Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hilfsbedienung von Fahrwegelementen.

Unter Fahrwegelementen im Sinne dieser Erfindung werden diejenigen im Bahn- bzw. Schienenverkehr verwendeten Elemente verstanden, welche zur gezielten Abwicklung des Schienenverkehrs unterschiedliche, vorgebbare Zustände einnehmen können. Fahrwegelemente im Sinne dieser Erfindung sind dabei insbesondere Weichen, Gleissperren, Signale, Gleisabschnitte, Zugstraßen und Bahnübergangsanlagen.

Bei der Abwicklung des Schienenverkehrs in einem Streckennetz wird zwischen zwei verschiedenen Arten der Bedienung der Fahrwegelemente unterschieden. Die sogenannten Regelbedienungen, wie Weichenumstellung, Fahrstraßenstellung, Signalstellung usw., werden üblicherweise vom Fahrdienstleiter über den Stelltisch ausgeführt. Diese Bedienungen sind nicht sicherheitsrelevant, da ihre Zulässigkeit durch das Sicherungssystem geprüft wird. Unzulässige Bedienhandlungen sind nicht möglich oder werden durch das Sicherungssystem abgewiesen.

Hilfsbedienungen, wie Fahrstraßenhilfsauflösung, Achszählgrundstellung, Ersatzsignalstellung usw., werden vom Fahrdienstleiter in besonderen betrieblichen Situationen oder bei Störungen über den Stelltisch ausgeführt. Die sicherungstechnische Verantwortung liegt hierbei ganz oder zumindest teilweise auf dem Fahrdienstleiter, da signaltechnische Abhängigkeiten des Sicherungssystems zur Durchführung von Hilfsbedienungen unter Umständen außer Kraft gesetzt sein müssen. Bei der Ausführung von Hilfsbedienungen kann sich der Fahrdienstleiter auf die sichere Anzeige des Sicherungssystems stützen. Im Störungsfall kann der Fahrbetrieb entweder durch Signalisierung von Ersatz- bzw. Vorsichtssignal oder durch Befehl (schriftlich und/oder fernmündlich) mit Einschränkungen aufrechterhalten werden. Bei Verfügbarkeit von Zugbahnfunk erfolgt die Befehlsübermittlung in der Regel fernmündlich.

Bei diesem aus dem Stand der Technik bekannten Konzept zur Durchführung von Hilfsbedienungen ist zur Wahrung der Sicherheit auch im Hilfsbetrieb stets ein Rückgriff auf den Fahrdienstleiter erforderlich. Eine dezentralisierte Durchführung der Handlungen ist nicht möglich.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Hilfsbedienung von Fahrwegelementen anzugeben, welches die Vornahme von Hilfsbedienungen auch ohne Einschaltung des Fahrdienstleiters, beispielsweise durch Zusammenwirken von Zugleiter und Triebfahrzeugführer, ermöglicht. Des weiteren soll mit der Erfindung ein System zur Durchführung eines solchen Verfahrens angegeben werden.

Hinsichtlich des Verfahrens wird zur Lösung dieser Aufgabe mit der Erfindung angegeben ein Verfahren zur Hilfsbedienung von Fahrwegelementen, wobei zur Anfrage einer Hilfsbedienung eines Fahrwegelementes aus einer diesem Fahrwegelement individualisierend zugeordneten Elementkennung und einem Systemschlüssel nach einer vorgegebenen Rechenvorschrift ein Anfragecode gebildet und gespeichert wird, die Elementkennung und der Systemschlüssel einer Leitstelle übermittelt werden, in der Leitstelle aus der empfangenen Elementkennung und dem empfangenen Systemschlüssel nach derselben Rechenvorschrift ein Quittungscode gebildet wird, der Quittungscode bei Freigabe der angefragten Hilfsbedienung von der Leitstelle zu einer Hilfsbedieneinrichtung übermittelt, in die Hilfsbedieneinrichtung eingegeben und mit dem gespeicherten Anfragecode verglichen wird und bei festgestellter Übereinstimmung zwischen Qittungscode und Anfragecode die angefragte Hilfsbedienung ausgeführt wird.

