CH701344A1 - Stellwerksteuerung. - Google Patents

Abstract

Gemäss einem Aspekt der Erfindung wird die Schaltlogik eines bestehenden Relaisstellwerks auf eine funktionell äquivalente Schaltung elektronischer Bauteile abgebildet. Es kommen also vorzugsweise zu den Bauteilen der Relaisschaltung funktionell identische Halbleiterbausteine zum Einsatz. Die Schaltlogik wird bspw. erstellt, indem ein Verschlussplan oder Spurplan (V/S) durch einen automatischen Übersetzer (T) nach vordefinierten Regeln in eine logische Schaltung transformiert wird.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft Stellwerke für den Eisenbahnverkehr. Sie betrifft insbesondere ein Verfahren zum Erstellen eines elektronischen Stellwerks sowie ein elektronisches Stellwerk.

[0002] Ein Grossteil der heute im Einsatz stehenden Stellwerke für den Eisenbahnverkehr sind Relaisstellwerke, d.h. elektrische Stellwerke. Bei Relaisstellwerken werden die sicherungstechnischen Abhängigkeiten vollständig elektrisch durch Signalrelais hergestellt.

[0003] Unterhalt und Betrieb dieser Stellwerke kann zunehmend kostspielig und problematisch werden. Ausserdem ist die Integration der bestehenden Relaisstellwerke in Fernsteuerungs- und Automatisierungseinrichtungen ist mit grossen Kosten verbunden.

[0004] Daher werden die Relaisstellwerke zunehmend durch elektronische Stellwerke ersetzt. Bei elektronischen Stellwerken werden die sicherungstechnischen Abhängigkeiten durch eine Software in dafür vorgesehenen Computern realisiert. Zu diesem Zweck basieren elektronische Stellwerke gemäss dem Stand der Technik auf einem zentralen Rechner, auf welchem das gesamte Gleisbild in Form von Software abgebildet wird. Dementsprechend aufwendig ist die entsprechende Software und diese muss für jeden Bahnhof spezifisch angepasst und parametriert werden, was zu einem immensen Aufwand für die Zertifizierung führt.

[0005] Ein Ersatz von Relaisstellwerken durch elektronische Stellwerke erfordert auch aus diesem Grund grosse Investitionen für die Projektierung, den Neubau des Stellwerkes und insbesondere für den Ersatz der Aussenanlage sowie die neue Zertifizierung.

[0006] Es ist eine Aufgabe der Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen. Erfindungsgemäss sollen ein Verfahren zum Erstellen eines elektronischen Stellwerks sowie ein elektronisches Stellwerk zur Verfügung gestellt werden, welche die Ersetzung von Relaisstellwerken durch moderne Technologie erlauben, ohne dass ein zu grosser Aufwand für Änderungen gemacht werden müsste und ohne dass der Zertifizierungsaufwand zu gross wird.

[0007] Gemäss einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Schaltlogik eines bestehenden Relaisstellwerks auf eine funktionell äquivalente Schaltung elektronischer Bauteile abgebildet. Es kommen also vorzugsweise zu den Bauteilen der Relaisschaltung funktionell identische Halbleiterbausteine zum Einsatz.

[0008] Es wird also gemäss dem Ansatz der Erfindung kein - an sich funktionierendes, aber in der Implementierung mit grossem Aufwand verbundenes - Ersetzen der Relaisschaltung durch eine Software angestrebt, sondern die Relaisschaltung wird elektronisch, aber in Hardwareform durch eine die gleichen Funktionen und die gleiche Charakteristik liefernde Schaltung auf Halbleiterbasis ersetzt.

[0009] Eine funktionell äquivalente Schaltung kann gemäss einem Ansatz vorliegen, wenn für jeden Ein- und Ausgang der Relaisstellwerk-Schaltlogik ein entsprechender Ein- bzw. Ausgang der funktionell äquivalenten Schaltung vorhanden ist und für den gleichen binären Input ein gleicher binärer Output erfolgt.

