NO20006587L - Fremgangsmate for datareduksjon i jernbanedrift - Google Patents

Abstract

Flere tog (Zl, Z2) som kjører på en strekning (S) i den samme retning blir virtuelt koblet og danner da en kjøretøysammensetning i forhold til innretningen (E) for sikring av kjøredriften. Fronten av kjøretøysammensetningen er dannet av det førende kjøretøy i det første tog og enden av det siste kjøretøy i det siste tog. Togene kjøres i avstand ved hjelp av dertil anordnede imiretninger (AS). Strekningsinnretningene kommuniserer bare med et kjøretøy i det virtuelt koblede tog. Derved foreligger en betraktelig dataredusering i forhold til datatrafikken med flere enkelte tog. Den virtuelle kobling av togene kan til enhver tid oppheves og strekningsinnretningen kommuniserer da igjen med de enkelte tog.

Description

Oppfinnelsen vedrører en fremgangsmåte ifølge den innledende del i krav 1. En

slik fremgangsmåte er f.eks. kjent fra DE 44 06 720 C2.

For styring og overvåking av jernbanedrift blir det vanligvis anvendt stillverk som garanterer sikkerheten ved togtrafikken. Herved overvåker stillverkene via mangfoldige skinnesensorer kjørestedene for togene som kjører i dets stillområde og de sørger ved hjelp av lyssignaler for at tog som kommer etter hverandre ikke nærmer seg hverandre på farlig måte. Dessuten tjener stillverkene for stilling av kjørestrekninger for togene hvorved ved utkobling- og forbindelsesprosedyrer motkjøring eller flankekjøring pålitelig kan unngås. Togene frigir bak automatisk seg de strekningspartier som de forlater og gjør disse derved tilgjengelige for det styrende og overvåkende stillverk.

En slik stillverkstyrt jernbanedrift er meningsfylt anvendt på baner hvor et flertall tog vil kjøre med kortest mulig avstand og med høyest mulig hastighet; for styring av jernbanetrafikken på hovedstrekningen er stillverk uunngåelige. De krever imidlertid en posisjonsbestemmelse på skinnesiden og en sentral signalisering av kjøredeifnisjoner eller kjøreanvisninger på togene.

