Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Zur Erstellung von Fahrwegen kommen in Stellwerken für den Eisenbahnverkehr verschiedene Verfahren zur Anwendung. Nach dem Verschlusstafelprinzip arbeitende Stellwerke basieren auf der Verwendung von in [2], Fig. 25 und Fig. 26 dargestellten Verschluss- und Isoliertabellen, in denen der statische Zustand von Anlageelementen, wie Bahnübergänge, Geleise, Streckenblöcke, Signale und Weichen für die vorgesehenen Fahrstrasseneinstellungen dargestellt ist. Für Regeln und zum Teil auch prozessabhängige Beziehungen zwischen den Anlageelementen, die durch die Betriebsordnung und geographische Eigenheiten bestimmt sind, werden in Fussnoten zu den Tabellen Zusatzkonditionen angegeben, die bei der Steuerung einzelner Anlageelemente zu berücksichtigen sind. Die Formulierungen dieser Zusatzkonditionen sind in der Praxis nicht bei allen Konditionen ein-eindeutig. Die Vollständigkeit der Beschreibung des Systems, das der sicheren Bildung, Überwachung und Auflösung von Fahrstrassen dient, mittels Verschluss-, Isoliertabelle und Fussnoten ist daher kaum je gewährleistet. Abhängigkeiten zwischen Fahrstrassen, welche während den Prozessabläufen entstehen bzw. ändern, werden nicht erfasst. Für die korrekte Umsetzung von Verschluss-, Isoliertabelle und Fussnoten werden Projektierer benötigt, welche gegebenenfalls zu berücksichtigende Zusammenhänge bei der Steuerung der Anlageelemente aufgrund ihrer Berufserfahrung erkennen und beherrschen. Es ist dabei die genaue Kenntnis des gesamten Funktionsumfangs der Anlagemodule des Stellwerkes erforderlich.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Steuerung und Überwachung einer Stell- und Überwachungselemente aufweisenden verkehrstechnischen Anlage anzugeben, welches für Anlagen mit beliebigen Fahrwegstrukturen einfach realisierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Massnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.

Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt die einfache Projektierung von verkehrstechnischen Anlagen, insbesondere von elektronischen Stellwerken in der Eisenbahntechnik. Erfindungsgemäss basieren die für den Auf- und/oder Abbau der Fahrwege vorgesehenen Steuerprozesse auf der vollständigen Zuordnung von Parametern zu den Anlageelementen. Ferner erfolgt eine Listung der Gleisfreimeldevorrichtungen in Abhängigkeit der Reihenfolge, in der diese beim Befahren der einzustellenden Fahrstrasse passiert werden. Dies erlaubt insbesondere die Steigerung der Verfügbarkeit der verkehrstechnischen Anlage. Fahrstrassen können schneller ab- und wieder aufgebaut werden. Zudem lassen sich Störungen leichter erkennen und korrigieren.

• Den für die Überwachung und Freimeldung von Gleisabschnitten vorgesehenen Anlageelementen, nachstehend Freimelder genannt, werden neu für jeden zu erstellenden Fahrweg Parameter zugeordnet, durch die die Reihenfolge der Freimelder innerhalb eines einzustellenden Fahrweges festgelegt wird.
• Den weiteren Anlageelementen ist wenigstens ein Parameter zugeordnet, durch den die Zuordnung eines Anlageelementes zu einem oder mehreren Freimeldern festgelegt wird.
• Gegebenenfalls sind den Anlageelementen weitere Parameter zugeordnet, die steuerungsrelevante Informationen enthalten. Dadurch entfallen Fussnoten zu den Tabellen.
• Komplexe Betriebsbedingungen werden vorzugsweise in einer wenigstens eine Zeile aufweisenden Tabelle erfasst und vollständig beschrieben. Daraus wird der Zustand eines logischen Parameters bestimmt, der den Anlageelementen zugeordnet werden kann.

Die für den Auf- und/oder Abbau der Fahrwege vorgesehenen Steuerprozesse sind durch die in der Tabelle angegebene Zuordnung von Parametern zu den Anlageelementen mit geringem Aufwand eindeutig und sicher realisierbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Gezeigt ist eine Eisenbahnanlage mit zwei parallel von A nach B bzw. von C nach D geführten Geleisen GL1, GL2, die über zwei Verbindungsgeleise GL12, GL21 und je zwei an diese Verbindungsgeleise GL12, GL21 anschliessenden Weichen W1, W3 bzw. W4, W2 miteinander verbunden sind. Die Geleise GL1, GL2 sind in verschiedene Bereiche unterteilt, die von (Gleis-) Freimeldern FM1, ..., FM14 überwacht werden, die in Form von Gleisstromkreisen oder Achszählern realisiert sind.