[0010] Zusätzlich zur Schaltung, welche die Logikeinheit bildet, weist das Stellwerk vorzugsweise eine Mehrzahl von Eingabe- und/oder Ausgabeeinheiten auf, welche die Interfaces zu den Elementen (Weichen, Signalen, Gleisfreimeldeeinheiten, Streckenblocküberwachungseinheiten) der Aussenanlage bilden. Diese enthalten keine «Intelligenz» (d.h. keine Logik), sind abhängig vom Typ des anzusteuernden Elements und dienen nur der Umwandlung des Logiksignals in die physische Ansteuerung des entsprechenden Elements und damit bspw. der Verstärkung und der Potentialentkopplung zwischen der Logikeinheit und der Aussenanlage. Sie können ein Relais, einen Optokoppler und/oder einen Schütz und/oder andere an sich bekannte Bauteile aufweisen. Die Eingabe-und/oder Ausgabeeinheiten können im Stellwerk zentral angeordnet sein, d.h. im das Stellwerk beherbergende Gebäude und im Wesentlichen am Ort der Logikeinheit. Damit müssen beim Ersatz des Relaisstellwerks im Idealfall nur Komponenten ersetzt und installiert werden, die innerhalb des Gebäudes sind.

[0011] Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform weist die Schaltung als Logikeinheit mindestens einen programmierbaren Logikbaustein in der Form eines so genannten, Field Programmable Gate Arrays’ (FPGA) auf.

[0012] Zum erfindungsgemässen Vorgehen kann auch das Implementieren der Schaltung in einem Stellwerk gehören.

[0013] Die Ausgänge der funktionell äquivalenten Schaltung werden mit den bestehenden anzusteuernden Komponenten (Weichen(-steuerungen), Signale, Barrieren (-Steuerungen)) verbunden, ohne dass diese markant angepasst oder gar ausgewechselt werden müssten.

[0014] Der Ansatz gemäss dem hier diskutierten Aspekt der Erfindung nimmt also im Unterscheid zum Stand der Technik Abstand vom an sich sehr mächtigen Werkzeug einer softwaremässigen Implementierung der Logikeinheit und macht einen Schritt hin zur vermeintlich aufwändigeren und weniger flexiblen Implementierung in Form einer programmierbaren Hardware.

[0015] Obwohl im Prinzip die Funktionalität einer Hardwareelektronik auch durch eine entsprechende Software zur Verfügung gestellt werden könnte, ist der von ersten Aspekten der Erfindung gemachte, an sich einfache Schritt hin zu einer Schaltung elektronischer Bauteile von enormem Vorteil. Der Einsatz von Software ist nämlich immer mit dem Einsatz von Computersystemen verbunden, auf denen die Software läuft, und diese sind notwendigerweise sehr komplex. Auch ein einfacher moderner Computer hat buchstäblich Milliarden von Transistoren, verschiedene Datenspeicher, etc. und all diese Bauteile sind Teil des Stellwerks und müssen bei der Zertifizierung mit berücksichtigt werden. Daher sind, um entsprechenden Sicherheitsanforderungen trotzdem zu genügen, konventionelle auf Software basierte elektronische Stellwerke zwar sehr mächtige Werkzeuge, beruhen jedoch auf ganz anderen Prinzipien als die Relaisstellwerke, und entsprechend aufwändig ist das Umrüsten und insbesondere das Zertifizieren, welches alle Teilsysteme mit umfasst. Beim Ansatz gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung hingegen muss die Sicherheit der übernommenen Relais-Schaltlogik nicht neu nachgewiesen werden, da diese bereits nachgewiesen ist.

[0016] Durch den verblüffend einfachen Ansatz gemäss der Erfindung kann die Architektur des Relaisstellwerks im Wesentlichen beibehalten werden und somit entfällt ein wesentlicher Anteil der Projektierungskosten, und auch der gesamte Zertifizierungsprozess kann vereinfacht werden. Ausserdem kann das Stellwerk mit programmierbaren Bausteinen so realisiert werden, dass nur geringfügige Änderungen an den Aussenanlagen gemacht werden müssen. Die Wartung ist deutlich weniger aufwändig als bei herkömmlichen Relaisstellwerken. Schliesslich können Fernsteuer- und Automatisierungsaufgaben und die Integration in übergeordnete Systeme wie beispielsweise in das ETCS (Electronic Train Control System) relativ einfach durch die eingesetzten Logikbausteine erfolgen.

