DE10128762A1 - Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit von dezentralen Achszähl- und Gleisfreimeldesystemen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit von dezentralen Achszähl- und Gleisfreimeldesystemen, wobei zwischen benachbarten Achszählpunkten (ZP1/ZP2, ZP2/ZP3) Gleisfreimeldeabschnitte (A1, A2) gebildet sind. Die Verfügbarkeit wird durch die Bildung von Redundanzen erhöht, wobei zusätzlich mindestens ein mehrere benachbarte Gleisfreimeldeabschnitte (A1, A2) umfassender übergeordneter Gleisfreimeldeabschnitt (ÜA1) gebildet wird und/oder zusätzlich Referenzachszählpunkte (ZP1r, ZP3r) in unmittelbarer Nähe zu zugeordneten Achszählpunkten (ZP1, ZP3) installiert werden und/oder mindestens einem Gleisfreimeldeabschnitt (ÜA1) mehrere unabhängige Verarbeitungseinheiten (VE ÜA1/DZ1, VE ÜA1/DZ2) zur Ermittlung des Belegungszustandes des Gleisabschnittes (ÜA1) zugeordnet werden.

Description

Die Erfindung betrifft mehrere Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit von dezentralen Achszähl- und Gleisfreimelde­ systemen gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1, 3, 4 und 5.

Achszähl- und Gleisfreimeldesysteme dienen der Steuerung des Bahnbetriebes und müssen, insbesondere bei stark frequentier­ ten Bahnstrecken, sehr hohen Zuverlässigkeits- und Verfügbar­ keitsanforderungen genügen. Die Sicherheit und Unfallfreiheit des Bahnbetriebes hängt entscheidend von der einwandfreien Funktion der Achszähl- und Gleisfreimeldesysteme ab. Insbe­ sondere auf freien Strecken, in größerer Entfernung zu Bahn­ höfen, kommen dezentrale, d. h. stellwerksunabhängige Achs­ zähl- und Gleisfreimeldesysteme zum Einsatz. Dabei sind jedem Zählpunkt ZP1, ZP2, ZP3 (Fig. 1) Vorverarbeitungseinheiten VV ZP1, VV ZP2, VV ZP3 zur signaltechnischen Aufbereitung der Zählergebnisse zugeordnet. Zwischen benachbarten Zählpunkten ZP1 und ZP2 bzw. ZP2 und ZP3 sind Gleisfreimeldeabschnitte A1 bzw. A2 definiert, deren Belegungszustand durch Vergleich der Zählergebnisse der benachbarten Zählpunkte ermittelt wird. Die im Wesentlichen softwaremäßig realisierten Vorverarbei­ tungseinheiten VV ZP1, VV ZP2, VV ZP3 und die Verarbeitungs­ einheiten VE A1, VE A2 zur-Ermittlung des Belegungszustandes des Gleisfreimeldeabschnittes A1, A2 sind auf Hardwarekompo­ nenten DZ1, DZ2, DZ3 implementiert. Bei der in Fig. 1 darge­ stellten Standardkonfiguration für die auf dezentraler Achs­ zählung basierende Gleisfreimeldung ist die Verarbeitungsein­ heit VE A1 der Hardware DZ2 des Zählpunktes ZP2 zugeordnet.

Denkbar wäre jedoch auch eine Zuordnung der Verarbeitungsein­ heit VE A1 zur Hardware DZ1 des Zählpunktes ZP1. Nachteilig bei dieser Standardkonfiguration sind vor allem die durch Störungen und Ausfälle verursachten Wirkungen. Störungen um­ fassen vor allem durch Umwelteinflüsse verursachte Modifika­ tionen der Signalverläufe oder der Auswertung. Als Ursache für die Störung wird ein Ausfall ausgeschlossen. Ein Ausfall ist eine permanente oder intermittierende Fehlfunktion einer Funktionseinheit. Ausfälle, die keine Wirkung zeigen, werden nicht betrachtet.

Die nachfolgenden beiden Tabellen vermitteln einen Überblick über verschiedene Arten von Störungen St und Ausfällen Au.

Die aufgeführten Störungen und Ausfälle verringern die Ver­ fügbarkeit des Systems. Darüber hinaus wird die Beseitigung der Störungen und Ausfälle bei der bekannten Konfiguration durch Menschen durchgeführt, deren Fehlerquote bekanntermaßen erheblich höher als die elektronischer Systeme ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die oben geschil­ derten Nachteile zu beseitigen und gattungsgemäße Verfahren anzugeben, die es gestatten, zumindest einen Teil der oben tabellarisch aufgeführten Störungen und Ausfälle zu beherr­ schen.

Die Aufgabe wird alternativ mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1, 3, 4 und 5 gelöst. Der erfindungsgemäße An­ satz aller Verfahren besteht dabei darin, verschiedene Redun­ danzen zu schaffen. Dabei wird das offensichtlich fehlerhafte oder nicht vorhandene Signal zum Belegungszustand durch ein auf anderem Wege ermitteltes gleichwertiges Signal ersetzt. Redundante Zweitsignale können permanent, d. h. zu allen Aus­ gabesignalen bezüglich des Belegungszustandes gebildet wer­ den, aber auch zyklisch, sporadisch oder nur im Falle einer realen Störung oder eines Ausfalls.

