DE102004035991B4

DE102004035991B4 - Track free information availability increasing method, involves tolerating interruption of transmission of telegram condition for duration, where duration is proportional to shortest duration of reporting sections

Info

Publication number: DE102004035991B4
Application number: DE200410035991
Authority: DE
Inventors: Dirk Peter
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2004-07-21
Filing date: 2004-07-21
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2024-07-22
Also published as: DE102004035991A1

Abstract

The method involves serially transferring a busy-free state of an axle count system to another axle count system that represents track free reporting sections (3a, 3b) by a condition telegram. The interruption of transmission of a telegram condition for duration is tolerated. The duration is proportional to the shortest duration of the reporting sections and inversely proportional to a maximum distance speed. - An INDEPENDENT CLAIM is also included for a device for implementing the method.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung der Verfügbarkeit einer Gleisfreimeldung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine entsprechende Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The The invention relates to a method for increasing the availability a track vacancy according to the preamble of claim 1 and a corresponding device according to the preamble of claim 7.

Der Ausfall von Zustandstelegrammen, d. h. die Unterbrechung der Übertragung des Belegt- oder Freizustandes von einem ersten Achszählsystem zu einem in Befahrungsrichtung nächst folgenden Achszählsystem wird bei bekannten Systemen, beispielsweise gemäß der DE 195 15 345 A1 , während einer bestimmten vorkonfigurierten Zeitdauer toleriert. Diese Zeitdauer, in der bezüglich der Gleisfreimeldung quasi ein Blindzustand besteht, wird üblicherweise pauschal auf zwei Sekunden festgelegt. Nach Ablauf dieser Zeitdauer wird aus Sicherheitsgründen automatisch der Besetztzustand angenommen. Daraus resultieren Betriebsstörungen. Insbesondere bei ungünstigen Infrastrukturen, die zu Problemen hinsichtlich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) führen, reicht die tolerierbare Ausfallzeit von zwei Sekunden häufig nicht aus.The failure of status telegrams, ie the interruption of the transmission of the busy or idle state from a first axle counting system to an axle counting system following in the direction of travel is used in known systems, for example according to the DE 195 15 345 A1 tolerated for a certain preconfigured period of time. This period of time, in which there is a quasi-blind state with respect to the track-free message, is usually set at a fixed rate of two seconds. After expiration of this period, the busy condition is automatically assumed for security reasons. This results in breakdowns. Especially with unfavorable infrastructures, which lead to problems with electromagnetic compatibility (EMC), the tolerable downtime of two seconds is often insufficient.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verfügbarkeit einer gattungsgemäßen Gleisfreimeldung zu erhöhen.Of the Invention is based on the object, the availability of a generic track release message increase.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Für die Erhöhung der tolerierbaren Ausfallzeit wird dabei der künftige Zustand einer Gleisfreimeldung bei Ausfall des Übertragungsmediums vorausschauend ermittelt. Die Gleisfreimeldung bleibt trotz der erhöhten tolerierbaren Zeitdauer sicher, da zur Zeit der Tele grammunterbrechung kein Fahrzeug in dem Gleisfreimeldeabschnitt war, der dem betrachteten vorangeht, und dieser Abschnitt auch während der tolerierten Telegrammunterbrechung nicht durch ein Fahrzeug durchfahren werden kann. Mit zunehmender Länge des Gleisfreimeldeabschnittes und abnehmender Streckengeschwindigkeit wird die tolerierbare Zeitdauer für eine Telegrammunterbrechung folglich immer länger. Erst wenn diese tolerierbare Zeitdauer überschritten wird, muss der sichere Zustand durch Besetztmeldung des vorausliegenden Gleisfreimeldeabschnitts für diesen Abschnitt hergestellt werden. Auf diese Weise ergibt sich eine Reduktion der Betriebsbehinderungen, wobei Gleisfreimeldungen weniger häufig durch Übertragungsfehler ausfallen. Ohne Beeinträchtigung der Sicherheit ergibt sich eine höhere Verfügbarkeit der Gleisfreimeldung. Die verlängerte Zeitdauer für die Ausfalltolerierung lässt sich durch Nutzung bekannter Verfahren auf einfache Weise ermitteln. Für jede Streckentopologie gibt es gleisfreimeldeabschnittsspezifische Ausfalltoleranzzeiträume, die sich aus dem Verhältnis von Abschnittslänge und maximaler Streckengeschwindigkeit ergeben.The Task is according to the invention with the characterizing features of claim 1 solved. For increasing the tolerable downtime will be the future State of a track release message in case of failure of the transmission medium anticipatory determined. The track vacancy remains despite the increased tolerable Time duration sure because at the time of telegram interruption no vehicle was in the train detection section preceding the considered, and this section also during the tolerated telegram interruption not by a vehicle can be passed. With increasing length of the train detection section and decreasing line speed becomes the tolerable time for one Telegram interruption therefore longer and longer. Only when this tolerable Time exceeded must, the safe state by busy message of the preceding Track free reporting section for this section will be made. This way results a reduction in operational disability, with track vacancies less often due to transmission errors fail. Without impairment the safety results in a higher availability of track vacancy. The extended one Duration for the failure tolerance leaves can be easily determined by using known methods. For every Track topology, there are train detection section specific failure tolerance periods, the out of proportion of section length and maximum line speed.