[0017] Ein weiterer Vorteil gegenüber elektronischen Stellwerken ist die Geschwindigkeit. Im Vergleich zu der Software eines konventionellen elektronischen Stellwerks schaltet das gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung ausgestaltete Stellwerk mit der logischen Schaltung um Grössenordnungen schneller.

[0018] Der erste Aspekt der Erfindung ist beispielsweise für Relaisstellwerke nach dem Verschlussplanprinzip aber auch für Relaisstellwerke nach dem Spurplanprinzip anwendbar. Aufgrund der Vorteile des erfindungsgemässen Vorgehens gegenüber elektronischen Stellwerken kann das zu ersetzende Stellwerk auch ein auf Software basierendes elektronisches Stellwerk sein, dessen Kernfunktion (Binäre Ausgabe in Funktion der binären Eingabe) ebenfalls durch eine feststehende elektronische Schaltung von Halbleiterbauteilen (i.A. mindestens ein FPGA) ersetzt wird.

[0019] Gemäss einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Architektur einer zum Relaisstellwerk funktionell äquivalenten Schaltung erstellt, indem ein Verschlussplan oder ein Spurplan durch einen automatischen Übersetzer in eine logische Schaltung transformiert wird. Dabei kann der Verschlussplan bzw. der Spurplan in der Form einer Zeichnung, einer Tabelle oder in einer anderen technischen Form vorliegen.

[0020] Der automatische Übersetzer kann in der Form einer Computersoftware vorhanden sein, welche anhand von eindeutigen, vordefinierten Vorschriften dem Verschlussplan/Spurplan eine elektronische Schaltung zuordnet. Die Vorschriften sind somit jederzeit nachvollziehbar und können so ausgebildet sein, dass sie den Anforderungen sicherheitsrelevanter Systeme entsprechen. Sie können auch von einer für die Zertifizierung verantwortlichen Stelle überprüft werden.

[0021] Ein analoges Vorgehen kann auch für zu ersetzende, auf Software basierende elektronische Stellwerke gewählt werden, wobei für das Schaltungslayout der logischen Schaltung, in welche die Logik transformiert wird, ein entsprechend alternatives, sich an der input-output-Logik der Software orientierendes Übersetzungsprogramm verwendet würde.

[0022] Besonders günstig ist eine Kombination des ersten Aspekts der Erfindung mit dem zweiten Aspekt.

[0023] Um die Korrektheit einer durch Transformation erhaltenen logischen Schaltung zu verifizieren, kann diese optional mit einem Rückübersetzungsalgorithmus wieder in eine vergleichbare Form zum ursprünglichen Verschlussplan/Spurplan zurücktransformiert werden. Der Vergleich zwischen Verschlussplan/Spurplan und zurücktransformiertem Vergleichsplan kann ein Teil der sicherheitsrelevanten Überprüfung sein.

[0024] Gemäss einer ersten Ausführungsform nimmt nach der Rücktransformation ein Benutzer (bspw. eine Fachperson der Bahn) den Vergleich zwischen dem ursprünglichen Verschlussplan V/S und dem durch Rücktransformation erhaltenen Vergleichsplan V7S’ vor. Die Darstellung des Vergleichsplans V’/S’ erfolgt dann sinnvollerweise wieder auf dieselbe Art, wie die Darstellung des ursprünglichen Verschlussplans/Spurplans V/S. Es ist also sinnvoll, dass bei einer Zeichnung beispielsweise eine ähnliche Darstellung erfolgt, beispielsweise mit gleicher örtlicher Position in der Darstellung oder gleicher Nummerierung oder Bezeichnung, oder dass bei der Verwendung von Namen für Variablen oder Signale dieselben Namen verwendet werden. Um diese Abbildung einfacher zu gestalten, werden vom Übersetzer Metadaten erzeugt, die dann für die Rücktransformation wieder eingesetzt werden. Es versteht sich von selbst, dass diese Metadaten keine funktionale Aufgabe erfüllen; sie dienen lediglich der besseren Lesbarkeit des Vergleichsplans V7S’ für den Menschen.

[0025] Gemäss einer zweiten Ausführungsform kann der Vergleich zwischen dem Verschlussplan/Spurplan und dem Vergleichsplan durch den Computer vorgenommen werden.