For å begrense kostnadene ved lokalisering av togene og signalisering av kjøreanvisninger blir i den senere tid for baner med stor trafikk favorisert desentraliserte togsikkerhetssystemer, som muliggjør en sikker kjøring uten stillverk ("Signal + Draht", bilag 4/96, sidene 22-27). Ved disse desentraliserte togsikkerhetssystemer fastsetter hvert tog som kjører strekningene sitt kjørested selv og det oversender dette til desentraliserte, innretninger på strekningssiden (strekningsinnretninger), for hvilke begrepet sporfeltelement er innpreget. Til disse strekningsinnretninger er fortrinnsvis tilordnet penser. De reagerer på telegrammer fra toget, med hvilke toget anmelder sitt ønske om tillatelse for å kjøre på strekningen. Strekningsinnretningene på banesiden sjekker om det på det tidspunktet finnes ansøkninger for motfart i det aktuelle stekningsområdet eller om det på dette tidspunktet er tildelt tillatelse for slik kjøring. Hvis dette er slik kan ønsket til det spørrende kjøretøy, om å få tillatelse til å kjøre på strekningen ikke imøtekommes hvorved en melding som angår dette vil sendes til det spørrende kjøretøy. Dette må som følge av dette senest stoppe ved streningspunktet til hvilket tillatelsen til å kjøre frem rekker. Hvis imidlertid ved tidspunktet for forespørselen fra et tog til en strekningsinnretning, det ikke foreligger noen forespørsel fra et motsatt kjøretøy om tildeling av den strekning eller av deler av strekningen som forvaltes av denne og en tilsvarende tillatelse for kjøring i den motsatte retning ikke er tildelt, da aksepterer strekningsinnretningen forespørselen som kommer fra ' toget og gir tillatelse for kjøring i strekningen som forvaltes av denne. En forutsetning for dette er riktignok at tillatelsen for kjøring i strekningen ikke er tildelt et tog som ligger foran eller at det ikke foreligger en eldre forespørsel for tildeling av tillatelsen for kjøring i strekningen. Hver strekningsinnretning kan alltid bare gi kjøretillatelse til ett tog i den strekningen som forvaltes av denne, et tog som kommer senere kan bare kjøre på strekningen først etter at det foranliggende tog har fullstendig forlatt strekningen. Motkjøringer over strekningen er først mulige når alle de togene som er på strekningen i den angitte retning i strekningen kontrollert av strekningsinnretningen har forlatt denne. Man går ut fra den forenkling ved den foregående betraktning at mellom de togene som føres frem av strekningsinnretningen ikke finnes forgreninger på hvilke eventuelle etterfølgende tog kan forlate det spor hvor de kjører sammen. De kjøretøy som kjører på strekningen bestemmer selv hvert deres kjørested på strekningen f.eks. ved anvendelse av GPS-lokaliseringsanordninger og de overfører tilsvarende plasseringsmeldinger til strekningsinnretningen, og ut fra disse kan denne fastsette om de strekningsområder som er bestemt for toget allerede er kjørt på eller allerede er forlatt. I det sistnevnte tilfellet kan forespørselen fra et annet tog om tildeling av tillatelse for kjøring i den aktuelle strekning bearbeides og likeledes besvares positivt. En forutsetning for at strekningsinnretningen skal vite tilstrekkelig nøyaktig om kjørestedene i strekningsområdene som belegges av de enkelte tog, er ved siden av overføringen av tilsvarende plasseringsangivelser fra togene også sikkerheten om at togene er fullstendige. Togene må overprøve denne fullstendighet fortløpende eller i det minste i forangitte tidspunkter eller stedsavstander og de må enten overføre tilsvarende meldinger til strekningsinnretningen eller ta inn disse meldinger på egnet måte i stedsmeldingen. For strekningssikringen vil strekningsinnretningen enten ta hensyn til den virkelige lengde til togene eller til den nominelle lengdeverdi.

For det eventuelt gjentatte forespørsel om kjøretillatelse i et bestemt strekningsområde, for den forløpende overføring av tillatelsesmeldinger til kjøretøyene og for den fortløpende overføring av stedsmeldinger fra tidligere disponible og nå forlatte strekningsområder er en svært intensiv datatrafikk mellom toget og strekningsretningen påkrevd. Denne datatrafikk blir mer kostbar jo større antall kjøretøy eller tog som passerer strekningen pr. tidsenhet, jo oftere stedsmeldingene aktualiseres og jo mer finfølsom er strekningen for avstandsholdelse mellom tog som kommer etter hverandre og som virtuelt skal deles.

Oppfinnelsen har som oppgave å redusere datatrafikken mellom de togene som kjører i én strekning og strekningsinnretningen for sikring av strekningsdriften.

Oppfinnelsen løser denne oppgave ved de kjennetegnende trekk i krav 1. Ifølge dette blir togene som følger etter hverandre ved behov virtuelt koblet slik at for strekningsinnretningen vil i det minste foreløpig bare eksistere ett enkelt tog med hvilket den utveksler data. Strekningsinnretningen kommuniserer fra da av med det virtuelle, samlede tog, mens de virkelige, enkelte tog som er tilstede overvåker deres togintegritet og overfører tilsvarende meldinger til togene som kommuniserer med strekningsinnretningen. De virtuelt koblede tog er selv ansvarlige for sin avstandssikkerhet, hvorved avstanden f.eks. kan holdes relativt liten over radarsensorer men kan også ligge f.eks. i størrelsesorden på 500 meter eller mer. En virtuell kobling av slike langt adskilte tog kan f.eks. være meningsfylt når det bakre tog av én eller annen grunn ikke kan ta opp en forbindelse mot strekningsinnretningen.

