Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Konfiguration einer leittechnischen Einheit, insbesondere eines Stellwerks, wobei die leittechnische Einheit zur Überwachung und/oder Einstellung/Auflösung von Fahrstrassen für schienengebundene Fahrzeuge verwendet wird, indem eine Fahrstrasse auf Anforderung mit der jeweiligen Fahrstrasse zugeordneten Elementen gestellt oder aufgelöst wird, insbesondere nachdem diese Anforderung für die mit der gewünschten Anforderung verbundenen Elemente nicht negativ quittiert wird. Weiter betrifft die Erfindung eine diesbezügliche leittechnische Einheit.

Zur Erläuterung der Funktionsweise einer leittechnischen Einheit im Schienenverkehr, im Besonderen eines Stellwerks, kann beispielsweise das europäische Patent EP 0 920 391 B1 herangezogen werden. Unter dem Begriff einer leittechnischen Einheit ist dabei eine steuerungs- und/oder überwachungstechnische Einheit gemeint. Grundsätzlich sind das nachfolgend offenbarte Verfahren und die nachfolgend offenbarte leittechnische Einheit geeignet, auch im Strassenverkehr, im Luftverkehr oder für sonstige industrielle und/oder kommerzielle Steuerungs- und/oder Überwachungszwecke eingesetzt zu werden.

Das im dem oben genannten europäischen Patent offenbarte Verfahren erlaubt die einfache Projektierung von verkehrstechnischen Anlagen, insbesondere von elektronischen Stellwerken in der Eisenbahntechnik. Durch die Verwendung von zwei voneinander unabhängigen Verfahren für die Steuerung und Überwachung ergeben sich gleichzeitig ein geringerer Aufwand für die Projektierung der Anlage sowie eine erhöhte Betriebssicherheit. Mit der Aufforderung zum Aufbau einer Fahrstrasse werden alle dieser Fahrstrasse zugehörigen Stellelemente von einem Steuerprozess gegenüber anderen Aufforderungen zum Aufbau von weiteren Fahrwegen und Bedienungen gesperrt und danach gestellt, wobei jede der durch den Steuerprozess durchzuführende Änderung der Lagen oder Zustände der Stellelemente erst nach erfolgreicher Prüfung auf Zulässigkeit durch einen vom Steuerprozess unabhängigen Prüfprozess erfolgt. Der Steuerprozess kann daher mit geringerem Aufwand realisiert werden, da der Sicherheitsnachweis aufgrund einer diversitären Überprüfung der Zulässigkeit der Änderungen der Lagen oder Zustände der Stellelemente durch einen vom Steuerprozess unabhängigen Prüfprozess erfolgt.

Die Überwachung des durch den Steuerprozess nach dem Verschlusstafelprinzip veranlassten Auf- und gegebenenfalls auch des Abbaus des Fahrweges erfolgt durch den Prüfprozess in diesem Fall nach dem Spurplanprinzip, indem fallweise geprüft wird, ob die zu sperrenden und zu stellenden Stell- und/oder Überwachungselemente für einen bereits erstellten Fahrweg verwendet werden und somit bereits gesperrt sind. Grundsätzlich ist beispielsweise auch die genau umgekehrte Vorgehensweise möglich.

Eine optimale Nutzung der Gleisanlage bei einer immer weiter zunehmenden Anzahl von unterschiedlichen Fahrzeugtypen und komplexen Gleistopologien mit speziellen zu berücksichtigenden Bedingungen macht es auch unter dem Gesichtpunkt der optimierten Betriebsordnung sowie generell unter Beachtung der Interoperabilität erforderlich, dass die Möglichkeit einer differenzierten Fahrstrassenbildung, Fahrstrassenüberwachung und Auflösung situativ abhängig von weiteren Zustandsgrössen bestehen soll. Diese Differenzierung geht über die Möglichkeiten der heute eingesetzten Spurplan- und Verschlusstafelverfahren - wie beispielsweise in der EP 0 920 391 B1 offenbart - hinaus.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regelung des schienenverbundenen Verkehrs sowie ein diesbezügliche leittechnische Einheit anzugeben, mit dem es situativ möglich ist, komplexere Vorgänge zur sicheren Bildung, permanenten Überwachung und/oder Auflösung von Fahrstrassen in der Logik der leittechnischen Einheit implementieren und anwenden zu können.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens erfindungsgemäss durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, bei dem zusätzlich zu den ohnehin direkt an der Fahrstrasse beteiligten Elemente Attribute für nicht direkt an der Fahrstrasse beteiligte, aber die Fahrstrasse flankierende Elemente, insbesondere Gleisbelegung, Fahrtrichtung, Blockverschluss, Streckensperre, reduzierter Signalbegriff, mit Erwartungswerten definiert werden und eine angeforderte Fahrstrasse erst nachdem diese Anforderung für die mit der gewünschten Anforderung verbundenen Elemente nicht negativ quittiert wird und erst nach Vorliegen der Erwartungswerte für die definierten Attribute eingestellt oder aufgelöst wird.