Ein Freimelder FM verarbeitet die Information von einem oder mehreren Gleisstromkreisen und/oder von Achszählem. Der ermittelte Zustand des zugehörigen Gleisabschnittes wird an ein Stellwerk gemeldet. Aus sicherheitstechnischen Gründen werden diese Meldungen antivalent oder redundant ausgebildet.. Gleisfreimeldevorrichtungen mit Gleich- oder Wechselspannungs-Gleisstromkreisen oder Achszählern sind z.B. in [1], Seiten 277 - 316 oder in [3] beschrieben.

In der gezeigten Eisenbahnanlage sind die Gleisbereiche um die Weichen W1, ..., W4 bis zur Mitte der zugehörigen Verbindungsgeleise GL12, GL21 durch die Freimelder FM3, FM5, FM10 und FM12 überwacht. Anschliessend an die den Freimeldern FM1, FM7, FM8 und FM14 zugehörigen Bereiche sind Signale S1, S4, S5 bzw. S8 vorgesehen. Den den Freimeldern FM4 und FM11 zugehörigen Bereichen sind die Signale S2 und S3 bzw. S6 und S7 zugeordnet. Zwischen den Punkten A, B, C und D können ausgehend von Punkt A oder Punkt C folgende Fahrwege erstellt werden (Ranglerfahrstrecken ausgenommen) :

Fahrweg 1

von A über Geleise GL1 nach B,

Fahrweg 2

von A über Geleise GL1, Verbindungsgeleise GL12, Geleise 2, Verbindungsgeleise GL21 und Geleise GL1 nach B,

Fahrweg 3

von A über Geleise GL1, Verbindungsgeleise GL12 und Geleise 2 nach D,

Fahrweg 4

von C über Geleise GL2 nach D und

Fahrweg 5

von C über Geleise GL2, Verbindungsgeleise GL21 und Geleise 1 nach B.

Mit der Aufforderung zum Aufbau eines Fahrweges (z.B. Fahrweg 1) werden alle diesem Fahrweg zugehörigen Stellelemente von einem Steuerprozess gegenüber anderen Aufforderungen zum Aufbau von weiteren Fahrwegen (z.B. einer der Fahrwege 2, 3, 4 oder 5) und Bedienungen gesperrt und danach gestellt. Selbstverständlich können noch weitere Fahrwege, wie Rangierfahrstrassen, Einfahrten oder Ausfahrten gestellt werden. Zur Erläuterung der Erfindung wird nachstehend daher nur der Vorgang zum Auf- und Abbau von Fahrweg 5 erläutert. Für diesen Fahrweg, der anhand eines Steuerprozesses eingestellt wird, befinden sich die Anlageelemente S1, ..., S8, W1, ..., W4, FM1, ..., FM14 in den in nachstehender Tabelle 1 angegebenen Zuständen, sofern die in den Parametern angegebenen Bedingungen erfüllt sind.

