WO2006056284A1 - Verfahren und system zur überprüfung einer datenübertragungseinheit zur steuerung eines fahrenden objektes - Google Patents

Verfahren und system zur überprüfung einer datenübertragungseinheit zur steuerung eines fahrenden objektes Download PDF

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WO2006056284A1
WO2006056284A1 PCT/EP2005/011407 EP2005011407W WO2006056284A1 WO 2006056284 A1 WO2006056284 A1 WO 2006056284A1 EP 2005011407 W EP2005011407 W EP 2005011407W WO 2006056284 A1 WO2006056284 A1 WO 2006056284A1
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transmission unit
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PCT/EP2005/011407
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Rolf Schmid
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Siemens Schweiz Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • B61L3/02—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
    • B61L3/08—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
    • B61L3/12—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves
    • B61L3/121—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves using magnetic induction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
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    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation
    • B61L2027/202—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation using European Train Control System [ETCS]

Definitions

  • the present invention relates to a method and a system for checking a Acchariungsednheit for controlling a moving object, in particular a rail-bound vehicle.
  • This information transmitted to the vehicle includes, for example, a signal term displayed on the next light signal in the direction of travel.
  • a signal term displayed on the next light signal in the direction of travel can also result in compliance with predefined speed profiles, braking profiles or even emergency braking if the safety of this and / or other vehicle and the passengers and / or goods transported with it can not be guaranteed otherwise.
  • the train control information in the ETCS level 1 is called via the air interface A according to punctiform fixed data and / or transparent data transmission units transmitted to the ETCS / ERTMS specification.
  • the information transmitted with these balises is therefore of great importance in the As a result, module level security and data transfer procedures are generally subject to Level SIL 4 security levels (Security Integrity Level according to standards EN50159, EN50126 and EN50129 for secure connections).
  • Level SIL 4 security levels Security Integrity Level according to standards EN50159, EN50126 and EN50129 for secure connections.
  • Signal point also outputs the correct (associated) balise telegram to the air interface (A according to ETCS specification). For this purpose, it is currently necessary to block the route for reading out the configuration data provided for each signal concept and to manually pick up the transmitted balise telegram at the air interface with a programming and readout device on site.
  • the tapped-off balise telegram is then sent by a checksum method, e.g. MD4 / MD5 or CRC32, processed and the corresponding determined code per
  • the present invention is therefore based on the object, a method and a system for checking the correct function of a data transmission unit for controlling a moving object, in particular a rail vehicle, specify, with which a considerably simpler Procedure can be achieved as with the previous route inspection and the subsequent operational monitoring for the acceptance and function monitoring of (trackside) data transmission units.
  • a method for checking the function of a data transmission unit which is used for wireless control of a moving object, in particular a rail vehicle, is provided, in which a) a to be transmitted to the vehicle and a signal path supplied information is radiated with the data transmission unit; b) a receiving device arranged in the data transmission unit is provided for receiving the information to be transmitted; c) the signals received by the receiving device are transmitted unchanged or evaluated by means of an analysis device in the form of a code to a logical control unit; d) the logical control unit compares the information to be radiated with the data transmission unit and the received signals or the code; and e) is determined on the basis of the comparison of the operating state of the data transmission unit and / or the signal path.
  • this object is achieved by a system for checking the function of a data transmission unit for controlling a moving
  • Object in particular a rail-bound vehicle, solved, comprising: a) an antenna associated with the data transmission unit, with which an information to be transmitted to the vehicle and brought up via a signal path can be emitted; b) one of the data transmission unit associated receiving device for receiving the information to be transmitted, - c) data transfer means with which the signals received by the receiving device unchanged or by means of an analysis device, in particular an encoder or decoder, evaluated in the form of a code to a logical control unit transferable are; d) the logical control unit is designed so that the radiated with the data transmission unit
  • the method and system permit immediate feedback of the transmitted information to verify the information actually sent.
  • the source of this readback channel is thus generated "onboard" in the communication unit by a receive antenna similar to the transmit antenna .
  • the transmission at the data transmission unit can be made active or passive, for example because a reflection modulation would also be possible Coders (Bala Telegram Encoder) in the data transmission unit as backward information channel (MD4 / MD5, CRC32 etc.) can be realized a sufficiently good security of the readback channel
  • Data transmission unit taking into account the required personal safety and efficiency and a qualitative improvement of the system availability and error disclosure can be achieved.
  • the information to be transmitted from a signal box and / or a Control center be discontinued. Accordingly, the logical control unit can be assigned to the interlocking and / or the control center.
