DE102007039154A1 - Sicherungssystem für ein Eisenbahnnetz - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Sicherungssystem für ein Eisenbahnnetz mit einer Steuerungsebene und anzusteuernden Feldelementen. Um bei Umbauten oder Erweiterungen bezüglich der Feldelemente auf umfangreiche Systemanpassungen verzichten zu können, ist erfindungsgemäß ein modularer Aufbau derart vorgesehen, dass die Sicherungsebene als Master (1) ausgebildet ist, dass die Feldelemente separat oder gruppenweise als Slaves (2) ausgebildet sind, dass der Master (1) und die Slaves (2) über ein Kommunikationssystem (3) miteinander verbunden sind und dass die Slaves (2) jeweils mittels eines Controllers ansteuerbar sind, welcher über eine für alle Slaves (2) einheitliche Kommunikationsschnittstelle (4) an das Kommunikationssystem (3) anschließbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Sicherungssystem für ein Eisenbahnnetz mit einer Steuerungsebene und anzusteuernden Feldelementen.
• Derartige Sicherungssysteme, beispielsweise auf der Basis elektronischer Stellwerke, sind historisch stark zentralisiert und im Wesentlichen monolithisch aufgebaut. Eine kleine Änderung zieht sich infolgedessen durch das gesamte System. Das gilt auch für die Software, die bei kleinen Änderungen von der Steuerungsebene bis zu den Feldelementen, wie beispielsweise Weichen, Signale und Gleisfreimeldeabschnitte, angepasst werden muss. Beispielsweise hat der Ausbau einer Weiche Auswirkungen auf das gesamte System. Nachteilig ist dabei neben dem erheblichen Kostenfaktor vor allem der hohe Zeitaufwand, wobei die Systemauswirkungen von dem Betreiber des Eisenbahnnetzes überwiegend nicht beherrschbar sind.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sicherungssystem für ein Eisenbahnnetz anzugeben, das Umbauten oder Erweiterungen erleichtert.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein modularer Aufbau derart vorgesehen ist, dass die Steuerungsebene als Master ausgebildet ist, dass die Feldelemente separat oder gruppenweise als Slaves ausgebildet sind, dass der Master und die Slaves über ein Kommunikationssystem miteinander verbunden sind und dass die Slaves jeweils mittels eines Controllers ansteuerbar sind, welcher über eine für alle Slaves einheitliche Kommunikationsschnittstelle an das Kommunikationssystem anschließbar ist.
• Durch den konsequent modularen Aufbau mit Master und Slaves können Feldelemente, zum Beispiel bei Bauzuständen, auf einfache Weise abgemeldet oder wieder angemeldet bzw. neu angemeldet werden. Feldelemente werden als Slaves betrachtet, wobei auch Gruppen von Feldelementen quasi regionale Cluster bilden können und durch einen Slave repräsentiert sind. Jedes Feldelement managed eigenständig seine Nachbarschaftsbeziehungen und erbringt die lokalen Sicherheitsfunktionen, zum Beispiel bezüglich des einzuschaltenden Signalbegriffs. Dabei können im regionalen Cluster auch regionale Funktionen, wie beispielsweise Signalabhängigkeiten benachbarter Signale, realisiert werden.
• Der Master als übergeordnete Hierarchieebene gibt die Ansteuerbefehle für die einzelnen Slaves vor. Dazu sind die Slaves jeweils mit einem Controller ausgestattet, der über eine für alle Slaves einheitliche Kommunikationsschnittstelle verfügt. Der Master verarbeitet vorzugsweise eine zentrale Fahrstraßenlogik und übermittelt die abgeleiteten Ansteuerbefehle über ein leistungsfähiges Kommunikationssystem an die Controller der Feldelemente oder der Feldelemente-Cluster.
• Aufgrund des modularen Aufbaus mit einheitlicher Kommunikationsschnittstelle der Controller können sowohl Slaves verschiedener Hersteller als auch verschiedener Generationen kombiniert werden. Umbauten und Erweiterungen haben nur lokale Effekte. Eine Anpassung der Projektierung ist auch nur lokal erforderlich. Das Kommunikationssystem kann ohne Änderungen erhalten bleiben und muss bei Umbauten und Erweiterungen nicht mehr bei der Projektierung berücksichtigt werden. Letztlich ergeben sich für den Kunden Investitionssicherheit und für den Hersteller Stückzahleneffekte.