Die Belegt- und Freizustände der ersten Gleisfreimeldeabschnitte werden ermittelt, wodurch festgestellt wird, ob tatsächlich alle ersten Gleisfreimeldeabschnitte im Freizustand befindlich sind. Nur wenn das der Fall ist, wird die verlängerte Zeitdauer zur Tolerierung einer Unterbrechung der Übertragung berechnet oder vorgegeben.The Busy and free states the first train detection sections are determined, thereby determining will, if indeed all first train detection sections are in the free state. Only if this is the case will the extended time be tolerated an interruption of the transmission calculated or specified.

Gemäß Anspruch 2 wird die tolerierbare Dauer t_tol einer Unterbrechung aus dem Zustand der ersten Gleisfreimeldeabschnitte zum Zeitpunkt der letzten gültigen Telegrammübertragung nach folgender Formel ermittelt:

wobei neben dem Verhältnis der Länge s des Gleisfreimeldeabschnittes zu der maximalen Streckengeschwindigkeit v_max die aus dem Stand der Technik bekannte vorkonfigurierte Zeit t_konf hinzukommt. Der Faktor clear des ersten Summanden kennzeichnet dabei den boolschen Zustand, nämlich 1 für frei und 0 für belegt der undverknüpften ersten Gleisfreimeldeabschnitte. Die Abschnittslänge s ist dabei die Länge des kürzesten der ersten Gleisfreimeldeabschnitte. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass in der tolerierbaren Zeitdauer t_tol kein Fahrzeug in den nächsten Gleisfreimeldeabschnitt eingefahren sein kann. Die maximale Streckengeschwindigkeit v_max wird in der angegebenen Formel in der Maßeinheit km/h berücksichtigt. Selbst wenn die vorkonfigurierte Zeit t_konf mit 0 vorgegeben wird, ergibt sich bei einer kleinsten Gleisfreimeldeabschnittslänge s von 500m und einer maximalen Streckengeschwindigkeit von 250km/h eine minimal zulässige Zeitdauer für eine Unterbrechung der Telegrammübertragung von ca. 7s. Wenn man davon ausgeht, dass in 7 Sekunden 14 Telegramme übertragbar sind, und davon zwei Telegramme zur Widerherstellung der ordnungsgemäßen Telegrammübertragung benötigt werden, hat sich die Verfügbarkeit der Gleisfreimeldung gegenüber der üblichen Zeit von 2s um den Faktor sechs erhöht, obwohl die konfigurierte Telegrammunterbrechung mit 0 Sekunden angesetzt wurde.In accordance with claim 2, the tolerable duration t _{tol of} an interruption from the state of the first train free detection sections at the time of the last valid message transmission is determined according to the following formula:

wherein in addition to the ratio of the length s of the track free _reporting section to the maximum line speed v _max the known from the prior art preconfigured time t _conf added. The factor clear of the first addend designates the Boolean state, namely 1 for free and 0 for occupies the and linked first track free reporting sections. The section length s is the length of the shortest of the first track free reporting sections. In this way it is ensured that in the tolerable time t _tol no vehicle can be retracted in the next train detection section. The maximum line speed v _max is taken into account in the specified formula in the unit of measure km / h. Even if the preconfigured time t _{konf is set} to 0, a minimum allowable time duration for a minimum track free signal section length s of 500m and a maximum line speed of 250km / h for one Interruption of the telegram transmission of approx. 7s. Assuming that 14 telegrams can be transmitted in 7 seconds and two telegrams are required to restore the proper telegram transmission, the availability of the track vacancy message has increased by a factor of six compared to the usual time of 2s, although the configured telegram interruption is 0 Seconds was scheduled.

Um eine Anwendungsregel abzuleiten, kann eine Pauschalierung gemäß Anspruch 3 vorgenommen werden. Da die maximale Streckengeschwindigkeit 420km pro Stunde zur Zeit nicht überschreiten kann und unter der Voraussetzung, dass der kürzeste der ersten Gleisfreimeldeabschnitte mindestens 1200m lang ist, kann ohne Sicherheitseinbuße eine tolerierbare Zeitdauer von 10s vorgegeben werden. Letztlich muss nur die Bedingung » alle direkt vorangehenden Gleisfreimeldeabschnitte > 1200m « eingehalten werden, damit jeglicher Rechenaufwand nach Anspruch 2 zur Ermittlung der gleisfreimeldeabschnittsspezifischen Toleranzdauer entsprechend der Streckentopologie entfallen kann.Around deriving an application rule may be a flat-rate claim 3 be made. Because the maximum track speed 420km currently not exceed per hour can and provided that the shortest of the first train detection sections is at least 1200m long, can without any loss of security one tolerable duration of 10s can be specified. Ultimately, must only the condition »all directly preceding track free reporting sections> 1200m «are complied with any computational effort according to claim 2 for the determination of the train detection section specific Tolerance duration corresponding to the route topology can be omitted.

Gemäß Anspruch 4 wird ein Zustandstelegramm in maximal 500ms übertragen. Dabei ist vorausgesetzt, dass ein 40Byte langes Zustandstelegramm bei einer Übertragungsrate von
9600Baud ~ 40ms,
4800Baud ~ 80ms und
1200Baud ~ 360ms
benötigt. Wenn zusätzlich zwischen den Telegrammen eine Übertragungspause von ca. 100ms berücksichtigt wird, ergibt sich von der Aufnahme der Zustandsdaten am ersten Achszählsystem bis zur Auswertung dieser Zustandsdaten am zweiten Achszählsystem ein Zeitraum zwischen ca. 150ms und ca. 500ms. Bei einer nach dem Stand der Technik tolerierbaren Unterbrechung von 2s und einer Übertragungsrate von 1200Baud ergibt sich für den Ausfall von 2 Telegrammen bereits eine kurzzeitige Belegung am zweiten Achszählsystem. Dieser Belegungszustand wird durch eine eventuelle Wiederfreimeldeverzögerung noch verlängert. Üblicherweise werden zwei Telegramme benötigt, um die Telegrammübertragung wieder korrekt aufzunehmen. Demgegenüber kann die tolerierbare Unterbrechung erfindungsgemäß nach Anspruch 3 pauschal auf 10s und nach Anspruch 2 gegebenenfalls auf noch längere Zeiträume ausgedehnt werden.According to claim 4, a state telegram is transmitted in a maximum of 500ms. It is assumed that a 40-byte state telegram at a transmission rate of
9600Baud ~ 40ms,
4800Baud ~ 80ms and
1200Baud ~ 360ms
needed. If, in addition, a transfer pause of approx. 100 ms is taken into account between the telegrams, the time taken by the recording of the status data at the first axle counting system until the evaluation of these status data at the second axle counting system is between approx. 150 ms and approx. 500 ms. In a tolerable by the prior art interruption of 2s and a transmission rate of 1200 baud results for the failure of 2 telegrams already a short-term occupancy of the second axle counting system. This occupancy status is extended by a possible re-fire delay. Usually, two telegrams are required to correctly record the telegram transmission. In contrast, the tolerable interruption according to the invention according to claim 3 may be extended to 10s and according to claim 2 optionally extended to even longer periods.