Fordelaktige utførelser og videreutviklinger av fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen er angitt i underkravene.

Således kan fremgangsmåten ifølge krav 2 med fordel også anvendes slik at hver gang flere enn to tog er virtuelt koblet med hverandre, og skal hver gang behandles av strekningsinnretningen som et tog.

Ifølge læren i krav 3 vil strekningsinnretningene, fra de virtuelt koblede tog i det minste indirekte forsynes med meldinger over fullstendigheten til de virtuelt koblede tog. Dette setter strekningsinnretningen i stand til å ha informasjon om pålitelig kjørestedet for togene og derved få beskjed over sporbelegget.

Når det er mulig å la togene følge hverandre med kortest mulig avstand skal minste avstandsverdiene på grunn av bremseavstanden mellom togene forstørres med et sikkerhetstillegg, ifølge læren i krav 4, noe som tar hensyn til «tillits»intervallet for stedet og også hastighetsavhengige avstandsverdier med hensyn til tider for dataoverføring og dataregistrering.

Hvis den virtuelle kobling av togene oppheves så skal strekningsinnretningen etter læren i krav 5 videre kommunisere med de enkelte kjøretøy henholdsvis kjøretøysamlinger og vurdere adskilt de av disse stammende stedsmeldinger.

Derved skal etter læren i krav 6 strekningsinnretningen oppfordre til angivelse av stedsmeldinger, eller kjøretøyene skal etter læren i krav 7 av seg selv etter oppheving av den virtuelle kobling avsette disse stedsmeldinger til strekningsinnretningen.

Som en fordel vil den virtuelle kobling av kjøretøyene etter læren i krav 8 foretas av kjøretøyene og også oppheves av disse, mens strekningsinnretningen i første omgang skal sikre sikkerheten og ikke anvendes for dispositive tiltak.

Den virtuelle kobling av togene skal etter læren i krav 9 oppheves spesielt ved opptreden av forstyrrelser i avstandsreguleringen, fordi ved en feilbeheftet avstandsregulering kan man ikke lenger sikre at de tog som følger etter hverandre ikke kommer farlig nær hverandre. Ved oppheving av den virtuelle kobling, noe som er mulig til enhver tid, foreligger for strekningsinnretningen deretter fullstendig adskilte tog som skal behandles adskilt.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere ved hjelp av et i tegningene fremstilt utførelseseksempel. Tegningen viser i

fig. 1 styring av to uavhengige tog og i

fig. 2 styring av to virtuelt koblede tog.

Fig. 1 viser en strekning S hvor to etter hverandre følgende tog Zl og Z2 skal kjøre i kjøreretningen fra venstre til høyre. Togene er i fjernforbindelse med strekningsinnretningen E som om nødvendig tildeler tillatelsen for kjøring i bestemte strekningsområder. Disse strekningsinnretninger er fortrinnsvis utformet som stillinnretninger som er direkte tilkoblet de aktive sporfeltelementene, og til de aktive sporfeltelementer hører spesielt sporveksler, kryssveksler, kryss med bevegelig hjertespiss, strekningsoverganger og sporperrer. Strekningsinnretningene for sikring av kjøredriften sikrer at et strekningsområde som er reservert for et tog virkelig bare kan kjøres av det toget. Dette kan skje ved at strekningsinnretningen etter tildeling av tillatelse for kjøring i en strekning til et tog bare kan gi tillatelse til et etterfølgende tog når det forangående tog har forlatt strekningsområdet og tillatelsen er gitt tilbake til strekningsinnretningen eller en tilsvarende tillatelse har opphørt. Herved er det påkrevd at strekningsinnretninger vet om kjørestedet for de enkelte tog. Dette foregår ved at togene fastsetter sine kjøresteder fullstendig og avsetter tilsvarende stedsmeldinger til strekningsinnretningen. Som stedsinnretninger på togsiden dreier det seg spesielt om satellitt-stedssøkesystemer ved hjelp av hvilke togene kan tilstrekkelig nøyaktig bestemme hvert sitt kjørested. Anvendelse av fortrinnsvis redundante og forskjellig utførte stedsbestemmelsesinnretninger på togene muliggjør å gi avkall på enhver sporovervåking på strekningssiden.