Mit einem solchen, erfindungsgemäßen Verfahren ist im Störungsfall bei einer Hilfsbedienung abhängig von der Situation entweder nur die Mitwirkung des Zugleiters oder die komplette Abwicklung des Betriebes mittels Befehl erforderlich. Eine Hilfsbedienung mit bloßer Mitwirkung des Zugleiters ist dabei dann möglich, wenn das Sicherungssystem grundsätzlich noch funktionsfähig ist. Durch die Erstellung eines Anfragecodes, die Übermittlung eines Quittungscode und den Vergleich zwischen Anfragecode und Quittungscode wird sichergestellt, daß die angeforderte Hilfsbedienung nur ausgeführt wird, wenn sie sicher ist. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Zugleiter Hilfsbedienungen genehmigen, obwohl er im Gegensatz zum Fahrdienstleiter keine sichere Bedienung und Anzeige besitzt und damit das Stellen von Ersatz- bzw. Vorsichtssignalen nicht ohne weiteres durchführen kann. Die Übermittlung der Elementkennung und des Systemschlüssels von der Hilfsbedieneinrichtung zur Leitstelle und des Quittungscodes von der Leitstelle zurück zur Hilfsbedieneinrichtung kann dabei automatisch auf einer Sendestrecke, beispielsweise über Funk, Kabelverbindung, Internet oder andere Verbindungen erfolgen, sie können jedoch auch vom Bedienungspersonal vorgenommen werden. So kann beispielsweise ein Fahrzeugführer die Elementkennung und den Systemschlüssel fernmündlich einem Mitarbeiter einer Leitstelle, beispielsweise einem Zugleiter, übermitteln und von dem Letztgenannten den Quittungscode wiederum fernmündlich in Empfang nehmen. Die Anfrage für eine Hilfsbedienung kann, sofern ein Überwachungssystem einen Fehler sicher erkennen kann, von dem System automatisch ausgelöst werden. Störzustände können durch das System beispielsweise für die Fahrwegelemente Weiche, Signal oder Bahnübergang erkannt werden. Für andere Fahrwegelemente, beispielsweise Gleisabschnitte, Streckenblöcke oder Fahrstraßen, für die ein Sicherheitssystem einen Störzustand nicht eindeutig erkennen kann, muß bei Bedarf eine Hilfsbedienung manuell angefordert werden. In diesem Fall wird das Betriebspersonal nach Rücksprache mit der Leitstelle, beispielsweise einem Zugleiter, zum Anstoß einer Hilfsbedienung aufgefordert.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Elementkennung Informationen über die Art sowie den Standort des mit der Elementkennung versehenen Fahrwegelementes enthält. Eine mit derartigen Informationen gebildete Elementkennung kann auf einfache Weise hinsichtlich der einzelnen Fahrwegelemente individualisiert werden. So kann beispielsweise eine Weiche durch Angabe des Streckenkilometers eindeutig zugeordnet werden. Die Elementkennung enthält dann Informationen aus denen sich ableiten läßt, daß es sich bei dem Fahrwegelement um eine Weiche handelt sowie Informationen betreffend den Streckenkilometer, an dem die Weiche liegt.

Gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Elementkennung weiterhin Informationen über den Schaltzustand des Fahrwegelementes enthält. Zusätzlich zu den Angaben über Art und Ort des Fahrwegelementes enthält eine Elementkennung im Falle der beschriebenen Weiche beispielsweise Informationen über die jeweilige Endlage der Weichenzunge. Es ist mit anderen Worten also möglich, daß einem Fahrwegelement mehr als eine Elementkennung zugeordnet ist, im Falle einer Weiche beispielsweise zwei. Wichtig ist lediglich, daß Elementkennungen nicht doppelt vergeben werden, um aus einer Elementkennung eindeutig das damit bezeichnete Fahrwegelement ermitteln zu können.