[0026] Das Stellwerk weist beispielsweise - wie an sich bekannt - eine Logikeinheit und Eingabe-Ausgabe-Einheiten auf, welche wie erwähnt in ihren Charakteristiken denjenigen des ersetzten Relaisstellwerks entsprechen. Die Logikeinheit verfügt vorzugsweise über mindestens einen Kommunikationseingang zur Steuerung, Automation, ETCS etc. Die Logikeinheit ist im Kern (d.h. in den Elementen, die aus einem binären Input einen binären Output ermitteln) vorzugsweise frei von Mikroprozessoren, d.h. von frei programmierbaren Einheiten.

[0027] Die Logikeinheit kann über Zusatzsysteme verfügen, die immer gewährleisten, dass die momentane Logikfunktion der ursprünglichen, bspw. durch die erwähnte Übersetzung ermittelte, Logikfunktion entspricht.

[0028] Die Eingabe-Ausgabe-Einheiten der elektronischen Schaltung verfugen wie erwähnt vorzugsweise über ähnliche Verbindungsstrukturen zu den Aussenanlagen (Weichensteuerungen, Signalen, Barrierensteuerungen etc.) wie die ersetzten Relaiseinheiten. Ebenfalls bevorzugt ist, dass die Eingabe-Ausgabe-Einheiten ähnliche äussere Abmessungen wie die Relaiseinheiten. Jedes bevorzugten Merkmale kann dazu beitragen, dass nur geringfügige oder gar keine Änderungen an den Aussenanlagen durchgeführt werden müssen.

[0029] Die Architektur der elektronischen Schaltung und der Eingabe-Ausgabeeinheiten kann gemäss einer ersten Ausführungsform vorsehen, dass die Logikeinheit sternförmig mit den Eingabe-Ausgabe-Einheiten verbunden ist.

[0030] In einer weiteren möglichen Architektur ist die Logikfunktion L ringförmig mit den Eingabe-Ausgabe-Einheiten verbunden. Dies vereinfacht vor allem die Verdrahtung. Der Ring kann als paralleles oder serielles System, elektrisch oder optisch, ohne oder mit Fehlerkorrekur, Einweg oder Zweiweg ausgeführt sein. Die möglichen Ausprägungen der Kommunikation haben unterschiedliche Kosten und unterschiedliche Eigenschaften: so kann ein optisch geführter Ring eine grosse Ausdehnung haben. Die Zweiwegkommunikation hat eine gewisse Fehlerredundanz.

[0031] Natürlich sind auch Kombinationen zwischen Stern- und Ringarchitekturen denkbar, bspw. eine Mehrzahl von Untereinheiten mit je einem oder mehreren Eingabe-Ausgabe-Einheiten, die unter sich ringförmig verbunden sind, wobei die Verbindung zwischen Logikeinheit und Untereinheit sternförmig ist.

[0032] Bei seriellen Systemen wird üblicherweise mit Datenpaketen gearbeitet, die periodisch übertragen werden. Es ist deshalb technisch einfach möglich, diesen Systemzustand in einer Protokollierungseinheit (bspw. einer separaten «Black Box») mitzuhören und dann mitzuschreiben (zu speichern). Damit lassen sich alle Abläufe später durch einen Computer analysieren, der direkt mit der «Black-Box» B verbunden ist. Diese Analyse kann dabei sinnvollerweise auch während dem Betrieb erfolgen.

[0033] Um die Sicherheit des Systems zu erhöhen, können auch zwei Logikeinheiten hintereinander geschaltet werden. Die erste und die zweite Logikeinheit haben dabei vorzugsweise einen identischen Aufbau und verfügen über identische Steuereingänge. Im normalen Betriebsfall sollten die Signale von beiden Logikeinheiten identisch sein. Sind sie nicht identisch, so liegt ein Fehler in einer der Logikeinheiten, oder in einem der übergeordneten System vor. Die Eingabe-Ausgabe-Einheiten können in diesem Fall in einen «sicheren Zustand» gehen (z.B. Signal auf rot stellen) und/oder einen Alarm auslösen. Der Alarm kann ggf. natürlich auch von der «Black-Box» B ausgelöst werden.

