[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zugbeeinflussung mittels Balisen gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1. Zur Entwicklung eines einheitlichen europäischen Zugsicherungssystems
wurde ein standardisiertes ETCS (European Train Control System) auf der Basis von
Balisen zur gleisseitigen Zugbeeinflussung definiert. Vorgesehen sind verschiedene
funktionale Ausbaustufen, die ETCS-Levels, wobei in Level 1 das landesspezifische
Signalsystem erhalten bleiben kann. Die Erfindung geht von dieser ETCS-Level 1-Ausbaustufe
aus. Figur 1 veranschaulicht die wesentlichen Komponenten der bisherigen Verfahrensweise
zur Balisenansteuerung. Es ist ersichtlich, dass die Ansteuerung von Signalbegriffen,
z. B. Geschwindigkeitsbegriffen, durch eine Stellwerkslogik (STW-Logik) erfolgt. Die
Signalinformationen werden durch LEUs (Lineside Eletronic Units) ausgekoppelt und
durch Systeme der Zugsteuerung in Telegramme zur Ansteuerung der Balisen umgewandelt.
Bei den Baugruppen LEU handelt es sich um sehr aufwendige und fehleranfällige Systeme.
Nachteilig ist darüber hinaus, dass die Telegramminformationen für die Zugbeeinflussung
immer nur jeweils den Signalbegriff des vorausliegenden Streckenabschnitts umfassen.
Eine Streckenvorausschau ist begrenzt durch die vorgegebenen Siganlbegriffe, die nur
eine geringe feste Anzahl von Abschnitten als "frei" melden.
[0002] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art anzugeben,
das kostengünstiger und weniger fehleranfällig ist, wobei die Baugruppe LEU entbehrlich
sein soll und eine Streckenvorausschau bezüglich mehrerer Abschnitte zu ermöglichen
ist, um einen hohen Streckendurchsatz sowie hohe Geschwindigkeiten zu ermöglichen.
[0003] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Durch die Bildung von Fahrbefehlscodes ist eine eindeutige Beschreibung
aller von einem Start-Datenpunkt ausgehenden Fahrstraßen möglich. Anhand der im Stellwerk
eingestellten Fahrstraße, die für ein bestimmtes Triebfahrzeug vorgesehen ist, kann
für mehrere Abschnitte festgestellt werden, ob diese zur Befahrung freigegeben sind.
Die Anzahl der Abschnitte richtet sich dabei nach der maximal zulässigen Abschnittsgeschwindigkeit.
Daher ist die Vorausschau für eine gerade Strecke, die eine hohe Geschwindigkeit erlaubt,
welche mit einem langen Bremsweg korreliert ist, für eine größere Anzahl von Abschnitten
definiert als für eine Langsamfahrstrecke. Auf diese Weise ist ein Streckendurchsatz
erreichbar, der nahezu dem bei ETCS-Level 2 oder 3 über eine Funkstreckenzentrale
(Radio Block Centre, RBC) erreichbarem, sehr hohen Streckendurchsatz entspricht. Aufgrund
der durchgängigen Projektierung für die Stellwerkslogik und die Balisenansteuerung
verringert sich der Aufwand und damit auch die Fehlerwahrscheinlichkeit gegenüber
der LEU-Variante. Die Abschnittssignalisierung ist derart optimiert, dass für jeden
Datenpunkt nur die für einen maximalen Streckendurchsatz notwenige Fahrwegvorausschau
projektiert wird. Dabei melden die den vorausliegenden Datenpunkten zugeordneten Stellwerkslogikelemente
die Abschnittscodeinformationen in Richtung Start-Datenpunkt sukzessive an das benachbarte
Stellwerkslogikelement weiter, wobei eine Verkettung der Informationen erfolgt. Die
Stellwerkslogik liefert somit für jeden Datenpunkt einen Fahrbefehlscode, der aufgrund
der eingestellten Fahrstraße und der Abschnittscodierung ermittelt wurde. Aus dem
Fahrbefehlscode werden anhand der Projektierung die entsprechenden Balisentelegramme
erzeugt und an die Balisen übertragen. Dabei können auch Streckenbesonderheiten, z.