  • a complete test of the signal path can be achieved with SIL 4 level, when the received signals or the code is passed over the signal path in the opposite direction to the direction of the information to be transmitted.
  • the received signals or the code can be transmitted on a different from the information to be transmitted frequency.
  • the data transmission unit is controlled by means of a control unit, wherein by means of the control unit
  • Data transmission unit is converted and the received
  • Signals preferably already on the data transmission unit, are converted into the code by means of a checksum method.
  • Figure 1 is a schematic representation of a first system with a return path for the radiated from a balise Balisentelegramm;
  • FIG 2 is a schematic representation of a second system with a return path for the radiated from a balise Balisentelegramm
  • Figure 3 is a schematic representation of a layout for the balise and a MSTT controlling the balise;
  • Figure 4 is a schematic representation of the frequency usage for the Balisentelegramm and the code return.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a system for train control by means of a balise B and a signal S. Both the balise B and the signal S represent a data signal output by a signal box STW signal concept.
  • LEU trackside control unit
  • a telegram path TP (also called interface "C n ) for balise B transmits a balise telegram BT assigned to the signal term to the balise B, where it transparently to the air interface (as already mentioned as interface" A ")
  • the balise B can receive this balise telegram BT output to the air interface A and send it back to the signal box STW via a return path RP in the form of a code obtained by a checksum method.
  • a T element T associated with the LEU which is designed as a bandpass filter and bandpass lock, separates the returned code from the forward-oriented balise telegram BT, so that the code can be sent, for example, directly to the T element T or after transmission via a universal process signal.
  • Interface for data and diagnosis UPS in the interlocking STW can be compared by a control unit KE with the originally transmitted signal term.
  • the logical control unit KE is indicated here by the stick figure and a separate data cable.
  • the control unit KE can be implemented fully automatically by software and automatically generate an error telegram if the retransmitted code (eg to MD4 / MD5, CRC32) does not match the signal concept originally issued by Stelltechnik STW.
  • the retransmitted code eg to MD4 / MD5, CRC32
  • FIG. 2 shows the case comparable to FIG. 1 of a control of the balise B via a modular control part MSTT.
  • This modular control part MSTT works in a similar way to the LEU, but unlike the LEU it is also able to process the code sent via the return path itself and send it back to the STVJ interlocking.
  • a schematic construction of an embodiment of the invention shows the balise B and the modular actuator MSTT.
  • the components used are explained on the basis of the signal path.
  • the modular control part MSTT receives a signaling term SB from the signal box STW via an ISDN connection.
  • a processor CPU and a universal logic core ULK determines the modular control part MSTT associated with this signal term SB Beautysentelegramm BT and feeds this Balsentelegramm BT in the uplink direction via the balisen worne T-member T to a data transmitter DT, the Greysentelegramm BT by way of FSK (Frequency Shift Keying) modulation modulates to an analog amplifier AV passes.
  • the analog amplifier AV then sends the modulated Beautysentegram BT 'via a loop antenna / current loop A to the air interface "A".
  • This modulated Balisentegram BT is now by means of a second on the Balise B arranged antenna (loop), hereinafter called antenna sample AP, received and by means of a coder Coder in one after any Checksum method obtained code converted.
  • This code is also modulated by means of the coder to an analog or digital carrier signal, the frequency of which clearly deviates from the frequency of the data signal of the balancing telegram BT (see FIG. 4), so that the T-element T has a retroactive effect of this code on the antenna A excludes.
  • the code is then transmitted via the interface "C” and via another T-element T, which is arranged on the modular control part MSTT, back to the modular control part MSTT and transmitted from there again via the ISDN connection in the interlocking STW.
  • the automatable check now takes place in the interlocking STW, as to whether the code transmitted back corresponds to the signal signal SB originally set off
  • the T-link T can also be omitted in those applications in which the received signal of the beacon B is known and can be recovered by a mathematical correlation function, as is known, for example, from echo cancellation in telecommunications.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the frequency usage in the above signal paths.
  • the free frequency ranges are listed on which, for example, the code can be returned. Since the code, for example MD5 or CRC32, is only about 32 bits long, only low requirements are required of the transmission rate of the return path RP, which physically corresponds to the telegram path TP (unlike the telegram path on which the 1024 bit long ETCS - balancing telegram BT has to be transmitted).
  • the signal for the power supply of the Balise B transmits on a frequency of 8.826 kHz.
  • the data signal of the Beautysentelegramms C transmits in a range of 232 kHz to about 1.3 MHz. For the returned code therefore remain comfortable areas free frequency spectrum FS.