Die Elementkennung besteht im Rahmen der Erfindung vorzugsweise aus einer festgelegten Anzahl, vorzugsweise 35, ASCII-Zeichen.

In einer weiteren Weiterbildung wird für das Verfahren vorgeschlagen, daß der Systemschlüssel nach vorgegebenen Kriterien bei Anfrage einer Hilfsbedienung festgelegt wird. Mit anderen Worten ist der Systemschlüssel nicht vorab festgelegt, sondern wird erst bei Anfrage einer Hilfsbedienung gebildet. Dabei kann der Systemschlüssel je nach Anfragezeitpunkt ein unterschiedlicher sein. So kann nach einer Weiterbildung der Erfindung der Systemschlüssel beispielsweise unter Zuhilfenahme der ggf. synchronisierten Systemzeit festgelegt werden.

Nach einer weiteren Weiterbildung der Erfindung werden der Anfragecode und der Quittungscode als CRC-Rest aus der Elementkennung und dem Systemschlüssel nach dem gleichen Verfahren berechnet. Dabei wird dieser CRC-Rest vorzugsweise unter Verwendung des CRC-12 Generatorpolynoms gebildet. Das verwendete Generatorpolynom lautet dabei wie folgt:$${\text{G(x) = z}}^{\text{12}}{\text{+ z}}^{\text{11}}{\text{+ z}}^{\text{3}}{\text{+ z}}^{\text{2}}\text{+ z + 1.}$$

Zur Erhöhung der Sicherheit des erfindungsgemäßen Verfahrens wird gemäß einer Weiterbildung vorgeschlagen, daß bei Anfrage einer Hilfsbedienung die Elementkennung und der Systemschlüssel mehrkanalig, mindestens zweikanalig festgestellt werden und in allen Kanälen eine Berechnung und Speicherung des Anfragecodes erfolgt. Diese Berechnung und Speicherung ermöglicht das sichere Erkennen einer Störung, entsprechende Maßnahmen können getroffen werden. Wichtig ist hierbei lediglich, daß bei Festlegung des Systemschlüssels erst bei Anfrage der Systemschlüssel in allen Kanälen gleich gebildet wird.

Bei einer mehrkanaligen Erzeugung und Speicherung der Elementkennung und des Systemschlüssels ist es von Vorteil, wenn, wie gemäß einer weiteren Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, der übermittelte und in die Hilfsbedieneinrichtung eingegebene Quittungscode in allen Kanälen mit dem gespeicherten Anfragecode verglichen wird.

Um beispielsweise einem Zug- oder Triebwagenführer eine fernmündliche Übermittlung der Elementkennung und des Systemschlüssels an die Leitstelle zu ermöglichen, ist bei einer Weiterbildung des Verfahrens vorgesehen, daß an der Hilfsbedieneinrichtung die Elementkennung und der Systemschlüssel, nicht jedoch der Anfragecode zur Anzeige gebracht werden. Bei mehrkanaliger Bildung und Speicherung der Elementkennung und des Systemschlüssels genügt eine einkanalige Anzeige der Elementkennung und des Systemschlüssels. Der Anfragecode darf an der Hilfsbedieneinrichtung nicht zur Anzeige gebracht werden, da ansonsten das Sicherheitssystem umgangen werden könnte. Die Bedienperson darf lediglich den Systemschlüssel und die Elementkennung kennen, diese der Leitstelle übermitteln und den von der Leitstelle übermittelten Quittungscode in die Hilfsbedieneinrichtung eingeben. Stimmt der Quittungscode mit dem in der Hilfsbedieneinrichtung generierten und gespeicherten Anfragecode überein, erfolgt die Hilfsbedienung.

