DE19847292A1

DE19847292A1 - Kommunikationssystem für den Funk-Fahrbetrieb

Info

Publication number: DE19847292A1
Application number: DE19847292A
Authority: DE
Inventors: Holm Hofestaedt; Guenter Watzlawik; Detlef Kendelbacher
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-10-07
Filing date: 1998-10-07
Publication date: 2000-04-13
Also published as: DE59911109D1; ATE282916T1; WO2000021243A2; EP1118185B1; WO2000021243A3; EP1118185A2

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Kommunikationssystem für den Funk-Fahrbetrieb und ist anwendbar insbesondere für Bahndienste. DOLLAR A Erfindungsgemäß kann gleichzeitig zwischen den Subsystemen: DOLLAR A Fahrzeug, Streckenelemente, Zentrale kommuniziert werden, indem die funktechnischen Verbindungen zur Datenübertragung nicht direkt hergestellt, sondern über einen Gatewayrechner vermittelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kommunikationssystem für den Funk- Fahrbetrieb nach dem Oberbegrif des Patentanspruches 1 und ist anwendbar beispielsweise für Bahndienste.

Der Funk-Fahrbetrieb ist ein neues Betriebsverfahren, welches die Funktionen "Fahrwegeinstellung" und "Fahrwegsicherung" auf dem Fahrzeug und nicht wie bisher an der Strecke reali siert. Ein Problem stellt dabei die beschränkte Ressource an Funkkanälen vom Fahrzeug zur Strecke und die zugehörigen lan gen Verbindungsaufbauzeiten (20-25 sec. inklusive Aufbau der Sicherungsschicht) dar. Abhängig von der Fahrzeuggeschwindig keit und der Dichte von Fahrwegelementen, die das Fahrzeug einstellen und sichern muß, müssen mehrere Funkkommunikatio nen gleichzeitig vom Fahrzeug durchgeführt werden. Der vorge sehene Funkstandard für Bahn-Anwendungen stellt pro Endgerät nur einen Funkanal für die Datenkommunikation zur Verfügung. Selbst wenn zwei mobile Funk-Endgeräte auf dem Fahrzeug ver wendet werden, kann es zu Engpässen kommen.

Aus der DE 197 21 246 ist eine Kommunikationseinrichtung für funkgestützte Bahndienste bekannt, mit welcher mit nur einem einzigen Übertragungskanal sowohl die Daten von dezentralen Steuereinrichtungen als auch die Daten zentraler Dienste an einen Zug übermittelt werden können. Dazu ist vorgesehen, al le diese Daten einem zentralen Gatewayrechner zuzuführen. Dieser veranlaßt dann die Datenübermittlung an das Fahrzeug. Durch die Verwendung eines zentralen Gatewayrechners, der dem Zug zugeordnet ist, ist es möglich, sämtliche Daten im Multi plex zu übertragen, ohne daß beim Vorrücken des Zuges durch Wechsel in einen neuen Streckenbereich eine neue Übertra gungsstrecke zwischen dem Zug und den zentralen Bahndiensten aufgebaut werden muß.

Weiterhin ist zur Vermeidung langer Kommunikationswege in der DE (GR 98 P 4131 DE) ein optimiertes Kommunikationssystem für funkgestützte Verkehrsdienste beschrieben, welches neben den ortsfesten zentralen Diensten und den ortsfesten dezentralen Steuerstellen in dem Verkehrsnetz ein oder mehrere dezentrale Gatewayrechner aufweist. Die Kommunikation zwischen den mobi len Instanzen und den ortsfesten Instanzen wird über die Ga tewayrechner realisiert, indem für die mobilen Instanzen, die mit den Gatewayrechnern kommunizieren, im Gatewayrechner und in den ortsfesten Instanzen je eine Stellvertreterinstanz und für die ortsfesten Instanzen, die mit den Gatewayrechnern kommunizieren, im Gatewayrechner direkt oder über mindestens einen Informationsserver indirekt Stellvertreterinstanzen eingerichtet werden. Über ein Updateverfahren zwischen den Stellvertreterinstanzen im Gatewayrechner und den ortsfesten Instanzen oder zwischen Gatewayrechner und Informationsserver werden die Stellvertreterinformationen im Gatewayrechner und in den ortsfesten Instanzen aktualisiert.

Dieses Verfahren ermöglicht das Multiplexen mehrerer logi scher Verbindungen von einem Fahrzeug über einen physikali schen Funkkanal zu einem festnetzseitigen Gateway, das die Verbindungen zu beliebigen Endpunkten innerhalb des Festnet zes weitervermitteln kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kommunikations system für den Funk-Fahrbetrieb zu schaffen, welches mit ein fachen Mitteln einen zuverlässigen Datenverkehr über effekti ve Kommunikationswege mit nur einem Funkübertragungskanal zwischen Fahrzeugen und Fahrwegelementen ermöglicht, die gleichzeitige Kommunikation mit mehreren Fahrwegelementen ge währleistet und den Aufwand für die Systemeinrichtung, Syste maktualisierung und Systemwartung minimiert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 in Verbindung mit den Merkmalen im Oberbegriff. Zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein einziges mobiles Endgerät auf einem Fahrzeug ausreicht, um gleichzeitig mit mehreren Fahrwegelementen kommunizieren zu können, indem die funktechnischen Verbindungen zur Datenüber tragung von den Fahrzeugen zu den Fahrwegelementen nicht di rekt hergestellt, sondern über einen Gatewayrechner vermit telt werden. Der Preis hierfür ist, daß für die Kommunikation mit n Fahrwegelementen (n+1) Funkkommunikationen erforderlich sind. Ohne Multiplexing sind hierfür n Funkkommunikationen erforderlich. Eine weitere Anwendung der Gateway-Funktiona lität beim Funkfahrbetrieb auf zweigleisigen oder mehrgleisi gen Strecken besteht darin, die Kommunikation mit Bahnüber gängen generell über den Gatewayrechner zu vermitteln. Nur so ist es möglich, daß zwei oder mehrere Züge gleichzeitig mit dem Bahnübergang kommunizieren. Ohne Gatewayrechner müßte dies nacheinander erfolgen und kann zu betrieblichen Behinde rungen führen.

Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß So forthaltanweisungen, die bei Bedarf von der Funkfahrbetrieb zentrale per Funk an die Fahrzeuge geschickt werden, auch in Bereichen mit hoher Fahrwegelementdichte über den Multiplex- Kanal sofort übermittelt werden können. Dies gilt ebenfalls für hochpriore Daten, die an alle empfangsseitigen Instanzen des Multiplexkanals per Broadcast geschickt werden.

Die Erfindung soll nachstehend an Hand von einem zumindest teilweise in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel nä her beschrieben werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine Variante einer Multiplexverbindung vom Fahrzeug in die Zentrale und die Weitervermittlung zu Fahrwe gelementen

Fig. 1 veranschaulicht den Mechanismus an einem Beispiel ei nes Streckenabschnitts, bestehend aus zwei Weichen W1, W2 und einem Bahnübergang BÜ. Nachdem die erste Verbindungsanforde rung vom Fahrzeug F zu einem dieser drei Fahrwegelemente (z. B. zum Bahnübergang BÜ) über den Gatewayrechner reali siert wurde, wird jede weitere Verbindungsanforderung vom Fahrzeug F an ein anderes Fahrwegelement W1, W2 über dieselbe physikalische Verbindung in die Zentrale Z "gemultiplext" und von dort weitervermittelt an das gewünschte Fahrwegelement W1 oder W2 oder BÜ.

Der Verbindungsaufbau zu den Fahrwegelementen W1, W2 oder BÜ kann auf diese Weise optimiert werden. So müßten ohne Multi plexing die drei Kommunikationen nacheinander durchgeführt werden. Mit Multiplexing können Kommunikationsphasen der ein zelnen Kommunikationen weitgehend zeitlich überlappend statt finden.

Jede Kommunikation besteht aus den drei folgenden Zeit anteilen:

a) vermittlungstechnischer Kommunikationsaufbau, T(GSM) ca. 10 sec mtm oder ca. 5 sec moc, mtc
b) Aufbau der Sicherungsschicht, T(Sicherung): ca. 15 sec
c) Datenübertragung, T(Übertragung): ca. 2 sec.

Hierbei bedeuten:
mtm: mobile to mobile call (von einem Mobile zu einem ande ren)
moc: mobile originated call (vom Mobile ins ISDN-Festnetz)
tc: mobile terminated call (vom ISDN-Festnetz zum Mobile)

Die gesamte Kommunikationsdauer beträgt also:
Ohne Multiplexing:
3 (T (GSM, mtm) +T (Sicherung) + T (Übertragung)) = ca. 81 sec.

Mit Multiplexing:
T(GSM zum Gateway, moc) + T(GSM zum BÜ, mtc) + T(Sicherung BÜ)+ T(Übertragung zum BÜ) = ca. 27 sec

Für die Funk-Fahrbetrieb-Anwendung ist das Multiplexen via Gatewayrechner völlig transparent; d. h. es ist nicht sicht bar, über welchen Weg die Verbindung vermittelt wird. Die Te legramme unterscheiden sich an der Schnittstelle zur sicheren Anwendung nicht von Telegrammen, die direkt (ohne den Umweg über den Gatewayrechner) an ein Fahrwegelement vermittelt werden.

Claims

1. Kommunikationssystem für den Funk-Fahrbetrieb zur funk technischen Übermittlung von Daten, welche im Multiplex über tragen werden, und unter Nutzung von mindestens einem Gate wayrechner, dadurch gekennzeichnet, daß die funktechnischen Verbindungen zur Datenübertragung zwischen Fahrzeugen, Fahrwegelementen und einer Zentrale nicht direkt hergestellt, sondern über den Gatewayrechner vermittelt werden.

2. Kommunikationssystem für den Funk-Fahrbetrieb nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuge und die Fahrwegelemente mit Funkendgeräten, letztere stattdessen aber auch mit leitungsgebundenen Kommu nikationsendgeräten ausgestattet sind.

3. Kommunikationssystem für den Funk-Fahrbetrieb nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrzeuge Züge und die Fahrwegelemente Weichen, Gleissperren, Schlüsselsperren, Block oder Bahnübergänge sind.

4. Kommunikationssystem für den Funk-Fahrbetrieb nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine bedarfsweise gleichzeitige Kommunikation mehrerer Züge mit einem Fahrwegelement vorgesehen ist.