  • the method and the system allow an immediate return of the sent Beautysentelegramms BT for checking in the interlocking STW.
  • the source of this readback information channel (return path RP) thus becomes "onboard" in the balise B through one of the transmit antenna A.
  • Reception antenna AP generated.
  • a bitstream coder in the balise B as the backward information channel (MD4 / MD5, CRC32, etc.)
  • the security of the return path RP can be realized.
  • an automatable cost-effective acceptance of the Transparent Balise B can be achieved taking into account the required personal safety and efficiency as well as a qualitative improvement of the system availability and error disclosure in the Rolling Wheel operated network.
  • any type of communication units can be checked for release and monitored for correct operation in current traffic.
  • a route point for driving display cross sections on roads, in particular highways may be mentioned, in which not only the information controlling the traffic is displayed, but will also be transmitted to the vehicles in the future.

Landscapes

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Abstract

Erfindungsgemäss werden ein Verfahren und ein System zur Überprüfung der Funktion einer Datenübertragungseinheit (B) zur Steuerung eines fahrenden Objektes, insbesondere eines schienengebundenen Fahrzeugs, offenbart, umfassend: a) eine der Datenübertragungseinheit (B) zugeordnete Antenne (A), mit der eine auf das Fahrzeug zu übertragende. und über einen Signalweg (TP) herangeführte Information (BT) abstrahlbar ist; b) eine der Datenübertragungseinheit (B) zugeordnete Empfangseinrichtung (AP) zum Empfang der zu übertragenden Information (BT); c) Datenübertragungsmittel, mit denen die mittels der Empfangseinrichtung empfangenen Signale unverändert oder mittels einer Analyseeinrichtung bewertet in Form eines Codes an eine logische Kontrolleinheit (KE) übertragbar sind; d) die logische Kontrolleinheit (KE) so ausgestaltet ist, dass die mit der Datenübertragungseinheit abzustrahlende Information und die empfangenen Signale bzw. den Code vergleichbar sind; und e) dass anhand des Vergleichs der Betriebszustand der Datenübertragungseinheit und/oder des Signalwegs bestimmbar ist. Auf diese weise gestatten das Verfahren und das System eine unmittelbare Rückführung der ausgesendeten Information zum Überprüfen. Die Quelle dieses Rückleseinformationskanals wird somit ,,onboard" in der Datenübertragungseinheit durch eine der Sendeantenne ähnliche Empfangsantenne erzeugt. Durch die Implementierung eines Bitstrom Coders (Balisentelegrammcodierers) in der Datenübertragungseinheit als Rückwärtsinformationskanals (MD5, CRC32 etc.) kann die Sicherheit des Rücklesekanals realisiert werden. Damit kann eine automatisierte kostengünstigere Abnahme der Datenübertragungseinheit erreicht werden.

Description

Siemens Schweiz AG CH-8047 Zürich
Verfahren und System zur Überprüfung einer Datenübertragungseinheit zur Steuerung eines fahrenden Objektes
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Überprüfung einer Datenübertragungsednheit zur Steuerung eines fahrenden Objektes, insbesondere eines schienengebundenen Fahrzeugs.
Im schienengebundenen Verkehr werden punkt- und/oder linienförmige Datenübertragungseinheiten, wie zum Beispiel Balisen, Sendeschlaufen bzw. Leckkabel eingesetzt, um für den Betrieb des Fahrzeugs relevante Informationen auf das
Fahrzeug zu übertragen. Diese auf das Fahrzeug übertragenen Informationen beinhalten beispielsweise einen am in Fahrtrichtung nächsten Lichtsignal angezeigten Signalbegriff. Derartige Informationen können in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Fahrzeugs auch das Befolgen vorgegebener Geschwindigkeitsprofile, Bremsprofile oder sogar Zwangsbremsungen zur Folge haben, wenn die Sicherheit dieses und/oder anderer Fahrzeugs und der mit diesen transportierten Fahrgäste und/oder Güter ansonsten nicht mehr gewährleistet werden kann.