Weiter wird diese Aufgabe bezüglich der leittechnischen Einheit gemäss der eingangs genannten Art erfindungsgemäss gelöst, indem zusätzlich zu den ohnehin direkt an der Fahrstrasse beteiligten Elemente Attribute für nicht direkt an der Fahrstrasse beteiligte, aber die Fahrstrasse flankierende Elemente, insbesondere Gleisbelegung, Fahrtrichtung, Blockverschluss, Streckensperre, reduzierter Signalbegriff, mit Erwartungswerten definierbar sind und eine angeforderte Fahrstrasse erst nachdem diese Anforderung für die mit der gewünschten Anforderung verbundenen Elemente nicht negativ quittiert wird und erst nach Vorliegen der Erwartungswerte für die definierten Attribute einstellbar oder auflösbar sind.

Auf diese Weise können zusätzlich zu den ohnehin direkt an der Fahrstrasse beteiligten Elementen, z.B. Stellelementen, wie Weichen und Signalen, und Überwachungselementen, wie Achszähler, Gleisfreimelder, auch weitere flankierende Abfragen in die Logik zum Aufbau und/oder zur Auflösung einer Fahrstrasse im Besonderen sehr flexibel sogar erst bei der Projektierung eines Stellwerks eingebracht werden. Derartige flankierende Abfragen tragen vor allen Dinge zur weiteren Erhöhung der ohnehin vorliegenden hohen Sicherheitsstufe bei.

Mit diesen Abfragen können daher beispielsweise die folgenden Funktionen umgesetzt werden:

1. a) die Zulassungsprüfung einer Fahrstrasse mit zusätzlichen einschränkenden Bedingungen;
2. b) die Überwachung einer Fahrstrasse mit zusätzlichen Überwachungsbedingungen;
3. c) der Signalfahrtbegriff für eine Fahrstrasse mit einer Einschränkung des Signalbegriffs;
4. d) die Aufwertung eines Durchrutschweges mit einer Einschränkung für die Aufwertung auf höherwertige Durchrutschwegvarianten;
5. e) die Zulassungsprüfung des Durchrutschweges mit zusätzlichen einschränkenden Bedingungen;
6. f) die Überwachung des Durchrutschweges mit zusätzlichen Bedingungen zu dessen Überwachung; sowie
7. g) ein digitales Universalelement, welches das Ergebnis eines Attributes oder einer Verknüpfung von mehreren Attributen über digitale Ausgänge ausgibt und dieses Ergebnis auch zum Bedien- und Anzeigesystem des Stellwerks ausgibt.
8. h) Für beliebige Bedienungen (Elemente und Fahrstrassen) kann die Zulässigkeit weiter eingeschränkt werden.

In besonders zweckmässiger Weiterbildung der Erfindung kann es vorgesehen sein, die Attribute mit ihren Erwartungswerten in Boole'scher Logik zu definieren. Auf diese Weise können dann auch mehrere Attribute anhand Boole'scher Logik zu einer Verknüpfung zusammengeführt werden. Diese Verknüpfung von mehreren Attributen kann dann im Sinne dieser Beschreibung selbst wieder ein Attribut sein, das eben individuell definiert werden kann. Damit sind beliebige UND- und/oder ODER Verknüpfungen von beliebigen auch klammerbaren Attributen zu einem neuen Attribut verknüpfbar.