For at strekningsinnretningen til enhver tid skal kunne vite den virkelige opptatte strekning for et tog er det påkrevd at den vet om toglengden og togintegritet. Dette kan foregå ved at togene overfører tilsvarende plasseringsmeldinger for togfronten og togenden til strekningsinnretningen eller at overføringen av plasseringsmeldinger f.eks. for togfronten gjøres avhengig av at togsammensetningen til toget fortløpende overprøves og registreres. I eksemplet som vises i fig. 1 opptar toget Zl et strekningsavsnitt F01, som etter fastsettelse av tillitsintervallet for stedsbestemmelser på togsiden forstørres med en bestemt verdi i forhold til den virkelige toglengde og dermed den virkelige forskyves. Dette strekningsområdet som kjøres av toget forflyttes med toget, hvorved tidsfølgen for stedsmeldingen i strekningsinnretningen fremviser en skrittvis fremrykking for toget på strekningen. Foran toget befinner det seg et strekningsområde BAI som rykker frem sammen med toget, hvor lengden er avhengig av bremselengden til toget og den aktuelle kjørehastighet eller en antatt høyest hastighet. Dette strekningsområdet BAI betegner hver delstrekning som i det minste må være fri for at toget Zl skal kunne fortsette med sin hastighet, dvs. som bare skal reserveres for dette tog. I det fremstilte utførelseseksempel har strekningsinnretningen reservert for toget for det aktuelle tidspunkt en ytterligere delstrekning RI 1 som strekker seg helt til et kommende strekningspunkt XI. Ifølge antakelsen hadde toget Zl krevd ved sin forespørsel hos strekningsinnretningen tillatelse for å kjøre strekningen opp til dette strekningspunkt XI og som følge derav få den tilsvarende tillatelse.

I kjøreretningen bak toget Zl befinner det seg et strekningsområde RI2 som likeledes bare er tilgjengelig for togsettet Zl, og som stadig blir større ved fremrykking av toget Zl. Dette området som er reservert for toget men som i mellomtiden er blitt fri for trafikk oppstår fordi toget ikke gir kjørestedsmeldingen for togslutten fortløpende, men bare med. bestemte avstander til strekningsinnretningen.

I det fremstilte utførelseseksempel har toget Zl spurt om tillatelsen for å kjøre strekningen helt til strekningspunktet XI og det har fått den.

Strekningsinnretningen for styring av kjøredriften har ut fra den påkrevde og gitte tillatelse for å kjøre strekningen helt til dette strekningspunkt og også ut fra strekningstopografien erkjent at i tillegg til strekningsområdet som virkelig er etterspurt av toget må også et område Rl/2 mellom strekningspunktet XI og den følgende sporforgrening for å kjøre i den motsatte retning sperres, fordi det kan oppstå hindringer. Den har således også av seg selv reservert dette strekningsområdet for toget Zl hvorved et samlet strekningsområde Bl fremkommer for toget.

Tilsvarende overveielser gjelder for toget Z2 som følger etter toget Zl som spør om tillatelse til å rykke frem helt til punktet X2 og som også har fått den av strekningsinnretningen. Også her finnes det en del F02 som er virkelig opptatt av toget, et tilhørende bremseområde BA2 og foran og bak toget områder R21 og R22 som er bare reservert for toget Z2, og samlet opptar toget Z2 strekningsområdet B2.