Durch die mit dem Verfahren gewählte Absicherung über den Abgleich des Anfragecodes und des in die Hilfsbedieneinrichtung eingegebenen Quittungscodes kann zur Übermittlung des Quittungscodes ein nicht sicherer Übertragungsweg gewählt werden. Auf diese Weise ist das Verfahren flexibler und mit beliebigen Übertragungswegen einsetzbar. Eine kostspielige und die Flexibilität beschränkende Nutzung eines sicheren Übertragungsweges ist nicht erforderlich.

In Bezug auf das System wird die erfindungsgemäße Aufgabe durch ein System zum Durchführen eines vorstehend beschriebenen Verfahrens gelöst, welches gekennzeichnet ist durch mindestens ein mittels einer Elementkennung individualisiertes Fahrwegelement, mindestens eine ein Speichermodul und eine Prozessoreinheit aufweisende Verarbeitungseinheit und eine prozessorgesteuerte Hilfsbedieneinrichtung zur Bedienung des Fahrwegelementes sowie einer Kommunikationseinrichtung zum Übertragen der Elementkennung und eines Systemschlüssels eines zur Hilfsbedienung vorgesehenen Fahrwegelementes zu einer Leitstelle und Rückübertragung des Quittungscodes. Die Verarbeitungseinheit kann dabei mit Vorteil mehrkanalig ausgebildet sein.

Die Kommunikationseinrichtung kann dabei mit Vorteil durch eine Mobilfunkverbindung zwischen einem Bediener der Hilfseinrichtung und einem Bediener der Leitstelle gebildet sein. Gleichermaßen kann die Kommunikationseinrichtung jedoch auch in einer direkten Draht- oder Funkverbindung zwischen der Hilfsbedieneinrichtung und der Leitstelle oder auch durch eine Internet-Verbindung oder ähnliches gebildet sein.

Um es einer Bedienperson, beispielsweise einem Führer eines Schienenfahrzeuges zu ermöglichen, Daten aus der Hilfsbedieneinrichtung, insbesondere die Elementkennung und den Systemschlüssel, auszulesen und Daten, insbesondere den Quittungscode, in die Hilfsbedieneinrichtung einzugeben, kann diese gemäß einer Weiterbildung eine Anzeige und eine Eingabeeinrichtung aufweisen.

Um eine einfache und drahtlose Kommunikation mit der Hilfsbedieneinrichtung zu ermöglichen, kann diese gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung eine Funkeinrichtung, beispielsweise ein Blue-Tooth, aufweisen. Auf diese Weise kann beispielsweise einer ortsfest an der Gleisanlage angeordnete Hilfsbedieneinrichtung von einem Führer eines Schienenfahrzeuges bequem z. B. mit einem Blue-Tooth fähigen Mobiltelefon bedient werden. Hierbei ist lediglich darauf zu achten, daß die Hilfsbedieneinrichtung innerhalb der Reichweite der Funkverbindung, also ca. 10 m ohne und ca. 100 m mit Verstärker, aufgestellt ist.

Mit Vorteil ist das System dabei so eingerichtet, daß es auch für die Ausführung von Regelbedienungen von Fahrwegelementen nutzbar ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beigefügten Figuren. Dabei zeigen:

Fig. 1

schematisch den Ablauf in einer Hilfsbedieneinrichtung bei Anforderung einer Hilfsbedienung,

Fig. 2

schematisch die Übertragung der Elementkennung und eines Systemschlüssels zu einem Zugleiter sowie die Rückübertragung des Quittungscodes über Mobiltelefon,

Fig. 3

schematisch den Ablauf in der Hilfsbedieneinrichtung nach Erhalt des Quittungscodes,

Fig. 4

ein Beispiel für Anzeigen der Hilfsbedieneinrichtung in unterschiedlichen Menüebenen bei der Einstellung einer Zugstraße (Regelbedienung) und

Fig. 5

ein Beispiel für die Anzeige der Hilfsbedieneinrichtung bei Vorliegen einer Bahnübergangsstörung (Hilfsbedienung).