Um im besonderen bei der Konfiguration und/oder Projektierung von Fahrstrassen die zusätzliche Bewertung des Fahrstrassenzustandes mit den Attributen leicht zugänglich machen zu können, können die möglichen Attribute aus einer Liste auswählbar sein, in der die zu überwachenden Zustände dieser Attribute sowie die diesen Zuständen entsprechenden Erwartungswerte aufgeführt sind. Es ist zudem auch möglich, je nach Art der Konfiguration und/oder Projektierung auch die Liste auf selektive Untermengen zu beschränken um so die Menge der zur Verfügung stehenden auswählbaren Attribute auf sinnvolle Untermengen zu begrenzen.

Aus sicherheitstechnischen Überlegeungen ist auch bei dieser Art der Fahrstrassenbildung und/oder -auflösung vorteilhaft, wenn die Einstellung und/die Auflösung der der jeweiligen Fahrstrasse zugeordneten Einheiten nach dem Verschlusstafel- und/oder dem Spurplanprinzip vorgenommen wird bzw. wenn der Einstell- und/oder Auflösungsprozess nach einem der beiden Prinzipien arbeitet und der Prüfprozess entsprechend nach dem jeweils anderen Prinzip.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen die Abbildungen 1 und 2 je ein Beispiel für eine Verknüpfungsregel, die sich aus mehreren Attributen zusammensetzt. Diese Verknüpfungen sind selbstverständlich beispielhaft, weitere Fälle sind individuell realisierbar.

Um Überfüllungen zu vermeiden, darf die Zugfahrstrasse 1 nur zugelassen werden, wenn die Streckensperre im Zustand "aus" ist und wenn beim Block die Fahrtrichtung im Zustand vorhanden oder der Blockverschluss frei ist. Zusätzlich muss überprüft werden, dass der Kran in der Parkposition ist um eine mögliche Gefährdung aufgrund seines Ausschwenkens in den Bereich der Zugfahrstrasse 1 zu vermeiden.

Die daraus abgeleitete Verknüpfungsregel R1 in der Zulassungsprüfung der Zugfahrstrasse würde in diesem Fall wie folgt formuliert: $$\begin{array}{c}\mathrm{R}1=\mathrm{Kran}\left(\mathrm{Parkposition}\left(\mathrm{ein}\right)\right)\wedge \mathrm{Block}\left(\mathrm{Not}\left(\mathrm{Streckensperre}\left(\mathrm{ein}\right)\right)\right)\wedge \\ \left(\mathrm{Block}\left(\mathrm{Fahrtrichtung}\left(\mathrm{vorhanden}\right)\right)\vee \mathrm{Block}\left(\mathrm{Blockverschluss}\left(\mathrm{frei}\right)\right)\right)\end{array}$$

Die obige Verknüpfung setzt sich daher aus den vier Attributen Kran(Parkposition(ein))KKrK und Block(Not(Streckensperre(ein)), Block(Fahrtrichtung(vorhanden)) und Block(Blockverschluss(frei)) zusammen, wobei die beiden letzteren OR-verknüpft sind und dieses Ergebnis mit den ersten Attribut UND-verknüpft ist.

Um Personengefährdungen bei Bahnhöfen ohne schienenfreie Zugänge zum Bahnsteig zu vermeiden, müssen je nach Gleistopologie zusätzliche Abhängigkeiten berücksichtigt werden.

Sind ins Gleis 2 Fahrstrassen eingestellt, oder befindet sich dort ein Zug, dann muss damit gerechnet werden, dass Personen vom Bahnhofgebäude den Bahnsteig über das Gleis 1 betreten. In den Fällen müssen Zugsdurchfahrten durch das Gleis 1 verhindert werden.