Den Elementen einer zu steuernden Eisenbahnanlage ist endungsgemäss wenigstens ein Parameter (bzw. eine Hilfsgrösse) zugeordnet, der wenigstens einen möglichen Zustand, eine Bedingung oder eine Zuordnung beschreibt, die innerhalb eines Steuerprozesses von Bedeutung ist. Damit der Steuerprozess vollständig und eindeutig realisiert werden kann, müssen alle notwendigen Parameter vorgesehen sein. Vorzugsweise sind mehrere Parameter in einer Parameterliste wie folgt zugeordnet: Elemente Parameter Bezeichnung Zustände/Zuordnungen Abkürzung Weichen 1 Auflösung zugeordneter Freimelder (FM Nr.) 2 Lage umgelegt u gerade g 3 Funktionsart Fahrweg w Flankenschutz s Durchrutschweg d Freimelder 1 Reihenfolge im Fahrweg ausserhalb Fahrweg 0 Position innerhalb Fahrweg (FW Pos. Nr.) 2 Bedingung für Fahrbegriffeinstellung des Startsignals keine Bedingung kb frei fs belegt bs 3 Überwachung keine Bedingung kb frei solange Signal auf "Fahrt" ff nicht überfahren nu 4 Auflösung Regelauflösung ra durch Belegung Ib durch Belegung und wieder Freiwerden If besonderer Verschluss bv keine Auflösung ka Signale 1 Auflösung zugeordneter Freimelder (FM Nr.) 2 Beanspruchung Startsignal des Fahrwegs ws Zielsignal des Fahrwegs wz Transitsignal des Fahrweges wt Schutzsignal ss Zielbeanspruchung feindlicher Fahrstrassen abfragen zb Startbeanspruchung feindlicher Fahrstrassen abfragen sb Nebensignal ns 3 Signalbegriff halt halt Geschwindigkeit x km/h Vx Geschwindigkeit y km/h Vy keine Bedeutung kb 4 Bedingung für Fahrtstellung oder Überwachung Zielbeanspruchung feindlicher Fahrstrassen abfragen zb Zielsignal hell / Dauerüberwachung zh keine Bedingung kb Konditionen 1 Elementart Art des Anlageelelementes FM, SI, W 2 Elementbezeichnung Nummer 1, 2, 3, ... 3 Bedingung 1 4 Bedingung 2 Verknüpfung 1 Verknüpfung von Konditionen Variable T1 ist "1", falls A, B ... T1=A UND B;
T1=A OR B Bild 1) Parameterliste

Selbstverständlich kann die Parameterliste den Bedürfnissen des Projektierers beliebig angepasst werden. Parameter können umgestellt, hinzugefügt oder weggelassen werden. Nach einmaliger Anpassung der Parameterliste an vorhandene Anlageelemente, sollten weitere Veränderungen nicht mehr notwendig sein bzw. vermieden werden. Ausgehend von der Parameterliste, die nun für die Elemente beliebiger Anlagen verwendbar ist, wird für eine zu projektierende Anlage eine Tabelle erstellt, in der die Parameterwerte bzw. die möglichen Zustände und Zuordnungen der Anlageelemente für alle benötigten Fahrstrassen festgelegt werden.

Tabelle 2 zeigt die Parameterwerte bzw. die möglichen Zustände und Zuordnungen der Anlageelemente für den Fahrweg 5. Für jeden zu berücksichtigenden Parameter ist eine Spalte vorgesehen. Die vollständige Tabelle mit den Parametern für alle Anlageelemente umfasst für alle fünf Fahrstrassen insgesamt zwanzig Spalten sowie eine Spalte für die Liste der Anlageelemente. Die Bedingungen für die Anlageelemente sind in 29 Zeilen angegeben.

Durch diese erfindungsgemäss erweiterte Verschlusstabelle in Verbindung mit der Parameterliste werden alle Bedingungen für die Steuerung der Anlage bzw. zur Erstellung und zum Abbau der Fahrstrassen vollständig und eindeutig beschrieben. Basierend auf der Verschlusstabelle kann daher ein auf einem Anlagerechner lauffähiges Steuerungsprogramm manuell oder vorzugsweise automatisch erstellt werden. Aufgrund der technischen Abarbeitbarkeit der Verschlusstabelle, in der alle Bedingungen und Zuordnungen vollständig angegeben sind, kann das Steuerprogramm durch einen Programmgenerator automatisch erzeugt werden.

Zusätzliche Konditionen für beliebige Anlageelemente, die bisher nur mit grossem Aufwand berücksichtigt werden konnten, werden neu in zusätzlichen Zeilen eingefügt. Durch eine in einer weiteren Zeile vorgesehene logische Verknüpfung T1 von mehreren Konditionen können auch komplexere Bedingungen berücksichtigt werden. Diese Konditionen oder Verknüpfungen von Konditionen können als Parameter in weiteren Zeilen berücksichtigt werden.

Durch diese vollständige und problemorientierte in einer einheitlichen, bahntechnischen Syntax (siehe Tabellen in Bild 1 und Bild 2) gehaltene Beschreibung zur Steuerung des Prozesses ist es möglich, zur Überprüfung der Resultate des auf einer Datenverarbeitungsanlage laufenden Stellprozesses für das Einstellen und Auflösen von Fahrstrassen die Beschreibung direkt zu nutzen. Damit lassen sich Fehler in der Verarbeitung des Rechnersystems leicht feststellen.