• Gemäß Anspruch 2 ist das Kommunikationssystem als Powerline-Kommunikationssystem ausgebildet. Bei dieser zukunftsorientierten Ausführungsform wird das Stromversorgungsnetz zur Informationsübertragung quasi mitbenutzt. Denkbar ist aber auch eine drahtlose Funkübertragung. Das gewählte Kommunikationssystem muss prinzipiell nur den Sicherheitsanforderungen für die unverfälschte und unverfälschbare Übermittlung von Datentelegrammen für die Ansteuerbefehle von dem Master zu den Slaves und für Zustandsmeldungen von den Slaves zu dem Master erfüllen.
• Der Master ist gemäß Anspruch 3 eigensicher ausgebildet und mit Prüfmitteln zur Feststellung der Funktionsfähigkeit der Slaves ausgestaltet. Die Feldelemente-Controller der Slaves müssen für niedrige bis mittlere Sicherheitsanforderungen nicht notwendigerweise eigensicher ausgeführt sein. Um den Sicherheitsanforderungen zu genügen, sendet der eigensichere Master regelmäßig komplexe, variable Tests an die Slaves, wobei ein Slave, der die Tests nicht besteht, durch den Master temporär oder dauerhaft gesperrt werden kann. Auch eine Mischlösung, beispielsweise durch Verwendung nicht eigensicherer Controller in Verbindung mit Signalrelais, ist denkbar.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
• Die einzige Figur zeigt in stark vereinfachter schematischer Darstellung die wesentlichen Komponenten eines erfindungsgemäßen Sicherungssystems für ein Eisenbahnnetz.
• Dargestellt ist das Zusammenwirken einer Steuerungsebene in der Ausprägung als Master 1 mit verschiedenen Feldelementen in der Ausprägung als Slaves 2. Der Master 1 ist an einem Be dienplatz eines elektronischen Stellwerkes lokalisiert und mit zentraler Fahrstraßenlogik ausgestattet. Master 1 und Slaves 2 sind über ein Kommunikationssystem 3 miteinander verbunden. Dabei ist jeder Slave 2 mit einem kleinen Controller ausgestattet, der eine vereinheitlichte Kommunikationsschnittstelle 4 zur Anbindung an das Kommunikationssystem 3 aufweist. Mehrere Slaves 2 können auch ein Cluster 5 bilden, in dem regionale Funktionen, zum Beispiel gegenseitige Signalabhängigkeiten mehrerer Feldelemente, organisiert sind. Auf diese Weise können Feldelemente über eine kryptografisch codegesicherte Bedienung entweder drahtlos, vor Ort oder zentral abgemeldet werden, insbesondere bei Bauzuständen. Genauso können sich codegesichert neue oder wieder betriebsfähige Feldelemente bei dem Master 1 und bei benachbarten Feldelementen anmelden oder wieder anmelden. Durch diesen radikalen modularen Ansatz sind Umbauten und Erweiterungen in der Slave-Ebene möglich, ohne dass dadurch Folgeänderungen, die sich auf das gesamte Sicherungssystem auswirken, erforderlich werden. Das Kommunikationssystem 3 arbeitet mit genormten und gleichartigen Kommunikationsschnittstellen der Slave-Controller zusammen, so dass problemlos alte Slaves 2 gegen neue und Slaves 2 verschiedener Hersteller ausgetauscht werden können.

Claims (3)

1. Sicherungssystem für ein Eisenbahnnetz mit einer Steuerungsebene und anzusteuernden Feldelementen, dadurch gekennzeichnet, dass ein modularer Aufbau derart vorgesehen ist, dass die Sicherungsebene als Master (1) ausgebildet ist, dass die Feldelemente separat oder gruppenweise als Slaves (2) ausgebildet sind, dass der Master (1) und die Slaves (2) über ein Kommunikationssystem (3) miteinander verbunden sind und dass die Slaves (2) jeweils mittels eines Controllers ansteuerbar sind, welcher über eine für alle Slaves (2) einheitliche Kommunikationsschnittstelle (4) an das Kommunikationssystem (3) anschließbar ist.
2. Sicherungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kommunikationssystem (3) als Powerline-Kommunikationssystem ausgebildet ist.
3. Sicherungssystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Master (1) eigensicher ausgebildet ist und Prüfmittel zur Feststellung der Funktionsfähigkeit der Slaves (2) mittels Testbeaufschlagung aufweist.