Eine Verknüpfungsregel R2 in der Zulassungsprüfung der Fahrstrassen ins Gleis 1 würde in diesem Fall wie folgt formuliert: $$\mathrm{R}2=\mathrm{G}12\left(\mathrm{Belegung}\left(\mathrm{frei}\right)\right)\wedge \mathrm{B}2(\mathrm{Not}\left(\mathrm{Zielbeanspruchung}\left(\mathrm{ein}\right)\right)\wedge \mathrm{C}2(\mathrm{Not}\left(\mathrm{Zielbeanspruchung}\left(\mathrm{ein}\right)\right)$$

Es ist leicht nachvollziehbar, dass die Verknüpfungsregeln eine beinahe unbegrenzte Grösse annehmen können und beliebig tiefe Verschachtelungen der Klammerausdrücke interpretiert werden können. Dies ist darin begründet, dass hier keine (endlichen) Listeneinträge, sonderen Assoziationen, welche (unendlich) weiterverkettet werden können, eingesetzt werden. Dies basiert auf objektorientierten Prinzipien und ermöglicht so erst die unbegrenzte Grösse und damit das Mass an problemlos definierbarer Individualisierung.

Über die Verknüpfungsregel können von Fahrstrassen, Fahrwegen und Durchrutschwegen sowie den digitalen Universalelementen elementübergreifend Elementzustände überwacht und nach einer projektierbaren Formel in Form der Verknüpfungsregeln zu einem Ergebnis verknüpft werden. Ist das Ergebnis der projektierbaren Verknüpfung wahr, so kann beispielsweise als Ergebnis "RgTrue" an den Prozess ausgegeben werden, der die Auswertung dieser Verknüpfungsregel verlangt hat. In allen anderen Fällen wäre das Ergebnis "RgFalse".

Die Verknüpfungsregel kann somit angewendet werden, wenn Zustände von Elementen, die nicht durch die aktuell gewünschte Fahrstrasse beansprucht werden, durch die Fahrstrasse jedoch geprüft und/oder überwacht werden müssen, und/oder wenn Prüfungen, Überwachungen oder Ausschlüsse, die in der Fahrstrassenlogik nicht implementiert sind, in speziellen Anwendungen realisiert werden müssen, und/oder wenn elementübergreifende Zustände miteinander verknüpft werden müssen und das Ergebnis der Verknüpfung entweder angezeigt oder über digitale Ausgänge ausgegeben werden soll.

Eine beispielhafte Übersicht über derartige überwachbare Zustände von für die Fahrstrassen relevanten Elementen findet sich nachfolgend:

Diese tabellarische Darstellung zeigt auf der linken Seite die speziellen für eine Fahrstrasse wichtigen Elemente mit ihren dazugehörigen Attributen (Automaten) in der Tabellenmitte sowie die überwachten Zustände auf der rechten Seite, die als Erwartungswert charakterisiert werden können. Beispielhaft zeigt die erste Zeile, dass für eine Weiche WE das Attribut "Fahrwegbeanspruchung" definiert ist und der Zustand "ein" überwacht wird. Liegt dieser Zustand vor, ist das Ergebnis TRUE oder RgTrue. Liegt er nicht vor, ist das Ergebnis entsprechend FALSE oder RgFalse.

