WO2012159888A1 - Mehrsystemkonfiguration zur zugsicherung - Google Patents

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WO2012159888A1 PCT/EP2012/058630 EP2012058630W WO2012159888A1 WO 2012159888 A1 WO2012159888 A1 WO 2012159888A1 EP 2012058630 W EP2012058630 W EP 2012058630W WO 2012159888 A1 WO2012159888 A1 WO 2012159888A1
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Wolfgang Kampe
Frank Simon
Thorsten GERSCHLER
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    • B61L15/0063—Multiple on-board control systems, e.g. "2 out of 3"-systems
    • 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
    • B61L27/30—Trackside multiple control systems, e.g. switch-over between different systems
    • B61L27/37—Migration, e.g. parallel installations running simultaneously
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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 vehicle train, e.g. braking curve calculation
    • B61L2027/202—Trackside control of safe travel of vehicle or vehicle train, e.g. braking curve calculation using European Train Control System [ETCS]

Definitions

  • the invention relates to a multi-system configuration for train protection with at least one legacy system and an ETCS - European Train Control System -, wherein the ETCS with the legacy ⁇ system via an STM - Specific Transmission Module - interface for verifying or deactivating the legacy ver - is tied.
  • the ETCS is intended to replace the large number of train protection systems deployed in European countries, thereby enabling dense, fast and cross-border train control throughout Europe. Train safety systems are needed to ensure safe and smooth train service, with more than 10 species having developed in Europe. These national train protection systems - also known as legacy systems - are incompatible with each other and with the ETCS.
  • STMs are device for adjusting the national legacy systems to the ETCS onboard ⁇ usually STMs - used - Specific Transmission Mo ⁇ duls. These allow the legacy systems, such as INDUSI, LZB, ZUB, SIGNUM, TVM, to continue their use in a transitional phase.
  • the STMs translate information from these old train control systems so that a powered vehicle equipped with an ETCS vehicle unit and an STM can drive these routes with the appropriate country-specific functionality.
  • Each STM has according to the UNISIG specification a Profibus interface for connection to the ETCS onboard unit aufwei ⁇ sen.
  • the UNISIG is a consortium of companies that the ETCS-off armor for vehicles and routes specified and develops, and as a common basis compliance ⁇ be certain standards has been agreed.
  • the safety layer of the STM interface specified in the UNISIG specification must be observed, with a safety level according to CENELEC 50126.
  • This standard EN 50126 de ⁇ finiert the requirements of reliability, availability, maintainability and safety as well as their Kirwirkun ⁇ gen.
  • the development of the various STMs to satisfy those requirements.
  • the development effort for the STMs in particular correspondingly high for the very old national train ⁇ systems. Because this expense is often uneconomical for rail operators ⁇ , there is the requirement to continue using already established, functioning national train protection systems or cost-efficient way to adjust to the ETCS.
  • the invention has for its object to simplify the connection of the proprietary legacy systems to the ETCS in a multi ⁇ system configuration of the generic type.
  • the object is achieved in that the STM interface is used as discrete wiring for transmission of system-specific digital signals or as MVB multimode.
  • Function Vehicle Bus - is designed to transmit system-specific MVB signals.
  • the national legacy systems despite being simplified, are treated by the ETCS vehicle facility functionally as UNISIG specified STM, that is, they can be activated and deactivated without operator intervention.
  • the activation Bezie ⁇ hung as deactivation takes place according UNISIG means transis- tion details of RBCs device - also called moving transition. Since manual actions, such as checks or Glassteineingabe, omitted in the transition, resulting in a travel time.
  • the driver drives in accordance with the rules and regulations of the legacy system, while the ETCS is in the STM level, since the different national legacy systems simulate an STM by means of the system-specific digital or MVB signals.
  • the STM interface is implemented via peripheral circuitry of the legacy system. Internal changes to the old system itself are not required, so that when upgrading to the multi-system configuration no new and usually very expensive safety-related evidence for the purpose of approval by the respective approval authority are required.
  • An isolation status signal has - so far with the old system projek ⁇ advantage - are transferred to the ETCS, to verify the separation of the two systems.
  • received signals are acknowledged according to claim 3 to the ETCS.
  • This function is optional, and the system comprises, depending on the ability of the old only the activation or deactivation signal or even additional exemplary in claim 2 counted on ⁇ signals.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a
  • a legacy system 1 which is also referred to as ATP - Automatic Train Protection - connected directly to an ETCS vehicle unit 2 via a discrete Ver ⁇ wiring.
  • this discrete wiring will transmit 1 different digital signals.
  • the minimum is always the Transmission of a signal ETCS_STATE_ORDER_DA 3 provided by the ETCS vehicle unit 2 to the legacy system 1.