Besonders wichtig für eine vorteilhafte Steuerung der Anlage ist der erste in der Verschlusstabelle vorgesehene Parameter, durch den die Freimelder FM entsprechend ihrer Reihenfolge im Fahrweg gekennzeichnet werden und die weiteren Anlageelemente (Weichen, Signale, etc.) wenigstens einem Freimelder FM zugeordnet werden. Diese Massnahmen sind insbesondere in bezug auf die Gewährleistung erhöhter Sicherheit beim Ablauf des Steuerungsprozesses von Vorteil. Ferner wird durch diese Massnahmen die Verfügbarkeit der Fahrstrassen erhöht. Abschnitte von eingestellten Fahrstrassen können aufgrund der festgelegten Reihenfolge der Freimelder FM nach der Durchfahrt des Fahrzeugs wieder freigegeben werden, wodurch eine partielle Auflösung der Fahrstrasse erzielt wird. Die "aufgelösten" Abschnitte der Fahrstrasse stehen daher bereits dann für den Aufbau weiterer Fahrstrassen wieder zur Verfügung, wenn das Fahrzeug das Ende der Fahrstrasse gegebenenfalls noch nicht erreicht hat. Durch einen Freimelder FM wird nämlich die Durchfahrt eines Fahrzeugs durch einen Gleisabschnitt registriert, so dass alle dem Freimelder FM zugeordneten Anlageelemente freigegeben werden können, sobald der Abschnitt von der Fahrstrasse abgekoppelt wird.

Der erste Parameter der beispielsweise angegebenen Liste gemäss Bild 1 für die gezeigte Anlage wurde oben erläutert. Parameter 2 und 3 für Weichen betreffen die einstellbare Lage bzw. die Funktion, die die Welche im Fahrweg einnimmt. Z.B. wird sie nicht befahren, sondern dient als Flankenschutz, durch den feindliche Züge von der eingestellten Fahrstrasse ferngehalten werden. Parameter 2 für Freimelder betrifft die zu erfüllende Bedingung für die Umstellung des Startsignals auf grün (bzw. Fahrtfreigabe). Parameter 3 gibt an nach welchen Kriterien ein Abschnitt zu überwachen ist. Parameter 4 gibt an, welche Kriterien zu erfüllen sind damit die Fahrstrasse oder vorzugsweise ein Fahrstrassenabschnitt aufgelöst bzw. freigegeben wird. Parameter 2 für Signale definiert die Funktion des Signals. Parameter 3 gibt den anzuzeigenden Fahrbegriff an und Parameter 4 gibt die Bedingung an, die für die Signaländerung zu erfüllen ist.

Bei der Steuerung der Anlage sind unter Umständen besondere Forderungen des Anwenders zu berücksichtigen, die auf ein spezielles Betriebsreglement oder eine besondere geographische Einbettung der zu steuernden Anlage gestützt sind. Deshalb sind vorzugsweise weitere Zeilen vorgesehen, in denen zusätzliche Konditionen angegeben sind, die als Parameter in der Verschlusstabelle (z.B. als Parameter Nr. 4 für das Stellen von Signalen) zu berücksichtigen sind. Mehrere Bedingungen können auch in einer zusätzlichen Zeile verknüpft werden. In der Verschlusstabelle, Zeile 29, sind die in Zeile 27 und Zeile 28 angegebenen Konditionen A und B UND-verknüpft. Das Ergebnis der Verknüpfung, das durch die Variable T1 repräsentiert wird, ist in der für das Signal S5 vorgesehenen Zeile 5, unter Parameter 4 als Bedingung angegeben. Das Signal S5 soll dabei nur dann auf einen Fahrbegriff Fahrt umgestellt werden, wenn durch die in der Zeichnung angegebene Barriere BA1 sowie eine Überwachungseinrichtung BÜ der zugehörige Bahnübergang gesichert wurde. Auf diese Weise können beliebige weitere anwendungsspezifische Bedingungen berücksichtigt werden. Die Konditionen A, B, ... können, d.h. natürlich auch einzeln in den Zeilen 1, ..., 26 berücksichtigt werden.

In grösseren Tabellenformaten werden die Elemente FM, S, etc. vorzugsweise in den Spalten und die Parameter in den Zeilen angegeben.