Gemäß Anspruch 1 wird die Redundanz durch Bildung zusätzli­ cher, mehrere benachbarte Gleisfreimeldeabschnitte umfassen­ der, übergeordneter Gleisfreimeldeabschnitte hergestellt. Vorzugsweise ist gemäß Anspruch 2 eine bedarfsabhängige Vor­ gabe der übergeordneten Gleisfreimeldeabschnitte vorgesehen. Je nach gewünschtem Redundanzgrad kann die Bildung der über­ geordneten Gleisfreimeldeabschnitte auf sehr unterschiedliche Weise erfolgen. Beispielsweise können mehrere Zählpunkte überbrückt werden oder es können - gegebenenfalls von der Art des Fehlers abhängig - zu einem Störungs- oder Ausfallfehler quasi unterschiedlich lange übergeordnete Gleisfreimeldeab­ schnitte definiert werden. Dabei können auch mehrere überge­ ordnete Gleisfreimeldeabschnitte ineinander verschachtelt werden. Auf diese Weise lässt sich ein Teil der Störungen und Ausfälle quasi überbrücken. Die Wirkung dieser und weiterer im Folgenden zu erläuternden Verfahrensweisen in Bezug auf die verschiedenen Störungs- und Ausfallkonstellationen ist in den weiter unten dargestellten Tabellen näher erläutert.

Eine weitere, in Anspruch 3 gekennzeichnete Verfahrensweise beruht auf Redundanz durch zusätzliche Referenzzählpunkte und Gleisfreimeldeabschnitte, während nach Anspruch 4 mehrere un­ abhängige Verarbeitungseinheiten zur Ermittlung des Bele­ gungszustandes der Gleisfreimeldeabschnitte vorgesehen sind.

Um einen Großteil oder sämtliche Fehlerursachen zu berück­ sichtigen, sieht Anspruche 5 die parallele Anwendung mindes­ tens zwei der drei vorstehend angegebenen Verfahrensweisen vor.

Vorzugsweise werden die Hardware-Komponenten der Zählpunkte für die Software sowohl von Vorverarbeitungseinheiten zur Aufbereitung der Zählergebnisse als auch von Verarbeitungs­ einheiten zur Feststellung des Belegungszustandes des Gleis­ freimeldeabschnittes quasi mehrfach benutzt. Auf diese Weise entfallen zusätzliche Hardware-Installationen. Je nach Anwen­ dungsfall kann es jedoch auch sinnvoll sein, für verschiedene Teilaufgaben separate Hardware-Komponenten einzusetzen, um das Ausfallrisiko zu reduzieren.

Die Verfahren und deren Kombinationen lassen sich sinngemäß auch auf sich verzweigende Streckenverläufe anwenden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand figürlicher Darstellun­ gen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Standardkonfiguration gemäß dem Stand der Tech­ nik,

Fig. 2 eine erste Verfahrensvariante auf der Grundlage re­ dundanter übergeordneter Abschnitte,

Fig. 3 eine zweite Verfahrensvariante auf der Grundlage zu­ sätzlicher Zählpunkte und Gleisfreimeldeabschnitte und

Fig. 4 eine dritte Verfahrensvariante auf der Grundlage re­ dundanter Gleisfreimeldeabschnittsberechnungen.

Fig. 1 wurde einleitend zum Stand der Technik ausführlich erläutert. Die Bezugszeichensystematik wird nachfolgend wei­ terverwendet, wobei die Zählpunkte ZP1 und ZP3 Streckenbe­ grenzungen bilden sollen und im Folgenden als Grenzzählpunkte bezeichnet werden.

Fig. 2 illustriert die Bildung eines redundanten übergeord­ neten Zählpunktabschnitts ÜA1. Es ist ersichtlich, dass die zugehörige Verarbeitungseinheit VE ÜA1 auf der Hardware- Plattform DZ2 implementiert ist und die Ausgangsdaten der Vorverarbeitungseinheiten VV ZP1 und VV ZP3 der Zählpunkte ZP1 und ZP3 verarbeitet. In der nachfolgenden Tabelle sind die Wirkungen bei den oben beschriebenen Störungen und Aus­ fällen zusammengefasst. Beherrschbare Störungen und Ausfälle sind grau unterlegt.

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass insbesondere Störungen und Ausfälle der Grenzzählpunkte ZP1 und ZP3 mittels des übergeordneten Gleisfreimeldeabschnitts ÜA1 nicht behebbar sind, da über die Grenzzählpunkte ZP1 und ZP2 keine überge­ ordneten Gleisfreimeldeabschnitte gebildet werden können.