Im besonderen im neuen zukünftig europaweit eingesetzten Zugbeeinflussungssystem ETCS/ERTMS (European Train Control System, European Railway Traffic Management System) werden im ETCS Level 1 die Zugbeeinflussungsinformationen mittels punktförmigen Festdaten- und/oder transparenten Datenübertragungseinheiten, im Fachjargon Balisen genannt, über die Luftschnittstelle A gemäss der ETCS/ERTMS Spezifikation übertragen. Den mit diesen Balisen übertragenen Informationen kommen daher eine hohe Bedeutung in der Sicherung des Zugverkehrs zu, weshalb an die Modul-Einheiten und die durchgeführten Datenübertragungsverfahren in der Regel eine Sicherheitsstufe nach Level SIL 4 gestellt wird (Security Integrity Level nach Normen EN50159, EN50126 und EN50129 für sichere Anschaltungen) . Damit werden neben der im Betrieb erforderlichen hohen Sicherheit auch hohe Anforderungen an die Streckenabnahme und die Module und Systemverfügbarkeit sowie ihre Fehleroffenbarung gelegt.
Im Stand der Technik werden eine Projektierung der Orte für eine Anordnung einer transparenten Balise, also einer Balise, die verschiedene 'Signalbegriffe transparent durchleitet,' sowie eine Projektierung der ETCS-Balisentelegramme im Labor oder Büro vorgenommen. Diese Daten werden auf eine gleisseitige Steuerungseinheit für die Balise, nachfolgend
LEU (Lineside Electronic Unit) genannt, transferiert oder via modulares Stellteil, nachfolgend MSTT genannt, in den Telegrammspeicher des Logikkern des .nodularen Stellteils transferiert. Für die Abnahme der Streckenpunkte muss nun verifiziert werden, dass die Balise für jeden für diesen
Streckenpunkt projektierten Signalbegriff auch das richtige (zugehörige) Balisentelegramm an die Luftschnittstelle (A gemäss ETCS Spezifikation) ausgibt. Hierzu ist es derzeit erforderlich, die Strecke für das Auslesen der pro Signalbegriff vorgesehenen Projektierungsdaten zu sperren und das gesendete Balisentelegramm an der Luftschnittstelle mit einem Programmier- und Auslesegerät vor Ort von Hand abzugreifen. Das abgegriffene Balisentelegramm wird dann mit einem Prüfsummenverfahren, wie z.B. MD4/MD5 oder CRC32, verarbeitet und der entsprechend ermittelte Code pro
Signalbegriff abgelesen und erfasst. Dies erfordert es, dass die Signalbegriffe hintereinander einzeln und deutlich voneinander separiert vom Stellwerk oder der Leittechnikzentrale durchgestellt werden müssen, was beispielsweise über GSM-Verbindungen von den Streckenposten mit dem Stellwerkpersonal oder über sonstige Funkverbindungen gelöst werden muss. Problematisch ist dieses Verfahren vor allen Dingen in Tunneln oder solchen Abschnitten, die keine ausreichende Abdeckung mit drahtlosen
Telekoiranunikationsdienstleistungen aufweisen. Nach dieser (wenn auch mitunter komplizierten und aufwendigen) Aufnahme der Codes für die verschiedenen möglichen Signalbegriffe pro Streckenpunkt müssen beide Codes - also der dem zugeordneten Signalbegriff entsprechende Code, der vom Stellwerk an die Steuerungseinheit ausgegeben wird, und der zu dem mit dem Programmier- und Auslesegerät aufgenommenen Balisentelegramm gehörige Code im Büro (von der bereits durchgeführten
Projektierung) verglichen werden. Erst dann kann verifiziert werden, ob eine LEU oder ein MSTT möglicherweise falsch projektiert, also ob der Bitinhalt und die Zuordung des richtigen ETCS Telegrames für jeden Signalbegriff stimmen, wurden und ob die Balise funktechnisch überhaupt korrekt funktioniert.
Auch im Betrieb wird die Fehlerhaftigkeit dieser Signalkette zur Abstrahlung des ETCS-Telegramms erst dann bemerkt, wenn das Telegramm entweder nicht vollständig oder sonst wie fehlerhaft übertragen wird oder wenn der Führer des Fahrzeugs von sich aus merkt, dass die übertragene Information nicht mit dem tatsächlich am Signal angezeigten Signalbegriff plausibel ist. Es kann daher eine erhebliche Zeitdauer verstreichen, bis sich ein diesbezüglicher Fehler also offenbart. Dieser Fehler kann dann erhebliche Rückwirkungen auf die Verfügbarkeit dieses Streckenabschnitts haben, was einen nicht tolierbaren Sicherheitsverlust und einen gehörigen Ausfall von Personen- und/oder Tonnenkilometern nach sich ziehen kann, da die Strecke ja bis zur Behebung dieses Fehler ausser Betrieb genommen werden muss .