I det minste ved en fintfølende styring av kjøredriften hvor togene overfører sine stedsmeldinger til strekningsinnretningene med korte tidsavstander blir i det minste når flere tog kjører strekningen som sikres av strekningsinnretningen overført høye mengder av data og de blir bearbeidet av strekningsinnretningen. Dette krever en tilsvarende effektiv dataoverføringsanordning mellom togene og strekningsinnretninger og også en tilsvarende effektiv databearbeidelsesanordning i strekningsinnretningene.

Oppfinnelsen viser nå en måte å redusere de overførte data, spesielt ved tog som følger hverandre med korte avstander, for derved å komme til mindre kostbare dataoverførings- og bearbeidelsesanordninger for strekningsinnretningen. Dette tydeliggjøres ved hjelp av utførelseseksemplet i fig. 2. Der kommuniserer strekningsinnretningene E bare med toget Zl for hvilket på samme måte som i fig. 1 først områdene eller delene F01, BAI, Ril, R12 og Rl/2 skal reserveres. Det etterfølgende tog Z2 forflytter seg enten under eget ansvar eller under styring ved hjelp av strekningsinnretningen oppmot det forankjørende tog Zl og blir ved hjelp av en egnet avstandssikring AS holdt i avstand fra dette. Slike innretninger for avstandssikring er i seg selv kjent. Herved kan f.eks. radarinnretninger eller innretninger for løpetidsbestemmelse for de utvekslede stedssignaler mellom de etterfølgende tog anvendes. Minsteavstanden mellom de etter hverandre følgende kjøretøy bestemmes i fig. 2 ved hjelp av bremsestrekningen for det etterfølgende tog Z2. Denne avstand kan eventuelt forminskes til den relative bremseveiavstand til det foranfarende tog. De tog som holdes i avstand av avstandssikringen blir nå for strekningsinnretningen koblet til et virtuelt tog, dvs. at for strekningsinnretningen eksisterer i det minste foreløpig bare ett enkelt tog, hvor togfronten defineres av det førende kjøretøy i det første tog Zl og togenden av det siste kjøretøy i tog Z2. Likeså forøkes den strekning som er opptatt av dette virtuelle tog med området FOVZ mellom fronten og endekjøretøyet i det aktuelle tog. Strekningen BVZ som er reservert av strekningsinnretningen E for det virtuelt koblede tog omfatter i tillegg til den virkelige opptatte strekning FOVZ også områdene BAI, RI 1, Rl/2 og R22. Ved at strekningsinnretningen ikke bare kommuniserer med ett av begge togene, finnes det i forhold til anordningen ifølge fig. 1 en datareduksjon på 50 % med den følge at det kan anvendes strekningsinnretninger med lavere effektiv dataoverførings- og databearbeidelsesinnretningen enn det som ville være påkrevd for en individuell sikring av togene.

Togene som følger etter hverandre må ikke nødvendigvis følge hverandre i minst mulig avstand, men det er også mulig at hvert tog følger det forrige tog med større avstand og denne kan også variere. I hvert tilfelle kommuniserer strekningsinnretningen etter den virtuelle kobling av togene bare med ett av disse togene hvorved dette tog fortrinnsvis er det toget som kjører foran.

Det er også mulig virtuelt å koble flere enn to tog med hverandre. Med begrepet toget skal man også forstå enkeltvis forløpende kjøretøy.

For det tilfelle at den virtuelle kobling av togene igjen skal oppheves f.eks. fordi de aktuelle tog fra da av skal bruke forskjellige kjøreveier må strekningsinnretningen igjen kommunisere med begge togene. Herved underretter begge togene strekningsinnretningen om opphevingen av den virtuelle kobling henholdsvis foranlediger strekningsinnretningen på sin side opphevelse av den virtuelle kobling. Som følge av dette overfører togene eventuelt etter oppfordring tilsvarende individuelle stedsmeldinger sammen med deres individuelle togintegritets- og toglengdemeldinger til strekningsinnretningen; eventuelt kan man for togene også gå ut fra enhetlige toglengder.