  • This signal 3 represents the command by the ETCS vehicle unit 2 to the legacy ⁇ system 1, now to take over the vehicle monitoring.
  • the UNISIG requirements for an STM transition are thereby fulfilled.
  • the legacy system 1 If the legacy system 1 is able to do so, it will be put into hot standby status as required by an ETCS signal ETCS_STATE_ORDER_HS 4.
  • the two initiation signals 3 and 4 are of the legacy system 1 - if possible - transmitted as acknowledgment signals 5 and 6 to the ETCS vehicle device 2 to ⁇ back.
  • the ETCS signal ETCS_STATE_ORDER_HS 4 The two initiation signals 3 and 4 are of the legacy system 1 - if possible - transmitted as acknowledgment signals 5 and 6 to the ETCS vehicle device 2 to ⁇ back.
  • the ETCS_STATE_ORDER_HS 4 are of the legacy system 1 - if possible - transmitted as acknowledgment signals 5 and 6 to the ETCS vehicle device 2 to ⁇ back.
  • Legacy system 1 are transmitted to the ETCS vehicle unit 2 and / or in the Ge ⁇ genutter, an example of a signal 7 for confirming a system separation STM_ISOLATED is illustrated.
  • An MVB 8 is already available for other functions on many rail vehicles. By connecting the MVB 8 to the ETCS vehicle unit 2 and the respective Altsys ⁇ tem (s) 1 according to Figure 2 or alternatively by the discrete wiring for transmitting old system-specific digital signals 3, 4, 5, 6, 7 according to FIG If a separate Profibus is required as an STM interface, it can be dispensed with.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Mehrsystemkonfiguration zur Zugsicherung mit mindestens einem Altsystem (1) und einem ETCS, wobei das ETCS mit dem Altsystem (1) über eine STM-Schnitt-telle zur Aktivierung oder Deaktivierung des Altsystems (1) verbunden ist. Um die STM-Schnittstelle möglichst einfach und ohne Profibus zu realisieren, ist vorgesehen, dass diese als diskrete Verdrahtung zur Übertragung altsystemspezifischer digitaler Signale (3, 4, 5, 6, 7) oder als MVB (8) zur Übertragung altsystemspezifischer MVB-Signale ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Mehrsystemkonfiguration zur Zugsicherung Die Erfindung betrifft eine Mehrsystemkonfiguration zur Zugsicherung mit mindestens einem Altsystem und einem ETCS - European Train Control System -, wobei das ETCS mit dem Alt¬ system über eine STM - Specific Transmission Modul - Schnitt¬ stelle zur Aktivierung oder Deaktivierung des Altsystems ver- bunden ist.
Das ETCS soll die Vielzahl der in den europäischen Ländern eingesetzten Zugsicherungssysteme ablösen und so eine dichte, schnelle und grenzüberschreitende Zugführung in ganz Europa ermöglichen. Um einen sicheren und reibungslosen Zugverkehr zu gewährleisten, sind Zugsicherungssysteme notwendig, wobei sich in Europa mehr als zehn Arten entwickelt haben. Diese nationalen Zugsicherungssysteme - auch Altsysteme genannt - sind untereinander und zum ETCS nicht kompatibel.
Zur Anpassung der nationalen Altsysteme an das ETCS-Fahrzeug¬ gerät werden üblicherweise STMs - Specific Transmission Mo¬ duls - eingesetzt. Diese ermöglichen die Weiterbenutzung der Altsysteme, beispielsweise INDUSI, LZB, ZUB, SIGNUM, TVM, in einer Übergangsphase. Die STMs übersetzen Informationen von diesen alten Zugsicherungssystemen so, dass ein mit einem ETCS-Fahrzeuggerät und einem STM ausgestattetes Triebfahrzeug diese Strecken mit der entsprechenden länderspezifischen Funktionalität befahren kann.
Jedes STM muss gemäß der UNISIG-Spezifikation eine Profibus- Schnittstelle zur Anbindung an das ETCS-Fahrzeuggerät aufwei¬ sen. Die UNISIG ist ein Firmenkonsortium, das die ETCS-Aus- rüstungen für Fahrzeuge und Strecken spezifiziert und ent- wickelt, wobei als gemeinsame Grundlage die Einhaltung be¬ stimmter Normen verabredet ist. Die im Rahmen der UNISIG-Spe- zifikation vorgegebenen Safety-Layer der STM-Schnittstelle sind dabei zwingend zu beachten, wobei ein Sicherheitslevel nach CENELEC 50126 festgelegt wurde. Diese Norm EN 50126 de¬ finiert die Anforderungen an Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit, Instandhaltbarkeit und Sicherheit sowie deren Wechselwirkun¬ gen. Die Entwicklung der verschiedenen STMs muss diesen An- forderungen genügen. Der Entwicklungsaufwand für die STMs ist insbesondere für die sehr alten nationalen Zugsicherungs¬ systeme entsprechend hoch. Da dieser Aufwand für die Bahn¬ betreiber häufig unwirtschaftlich ist, besteht die Forderung, bereits etablierte, funktionierende nationale Zugsicherungs- Systeme weiter zu verwenden bzw. möglichst kostengünstig an das ETCS anzupassen.