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System zur Überprüfung der korrekten Funktion einer Datenübertragungseinheit zur Steuerung eines fahrenden Objektes, insbesondere eines schienengebundenen Fahrzeugs, anzugeben, mit denen eine erheblich einfachere Vorgehensweise als mit der bisherigen Streckenbegehung und der nachfolgenden betrieblichen Überwachung für die Abnahme und Funktionsüberwachung von (gleisseitigen) Datenübertragungseinheiten erreicht werden können.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass ein Verfahren zur Überprüfung der Funktion einer Datenübertragungseinheit, die zur drahtlosen Steuerung eines fahrenden Objektes, insbesondere eines schienengebundenen Fahrzeugs, dient, vorgesehen ist, bei dem a) eine auf das Fahrzeug zu übertragende und über einen Signalweg herangeführte Information mit der Datenübertragungseinheit abgestrahlt wird; b) eine in der Datenübertragungseinheit angeordnete Empfangseinrichtung zum Empfang der zu übertragenden Information vorgesehen wird; c) die mittels der Empfangseinrichtung empfangenen Signale unverändert oder mittels einer Analyseeinrichtung bewertet in Form eines Codes an eine logische Kontrolleinheit übertragen werden; d) die logische Kontrolleinheit die mit der Datenübertragungseinheit abzustrahlende Information und die empfangenen Signale bzw. den Code vergleicht; und e) anhand des Vergleichs der Betriebszustand der Datenübertragungseinheit und/oder des Signalwegs bestimmt wird.
Bezüglich des Systems wird diese Aufgabe erfindungsgemäss durch ein System zur Überprüfung der Funktion einer Datenübertragungseinheit zur Steuerung eines fahrenden
Objektes, insbesondere eines schienengebundenen Fahrzeugs, gelöst, umfassend: a) eine der Datenübertragungseinheit zugeordnete Antenne, mit der eine auf das Fahrzeug zu übertragende und über einen Signalweg herangeführte Information abstrahlbar ist; b) eine der Datenübertragungseinheit zugeordnete Empfangseinrichtung zum Empfang der zu übertragenden Information,- c) Datenübertragungsmittel, mit denen die mittels der Empfangseinrichtung empfangenen Signale unverändert oder mittels einer Analyseeinrichtung, insbesondere ein Codierer bzw. Decodierer, bewertet in Form eines Codes an eine logische Kontrolleinheit übertragbar sind; d) die logische Kontrolleinheit so ausgestaltet ist, dass die mit der Datenübertragungseinheit abzustrahlende
Information und die empfangenen Signale bzw. den Code vergleichbar sind; und e) dass anhand des Vergleichs der Betriebszustand der Datenübertragungseinheit und/oder des Signalwegs bestimmbar ist.
Auf diese Weise gestatten das Verfahren und das System eine unmittelbare Rückführung der ausgesendeten Information zum Überprüfen der tatsächlich gesendeten Information. Die Quelle dieses Rückleseinformationskanals wird somit „onboard" in der Datenübertragungseinheit durch eine der Sendeantenne ähnliche Empfangsantenne erzeugt. Es sein angemerkt, dass die Übertragung an der Datenübertragungseinheit aktiv oder passiv vorgenommen werden kann, weil beispielsweise auch eine Reflexionsmodulation möglich wäre. Durch die Implementierung eines Bitstrom Coders (Balisentelegramm-Codierers) in der Datenübertragungseinheit als Rückwärtsinformationskanal (MD4/MD5, CRC32 etc.) kann eine genügend gute Sicherheit des Rücklesekanals realisiert werden. Damit können eine automatisierte kostengünstigere Abnahme der
Datenübertragungseinheit unter Berücksichtigung der geforderten Personensicherheit und Effizienz sowie eine qualitative Verbesserung der Systemverfügbarkeit und Fehleroffenbarung erreicht werden.
In zweckmässiger Ausgestaltung der Erfindung kann die zu übertragende Information aus einem Stellwerk und/oder einer Leittechnikzentrale abgesetzt werden. Entsprechend kann die logische Kontrolleinheit dem Stellwerk und/oder der Leittechnikzentrale zugeordnet werden.
Ein vollständiger Test des Signalwegs kann mit SIL 4 Level erreicht werden, wenn die empfangenen Signale bzw. der Code über den Signalweg in Gegenrichtung zur Richtung der zu übertragenden Information geleitet wird. Zur einfachen Entkopplung von uplink und downlink-Signal können die empfangenen Signale bzw. der Code auf einer von der zu übertragenden Information abweichenden Frequenz übertragen werden.