Dieses Problem kann durch Hinzufügen zusätzlicher Referenz­ zählpunkte ZP1r und ZP3r umgangen werden. Fig. 3 veranschau­ licht eine mögliche Konfiguration. Dabei sind die verschiede­ nen Möglichkeiten, wie die Gleisfreimeldeabschnitte R1 und R2 bezügliche der Referenzzählpunkte ZP1r und ZP3r gebildet wer­ den können dargestellt. Folgende Fälle können unterschieden werden:

• - Die Vorverarbeitungseinheit VV ZP1r befindet sich auf der­ selben Hardware DZ1 wie die Vorverarbeitungseinheit VV ZP1, die Vorverarbeitungseinheit VV ZP3r befindet sich nicht auf derselben Hardware wie die Vorverarbeitungseinheit VV ZP3,
• - der Referenzgleisfreimeldeabschnitt R2 wird auf derselben Hardware DZ3 wie der Gleisfreimeldeabschnitt A2 verwaltet oder
• - der Referenzgleisfreimeldeabschnitt R1 wird nicht auf der­ selben Hardware DZ2 wie der Gleisfreimeldeabschnitt A1 verwaltet.

Diese Fälle lassen sich kombinieren. In der nachfolgenden Ta­ belle sind die Wirkungen bei den oben beschriebenen Störungen und Ausfällen aufgelistet.

Insbesondere Totalausfälle einer dezentralen Einheit sind mit den bisherigen Methoden noch nicht zu beherrschen. An dieser Stelle kann die mehrfache Redundanz VE ÜA1 sowohl auf DZ1 als auch auf DZ2 herangezogen werden. In Fig. 4 ist exemplarisch dargestellt, wie eine solche Konfiguration aussehen könnte. Das Verfahren lässt sich auch auf Grenzzählpunkte ZP1 und ZP3 anwenden, so dass alle oben angeführten Störungen und Ausfäl­ le beherrschbar sind. In dem Beispiel wird der übergeordnete Gleisfreimeldabschnitt ÜA1 redundant auf DZ1 und DZ2 berech­ net. Nimmt man den Ausfall Au4 an, dann ist der Zählpunkt ZP2 ausgefallen, so dass ein übergeordneter Gleisfreimeldeab­ schnitt ÜA1 zur Informationsgewinnung verwendet werden muss. Da aber die Hardwareplattform DZ2 vollständig ausgefallen ist, steht die Verarbeitungseinheit VE ÜA1 auf der Hardware­ plattform DZ2 nicht zur Verfügung. Durch die redundante Aus­ legung der Verarbeitungseinheit VE ÜA1 auf der Hardwareplatt­ form DZ1 kann diese Information verwendet werden und somit der Ausfall beherrscht werden.

Die vorgestellten Verfahren können in ihrer Redundanz und Kombination geeignet dimensioniert werden. Durch die flexible Kombinierbarkeit der Redundanzen lässt sich das Verfahren kostengünstig installieren.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das vorstehend ange­ gebene Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Va­ rianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders gearte­ ter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch ma­ chen.

Claims (6)

1. Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit von dezentralen Achszähl- und Gleisfreimeldesystemen, wobei zwischen benach­ barten Achszählpunkten (ZP1/ZP2, ZP2/ZP3) Gleisfreimeldeab­ schnitte (A1, A2) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich mindestens ein mehrere benachbarte Gleisfrei­ meldeabschnitte (A1, A2) umfassender übergeordneter Gleis­ freimeldeabschnitt (ÜA1) gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die übergeordneten Gleisfreimeldeabschnitte (ÜA) be­ darfsabhängig gebildet werden.

3. Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit von dezentralen Achszähl- und Gleisfreimeldesystemen, wobei zwischen benach­ barten Achszählpunkten (ZP1/ZP2, ZP2/ZP3) Gleisfreimeldeab­ schnitte (A1, A2) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzliche Referenzachszählpunkte (ZP1r, ZP3r) in un­ mittelbarer Nähe zu zugeordneten Achszählpunkten (ZP1, ZP3) installiert werden.

4. Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit von dezentralen Achszähl- und Gleisfreimeldesystemen, wobei zwischen benach­ barten Achszählpunkten (ZP1/ZP2, ZP2/ZP3) Gleisfreimeldeab­ schnitte (A1, A2) gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einem Gleisfreimeldeabschnitt (ÜA1) mehrere unabhängige Verarbeitungseinheiten (VE ÜA1/DZ1, VE ÜA1/DZ2) zur Ermittlung des Belegungszustandes des Gleisfreimeldeab­ schnittes (ÜA1) zugeordnet werden.

5. Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit von dezentralen Achszähl- und Gleisfreimeldesystemen, wobei zwischen benach­ barten Achszählpunkten (ZP1/ZP2, ZP2/ZP3) Gleisfreimeldeab­ schnitte (A1, A2) gebildet sind, gekennzeichnet durch die Kombination von mindesten zwei der Verfahren gemäß den Ansprüchen 1, 3 und 4.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählpunkte (ZP) Hardwarekomponenten (DZ) aufweisen, denen die Software sowohl von Vorverarbeitungseinheiten (VV) zur Aufbereitung der Zählergebnisse als auch von Verarbei­ tungseinheiten (VE) zur Feststellung des Belegungszustandes des Gleisabschnittes zugeordnet wird.