Überwiegend müssen die unterschiedlichen Systeme bisher beim Wechsel der Streckeninfrastruktur im Stillstand durch den Triebfahrzeugführer aktiviert bzw. deaktiviert werden, wobei auch Sicherheitstests durchzuführen sind, so dass entspre¬ chende Fahrzeitverluste unvermeidlich sind.
Um den Aufwand zur Anbindung der Altsysteme an das ETCS zu reduzieren, wurde gemäß der EP 1 681 222 AI die Zwischenschaltung eines STM-Gateways zur Anpassung der unterschiedli¬ chen Schnittstellen der Altsysteme an die STM-Schnittstelle des ETCS vorgeschlagen. Aus der DE 10 2009 025 550 AI ist eine Mehrsystemkonfigura¬ tion bekannt, bei der eine Hochrüstung des Altsystems mittels peripherer Anpassung am Altsystem möglich ist. Dazu ist das ETCS mit dem Altsystem über eine Software-Kopplung und eine Hardware-Kopplung verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Mehr¬ systemkonfiguration der gattungsgemäßen Art die Anbindung der proprietären Altsysteme an das ETCS zu vereinfachen. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die STM-Schnittstelle als diskrete Verdrahtung zur Übertragung altsystemspezifischer digitaler Signale oder als MVB - Multi- function Vehicle Bus - zur Übertragung altsystemspezifischer MVB-Signale ausgebildet ist.
Auf diese Weise werden die nationalen Altsysteme trotz ver- einfachter Anschaltung von der ETCS-Fahrzeugeinrichtung funktional wie nach UNISIG spezifizierte STM behandelt, das heißt, sie können ohne Bedienung durch den Triebfahrzeugführer aktiviert und deaktiviert werden. Die Aktivierung bezie¬ hungsweise Deaktivierung erfolgt gemäß UNISIG mittels Transi- tionskommandos der ETCS-Streckeneinrichtung - auch fahrende Transition genannt. Da manuelle Aktionen, wie Prüfungen oder Zugdateneingabe, beim Transitionieren entfallen, ergibt sich ein Fahrzeitgewinn. Der Triebfahrzeugführer fährt gemäß Regeln und Vorgaben des Altystems, während das ETCS im Level STM ist, da die verschiedenen nationalen Altsysteme durch die altsystemspezifischen digitalen oder MVB-Signale quasi ein STM simulieren.
Vorteilhaft ist darüber hinaus, dass zum Anschluss der Alt- Systeme kein zusätzlicher Profibus erforderlich ist, so dass sich Kosteneinsparungen hinsichtlich der Hardware ergeben. Für jedes nationale Altsystem speziell zu entwickelnde
UNISIG-STMs sind nicht erforderlich. Falls bereits eine MVB- Struktur vorhanden ist, kann dieser Multifunction Vehicle Bus für die Anschaltung des nationalen Altsystems mit verwendet werden. Dafür werden spezielle Prozessdatengruppen definiert.
Die STM-Schnittstelle wird über periphere Beschaltung des Altsystems realisiert. Interne Änderungen am Altsystem selbst sind nicht erforderlich, so dass bei der Hochrüstung zu der Mehrsystemkonfiguration keine neuen und üblicherweise sehr aufwendigen sicherheitstechnischen Nachweise zum Zwecke der Freigabe durch die jeweilige Zulassungsbehörde erforderlich sind .
Gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, dass zusätzlich zu den Akti- vierungs-/Deaktivierungs-Signalen Signale zur Initiierung eines Hot-Standby-Status und/oder eines Isolations-Status, und/oder eines Zwangs-Brems-Status und/oder einer Überbrückung einer Zwangs-Brems-Funktion und/oder einer Befehlsfahrt und/oder einer Test-Funktionalität und/oder einer
Geschwindigkeits-Überwachungs-Funktion übertragen werden. Je nach Befähigung des proprietären Altsystems ergeben sich somit verschiedene Mischformen zwischen ETCS und Altsystem. Beispielsweise kann und muss der Hot-Standby-Status nur ini¬ tiiert werden, wenn das Altsystem diesen Status ermöglicht. Falls das nicht der Fall ist, kann das ETCS die einwandfreie Funktion des Altsystems nicht überwachen, so dass hier bei
Einschaltung des Altsystems spezielle Aktionen, zum Beispiel durch den Triebfahrzeugführer, erforderlich sind. Ein Isolations-Status-Signal muss - insofern bei dem Altsystem projek¬ tiert - an das ETCS übertragen werden, um die Trennung beider Systeme zu verifizieren.