[0034] Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen eingehender Beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen (Kennzeichnungsbuchstaben) gleiche oder analoge Elemente. Es zeigen: <tb>Fig. 1<sep>ein Verfahren gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung zum Erstellen eines elektronischen Stellwerks; <tb>Fig. 2<sep>ein Verfahren gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung zum Entwerfen einer logischen Schaltung für ein elektronisches Stellwerk; <tb>Fig. 3<sep>eine erste Ausführungsform der Architektur der elektronischen Schaltung; <tb>Fig. 4<sep>eine zweite, alternative Ausführungsform der Architektur der elektronischen Schaltung; <tb>Fig. 5<sep>eine Variante der Ausführungsform gemäss Fig. 4, mit zwei Logikeinheiten; und <tb>Fig. 6<sep>ausgehend von der Ausführungsform gemäss Fig. 4 schematisch die Anbindung an Elemente der Aussenanlage; und <tb>Fig. 7<sep>eine Stellwerkarchitektur der erfindungsgemässen Art in einem Beispiel.

[0035] Gemäss Fig. 1 wird ein Verschlussplan V (oder, nicht dargestellt, ein Spurplan S) durch einen Computer Comp erfasst, wobei optional eine spezielle Eingabeeinheit I vorgesehen sein kann. Die Eingabeeinheit kann gegebenenfalls auf das Format des Verschlussplans abgestimmt sein und bspw. einen Scanner sowie eine entsprechende Software zum Erkennen und Erfassen der Symbole im Verschlussplan aufweisen.

[0036] Selbstverständlich kann auch der Verschlussplan schon von vorneherein in elektronisch lesbarer Form vorhanden sein. Aus dem erfassten Verschlussplan erstellt der Computer Comp eine Logikfunktion IM. Die Logikfunktion entspricht der elektronischen Darstellung einer logischen Schaltung. Sie wird auf eine physische logische Schaltung abgebildet, die einem programmierbaren Logikbaustein (FPGA) implementiert wird.

[0037] Das Verfahren zum Erstellen der Logikfunktion L# aus dem Verschlussplan V (bzw. einem Spurplan S) ist in einer speziellen, eine Verifikation ermöglichenden Ausführungsform schematisch in Fig. 2 dargestellt. Aus dem Verschlussplan V bzw. dem Spurplan S wird eine geeignetes Übersetzungsprogramm T die Logikfunktion L# ermitteln. Das Übersetzungsprogramm legt in der hier dargestellten Ausführungsform auch noch eine Datei M mit Metadaten an, die nicht sicherheitsrelevant sind und beispielsweise Informationen enthält, welche die Darstellung des Verschlussplans betreffen. Um eine Verifikation zu ermöglichen, wird aus der Logikfunktion L# durch ein Rückübersetzungsprogramm T1 im Sinne eines Reverse Engineering’ ein Vergleichsplan V7S’ erstellt, welcher auf Basis der Metadaten so ausgestaltet wird, dass beispielsweise eine ähnliche Darstellung erfolgt oder dass bei der Verwendung von Namen für Variablen oder Signale dieselben Namen verwendet werden. Der Vergleich C wird durch eine überprüfende Person vorgenommen oder kann alternativ auch durch den/einen Computer erfolgen, wobei in diesem Fall die Metadaten anstatt für die Erstellung des Vergleichsplans V7S’ verwendet zu werden auch dem vergleichenden Programm zur Verfügung gestellt werden können.

[0038] In Spezialfällen - bspw. bei einem nicht standardmässigen Signalstandort) kann ein Benutzer über eine entsprechende manuell zu bedienende Eingabemöglichkeit (Man) eine manuelle Anpassung vornehmen.

[0039] Die Umsetzung einer Logikfunktion L# auf einem FPGA, welches anschliessend als Logikeinheit ausgerüstet ist, ist an sich bekannt.

[0040] Als Variante zum vorstehend beschriebenen Verfahren ist es auch möglich, die implementierte Logikeinheit L anstatt die Logikfunktion L# reverse zu engineeren.

[0041] Fig. 3 zeigt eine sternförmige Verbindung der Logik-Einheit L (auf der die Logikfunktion L# implementiert ist) mit den Eingabe-Ausgabe-Einheiten IO1...IOn. Wie erwähnt haben in allen Ausführungsformen vorzugsweise die Eingabe-Ausgabe-Einheiten ähnliche Abmessung wie die ursprünglichen Relaiseinheiten und verfügen auch über ähnliche Verbindungsstrukturen zu den Aussenanlagen, so dass nur geringfügige oder gar keine Änderungen an den Aussenanlagen durchgeführt werden müssen.