Durch die erfindungsgemässe Lösung können zudem auftretende Fehler erkannt und auf der Ebene der Prozesslogik korrigiert werden. In den heutigen Stellwerken erfolgt eine Überwachung von Gleisabschnitten, wie oben erwähnt, z.B. mittels Achszählern und/oder Gleisstromkreisen. Durch eine logische Verknüpfung der Zählergebnisse von zwei Achszählern wird festgestellt, ob ein Zug einen Gleisabschnitt passiert und vollständig verlassen hat. Sofern ein Zug den betreffenden Gleisabschnitt passiert hat und die Achszähler unterschiedliche Zählergebnisse aufweisen, wird bei bekannten Anlagen die Fahrstrasse nicht aufgelöst. Der Fehler lässt sich heute infolge vieler möglicher Einwirkungen nur schwer lokalisieren. Durch die logische Verknüpfung der Zählergebnisse von mehreren sich folgender Abschnitte von Achszählern untereinander sind Fehlerkorrekturen direkt in der Achszähllogik möglich. Der Aufwand für einen solchen Verbund unter Achszählern ist gross.
Erfindungsgemäss wird jedoch festgestellt in welcher Reihenfolge die Freimelder innerhalb einer Fahrstrasse angeordnet sind und passiert werden. Freimelder sind Achszähler und/oder Gleisstromkreise oder weitere Einrichtungen zur Detektion der Belegung eines Schienenabschnittes.
In der nachstehenden Tabelle sind die Zeilen der Verschlusstabelle nach Parameter 1 sortiert (die Werte von Parameter 1 steigen von Zeile zu Zeile stetig an.) Aus der Zeichnung ist ersichtlich, dass die Reihenfolge der Freimelder FM8 FM9 FM10 FM11 FM12, FM5, FM6 und FM7 der Reihenfolge der Gleisabschnitte entspricht, die bei der Benutzung des Fahrweges 5 sequentiell durchfahren werden.

Für die Auflösung der Fahrstrasse ist unter Parameter 4 die Bedingung If (Belegung und wieder Freiwerden) angegeben. Jeder dieser Gleisabschnitte muss daher vor der Auflösung belegt und wieder frei sein.

Falls nun die Freimelder FM8, FM9, FM10 und FM12 die Erfüllung von Bedingung If von Parameter 4 melden (Gleisabschnitt belegt und wieder freigegeben), kann leicht festgestellt werden, dass bei Freimelder FM11 ein Fehler aufgetreten ist. Zur Verifikation dieses Sachverhalts können die Meldungen von weiteren Freimeldern (FM5, FM6 und FM7) abgewartet werden. Anschliessend werden nach der Bearbeitung des Fehlerbildes mit Hilfe logischer Regeln wenn erforderlich und möglich bahntechnisch zulässige Korrekturmassnahmen bei der Freigabe der Gleisabschnitte eingeleitet. Die befahrene Fahrstrasse kann entsprechend den vorgesehenen Sicherheitsregeln gesperrt oder ganz oder teilweise aufgelöst werden. Sind Korrekturen nicht zulässig, d.h. es wird kein Fehlverhalten erkannt, kann zur optischen Überprüfung des betreffenden Gleisabschnittes aufgefordert werden (z.B. wird geprüft, ob sich ein Wagen von der Zugskomposition löste). Zudem können die unter Umständen fehlerhaften Achszähler und/oder Glelsstromkreise einem Testverfahren unterworfen werden oder, so weit erforderlich, bis zur Instandstellung deaktiviert und funktionell substituiert werden. Besonders vorteilhaft ist, dass die notwendigen Korrekturmassnahmen basierend auf einer detaillierten Fehlerinformation zielgerichtet auf der Ebene der Prozesssteuerung angewendet werden können.

Literatur:

• [1] R. Hämmerli, Die Grundsätze der Sicherungsanlagen für den Eisenbahnbetrieb, herausgegeben von den Schweizerischen Bundesbahnen (SBB Kr I), Auflage vom Februar 1990, Band 1
• [2] R. Hämmerli, Die Grundsätze der Sicherungsanlagen für den Eisenbahnbetrieb, herausgegeben von den Schweizerischen Bundesbahnen (SBB Kr I), Auflage vom Februar 1990, Band 2
• [3] EP 0 831 006 A1