Ist die serielle Verbindung gemäß Anspruch 5 durch Modems realisiert, dauert die Wiederaufnahme der Modemverbindung über eine Zwei-Draht-Standleitung in der Regel 2s. Bei einem kurz zeitigen Ausfall der Verbindung ist die Gleisfreimeldung in jedem Fall für die Dauer des Ausfalls und die Dauer der Wiederaufnahme der Verbindung nicht verfügbar.is the serial connection according to claim 5 implemented by modems, the resumption of the modem connection takes over one Two-wire leased line usually 2s. In a short-term Failure of the connection is the track vacancy message in any case for the duration of failure and duration of reconnection not available.

Zusätzliche Informationen über den Belegt- oder Besetztzustand der dem ersten Gleisfreimeldeabschnitt voranliegenden Gleisfreimeldeabschnitte können die zulässige Dauer einer Telegrammunterbrechung noch weiter erhöhen.additional information about the busy or busy state of the first train free reporting section preceding train detection sections can the permissible duration a telegram interruption even further increase.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des oben geschilderten Verfahrens ist in Anspruch 7 gekennzeichnet, wobei ein UND-Gatter zur Vrknüpfung der Belegt- und Feizustände der ersten Gleisfreimeldeabschnitte vorgesehen ist.A Apparatus for carrying out of the above-described method is characterized in claim 7, where an AND gate to the link the occupancy and fairness conditions the first train detection sections is provided.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The Invention will be described below with reference to an embodiment shown in FIG explained in more detail.

Die einzige Figur zeigt eine schematische Darstellung einer Streckentopologie mit ersten Gleisfreimeldeabschnitten 1a und 1b zwischen Achszählpunkten 2a und 2b bzw. 2c und 2d und zweiten Gleisfreimeldeabschnitten 3a und 3b zwischen Achszählpunkten 2b und 2e bzw. 2d und 2e. Die Achszählpunkte 2a, 2b, 2c und 2d übertragen Informationen an ein erstes Achszählsystem 4. Das erste Achszählsystem 4 ermittelt aus diesen Informationen den Befahrungszustand der ersten Gleisfreimeldeabschnitte 1a und 1b, nämlich belegt oder frei. Ein zweites Achszählsystem 5 ermittelt aus den Informationen des Achszählpunktes 2e und den Frei- bzw. Besetztinformationen des ersten Achszählsystems 4 die Befahrbarkeit der zweiten Gleisfreimeldeabschnitte 3a und 3b. Dazu werden die relevanten Daten des ersten Achszählsystems 4 mittels Zustandstelegrammen auf einer Übertragungsstrecke 6 an das zweite Achszählsystem 5 übertragen. Die Verbindung kann beispielsweise über Modems, die mit den Achszählsystemen 4 und 5 verbunden sind, mittels einer Zwei-Draht-Leitung als Übertragungsstrecke 6 zwischen den Modems hergestellt werden.The single figure shows a schematic representation of a route topology with first track free reporting sections 1a and 1b between axle counting points 2a and 2 B respectively. 2c and 2d and second train detection sections 3a and 3b between axle counting points 2 B and 2e respectively. 2d and 2e , The axle counting points 2a . 2 B . 2c and 2d transmit information to a first axle counting system 4 , The first axle counting system 4 determined from this information the Befahrung state of the first train detection sections 1a and 1b , ie occupied or free. A second axle counting system 5 determined from the information of the axle counting point 2e and the free or busy information of the first axle counting system 4 the trafficability of the second train detection sections 3a and 3b , For this purpose, the relevant data of the first axle counting system 4 by means of status telegrams on a transmission path 6 to the second axle counting system 5 transfer. The connection can be made, for example, via modems that use the axle counting systems 4 and 5 are connected by means of a two-wire line as a transmission path 6 between the modems.