B. Langsamfahrabschnitte oder Fahren auf Sicht mittels spezieller Abschnittscodes
berücksichtigt werden. Auch die Anzahl und die Stellung von Weichen kann durch ein
Projektierungskennzeichen, das an den Abschnittscode angehängt wird, entsprechend
der Streckentopologie projektiert werden. Damit kann die Stellwerkslogik aus eingestellten
Fahrstraßen auch für Umfahrstraßen eindeutige Abschnittscodes ermitteln
[0004] Vorteilhafte Ausführungen enthalten die Unteransprüche bzw. werden nachfolgend anhand
figürlicher Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine schematische Darstellung des bekannten Verfahrnes mit LEU-Baugruppe,
- Figur2
- eine schematische Darstellung des beanspruchten Verfahrens,
- Figur 3
- eine Abschnittscodeprojektierung für eine vorgegebene Streckentopologie,
- Figur 4
- eine Fahrbefehlscodeerstellung
- Figur 5
- eine Fahrwegtabelle am Datenpunkt A,
- Figur 6
- eine Prinzipdarstellung des Verfahrensablaufs,
- Figur 7
- eine Fahrbefehlscodeerstellung für verschiedene Zielgeschwindigkeiten,
- Figur 8
- eine Fahrbefehlscodeerstellung für Fahren auf Sicht,
- Figur 9
- eine Fahrbefehlscodeerstellung für Langsamfahrabschnitte und
- Figur 10
- eine Zuordnung mehrerer Datenpunkte zu einer Ansteuerbaugruppe.
[0005] Nach dem Stand der Technik (Figur 1), der oben bereits erläutert wurde, ist für jeden
Datenpunkt nur eine Projektierung der Signalbegriffe vorgesehen. Im Gegensatz dazu
ist erfindungsgemäß (Figur 2) vorgesehen, eine nachfolgend zu erläuternde Fahrwegtabelle
je Datenpunkt zu projektieren. Unter Datenpunkt A, B, C, D, E, F, G, H, N (Figuren
3 ff) ist ein Abschnittspunkt zu verstehen, über den mittels mindestens einer Balise
für eine Fahrtrichtung eine Message an den Zug übertragen wird. Die Fahrwegtabelle
wird sowohl an die Ansteuerbaugruppe für die Balisenansteuerung als auch an die Stellwerkslogik
STW-Logik übertragen, wobei weiter unten erläuterte Zeigerwerte ZW die Verbindung
zwischen diesen beiden Projektierungslisten herstellen (Figur 3). Aufgrund der Informationen
aus der projektierten Fahrwegtabelle ist die Ansteuerbaugruppe in der Lage, unmittelbar
Balisentelegramme zu erzeugen und diese an die zugeordneten steuerbaren Transparentbalisen
zu übertragen. Zusätzlich kann die Ansteuerbaugruppe auch noch auf herkömmliche Weise
Signalbegriffe an ein Signal übertragen.
[0006] Die Definition und die Erstellung des Abschnittscodes AC ist in Figur 3 veranschaulicht.
Jedem Datenpunkt A, B, C, D, E, F, G, H, N wird für die Verbindung zu jedem benachbarten
und nächstfolgenden Datenpunkt A-B, B-C, B-C (UM), B-G, usw. eindeutig ein Abschnittscode
AC zugeordnet. Umfahrstraßen UM werden durch einen eigenen Abschnittscode, z. B. 2
für B-C (UM) für den Datenpunkt B, berücksichtigt. Zusätzlich wird zur Unterscheidung
von Umfahrstraßen UM ein Weichenlagencode WLC aus der Anzahl der spitzbefahrenen Weichen
ausgehend vom Ziel-Datenpunkt zum Start-Datenpunkt projektiert. Somit entsteht anhand
der Gleistopologie für jeden Datenpunkt eine Abschnittscodeliste. Weitere Abschnittscodes
können nach diesem Prinzip für Streckenbesonderheiten, beispielsweise unterschiedliche
Zielgeschwindigkeiten (Figur 7), Fahren auf Sicht (Figur 8) oder Langsamfahrabschnitte
(Figur 9) zugewiesen werden.