In einfacher Umsetzung einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Datenübertragungseinheit mittels einer Steuerungseinheit gesteuert wird, wobei mittels der Steuerungseinheit ein
Signalbegriff in ein Telegramm für die
Datenübertragungseinheit umgewandelt wird und die empfangenen
Signale, vorzugsweise bereits auf der Datenübertragungseinheit, mittels eines Prüfsummenverfahrens in den Code umgewandelt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Systems mit einem Rückpfad für das von einer Balise ausgestrahlte Balisentelegramm;
Figur 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Systems mit einem Rückpfad für das von einer Balise ausgestrahlte Balisentelegramm; Figur 3 eine schematische Darstellung eines Layouts für die Balise und ein die Balise steuerndes MSTT; und
Figur 4 eine schematische Darstellung der Frequenznutzung für das Balisentelegramm und die Coderücksendung.
Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung ein System zur Zugbeeinflussung mittels einer Balise B und einem Signal S. Sowohl die Balise B als auch das Signal S stellen einen von einem Stellwerk STW ausgegebenen Signalbegriff datentechnisch dar. Im Fall des Beispiels gemäss Figur 1 nimmt eine streckenseitige Steuerungseinheit, nachfolgend kurz LEU genannt, diesen Signalbegriff auf und steuert entsprechend die Anzeige dieses Signalbegriffs am Signal S durch eine Ansteuerung der dem Signalbegriff entsprechenden
Signallampen. Ausserdem wird über einen Telegrammpfad TP (auch Schnittstelle „Cn genannt) zur Balise B ein zu dem Signalbegriff zugeordnetes Balisentelegramm BT an die Balise B übermittelt und dort transparent an die Luftschnittstelle (wie eingangs schon erwähnt als Schnittstelle „A" nach
ETCS/ERTMS definiert) zu einem hier nicht weiter dargesteilen Schienenfahrzeug übertragen. Aufgrund der zu Figur 3 ausführlich erläuterten, in der Balise B zusätzlich angeordneten Komponenten kann die Balise B dieses an die Luftschnittstelle A ausgegebene Balisentelegramm BT aufnehmen und über einen Rückpfad RP in Form eines nach einem Prüfsummenverfahren gewonnenen Codes an das Stellwerk STW zurücksenden. Hierbei hilft ein der LEU zugeordnetes T-Glied T, das als Bandpassfilter und Bandpasssperre ausgestaltet ist, den rückgesendeten Code von dem vorwärtsgerichteten Balisentelegramm BT zu trennen, so dass der Code beispielsweise direkt am T-Glied T oder nach der Übermittlung über eine universelle Prozess-Schnittstelle für Daten und Diagnose UPS im Stellwerk STW von einer Kontrolleinheit KE mit dem ursprünglich ausgesendeten Signalbegriff verglichen werden kann. Die logische Kontrolleinheit KE sei hier durch das Strichmännchen und ein separates Datenkabel angedeutet. Selbstverständlich kann die Kontrolleinheit KE vollautomatisch arbeitend softwaremässig realisiert sein und automatisch ein Fehlertelegramm generieren, wenn der rückübertragene Code (z.B. nach MD4/MD5, CRC32) nicht mit dem ursprünglich von Stellwerk STW abgesetzten Signalbegriff übereinstimmt. In einem solchen Störungsfall arbeitet mindestens ein Element in der Signalkette vom Stellwerk STW zu der Balise B nicht ordnungsgemäss und muss wegen der möglichen Sicherheitsgefährdung sofort ausgetauscht werden.
Figur 2 zeigt den mit Figur 1 vergleichbaren Fall einer Ansteuerung der Balise B über ein modulares Stellteil MSTT. Dieses modulare Stellteil MSTT arbeitet in ähnlicher Weise wie die LEU, ist aber anders als die LEU auch in der Lage, den über den Rückpfad gesendeten Code selbst zu verarbeiten und an das Stellwerk STVJ zurück zu senden.
Ein schematischer Aufbau einer Ausführungsform der Erfindung zeigt die Balise B und das modulare Stellteil MSTT. Die eingesetzten Komponenten werden anhand des Signalweges erläutert. Das modulare Stellteil MSTT erhält über eine ISDN- Verbindung einen Signalbegriff SB von dem Stellwerk STW. Mittels eines Prozessors CPU und eines universellen Logikkerns ULK ermittelt das modulare Stellteil MSTT das zu diesem Signalbegriff SB zugehörige Balisentelegramm BT und speist dieses Balisentelegramm BT in Uplink-Richtung über das balisenseitige T-Glied T an einen Datentransmitter DT, der das Balisentelegramm BT im Wege einer FSK (Frequency Shift Keying) -Modulation moduliert an einen analogen Verstärker AV übergibt. Der analoge Verstärker AV sendet dann das modulierte Balisentelegramm BT' über eine Rahmenantenne/Stromschlaufe A an die Luftschnittstelle „A" .