Um die Verfügbarkeit der Gleisfreimeldung für die Abschnitte 3a und 3b bei Unterbrechung der Übertragung der Zustandstelegramme von dem ersten Achszählsystem 4 zu dem zweiten Achszählsystem 5 zu erhöhen, werden die zuletzt durch das erste Achszählsystem 4 ermittelten Zustände der Gleisfreimeldeabschnitte 1a und 1b herangezogen. Die tolerierbare Dauer einer Unterbrechung ist dabei die Zeitdauer t_tol, die ein Fahrzeug bei Einfahrt in einen ersten Gleisfreimeldeabschnitt 1a oder 1b benötigt, um noch vor Einfahrt in den zweiten Gleisfreimeldeabschnitt 3a oder 3b zum Stehen zu kommen. Diese tolerierbare Zeitdauer t_tol hängt im Wesentlichen von der Länge s des kürzesten der ersten Gleisfreimeldeabschnitte 1a und 1b – in der 1b – und von der maximal auf diesen Abschnitten zulässigen Geschwindigkeit ab. Die tolerierbare Dauer t_tol kann nach folgender Formel ermittelt werden:

mit

t_konf: = vorkonfigurierte Zeit, die eine Unterbrechung immer toleriert werden kann,
s: = Länge des kürzesten ersten Gleisfreimeldeabschnittes 1a bzw. 1b – hier 1b –,
v_max: = maximale Streckengeschwindigkeit und
clear: = boolscher Zustand der undverknüpften ersten Gleisfreimeldeabschnitte 1a und 1b mit 1 = frei und 0 = belegt.

To the availability of track vacancy for the sections 3a and 3b when interrupting the over Transmission of the status telegrams from the first axle counting system 4 to the second axle counting system 5 increase, the last by the first axle counting system 4 determined states of the train detection sections 1a and 1b used. The tolerable duration of an interruption is the time t _tol that a vehicle entering a first train free reporting section 1a or 1b needed to get in before the second track free reporting section 3a or 3b to come to a stop. This tolerable period of time t _tol depends essentially on the length s of the shortest of the first track free reporting sections 1a and 1b - in the 1b - and from the maximum speed allowed on these sections. The tolerable duration t _tol can be determined according to the following formula:

With

t _conf: = preconfigured time that an interruption can always be tolerated,
s: = Length of the shortest first free train detection section 1a respectively. 1b - here 1b -
v _max: = maximum line speed and
clear: Boolean state of the and linked first track free reporting sections 1a and 1b with 1 = free and 0 = occupied.

