitiges Softwaremodul / Identitätsprüfmodul
    ESI1
    empfängerseitiges Signaturprüfmodul
    ESI2
    empfängerseitiges Softwaremodul / Signaturprüfmodul
    F
    Folge
    ID
    Identifikationsangabe
    IP
    Informationspaket
    KE
    Kontrollergebnis
    KOM
    Kombinationsmodul
    KP
    Kontrollpaket
    NOK
    Warnsignal
    OK
    Bestätigungssignal
    PM
    Paketmodul
    S
    Sendesignal
    SEM
    Signalerzeugungsmodul
    SI1
    senderseitiges Softwaremodul / Signaturerzeugungsmodul
    SI2
    senderseitiges Softwaremodul / Signaturerzeugungsmodul
    SID
    senderseitiges Softwaremodul / IdentitätssendemodulSIG Sendersignatur
    SV
    Signalverbindung
    TZA1
    teilabschnittsbezogene Zustandsangabe
    TZA2
    teilabschnittsbezogene Zustandsangabe
    U
    Spannungssignal
    VM
    Vergleichsmodul
    ZA
    Zustandsangabe

Claims (15)

  1. Verfahren zum Betreiben eines einem Gleisabschnitt (10) einer Eisenbahngleisanlage zugeordneten Gleisstromkreises (20),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - unter Heranziehung eines Basissignals (BS) Informationspakete (IP) gebildet werden,
    - für jedes Informationspaket (IP) jeweils ein Kontrollpaket (KP) gebildet wird, das eine Überprüfung des zugeordneten Informationspakets (IP) auf Korrektheit ermöglicht,
    - die Informationspakete (IP) mit ihren Kontrollpaketen (KP) an einem ersten Ende des Gleisstromkreises (20) eingespeist werden,
    - an einem zweiten Ende des Gleisstromkreises (20) empfangene Informationspakete (IP) und an dem zweiten Ende des Gleisstromkreises (20) empfangene Kontrollpakete (KP) ausgewertet werden, wobei die Auswertung die Überprüfung einschließt, ob die empfangenen Kontrollpakete (KP) die Korrektheit der empfangenen Informationspakete (IP) bestätigen, und
    - auf der Basis des Auswertergebnisses entschieden wird, ob der Gleisabschnitt (10) als besetzt angesehen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    als Basissignal (BS) eine Zufallsfolge oder Pseudozufallsfolge von Bits erzeugt wird und mit den Bits Bitpakete erzeugt werden, die die Informationspakete (IP) oder zumindest einen Bestandteil der Informationspakete (IP) bilden.
  3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Bildung der Kontrollpakete (KP) einschließt, auf die Informationspakete (IP) eine Abbildungsfunktion (AF), die eine große Eingabemenge auf eine demgegenüber kleinere Zielmenge abbildet, unter Bildung von Abbildungsergebnissen (AE) anzuwenden und die Abbildungsergebnisse (AE) den Kontrollpaketen (KP) hinzuzufügen, und
    - die Auswertung der empfangenen Kontrollpakete (KP) einschließt, auf die empfangenen Informationspakete (IP) dieselbe Abbildungsfunktion (AF) unter Bildung von Kontrollergebnissen (KE) erneut anzuwenden und die in den Kontrollpaketen (KP) enthaltenen Abbildungsergebnisse (AE) mit den Kontrollergebnissen (KE) zu vergleichen.
  4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Bildung der Kontrollpakete (KP) einschließt, auf die Informationspakete (IP) eine CRC-Berechnung unter Bildung von CRC-Werten anzuwenden und die CRC-Werte den Kontrollpaketen (KP) hinzuzufügen, und
    - die Auswertung der Kontrollpakete (KP) einschließt, auf die empfangenen Informationspakete (IP) dieselbe CRC-Berechnung unter Bildung von CRC-Kontrollwerten erneut anzuwenden und die in den Kontrollpaketen (KP) enthaltenen CRC-Werte mit den CRC-Kontrollwerten zu vergleichen.
  5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Bildung der Kontrollpakete (KP) einschließt, auf die Informationspakete (IP) eine Hash-Berechnung unter Bildung von Hash-Werten anzuwenden und die Hash-Werte den Kontrollpaketen (KP) hinzuzufügen, und
    - die Auswertung der Kontrollpakete (KP) einschließt, auf die empfangenen Informationspakete (IP) dieselbe Hash-Berechnung unter Bildung von Hash-Kontrollwerten erneut anzuwenden und die in den Kontrollpaketen (KP) enthaltenen Hash-Werte mit den Hash-Kontrollwerten zu vergleichen.
  6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Bildung der Kontrollpakete (KP) einschließt, jedem Kontrollpaket (KP) jeweils eine vorgegebene Identifikationsangabe (ID), die den Gleisstromkreis (20) identifiziert, hinzuzufügen, und
    - diejenigen empfangenen Kontrollpakete (KP) und deren zugeordnete empfangene Informationspakete (IP) unberücksichtigt bleiben, bei denen die vorgegebene Identifikationsangabe (ID) fehlt.
  7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Bildung der Kontrollpakete (KP) einschließt, für jedes Kontrollpaket (KP) jeweils eine Signatur (SIG) zu erzeugen, die eine Überprüfung erlaubt, ob das Kontrollpaket (KP) von einer dem Gleisstromkreis (20) zugeordneten autorisierten Sendeeinrichtung in den Gleisstromkreis (20) eingespeist worden ist, und
    - diejenigen empfangenen Kontrollpakete (KP) und deren zugeordnete empfangene Informationspakete (IP) unberücksichtigt bleiben, bei denen die vorgegebene Signatur (SIG) fehlt.