In der Hilfsbedieneinrichtung 1 ergibt sich dann der in Fig. 3 schematisch dargestellte Ablauf. Über das Gateway wird der in der Hilfsbedieneinrichtung 1 eingegebene CRC-Rest von einkanalig auf zweikanalig aufgeteilt und den beiden Teilanlagen 21 und 22 des Sicherungssystems 2 zugeführt. Dort wird jeweils der von der Leitstelle 6 übermittelte, in die Hilfsbedieneinrichtung 1 eingegebene CRC-Rest (Quittungscode) mit dem in der jeweiligen Teilanlage gespeicherten, eingangs der Abfrage ermittelten CRC-Rest (Anfragecode) verglichen. Sind die CRC-Reste identisch, wird die angeforderte Hilfshandlung ausgeführt.

Die Bestimmung des CRC-Restes als Anfragecode in der Hilfsbedieneinrichtung sowie die weitere Bestimmung des CRC-Restes in der Leitstelle 6 als Quittungscode und Übermittlung desselben bietet die ansonsten bei Durchführung der Hilfsbedienung allein durch einen Zugleiter nicht zu gewährleistende Sicherheit. Insbesondere werden auch Anzeige- und Ablesefehler sowie Übertragungsfehler über die Kommunikationsverbindung 5, beispielsweise Versprecher am Mobiltelefon, aufgedeckt, indem bei nicht übereinstimmenden CRC-Resten (Anfragecode und Quittungscode) die Hilfsbedienung nicht erfolgt.

In den Figuren 4 und 5 sind Beispiele für eine vierzeilige Anzeige der Hilfsbedieneinrichtung für eine Regelbedienung bzw. eine Hilfsbedienung in unterschiedlichen Menüebenen dargestellt.

In Fig. 4 ist die Anzeige bei der Einstellung einer Zugstraße (Regelbedienung) über die Hilfsbedieneinrichtung dargestellt. Durch Auswahl der mit 1, 2, 3 und 0 bezeichneten Menüpunkte wird jeweils in die nächste Menüebene geschaltet. So wird von der obersten Anzeigendarstellung in die mittlere Anzeigendarstellung geschaltet, indem die Menüauswahl "1" angewählt wird. Durch nochmaliges Anwählen der Menüauswahl "1" wird die mit Kürzeln bezeichnete Zugstraße "1A.1N1" ausgewählt. Zum Einstellen der Zugstraße ist nun lediglich eine Bestätigung erforderlich.

In Fig. 5 (Hilfsbedienung) ist ein Beispiel für eine Anzeigedarstellung bei einem gestörten Bahnübergang dargestellt, bei dem das System eine automatische Hilfsbedienungsanfrage abgeben kann. In der oberen Darstellung wird der Bedienperson mitgeteilt, daß der Bahnübergang gestört ist. Eine Bestätigungseingabe führt in die untere Anzeige, in welcher an der obersten Zeile die Elementkennung dargestellt ist. Diese setzt sich zusammen aus den Buchstaben "Bue" für Bahnübergang sowie einer Angabe des Streckenkilometers "km 143,913". Weiterhin wird der aktuell ermittelte Systemschlüssel (Bestätigung) angezeigt. In diesem Stadium wartet die Hilfsbedieneinrichtung auf eine Eingabe des von der Leitstelle übermittelten CRC-Restes zur Freigabe der angeforderten Hilfsbedienung.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel dient lediglich der Erläuterung und ist nicht beschränkend.

1

Hilfsbedieneinrichtung

2

Sicherungssystem

3

Gateway

4

Anzeige

5

Kommunikationseinrichtung

6

Leitstelle

21

Teilanlage des Sicherungssystems

22

Teilanlage des Sicherungssystems