[0007] Figur 4 veranschaulicht die Definition und die Erstellung des Fahrbefehlcodes FBC.
Die Kettung von mehreren Abschnittscodes AC z. B. für die Verbindung A-D, in einer
Fahrtrichtung führt zu einem Fahrbefehlscode FBC, für A-D beispielsweise 111, der
eine Fahrstraße eindeutig beschreibt. An jedem Datenpunkt A, B, C usw. wird für jeden
möglichen Fahrweg abhängig von der optimalen Fahrwegsvorausschau, d. h. in Abhängigkeit
von der maximalen Streckengeschwindigkeit, in einer Richtung der entsprechende Fahrbefehlscode
FBC erstellt. Der Fahrbefehlscode FBC ist in Zusammenhang mit Fahrwegzeigern dargestellt.
Dabei entspricht jeder Fahrwegzeiger einem Fahrbefehl MA (Movement Authority), der
über Balisen an ein Fahrzeug übertragen wird. Das nicht aufgeführte Projektierungskennzeichen
WLC (Weichenlagecode) zur Unterscheidung von Umfahrstraßen dient lediglich zur Ermittlung
des Abschnittscodes AC durch die Stellwerkslogik STW-Logik. Die Fahrwegzeiger entsprechen
in ihrer Bedeutung allen an einem Datenpunkt, hier A, in einer Richtung zu projektierenden
Fahrbefehlen MA für die Zugsteuerung im ETCS-Level 1.
[0008] Die optimale Vorausschau für eine Fahrtrichtung ist abhängig von der für diesen Fahrweg
höchstzulässigen Geschwindigkeit und der damit verbundenen Bremskurve. Daher ist die
Vorausschau für eine gerade Strecke, die eine hohe Geschwindigkeit erlaubt, von A
in Richtung F - nicht über den Umfahrweg UM - für die hier dargestellten fünf Abschnitte
definiert. Im Gegensatz dazu reicht eine optimale Vorausschau vom Datenpunkt A über
den Umfahrweg UM zwischen B und C, der nur eine geringe Geschwindigkeit zulässt, nur
zwei Abschnitte weit, nämlich bis zum Datenpunkt C.
[0009] Aus den für eine optimale Vorausschau erstellten Fahrwegzeigern entstehen als Untermenge
die kürzeren Fahrwegzeiger für die darin enthaltenen Datenpunkte. Hier sind z. B.
die Fahrwegzeiger A-E und A-C Untermengen des optimierten Fahrwegzeigers A-F.
[0010] Von A nach E1 und A nach H1 ist kein Fahrwegzeiger dargestellt, da E1 und H1 nur
Abschnittspunkte, nicht jedoch Datenpunkte sind und folglich nicht als Ziel einer
Fahrstraße im ETCS-Level 1 vorgesehen ist. Über einen derartigen Abschnittspunkt H1
und E1 kann keine Balise angesteuert werden und damit auch kein Fahrbefehl erteilt
werden. Infolge dessen kann ein Abschnittspunkt E1 und H1 auch nicht als Start einer
Fahrstraße in ETCS-Level 1 dienen.
[0011] Figur 5 veranschaulicht die Konfiguration der Fahrwegtabelle. Für jeden Datenpunkt
sind alle durch eine optimierte Fahrwegvorausschau ermittelten Fahrwege vorgegeben,
indem jedem Fahrweg ein Fahrbefehlscode FBC zugeordnet ist. Nunmehr ist für jeden
Fahrweg ein Fahrbefehl MA zu projektieren. Dieser Fahrbefehl MA besteht je nach Konfiguration
der an einen Datenpunkt angeschlossenen Balisen aus einem oder mehreren Balisentelegramm(en).
