Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur ETCS (European Train Control System) -L1 (Level 1)- und/oder -L2 (Level 2)- Zugbeeinflussung, wobei aus einer stellwerkseitigen Datenbasis abgeleitete MA (Movement Authority/Fahrterlaubnis), mittels RBC (Radio Block Center) über Signalbalisengruppen oder per Funk an die Züge übertragen werden sowie eine diesbezügliche Vorrichtung.
Ein ETCS-L1/L2-Zugbeeinflussungssystem mit Stellwerk, RBC sowie Balisenzugbeeinflussung und/oder Funkzugbeeinflussung, wobei Datentelegramme, die eine MA umfassen, an die Züge übertragen werden, ist aus der
Voraussetzung für einen sicheren Fahrbetrieb ist, dass bei der MA-Ermittlung und -Erteilung jeder Fahrtbegriff und damit auch jede durch das RBC erteilte MA nur für genau einen einzigen Zug wirken darf. In Level 1 ist dieser Grundsatz durch die direkte Aufnahme der Fahrtinformation an der Signalbalisengruppe des jeweiligen Signals durch den Zug selbst gewährleistet. Dieser direkte Bezug zwischen Fahrtbegriff eines Signals und Zug geht bei Level 2 mangels physischer Signale verloren. Statt dessen wird bei der Funkzugbeeinflussung durch Zuordnungs- und Zuweisungsverfahren des RBC sichergestellt, dass der Fahrtbegriff eines - quasi virtuellen - Signals dem korrekten Zug als MA erteilt wird. Dennoch ist es möglich, dass ein Zug eine MA empfängt, die für einen anderen Zug bestimmt ist. Ursache dafür ist, dass es an der Schnittstelle zwischen Stellwerk und RBC zu Problemen mit der Reihenfolgerichtigkeit der Stellwerksmeldungen kommen kann. Die Reihenfolgerichtigkeit der Stellwerksmeldungen und damit der MA-Erteilungen kann aufgrund der Verfahren zur Verarbeitung der Zustandsmeldungen, insbesondere durch Modul- bzw. Rechner- oder Stellwerksgrenzen elektronischer Stellwerke oder an Fernsteuerungen von Relaisstellwerken, nicht immer garantiert werden.
Dieses Problem ist in der einzigen figürlichen Darstellung veranschaulicht. Nach Weiterfahrt des Zuges Z2 ist es möglich, dass die Fahrtstellung des Signals S1 vor dem Haltfall von Signal S2 gemeldet wird, das heißt, dass die Reihenfolge der Meldungen M1 und M2 vertauscht ist. Dadurch ist es möglich, dass ein dem Zug Z2 nachfolgender Zug Z1 eine L1- oder L2-MA empfängt, die über das Signal S2 hinausgeht, obwohl der Fahrtbegriff an Signal S2 für den Zug Z2 bestimmt war. Die erste Meldung M1, bei der beide Signale S1 und S2 auf FAHRT stehen, kann zu einer gefährlichen Situation führen, da der nachfolgende Zug Z1 in den möglicherweise noch durch den vorausfahrenden Zug Z2 besetzten Gleisabschnitt hinter dem Signal S2 einfahren könnte. Erst die nach M1 erfolgte zweite Meldung M2 bezüglich der Signalstellungen von S1 und S2 würde zu einem sicheren Betrieb führen. Die Meldungen M1 und M2 sind folglich in der falschen Reihenfolge stellwerkseitig an das RBC weitergeleitet worden.
Der Erfindung liegt demgemäß die Aufgabe zugrunde, die signaltechnische Sicherheit bei ETCS-Strecken mit L1-Zugbeein-flussung und/oder L1/L2-Mischbetrieb und/oder L2-Zugbeeinflussung vollständig bezüglich Meldevertauschungen herzustellen.
Verfahrensgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass RBC-seitig eine MA-Aktualisierungssperre oder eine MA-Wiederholungssperre für an L2-Züge vergebene MA die Abfahrt oder Weiterfahrt eines Zuges trotz Signalbegriff FAHRT verzögert, wenn Stellwerksmeldungen bezüglich des Signalbegriffs an das RBC in falscher zeitlicher Reihenfolge möglich sind.