Dieses modulierte Balisentelegramm BT' wird nun mittels einer zweiten auf der Balise B angeordneten Antenne (Schlaufe), nachfolgend Antennenprobe AP genannt, empfangen und mittels eines Codierers Coder in einen nach einem beliebigen Prüfsummenverfahren gewonnenen Code umgewandelt. Dieser Code wird mittels des Coders zudem auf ein analoges oder digitales Trägersignal moduliert, dessen Frequenz von der Frequenz des Datensignals des Balisentelegramms BT deutlich abweicht (vgl. Fig. 4) , so dass das T-Glied T eine Rückwirkung dieses Codes auf die Antenne A ausschliesst. Der Code wird dann über die Schnittstelle „C" und über ein weiteres T-Glied T, das auf dem modularen Stellteil MSTT angeordnet ist, zurück zum modularen Stellteil MSTT übertragen und von dort wieder über die ISDN-Verbindung in das Stellwerk STW zurück übermittelt. Im Stellwerk STW findet nun die automatisierbare Prüfung statt, ob der zurück übermittelte Code dem ursprünglich abgesetzten Signalbegriff SB entspricht. Es sei angemerkt, dass das T-Glied T auch in solchen Anwendungsfällen weggelassen werden kann, in denen das Empfangssignal der Balise B bekannt ist und durch eine mathematische Korrelationsfunktion zurückgewonnen werden kann, wie dies zum Beispiel aus der Echokompensation in der Telekommunikation bekannt ist.
Figur 4 zeigt nun noch eine schematische Darstellung der Frequenznutzung in den vorstehenden Signalwegen. Mit FS sind die freien Frequenzbereiche aufgeführt, auf denen beispielsweise der Code zurückgesendet werden kann. Da der Code, beispielsweise MD5 oder CRC32, nur ca. 32 Bit lang ist, brauchen an die Übertragungsrate des Rückpfades RP, der ja physikalisch dem Telegrammpfad TP entspricht, nur geringe Anforderungen gestellt werden (anders als an den Telegrammpfad, auf dem das 1024 bit lange ETCS - Balisentelegramm BT übertragen werden muss) . Das Signal für die Energieversorgung der Balise B sendet auf einer Frequenz von 8,826 kHz. Das Datensignal des Balisentelegramms C sendet in einem Bereich von 232 kHz bis etwa 1,3 MHz. Für den rückgesendeten Code verbleiben daher komfortable Bereiche freien Frequenzspektrums FS. Auf diese Weise gestatten das Verfahren und das System eine unmittelbare Rückführung des ausgesendeten Balisentelegramms BT zum Überprüfen im Stellwerk STW. Die Quelle dieses Rückleseinformationskanals (Rückpfad RP) wird somit „onboard" in der Balise B durch eine der Sendeantenne A ähnliche
Empfangsantenne AP erzeugt. Durch die Implementierung eines Bitstrom Coders (Balisentelegramm-Codierers) in der Balise B als Rückwärtsinformationskanal (MD4/MD5, CRC32 etc.) kann die Sicherheit des Rückpfades RP realisiert werden. Damit können eine automatisierbare kostengünstige Abnahme der Transparent- Balise B unter Berücksichtigung der geforderten Personensicherheit und Effizienz sowie eine qualitative Verbesserung der Systemverfügbarkeit und Fehleroffenbarung im unter dem Rollenden Rad betriebenene Netzwerk erreicht werden.