Für die dem Fahrweg und damit dem Fahrbefehlscode FBC zugeordneten Datensätze von
Balisentelegrammen werden eindeutige, z. B. fortlaufend nummerierte, Zeigerwerte ZW
definiert. Aus der Fahrwegtabelle werden die Zeigerliste für die Ansteuerbaugruppe
und die STW-Fahrwegliste für die Stellwerkslogik STW-Logik erzeugt. Dabei dienen die
Zeigerwerte ZW quasi als Bindeglied zwischen den beiden Projektierungslisten.
[0012] Der Verfahrensablauf zur Generierung von Fahrbefehlscodes FBC und Balisentelegrammen
ist in Figur 6 dargestellt. Veranschaulicht ist beispielhaft die Ermittlung des Fahrbefehlcodes
FBC an dem Datenpunkt A einer eingestellten Fahrstraße AB-H1-H.
[0013] Jedes einem Abschnittspunkt H, H1, B zugeordnete STW-Logikelement schickt vom Ziel
kommend entlang der Fahrstraße an sein Vorgängerelement ein Telegramm, beispielsweise
von H1 nach B. Darin ist die Anzahl der hinter diesem Element liegenden freien Abschnitte
und der damit verbundene Abschnittscode AC enthalten. Das empfangende STW-Logikelement
ermittelt den Abschnittscode AC zu dem sendenden anhand seiner zugeordneten Abschnittscodeliste,
beispielsweise den Wert 4 am Datenpunkt B. Dieser Abschnittscode wird im Telegramm
an das Vorgängerelement in Richtung Start-Datenpunkt A angekettet, wobei die Anzahl
der freien Abschnitte inkrementiert wird. Damit ermittelt jedes STW-Logikelement einer
eingestellten Fahrstraße einen Fahrbefehlscode, z. B. FBC=14 am Datenpunkt B und FBC=141
am Datenpunkt A. Über diesen Fahrbefehlscode FBC werden die zugeordneten Zeigerwerte
ZW ermittelt, wie die STW-Fahrwegliste in Figur 6 zeigt. Die ermittelten Zeigerwerte
ZW und deren Übertragung an die dem Datenpunkt, hier A, zugeordnete Balisenansteuerbaugruppe
ermöglicht die Ausgabe von entsprechenden Balisentelegrammen an die steuerbaren Transparentbalisen.
Diese Telegramme werden zu einer Message zusammengefasst an einen Zug übertragen.
[0014] An jedem Datenpunkt werden die Fahrstraßen, die über den vorgegebenen Fahrbefehlscode
FBC hinausreichen, von der Stellwerkslogik jeweils passend zum Fahrweg auf den längsten
optimierten Fahrbefehlscode FBC reduziert.
[0015] Ein Sonderfall ist in Figur 7 dargestellt, wobei unterschiedliche Zielgeschwindigkeiten
ZG vorgegeben sind. Bei einer Fahrt zu einem Ziel, welches beispielsweise eine Schnittstelle
zu einem anderen STW-System darstellt, mit unterschiedlichen Zielgeschwindigkeiten
können zusätzliche Fahrwegzeiger definiert werden. Bei dem Ausführungsbeispiel in
Figur 7 muss dazu am Datenpunkt H die Abschnittscodeliste um drei Einträge für unterschiedliche
Zielgeschwindigkeiten, nämlich V40, V80 und V120, erweitert werden. Daraus ergeben
sich an den Datenpunkten N und H durch ihren Fahrbefehlscode FBC eindeutig definierte
zusätzliche Fahrwegzeiger. Jeder dargestellte Fahrwegzeiger entspricht einem Fahrbefehl
MA, der über Balisen an ein Fahrzeug übertragen wird.
[0016] Einen weiteren Sonderfall zeigt Figur 8. Hier werden Fahrten auf Sicht in ROZ-Abschnitten
projektiert, wobei der betreffende Abschnittscode AC mit einem zusätzlichen ROZ-Kennzeichen
versehen wird. Dadurch können verschiedene Kombinationen von Fahrbefehlcodes FBC zwischen
zwei Datenpunkten entstehen. Figur 8 zeigt beispielhaft drei verschiedene ROZ-Verbindungen
von N nach H.