Gemäß Anspruch 7 wird die Aufgabe auch dadurch gelöst, dass das RBC erste Mittel zum Setzen einer MA-Aktualisierungssperre und/oder zweite Mittel zum Setzen einer MA-Wiederholungssperre für an L2-Züge vergebene MA aufweist.
Auf diese Weise ist sichergestellt, dass jeder Fahrtbegriff und damit auch jede durch das RBC erteilte MA eindeutig nur für einen einzigen, ganz bestimmten Zug gilt. Voraussetzung ist natürlich, dass der Signalbegriff im Stellwerk korrekt gebildet wird und nur die zeitliche Abfolge der Meldungen an die Schnittstelle zum RBC nicht garantiert werden kann.
Eine vom Stellwerk gemeldete FAHRT-Stellung eines Startsignals, das heißt ein Wechsel von HALT auf FAHRT an diesem Signal bedeutet immer, dass mindestens die erste Fahrstraße, nämlich der erste Signalisierungsabschnitt ab dem Startsignal, also der Fahrweg bis zum nächsten Signal, für dieses Startsignal gesichert ist. Damit ist eine sofortige Freigabe dieser Teil-MA bezüglich der ersten Fahrstraße für einen Zug möglich.
Die MA-Aktualisierungssperre wirkt in der Auswertung der Stellwerksmeldungen nur bei Wechsel des Signalbegriffs von HALT auf FAHRT, wenn die Gefahr besteht, dass ein nachfolgender Zug für das gleiche Signal eine MA erteilt bekommen könnte. Die Meldung des Signalbegriffs HALT wird hingegen immer sofort ausgewertet. Nur MA-Freigaben beziehungsweise Verlängerungen von MA werden verzögert. HALT wird ohne Verzögerung wirksam.
Neben der MA-Aktualisierungssperre ist die MA-Wiederholungssperre ein weiterer Mechanismus, um falsche Reihenfolge von Stellwerksmeldungen im RBC für L2-Betrieb zu berücksichtigen. Die MA-Wiederholungssperre für L2-MA bewirkt, dass jeder Fahrtbegriff an einem Signal nur ein einziges Mal zur Erteilung der L2-MA verwendet werden kann. Wurde einem Zug eine Fahrterlaubnis an einem Signal erteilt, setzt das RBC an diesem Signal die MA-Wiederholungssperre und wertet es in Bezug auf andere Züge nachfolgend als in HALT stehend. Die MA-Wiederholungssperre wird sowohl für die MA-Ermittlung, beispielsweise bei über mehrere Meldeabschnitte zusammengesetzte oder erweiterte MA, als auch für die MA-Erteilung ausgewertet.
In der figürlich dargestellten Situation kann nach Weiterfahrt von Zug Z2 aufgrund von Meldungsverzögerungen des Stellwerks aus RBC-Sicht das Signal S1 FAHRT melden, bevor die Meldung HALT von Signal S2 eintrifft. Die MA-Wiederholungssperre am Signal S2 sorgt dann dafür, dass das RBC das Signal S2 trotz FAHRT-Stellung für den Zug Z1 mit HALT bewertet und diesem Zug Z1 nur eine MA bis Signal S2 erteilt. Die MA-Wiederholungssperre wirkt nur, wenn mindestens der vorausfahrende Zug Z2 durch das RBC in ETCS-L2, das heißt mit Funkzugbeeinflussung, geführt wird.
Gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, dass die MA-Aktualisierungssperre durch Umschalten des Signalbegriffs von FAHRT auf HALT oder durch Ablauf einer projektierten Verzögerungszeit gelöscht wird. Nach Ablauf der projektierten Verzögerungszeit kann angenommen werden, dass die Meldungen wieder korrekt den Zustand des Stellwerks abbilden. Das bedeutet, dass der Meldezustand stabil ist und keine Änderungen zu erwarten sind. Signalisiert dann das Zielsignal der betrachteten Teilfahrstraße, in der Figur das Signal S2 für den Zug Z1, immer noch FAHRT, kann davon ausgegangen werden, dass dieser den realen Zustand darstellt.