  8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Bildung der Informationspakete (IP) einschließt, für jedes Informationspaket (IP) jeweils eine Signatur (SIG) zu erzeugen, die eine Überprüfung erlaubt, ob das jeweilige Informationspaket (IP) von einer dem Gleisstromkreis (20) zugeordneten autorisierten Sendeeinrichtung in den Gleisstromkreis (20) eingespeist worden ist, und
    - diejenigen empfangenen Informationspakete (IP) unberücksichtigt bleiben, bei denen die vorgegebene Signatur (SIG) fehlt.
  9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Gleisabschnitt (10) als besetzt angesehen wird, wenn keine oder über ein vorgegebenes Maß hinaus zu wenig Informationspakete (IP) mit dazu passenden Kontrollpaketen (KP), die die Korrektheit der Informationspakete (IP) bestätigen, empfangen werden.
  10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Gleisabschnitt (10) als frei angesehen wird, wenn kontinuierlich Informationspakete (IP) mit dazu passenden Kontrollpaketen (KP), die die Korrektheit der Informationspakete (IP) bestätigen, empfangen werden.
  11. Gleisstromkreis (20) mit
    - einer Sendeeinrichtung (21) zum Einspeisen eines Sendesignals (S) in einen Gleisabschnitt (10) einer Eisenbahngleisanlage und
    - mindestens einer Empfangseinrichtung (22) zum Empfangen des Sendesignals (S) unter Bildung eines Empfangssignals (E) und zum Erzeugen einer den Besetztzustand des Gleisabschnitts beschreibenden Zustandsangabe (ZA),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Sendeeinrichtung (21) dazu ausgebildet ist, unter Heranziehung eines Basissignals (BS) Informationspakete (IP) zu bilden, für jedes Informationspaket (IP) jeweils ein Kontrollpaket (KP) zu bilden, das eine Überprüfung des zugeordneten Informationspakets (IP) auf Korrektheit ermöglicht, und die Informationspakete (IP) mit ihren Kontrollpaketen (KP) als das Sendesignal (S) oder als Bestandteil des Sendesignals (S) in den Gleisstromkreis (20) einzuspeisen, und
    - die Empfangseinrichtung (22) dazu ausgebildet ist, empfangene Kontrollpakete (KP) auszuwerten, wobei die Auswertung die Überprüfung einschließt, ob die empfangenen Kontrollpakete (KP) die Korrektheit zugeordneter empfangener Informationspakete (IP) bestätigen, und die Zustandsangabe (ZA) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Auswertung der Kontrollpakete (KP) zu erzeugen.
  12. Sendeeinrichtung (21) für einen Gleisstromkreis (20), insbesondere einen Gleisstromkreis (20) nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Sendeeinrichtung (21) eine Recheneinrichtung (100) aufweist, die dazu programmiert ist, ein Basissignal (BS) zu erzeugen und mit dem Basissignal (BS) die Informationspakete (IP) und die korrespondierenden Kontrollpakete (KP) zu erzeugen.
  13. Sendeeinrichtung (21) nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Recheneinrichtung (100) dazu programmiert ist,
    - als Basissignal (BS) eine Zufallsfolge oder Pseudozufallsfolge von Bits zu erzeugen und
    - mit den Bits als Informationspakete (IP) Bitpakete zu bilden,
    - wobei die Bildung der Kontrollpakete (KP) einschließt, auf die Bitpakete eine vorgegebene Abbildungsfunktion (AF), die eine große Eingabemenge auf eine demgegenüber kleinere Zielmenge abbildet, unter Bildung von Abbildungsergebnissen (AE) anzuwenden und die Abbildungsergebnisse (AE) den Kontrollpaketen (KP) hinzuzufügen.
  14. Empfangseinrichtung (22) für einen Gleisstromkreis (20), insbesondere einen Gleisstromkreis (20) nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Empfangseinrichtung (22) eine Recheneinrichtung (200) aufweist, die dazu programmiert ist,
    - empfangene Informationspakete (IP) und empfangene Kontrollpakete (KP) auszuwerten, wobei die Auswertung die Überprüfung einschließt, ob die empfangenen Kontrollpakete (KP) die Korrektheit der empfangenen Informationspakete (IP) bestätigen, und
    - eine Zustandsangabe (ZA) in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Auswertung der Kontrollpakete (KP) zu erzeugen.
  15. Empfangseinrichtung (22) nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Recheneinrichtung (200) dazu programmiert ist,
    - auf die empfangenen Informationspakete (IP) eine vorgegebene Abbildungsfunktion (AF) unter Bildung von Kontrollergebnissen (KE) anzuwenden,
    - in den empfangenen Kontrollpaketen (KP) enthaltene Abbildungsergebnisse (AE) mit den Kontrollergebnissen (KE) zu vergleichen und
    - einen Gleisabschnitt (10) als besetzt anzusehen, wenn die Kontrollergebnisse (KE) von den in den Kontrollpaketen (KP) enthaltenen Abbildungsergebnissen (AE) über ein vorgegebenes Maß hinaus abweichen.
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GB2400222A (en) * 2003-04-01 2004-10-06 Trevor Edwin Clegg Railway train detection system
DE102009010907A1 (de) * 2009-03-02 2010-09-16 Siemens Aktiengesellschaft Vorrichtung zur Detektion des Belegt- und Freizustandes eines Gleisabschnitts sowie Verfahren zum Betreiben einer solchen Vorrichtung
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