[0017] Falls für einen Fahrbefehl auf Sicht zwischen zwei Datenpunkten ein ROZ-Kommando
durchgehend gilt, reicht ein Fahrwegzeiger. Dazu dürfen an diesen Datenpunkten nur
Abschnittscodes AC mit gesetztem ROZ-Kennzeichen projektiert werden. Bezogen auf das
Beispiel in Figur 8 wird dann für den Abschnittspunkt H1, der kein Datenpunkt ist,
kein Abschnittscode mit ROZ-Kennzeichen definiert. Dann ergibt sich für den einzigen
ROZ-Fahrweg von N nach H ein Fahrbefehlscode FBC=61.
[0018] In Figur 9 ist die Projektierung bei Langsamfahrabschnitten LA veranschaulicht. Für
diesen Sonderfall kann an jedem Abschnitt zusätzlich ein - bei mehreren unterschiedlichen
Geschwindigkeiten auch mehrere - Abschnittscode(s) für einen Langsamfahrabschnitt
LA mit gesetztem LA-Kennzeichen projektiert werden. In Figur 9 ist das z. B. am Datenpunkt
C der Fall.
[0019] Da an jedem Abschnitt theoretisch ein Langsamfahrabschnitt LA eingerichtet werden
kann, sind vielfache Kombinationsmöglichkeiten von Fahrwegzeigern und damit Fahrbefehlscodes
FBC möglich und erforderlich. So sind z. B. allein für den vorhandenen Fahrwegzeiger
A-D die weiteren sieben gestrichelt dargestellten Kombinationen mit Langsamfahrabschnitten
LA in den einzelnen Abschnitten notwendig.
[0020] Figur 10 zeigt eine Möglichkeit zur optimalen Ausnutzung der Datenkapazität einer
Ansteuerbaugruppe. Dabei sind einer Ansteuerbaugruppe mehrere Datenpunkte zugeordnet.
Die maximale Anzahl der anschließbaren Datenpunkte ist jedoch durch die maximale Anzahl
der an die Ansteuerbaugruppe anschließbaren Balisen begrenzt. Dargestellt ist die
Zuordnung von zwei an einem Gleis in Gegenrichtung liegenden Datenpunkten x und y
mit jeweils zwei Balisen zu einer Ansteuerbaugruppe. Bei der Erfassung der Projektierungsdaten
werden jeweils für eine Richtung in den Fahrwegtabellen der Datenpunkte x und y nur
den ausgewählten Balisen Zeigerwerte ZW zugeordnet, im Beispiel den Balisen 1 und
2 für x und den Balisen 3 und 4 für y. Die für einen Datenpunkt nicht ausgewählten
Balisen müssen mit dem Zeigerwert ZW=0 belegt werden. Für beide Datenpunkte x und
y entsteht so jeweils eine STW-Fahrwegliste. Da aber nur eine Zeigerliste den beiden
Fahrwegtabellen der Datenpunkte x und y zugeordnet ist, müssen die verfügbaren Zeigerwerte
ZW, beispielsweise maximal 255 Zeigerwerte, sinnvoll aufgeteilt werden.
[0021] Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die vorstehend angegebenen Ausführungsbeispiele.
Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders
gearteter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen.
[0022] Soll beispielsweise anstatt einer optimierten Fahrwegvorausschau ein starres Signalsystem
Grundlage einer Zugbeeinflussung sein, werden auch die wesentlichen Merkmale der Erfindung
genutzt. Die Stellwerkslogik liefert dann für jeden Datenpunkt bezogen auf einer eingestellten
Fahrstraße Signalbegriffe, die eindeutig einen Fahrweg definieren. Jedem dieser Fahrwege
wird an jedem Datenpunkt durch Projektierung eindeutig direkt ein Fahrbefehlscode
FBC zugeordnet. So beschreibt z. B. FBC=1 den Signalbegriff "rot". Die Projektierung
eines Abschnittscodes AC ist für diese Anwendung nicht erforderlich. Anhand des Fahrbefehlscodes
erfolgt - wie oben beschrieben - die Übertragung der entsprechenden Balisentelegramme
an die Balisen.