Auch wenn das vorliegende Ausführungsbeispiel in Bereich des schienengebundenen Verkehrs angesiedelt ist, können mit dem vorliegenden System und dem vorliegenden Verfahren im Grunde genommen jede Art von Datenübertragungseinheiten hinsichtlich der Freigabe überprüft und auf korrekte Funktion im laufenden Verkehr überwacht werden kann. Beispielhaft kann hier ein Streckenpunkt zur Ansteuerung von Anzeigequerschnitten auf Strassen, insbesondere Autobahnen, genannt werden, bei dem nicht nur die den Verkehr steuernde Information angezeigt wird, sondern zukünftig auch auf die Fahrzeuge übertragen werden wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Überprüfung der Funktion einer Datenübertragungseinheit (B) zur Steuerung eines fahrenden Objektes, insbesondere eines schienengebundenen Fahrzeugs, bei dem a) eine auf das Fahrzeug zu übertragende und über einen Signalweg (TP) herangeführte Information (BT) mit der Datenübertragungseinheit (B) abgestrahlt wird; b) eine in der Datenübertragungseinheit (B) angeordnete Empfangseinrichtung (AP) zum Empfang der zu übertragenden Information (BT) vorgesehen wird; c) die mittels der Empfangseinrichtung (AP) empfangenen Signale unverändert oder mittels einer Analyseeinrichtung (Coder) bewertet in Form eines Codes an eine logische Kontrolleinheit (KE) übertragen werden,- d) die logische Kontrolleinheit (KE) die mit der Datenübertragungseinheit (B) abzustrahlende Information (BT) und die empfangenen Signale bzw. den Code vergleicht; und e) anhand des Vergleichs der Betriebszustand der
Datenübertragungseinheit (B) und/oder des Signalwegs (TP) bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zu übertragende Information (BT) aus einem Stellwerk (STW) und/oder einer Leittechnikzentrale abgesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die logische Kontrolleinheit (KE) dem Stellwerk (STW) und/oder der Leittechnikzentrale zugeordnet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die empfangenen Signale bzw. der Code über den Signalweg (TP) in Gegenrichtung zur Richtung der zu übertragenden Information (BT) geleitet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die empfangenen Signale bzw. der Code auf einer von der zu übertragenden Information (BT) abweichenden Frequenz übertragen werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungseinheit (B) mittels einer Steuerungseinheit (LEU, MSTT) gesteuert wird, wobei mittels der Steuerungseinheit (LEU, MSTT) ein Signalbegriff (SB) in ein Telegramm (BT) für die Datenübertragungseinheit (B) umgewandelt wird und die empfangenen Signale mittels eines PrüfSummenverfahrens in den Code umgewandelt werden.
7. System zur Überprüfung der Funktion einer Datenübertragungseinheit (B) zur Steuerung eines fahrenden Objektes, insbesondere eines schienengebundenen Fahrzeugs, umfassend: a) eine der Datenübertragungseinheit (B) zugeordnete Antenne (A) , mit der eine auf das Fahrzeug zu übertragende und über einen Signalweg (TP) herangeführte Information (BT) abstrahlbar ist; b) eine der Datenübertragungseinheit (B) zugeordnete Empfangseinrichtung (AP) zum Empfang der zu übertragenden Information (BT) ; c) Datenübertragungsmittel (Coder, T), mit denen die mittels der Empfangseinrichtung empfangenen Signale unverändert oder mittels einer Analyseeinrichtung bewertet in Form eines Codes an eine logische Kontrolleinheit (KE) übertragbar sind; d) die logische Kontrolleinheit (KE) so ausgestaltet ist, dass die mit der Datenübertragungseinheit (B) abzustrahlende Information (BT) und die empfangenen Signale bzw. den Code vergleichbar sind; und e) dass anhand des Vergleichs der Betriebszustand der
Datenübertragungseinheit (B) und/oder des Signalwegs (TP) bestimmbar ist.
8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stellwerk (STW) und/oder eine Leittechnikzentrale vorgesehen sind, die die zu übertragende Information (SB) an eine die Datenübertragungseinheit (B) steuernde Steuereinheit (LEU, MSTT) sendet.
9. System nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die logische Kontrolleinheit (KE) dem Stellwerk (STW) und/oder der Leittechnikzentrale zugeordnet ist.
10. System nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass
Übertragungsmittel (Coder, T) vorgesehen sind, die die empfangenen Signale bzw. den Code über den Signalweg (TP) in Gegenrichtung zur Richtung der zu übertragenden Information (BT) leiten.
11. System nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungsmittel die empfangenen Signale bzw. den Code auf einer von der zu übertragenden Information abweichenden Frequenz übertragen.
12. System nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenübertragungseinheit (B) mittels einer Steuerungseinheit (LEU, MSTT) gesteuert wird, wobei mittels der Steuerungseinheit (LEU, MSTT) ein Signalbegriff (SB) in ein Telegramm (BT) für die Datenübertragungseinheit (B) umgewandelt wird und die empfangenen Signale mittels eines in der Datenübertragungseinheit angeordneten Kodierers (Coder) , vorzugsweise nach einem PrüfSummenverfahrens, in den Code umgewandelt werden.
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