[0042] Das Bezugszeichen S bezeichnet einen Kommunikationseingang für die Kommunikation mit einer Eingabeeinheit und/oder mit einem übergeordneten System.

[0043] Die Architektur gemäss Fig. 4ist eine ringförmige Architektur. Die Logikeinheit L ist ringförmig mit den Eingabe-Ausgabe-Einheiten IO1...IOnverbunden. Während bei einer sternförmigen Architektur die Verdrahtung konstruktionsgemäss parallel ist, kann sie bei einer ringförmigen Architektur sowohl parallel als auch seriell ausgestaltet sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kommunikation seriell, d.h. das von der Logikeinheit bspw. periodisch ausgesandte Datenpaket beinhaltet Daten, die den gesamten Systemzustand (Schaltzustand jeder anzusteuernden Komponente) beinhalten. Jede Eingabe-Ausgabeeinheit wird adressiert und entnimmt dem Datenpaket die für sie benötigte Information. Weil jedes Datenpaket die gesamte Information beinhaltet, eignet es sich auch für die Überwachung des Systems und/oder die Protokollierung. Zu diesem Zweck wird das Signal über das Kommunikationssystem CB auch an eine «Blackbox» B weitergegeben. Dort werden die nacheinander eintreffenden Datenpakete abgespeichert und/oder analysiert, sinnvollerweise während dem Betrieb.

[0044] Durch ein weiteres Interface kann der so geloggte Zustand zuverlässig an Leitsysteme oder für den Betrieb unter ETCS an das Radio Block Center’ (RBC) übermittelt werden. Auf demselben weg können Fahrstrassen welche vom Leitsystem oder von einer Automatisierung angefordert werden an das digitale Stellwerk übermittelt werden.

[0045] Die Ausführungsform gemäss Fig. 5weist nebst der Logikeinheit L eine zweite, identische Logikeinheit L* auf. Auch die Steuereingänge S, S* der Logikeinheiten sind identisch und werden identisch angesteuert. Die Steuersignale von L und L’ werden durch das Kommunikationssystem CB an die Eingabe-Ausgabe-Einheiten IO0..IOnweitergegeben. Im normalen Betriebsfall sollten die Signale von L und L’ identisch sein. Sind sie nicht identisch, so liegt ein Fehler in einer der Logikeinheiten L oder L’, oder in einem der übergeordneten System S oder S’ vor. Die Eingabe-Ausgabe-Einheiten IO0...IOn können in diesem Fall in einen «sicheren Zustand» gehen (z.B. Signal auf rot stellen) und einen Alarm auslösen. Der Alarm kann natürlich auch von der «Black-Box» B ausgelöst werden.

[0046] Ausführungsformen mit zwei Redundanz gewährleistenden Logikeinheiten können an sich auch bei Sternarchitekturen oder gemischten Architekturen verwendet werden.

[0047] Fig. 6 zeigt schematisch anhand des Beispiels von Fig. 4die Anbindung an die Aussenanlage. Die fettgedruckte schwarze Linie symbolisiert die Grenze zwischen dem Gebäude, in welchem das Stellwerk vorhanden ist, und dem «Draussen». Die Eingabe- und/oder Ausgabeeinheiten sind jeweils einem anzusteuernden Element der Aussenanlage zugeordnet, bspw. die Einheit IOB1 dem Block B1, die Einheit IOW1 der Weiche W1, die Einheit IOS11dem Signal S11 etc. Die Schnittstelle zwischen der bestehenden Verkabelung der Aussenanlage und des ersetzten Stellwerks bildet ein Kabelverteiler V, der ebenfalls bevorzugt im Gebäudeinneren vorhanden ist.

[0048] Fig. 7 zeigt als Beispiel eine einfache Aussenanlage mit dem in der Figur unten dargestellten Schienenverlauf. Die Kästen B1 und B2 bezeichnen in der unteren Figurenhälfte die Streckenblöcke 1 und 2, W1 und W2 bezeichnen Weichen, Sij sind Signale, und GFM1 und GFM2 Gleisfreimeldeeinheiten. In der oberen Figurenhälfte (in der Innenanlage) bezeichnen die entsprechend beschrifteten Kästen die den jeweiligen Elementen zugeordneten Eingabe- und/oder Ausgabeeinheiten.