[0023] Auch die Verwendung verschiedener Signalsysteme, z. B. Abschnittsignalisierung oder
Geschwindigkeitssignalisierung wird durch das beanspruchte Verfahren abgedeckt.
[0024] Bei der Abschnittsignalisierung werden an jedem Datenpunkt für die einzelnen Signalbegriffe
entsprechend der Signalisierungsvorschriften Fahrwege festgelegt. Entsprechend der
signalisierten Anzahl von freien Abschnitten und der Richtung ergeben sich unterschiedlich
lange Fahrwegzeiger und damit eindeutige Fahrbefehlscodes.
[0025] Im Gegensatz zur Abschnittsignalisierung definieren bei der Geschwindigkeitssignalisierung
die Signalbegriffe nur Fahrwegzeiger für einen Abschnitt, aber mit verschiedenen Start-und
Zielgeschwindigkeiten. Damit können die Fahrwegzeiger jeweils eindeutig einen Fahrbefehlscode
FBC zugeordnet werden.
1. Verfahren zur Zugbeeinflussung mittels Balisen, wobei mindestens eine Balise jeweils
einen Datenpunkt (A, B, C, D...) repräsentiert,
dadurch gekennzeichnet,
dass den Abschnitten (A-B; B-C, B-C (UM), B-G, B-H; C-D...) zwischen benachbarten Datenpunkten
(A/B; B/C, B/C(UM), B/G, B/H; C/D...) Abschnittscodes (AC) (1; 1, 2, 3, 4; 1...) zugeordnet
werden, die ausgehend von einem ersten Datenpunkt (A) entsprechend der eingestellten
Fahrstraße in Fahrtrichtung zu einem Fahrbefehlscode (FBC) (111, 11211, 12...) aneinandergereiht
werden, wobei jedem Fahrbefehlscode (FBC) (111, 11211, 12...) ein Fahrbefehl (MA)
zugeordnet wird, der an die Balise(n) des ersten Datenpunktes (A) übertragen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anzahl der Abschnitte (A-B; B-C, B-C(UM), B-G, B-H; C-D...), die zu einem Fahrbefehlscode
(FBC) (111, 11211, 12...) aneinandergereiht werden, von der auf den Abschnitten (A-B;
B-C, B-C(UM), B-G, B-H; C-D...) geltenden maximal zulässigen Geschwindigkeit abhängt.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Stellwerkslogik den Datenpunkten (A, B, C, D...) zugeordnete Stellwerkslogikelemente
aufweist, wobei für jeden Datenpunkt (A, B, C, D...) der fahrstraßenspezifische Fahrbefehlscode
(FBC) (111, 11211, 12...) ermittelt, aus dem Fahrbefehlscode (FBC) (111, 11211, 12...)
ein Balisentelegramm erzeugt und das Balisentelegramm über eine Ansteuerbaugruppe
an die dem Datenpunkt (A, B, C, D...) zugeordnete(n) Balise(n) übertragen wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Fahrbefehlscode (FBC) ermittelt wird, indem ausgehend von einem Ziel-Datenpunkt
(H) der jeweilige Abschnittscode (AC) an einem dem Datenpunkt (H; B) oder Abschnittspunkt
(H1) zugeordneten Stellwerkslogikelement an das dem vorangehenden Datenpunkt (B; A)
oder Abschnittspunkt (H1) zugeordnete Stellwerkslogikelement übermittelt wird und
die Abschnittscodes (AC) sukzessive bis zu einem Start-Datenpunkt (A) zu dem Fahrbefehlscode
(FBC) (141) aneinandergekettet werden.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass Abschnitten mit Besonderheiten, z. B. Langsamfahrabschnitten (C-D(LA), C-E(LA)) spezielle
Abschnittscodes (AC) (3, 4) zugeordnet werden.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Ansteuerbaugruppe mehreren Datenpunkten (A, B, C, D...) zugeordnet ist.