Wenn das Altsystem dazu ausgerüstet ist, werden empfangene Signale gemäß Anspruch 3 an das ETCS quittiert. Auch diese Funktion ist optional und umfasst je nach Fähigkeit des Alt- Systems nur das Aktivierungs- beziehungsweise Deaktivierungs- signal oder auch zusätzliche beispielhaft in Anspruch 2 auf¬ gezählte Signale.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand figürlich dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine erste Ausführungsform einer
Mehrsystemkonfiguration und Figur 2 eine zweite Ausführungsform einer
Mehrsystemkonfiguration .
Bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 ist ein Altsystem 1, das auch als ATP - Automatic Train Protection - bezeichnet wird, mit einem ETCS-Fahrzeuggerät 2 über eine diskrete Ver¬ drahtung direkt verbunden. Über diese diskrete Verdrahtung werden je nach angeschlossenem Altsystem 1 verschiedene digitale Signale übertragen. Dabei ist als Minimum immer die Übertragung eines Signals ETCS_STATE_ORDER_DA 3 vom ETCS- Fahrzeuggerät 2 zum Altsystem 1 vorgesehen. Dieses Signal 3 stellt den Befehl durch das ETCS-Fahrzeuggerät 2 an das Alt¬ system 1 dar, nunmehr die Fahrzeugüberwachung zu übernehmen. Die UNISIG-Anforderungen an eine STM-Transition werden dadurch erfüllt.
Wenn das Altsystem 1 dazu im Stande ist, wird dieses durch ein ETCS-Signal ETCS_STATE_ORDER_HS 4 bedarfsweise in den Hot-Standby-Status versetzt. Die beiden Initiierungs-Signale 3 und 4 werden von dem Altsystem 1 - sofern möglich - als Quittierungssignale 5 und 6 an das ETCS-Fahrzeuggerät 2 zu¬ rück übertragen. Neben anderen altsystemspezifischen Signalen, die von dem
Altsystem 1 an das ETCS-Fahrzeuggerät 2 und/oder in die Ge¬ genrichtung übertragen werden, ist beispielhaft ein Signal 7 zur Bestätigung einer Systemauftrennung STM_ISOLATED veranschaulicht .
Gemäß Figur 2 ist anstelle der diskreten Verdrahtung zur Übertragung altsystemspezifischer digitaler Signale 3, 4, 5, 6 und 7 ein MVB - Multifunction Vehicle Bus - 8 zur Übertra¬ gung altsystemspezifischer MVB-Signale vorgesehen.
Ein MVB 8 ist bei vielen Schienenfahrzeugen bereits für andere Funktionen vorhanden. Durch die Anbindung des MVB 8 an das ETCS-Fahrzeuggerät 2 und das oder die jeweiligen Altsys¬ tem (e) 1 gemäß Figur 2 oder alternativ durch die diskrete Verdrahtung zur Übertragung altsystemspezifischer digitaler Signale 3, 4, 5, 6, 7 gemäß Figur 1 ist ein an sich nach UNSIG geforderter separater Profibus als STM-Schnittstelle entbehrlich .

Claims

Patentansprüche
1. Mehrsystemkonfiguration zur Zugsicherung mit mindestens einem Altsystem (1) und einem ETCS - European Train Control System - , wobei das ETCS mit dem Altsystem (1) über eine STM - Specific Transmission Modul - Schnittstelle zur Aktivierung oder Deaktivierung des Altsystems (1) verbunden ist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die STM-Schnittstelle als diskrete Verdrahtung zur Übertra- gung altsystemspezifischer digitaler Signale (3, 4, 5, 6, 7) oder als MVB - Multifunction Vehicle Bus - (8) zur Übertra¬ gung altsystemspezifischer MVB-Signale ausgebildet ist.
2. Mehrsystemkonfiguration nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
zusätzlich zu dem Aktivierungs-/Deaktivierungs-Signalen (3) Signale (4, 5, 6, 7) zur Initiierung eines Hot-Standby-Status und/oder eines Isolations-Status und/oder eines Zwangs-Brems- Status und/oder einer Überbrückung einer Zwangs-Brems-Funk- tion und/oder einer Befehlsfahrt und/oder einer Test-Funktionalität und/oder einer Geschwindigkeits-Überwachungs-Funktion übertragen werden.
3. Mehrsystemkonfiguration nach einem der vorangehenden An- Sprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das Altsystem (1) empfangene Signale an das ETCS quittiert.
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