Bei der stellwerkseitigen Projektierung einer Fahrstrasse können nun die in der nachstehenden Tabelle enthaltenen Attribute der verschiedenen Elemente in der gewünschte Weise kombiniert werden, wie dies für die Regeln R1 und R2 vorstehend gezeigt wurde. Element Automat überwachter Zustand Weichen WE Fahrwegbeanspruchung ein Zugfahrwegbeanspruchung ein Rangierfahrwegbeanspruchung ein Durchrutschwegbeanspruchung ein(rechts ∨ links ∨ AktualLage), beliebig Flankenschutzbeanspruchung ein Raumschutzbeanspruchung ein Nahbedienungsbeanspruchung ein Weichenbelegung Herzstück frei, belegt FwIsUmgehung WE IsUmgangen DwIsUmgehungWE IsUmgangen FlIsUmgehung WE IsUmgangen Istlage WE rechts überwacht, links überwacht Auffahrmelder WE nicht_aufgefahren Umstellsperre WE ein Befahrbarkeitssperre ein, gespeichert Weichenverschluss ein Schlüsselweichen SL Fahrwegbeanspruchung ein Durchrutschwegbeanspruchung ein Flankenschutzbeanspruchung ein Nahbedienungsbeanspruchung ein Endlage SL rechts_überwacht, links_überwacht Freigabekommando SL festhalten, freigeben Freigabemeldung SL freigegeben, festgehalten Schlüsselanforderung SL angefordert Rangier- und Hauptsignale HS Startbeanspruchung ein Zielbeanspruchung ein Gegenrichtungsbeanspruchung ein Lichtschutzbeanspruchung ein Istbegriff RS/HS Halt, Dunkel, Fahrt, Fahrtbegriff(Wertigkeit0l), ..., Fahrtbegriff(Wertigkeit30) Ersatzsignal RS/HS ein Zusatzbegriff RS/HS ein, Begriff01_ein, Begriff02_ein Fahrtbegrifftiefhaltung ein Signalsperre ein, gespeichert Vorsignale VS - - Externes Signal ES Zielbeanspruchung ein Istbegriff ES Halt, Dunkel, Fahrt, Fahrtbegriff(Wertigkeit01), ..., Fahrtbegriff(Wertigkeit30) Ersatzsignal ES ein Nebensignale NS Startbeanspruchung ein Signalbegriff NS Halt, Dunkel, Fahrt Gleisabschnitte GA Fahrwegbeanspruchung ein Zugfahrwegbeanspruchung ein Rangierfahrwegbeanspruchung ein Durchrutschwegbeanspruchung ein Richtungsbeanspruchung ein, ein∧Richtung 1, ein∧Richtung 2 Raumschutzbeanspruchung ein Belegung Gleisabschnitt frei, belegt FwIsUmgehung GA IsUmgangen DwIsUmgehung GA IsUmgangen FlIsUmgehung GA IsUmgangen Befahrbarkeitssperre ein, gespeichert Fahrtrichtung Neutral, Richtungl, Richtung2 Fahrtrichtungssperre ein Fahrtrichtungssp FrRiSpAutomatik ein Bahnübergangsschnittstellen BU BUeEinschaltung ein Bahnübergangssteuerung offen, geschlossen Raumüberwachung frei BUeAusschaltsperre ein BUeSchliessZeit gestartet, abgelaufen BUeEinschaltZeit gestartet, abgelaufen Bahnübergangsgleise BG Fahrwegbeanspruchung ein, ein∧Richtung 1, ein∧Richtung 2 Durchrutschwegbeanspruchung ein, einrichtung 1, ein∧Richtung 2 Rückwegbeanspruchung ein, ein∧Richtung 1, ein∧Richtung 2 Nahbedienungsbeanspruchung ein BGEinschaltung ein BGVerschluss ein OeffnenMod nächsterZugNicht AutomOeffnen erlauben RwAusSpeicher AusschaltOk BGAusschaltelemente frei, belegt BefahrPruefung nicht_befahren, belegt, befahren Blockschnittstellen BS Ausfahrtrichtungsbeanspruchung ein Ausfahrtbeanspruchung ein Einfahrtrichtungsbeanspruchung ein Einfahrtbeanspruchung ein Fahrtrichtung neutral, nicht_vorhanden, vorhanden Fahrtrichtungssperre ein Fahrtrichtungssp. FrRiSpAutomatik ein Streckensperre ein Blockverschluss frei, vorgeblockt, geblockt Digitales Universalelemente FR Fahrwegbeanspruchung ein, ein∧Richtung 1, ein∧Richtung 2 Durchrutschwegbeanspruchung ein, ein∧Richtung 1, ein∧Richtung 2 Raumschutzbeanspruchung ein Sammelbeanspruchung ein sicherer 2Bit-Eingang melde_ruhe, melde_aktiv Ausgabe Verknüpfungsregel FR RgTrue, RgFalse DigZustand aktiv Bahnhofelement SA Automatikbetrieb SA ein Selbststellbetrieb SA ein Ausschlusselemente AU Fahrwegbeanspruchung ein Durchrutschwegbeanspruchung ein Zug- oder Rangierfahrstrassen ZF/RF Fahrstrassenbeanspruchung ein Anrückverschluss ZF/RF ein FS-Auflösezeit Gestartet Selbststellbetrieb ZF ein Fahrstrassenrest FsRe Fahrstrassenbeanspruchung ein Anrückverschluss FsRe ein FsRe-Auflösezeit Gestartet