Für die Feststellung des boolschen Zustandes clear ist ein UND-Gatter 7 vorgesehen, dem die aktuellen Belegungszustände der ersten Gleisfreimeldeabschnitte 1a und 1b zugeführt sind und dessen Ausgangssignal nur für den Fall, dass beide erste Gleisfreimeldeabschnitte 1a und 1b frei sind, den binären Zustand 1 erzeugt, welcher die Gleisfreimeldung derart beaufschlagt, dass eine tolerierbare Zeitdauer angesetzt wird. Diese Zeitdauer t_tol kann entweder nach der obigen Formel berechnet oder pauschal festgelegt werden. Die pauschale Festlegung kann z. B. 10s betragen, wenn sichergestellt ist, dass kein Gleisfreimeldeabschnitt kürzer als 1200m ist. Dabei ist eine relativ geringe Übertragungsrate von 1200Baud vorausgesetzt. Wenn die Übertragungsrate z. B. auf 9600Baud erhöht wird, reduziert sich die Übertragungszeit für ein 40 Byte langes Telegramm von ca. 500ms auf ca. 150ms, so dass die tolerierbare Zeitdauer ohne Sicherheitseinbuße mehr als das dreifache, z. B. statt 10s dann 30s betragen kann.For the determination of the Boolean state clear is an AND gate 7 provided that the current occupancy states of the first train detection sections 1a and 1b are supplied and its output signal only in the event that both first track free reporting sections 1a and 1b are free, the binary state 1 generated, which acts on the track release message such that a tolerable period of time is applied. This time t _tol can either be calculated according to the above formula or fixed as a lump sum. The blanket determination can z. B. 10s, if it is ensured that no train detection section is shorter than 1200m. A relatively low transmission rate of 1200 baud is required. If the transmission rate z. B. is increased to 9600Baud, the transmission time for a 40-byte long telegram of about 500ms is reduced to about 150ms, so that the tolerable period without loss of security more than three times, z. B. instead of 10s then 30s can be.

Claims

Method for increasing the availability of a track vacancy message, wherein the occupancy or free status of at least one first train free reporting section ( 1a . 1b ) representing the first axle counting system ( 4 ) serially by means of state telegrams to at least one second track free reporting section ( 3a . 3b ) second axle counting system ( 5 ) is transmitted, characterized in that an interruption of the transmission of the state _{telegrams is} tolerated for a period of time (t _tol ) which is proportional to the length (s) of the shortest (t 1b ) of the first train free reporting sections ( 1a . 1b ) and inversely proportional to the maximum line speed (v _max ), the occupancy and free states of the first train free reporting sections ( 1a . 1b ) and only in the case that for all first train free reporting sections ( 1a . 1b ) the free state has been detected, the time period (t _tol ) for tolerating the interruption of the transmission is calculated or specified.

A method according to claim 1, characterized in that the tolerable period of time (t _tol ) according to the formula

where s is the length of the shortest of the first train free reporting sections ( 1a . 1b ), v _{max is} the maximum line speed in km / h, clear the binary state of the AND-linked first track free reporting sections ( 1a . 1b ) with clear = 1 for free and clear = 0 for occupied and t _{conf representing} a preconfigured, always tolerable time.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at a length s of the shortest ( 1b ) of the first train free reporting sections ( 1a . 1b ) of at least 1200m and a maximum speed of 420km / h at a transmission rate of at least 1200Baud a tolerable period of time (t _tol ) of 10s is specified.

Method according to one of the preceding claims, characterized marked that for the transfer a state telegram of a length of about 40Byte at a transfer rate from about 1200Baud a transmission time of a maximum of 500ms is required, with two telegrams for reconstruction the transmission needed become.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized that during a transmission using modems that over a two-wire leased line is connected, 2s for reconstruction the transmission needed become.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the determination of the tolerable period of time (t _tol ) additionally the occupancy or free status of at least one of the first train free reporting section ( 1a . 1b ) is taken into account in the direction ahead further track free reporting section.

Device for carrying out the method according to one of the preceding claims, characterized in that an AND gate ( 7 ) for linking the occupied and free states of the first train free reporting sections ( 1a . 1b ), the axle counting systems ( 4 . 5 ) Have means which, in the case of all first train free reporting sections ( 1a . 1b ) by means of the AND gate ( 7 ) the free state has been detected, calculate or specify a time period (t _tol ) for tolerating an interruption of the transmission.