[0049] Die die Logikeinheit (FPGA) in einer Ringarchitektur mit den Eingabe- und/oder Ausgabeeinheiten Verkabelung ist im hier gezeichneten Beispiel als Ethernetbus seriell ausgebildet. Die vom Kabelverteiler nach aussen weggehende Aussenverkabelung kann unverändert vom Relaisstellwerk übernommen werden.

Claims (15)

1. Verfahren zum Erstellen eines elektronischen Stellwerks als Ersatz eines bestehenden Stellwerks wobei die Schaltlogik des bestehenden Stellwerks mittels einer Transformation auf eine funktionell äquivalente Schaltung elektronischer Halbleiterbauteile abgebildet wird, und die Ausgänge dieser Schaltung mit mindestens einigen der bestehenden anzusteuernden Komponenten verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die elektronischen Halbleiterbauteile mindestens ein Field Programmable Gate Array (FPGA) aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verbindung der Ausgänge dieser Schaltung mit den anzusteuernden Komponenten über komponentenspezifische Eingabe- und/oder Ausgabeeinheiten ohne integrierte Logik erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das zu ersetzende Stellwerk ein Relaisstellwerk ist.

5. Verfahren, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, zum Erstellen eines elektronischen Stellwerks als Ersatz eines Relaisstellwerks, wobei ein Verschlussplan (V) oder ein Spurplan (S) des Relaisstellwerks mittels eines Übersetzers unter Anwendung vordefinierter eindeutiger Regeln (T) in eine logische Schaltung transformiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die logische Schaltung durch Anwendung invertierter Regeln (T<1>) wieder in einen Vergleichsplan (V’, S’) zurückübersetzt wird, welcher mit dem Verschlussplan (V) bzw. Spurplan (S) vergleichbar ist, und wobei ein Vergleich (C) zwischen dem Verschlussplan (V) bzw. Spurplan (S) und dem Vergleichsplan (V’) durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Übersetzer ferner nicht sicherheitsrelevante Metadaten (M) erzeugt und wobei beim Zurückübersetzen die Metadaten (M) verwendet werden, um den Vergleichsplan mit dem Verschlussplan (V) vergleichbar darzustellen.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Schaltung eine Logikeinheit (L) und eine Mehrzahl von Ein- und/oder Ausgabeeinheiten (IOk) aufweist, wobei die logische Schaltung sternförmig mit den Ein-und/oder Ausgabeeinheiten verbunden ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, wobei die Schaltung eine Logikeinheit (L) und eine Mehrzahl von Ein- und/oder Ausgabeeinheiten (IOk) aufweist, wobei die logische Schaltung in einer Ring-Architektur mit den Ein-und/oder Ausgabeeinheiten verbunden ist, wobei vorzugsweise eine Kommunikation gleichzeitig in beide Richtungen entlang des Ringes erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Kommunikation CB in Datenpaketen erfolgt, die jeweils den gesamten Zustand des Systems repräsentieren, wobei die Kommunikation beispielsweise periodisch erfolgt.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Kommunikation durch einen Beobachter (B) mitgeschrieben wird.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung zwei redundante Logikeinheiten aufweist, die beide je dieselbe Logikfunktion ausführen und die Resultate ausgeben, wobei vorzugsweise, falls die Resultate nicht übereinstimmen, in einen sicheren Zustand geschaltet wird und/oder ein Alarm ausgelöst wird.

13. Stellwerk, insbesondere erstellt nach einem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, aufweisend eine elektronische Logikeinheit und eine Mehrzahl von Ein- und/oder Ausgabeeinheiten zum Ansteuern von Komponenten wie Weichen, Signale, Barrieren und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikeinheit mindestens teilweise als programmierter Halbleiter-Logikbaustein ausgebildet ist.

14. Stellwerk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Halbleiter-Logikbaustein ein Field Programmable Gate Array (FPGA) ist.

15. Stellwerk nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Logikeinheit frei von Mikroprozessoren ist.