Anhand der Eigenschaften der RBC-Schnittstelle zum Stellwerk kann ermittelt werden, mit welchen zeitlichen Abfolgen an der Schnittstelle gerechnet werden muss, beziehungsweise für welchen Zeitraum ein falsches Abbild der Zustände möglich ist. Aus diesem Zeitraum kann die zu projektierende Verzögerungszeit für die MA-Aktualisierungssperre abgeleitet werden. Die maximale Verzögerungszeit ist dabei auch abhängig von der Stellwerksbauform beziehungsweise der Anbindung des Stellwerks über Fernsteuerungen oder Anpass-/Koppelrechner. Bei Ablauf der Verzögerungszeit wird die gespeicherte aktive MA des betrachteten Signals wieder zur MA-Ermittlung verwendet. Neben der zentralen Projektierung der Verzögerungszeit für die MA-Aktualisierungssperre kann diese auch für ein RBC explizit deaktiviert werden.
Die MA-Wiederholungssperre wird gemäß Anspruch 3 nach jeder Erteilung einer L2-MA gesetzt und durch Umschalten des Signalbegriffs von FAHRT auf HALT gelöscht. Im Regelfall wird die MA-Wiederholungssperre erst aufgehoben, wenn das Signal tatsächlich auf HALT umschaltet und der Zug am Signal vorbeigefahren ist. Ein zweiter Zug kann deshalb erst dann eine Fahrterlaubnis vom gleichen Signal erhalten, wenn die MA-Wiederholungssperre an diesem Signal gelöscht wurde und das Signal wieder in HALT steht. Im Gegensatz zur MA-Aktualisierungssperre wird die MA-Wiederholungssperre, die nur für ETCS-L2, das heißt für Funkzugbeeinflussung, vorgesehen ist, nicht projektiert, da nach jeder Vorbeifahrt eines Zuges ohnehin sofort von FAHRT auf HALT umgeschaltet wird.
Erfolgen die Umschaltung des Signals von FAHRT auf HALT aufgrund der Verarbeitung im Stellwerk und die Bewegung des Zuges aufgrund der Position Reports zeitverzögert zueinander, kann an mehreren aufeinander folgenden Signalen die MA-Wiederholungssperre gesetzt werden.
Die MA-Wiederholungssperre wird im Regelfall durch die HAlT-Stellung des Signals und die Vorbeifahrt des Zuges gelöscht. Zusätzlich kann die MA-Wiederholungssperre auch gelöscht werden, wenn das davor liegende Signal mit gesetzter MA-Wiederholungssperre auf HALT umschaltet und dieser HALT-Fall im Rahmen der Halt-Fallbearbeitung als zugbewirkt erkannt wird. In dieser Situation ist die MA-Wiederholungssperre nicht mehr erforderlich, weil das betreffende Signal selbst auch nicht mehr Bestandteil einer MA ist.
Gemäß Anspruch 4 ist vorgesehen, dass für alle Fahrwegelemente, für die Stellwerksmeldungen in falscher Reihenfolge nicht möglich sind, Gruppenidentifikationen im Stellwerk projektiert werden, wobei die Gruppenidentifikationen von Start-und Zielsignal, für den Fall, dass beide Signale FAHRT signalisieren, miteinander verglichen werden und nur bei Nicht-übereinstimmung der Gruppenidentifikationen der beiden Signale die MA-Aktualisierungssperre gesetzt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die MA-Aktualisierungssperre wirklich nur dann zu setzen, wenn auch ein Reihenfolgefehler der Stellwerksmeldungen möglich ist. Mit der Gruppenidentifikation werden Stellwerks-Elemente zu einer Gruppe zusammengefasst, innerhalb derer keine Abweichungen in der Meldereihenfolge möglich sind beziehungsweise angenommen werden müssen. Das betrifft zum Beispiel alle Stellwerks-Elemente, die durch einen Rechner eines elektronischen Stellwerks gesteuert und überwacht werden. Stellwerks-Elemente umfassen dabei alle Signale und Fahrwegelemente, welche üblicherweise bereits bei der Projektierung im Stellwerk mit Gruppenidentifikationen gekennzeichnet werden. Diese Gruppenidentifikationen sind Bestandteil der Meldeschnittstelle zwischen Stellwerk und RBC.