Den virtuelle kobling av togene vil ikke bare oppheves ved trafikk på forskjellige kjøreveier, men blant annet også hvis det skulle inntreffe forstyrrelser i togenes automatiske avstandssikring. I det minste ett av togene vil da underrette strekningsinnretningen om den opptredende støy, hvorved etter opphevingen av den virtuelle kobling kommunikasjonen med de tidligere virtuelt koblede tog igjen opptas hvorved f.eks. ved tre koblede kjøretøy/tog bare de to forstyrrede vil skilles. Muligens blir derved, ved tilsvarende kommandoer, en forbigående reduksjon av kjørehastigheten til det etterfølgende toget foranlediget slik at avstanden til det foregående tog økes. Derved er det mulig å aktualisere stedsangivelsene til togene med større tidsmellomrom slik at mengden data som skal overføres tross oppheving av den virtuelle kobling blir omtrent konstant i forhold til før. Herved må det imidlertid tas med på kjøpet en tilsvarende reduksjon i strekningens effekt.

Claims (9)

1.. Anordning for å redusere datatrafikk mellom en sporavhengig kjøretøy som kjører på en strekning og innretninger på strekningen (strekkningsinnretninger), ved hvilken kjøretøyene anmelder sitt ønske om å kjøre strekningen, og kjøretøyene etter forhåndsoppgitte kriterier får tillatelse til å kjøre strekningen, hvorved kjøretøyene selv bestemmer hvert sitt respektive kjørested, karakterisert ved at det kjøretøy (Z2) som følger etter det forangående kjøretøy (Zl) føres mot dette maksimalt inntil dets bremseveiavstand (BA2), at kjøretøyene (Zl, Z2) så kobles virtuelt, at de virtuelt koblede kjøretøy under anvendelse av en avstandssikring (AS) på kjøretøysiden kjører fremover i felleskap, men uavhengig av hverandre og at de deretter behandles av strekningsinnretningen (E) som en enkelt kjøretøysammensetning, hvor fronten er bestemt av frontkjøretøyet i det tidligere forankjørende kjøretøy og enden ved endekjøretøyet i det etterfølgende kjøretøy.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at mer enn to etter hverandre følgende kjøretøy/kjøretøy forbund kan kobles til et virtuelt samlet kjøretøysammensetning.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at togintegritetsprøvinger som er utført av kjøretøyene og tilsvarende meldinger i det minste indirekte overføres til strekningsinnretningen.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at for bremseavstanden i tillegg til den relative bremseveiavstanden for hver etter hverandre følgende kjøretøy eller den absolutte bremseveiavstand til det etterfølgende kjøretøy tas hensyn til sikkerhetstillegg i det minste for tillitsintervallet til stedsbestemmelser og også for dataoverførings- og dataregistreringstiden.

5. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at den virtuelle kobling av kjøretøyene igjen oppheves ved behov hvoretter strekningsinnretningen igjen kommuniserer med de enkelte kjøretøy/kjøretøysammensetningen.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at kjøretøyene som kommuniserer med strekningsinnretningen underretter denne over de kjøretøy som er virtuelt tilkoblet denne og at strekningsinnretningen etter registrering av opphevelse av den virtuelle kobling av de etter hverandre følgende kjøretøy/kjøretøysammensetning i det minste igjen krever spesielle stedsmeldinger for de av dem benyttede strekningsområder.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 5, karakterisert ved at de hittil virtuelt koblede kjøretøy etter oppheving av den virtuelle kobling melder seg ved strekningsinnretningen og avsetter i det minste særskilte stedsmeldinger for de av dem benyttede strekningsområder.

8. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-7, karakterisert ved at den virtuelle kobling av kjøretøyene også blir utført eller opphevet av kjøretøyene.

9. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 5-8, karakterisert ved at den virtuelle kobling kan oppheves ved registrering av støy i avstandssikringen.