Können aufgrund des Meldeverhaltens beziehungsweise der Übertragungstechnik keine Gruppen mit definiertem Meldeverhalten gebildet werden und muss angenommen werden, dass sich in allen Meldungen Verzögerungen ergeben können, wird für alle Elemente eine eindeutig festgelegte Gruppenidentifikation definiert. Anhand der Meldedaten des Stellwerks erfasst das RBC bei Systemstart und beim Aufrüsten der Stellwerksdaten die Gruppenidentifikationen der einzelnen Elemente. Kann die Schnittstelle beziehungsweise das angeschlossene Stellwerk keine Gruppenidentifikationen liefern, bleiben die eindeutig festgelegten Gruppenidentifikationen im RBC bestehen.
Meldet das Startsignal eines Fahrweges einen FAHRT-Begriff und zeigt zu diesem Zeitpunkt auch das Zielsignal einen FAHRT-Begriff, vergleicht das RBC die Gruppenidentifikationen von Start- und Zielsignal dieses Fahrweges miteinander. Die MA-Aktualisierungssperre wird am Zielsignal gesetzt, wenn die Gruppenidentifikationen unterschiedlich sind oder Start- und Zielsignal die eindeutig festgelegten Gruppenidentifikationen aufweisen. Nur, wenn Start- und Zielsignal die gleiche Gruppenidentifikation, jedoch ungleich der eindeutig festgelegten aufweisen, wird die MA-Aktualisierungssperre nicht gesetzt.
Die Auswertung der Gruppenidentifikationen bezieht sich nur auf die Meldungen der Start- und Zielsignale. Meldeverzögerungen können sich jedoch auch zwischen dem Startsignal und den Fahrwegelementen, beispielsweise Weichen, eines Fahrweges ergeben, sofern diese Fahrwegelemente verschiedenen Gruppenidentifikationen angehören. Das RBC geht davon aus, dass durch die Auswertung der einzelnen Fahrwegelemente bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt der Fahrstraßenbildung die eigentliche MA-Ermittlung starten kann, so dass Verzögerungen zwischen den Signalen liegender Fahrwegelemente, beispielsweise bezüglich der Weichenlage, nur mit sehr geringer Wahrscheinlichkeit angenommen werden müssen. Sollte es trotzdem aufgrund größerer Meldeverzögerungen dazu kommen, dass Änderungen, beispielsweise der Weichenlage, erst nach erteilter MA eintreffen, nimmt das RBC für das Startsignal kurzzeitig den HALT-Begriff an und startet die MA-Ermittlung neu. Nach Abschluss der MA-Ermittlung und weiterhin gemeldetem FAHRT-Begriff werden die neuen MA-Daten verwendet. Durch zwischenzeitliche Annahme des HALT-Begriffs werden die regulären Funktionen zur Bearbeitung eines Signalhaltfalls gestartet.
Gemäß Anspruch 5 ist vorgesehen, dass die MA-Aktualisierungssperre nicht gesetzt wird, wenn bereits die MA-Wiederholungssperre gesetzt ist. Diese Situation tritt ein, wenn bereits eine L2-MA erteilt wurde, da dann grundsätzlich automatisch die MA-Wiederholungssperre aktiviert wird. Eine zusätzliche MA-Aktualisierungssperre, die unnötig ist, wird somit vermieden.
Zur Bildung zusammengesetzter beziehungsweise erweiterter MA ist gemäß Anspruch 6 vorgesehen, dass ein Signal mit gesetzter MA-Aktualisierungssperre oder MA-Wiederholungssperre als HALT signalisierend gewertet wird. Damit wird, insbesondere bei L1/L2-Mischbetrieb, die Ausgabe einer zu langen MA, das heißt einer zu viele Signalisierungsabschnitte und Signale umfassenden MA am davor liegenden Signal, verhindert, obwohl für weitere Signale eine MA erteilt ist, die jedoch mit einer MA-Aktualisierungssperre oder einer MA-Wiederholungssperre belegt sind.
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