EisenbahnsicherungsSystem Die Erfindung betrifft ein Eisenbahnsicherungssystem mit einer Innenanlage zur Ansteuerung und Überwachung von

Streckenelementen, insbesondere Weichen, Signalen, Gleisfreimeldeeinrichtungen, Balisen und Bahnübergängen. Eine typische Architektur bekannter Bauart für ein derartiges Eisenbahnsicherungssystem ist in Figur 1 dargestellt. Dabei ist eine Leitzentrale 1 vorgesehen, die mit mehreren, be ^¬ stimmten Streckenabschnitten zugeordnete Stellwerken 2 verbunden ist. Die Leitzentrale 1 bildet zusammen mit den Stell- werken 2 die Innenanlage 3. Jedes Stellwerk 2 steuert und überwacht über Bereichsstellrechner 4 in dem jeweiligen

Streckenabschnitt befindliche Streckenelemente 5, beispiels ^¬ weise Weichen und Signale. Die Bereichsstellrechner 4 und die Streckenelemente 5 sind in einer Außenanlage 6 angeordnet, die über Streckenkabel 7 mit dem Stellwerk 2 verbunden ist. Aufgrund der üblicherweise verwendeten Kabeltypen für die Streckenkabel 7 ist die maximale Stellentfernung zwischen der Innenanlage 3 und der Außenanlage 6 auf etwa 6,5 km begrenzt. Es ergibt sich eine im Wesentlichen sternförmige Topologie, die eine aufwändige und sehr komplexe, nicht standardisierte Verkabelung benötigt. Kompatibilität zwischen unterschiedli ^¬ chen Systemen, insbesondere mit verschiedenen Schnittstellen zwischen den einzelnen Komponenten und insbesondere bei verschiedenen Herstellern, ist nur mit erheblichem Hardware- und Software-Aufwand herstellbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leistungsfähi ^¬ gere Architektur für ein gattungsgemäßes Eisenbahnsicherungs ^¬ system anzugeben. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die In ^¬ nenanlage und die Streckenelemente über ein vernaschtes Funk ^¬ netz miteinander verbunden sind.

Durch die Vermaschung ergibt sich eine dezentrale Steuerungs ^¬ und Überwachungsstruktur, wobei Bereichsstellrechner und Verkabelung zwischen Innen- und Außenanlage entfallen. Prinzipiell gibt es auch keine Begrenzung der Stellentfernung zwischen Innen- und Außenanlage. Dadurch können die Steuerungs ^¬ und Überwachungsfunktionen der Innenanlage auf eine Leitzentrale oder wenige Leitzentralen gebündelt werden. Die Auftei ^¬ lung auf Streckenabschnitte, denen Stellwerke zugeordnete sind, kann entfallen oder wesentlich reduziert werden. Die Streckenelemente können innerhalb des vermaschten Funknetzes als Knoten oder Accesspoints fungieren, so dass sich eine Vielzahl von redundanten Übertragungswegen ergibt. Dadurch erhöht sich die Verfügbarkeit des Gesamtsystems. Falls ein Knotenpunkt im Funknetz ausfällt, kann dieser durch intelli ^¬ gentes Routing umgangen werden.

Eine Erweiterung des vermaschten Funknetzes durch Hinzufügung weiterer Streckenelemente ist jederzeit problemlos möglich. Ein separates Streckenkabel zwischen der Innenanlage und dem neuen Streckenelement ist nicht erforderlich.

Die Energieversorgung der Streckenelemente kann dezentral auf der Grundlage regenerativer Energie erfolgen.

Die Funkschnittstelle zwischen der Innenanlage und den

Streckenelementen sowie zwischen den Streckenelementen untereinander ist vorzugsweise standardisiert und ermöglicht somit auf einfache Weise Kompatibilität zwischen verschiedenen Kom ^¬ ponenten, insbesondere bei verschiedenen Herstellern. Die Streckenelemente in der Außenanlage sind wetterfest ver ^¬ kapselt und mit Controllerfunktionen ausgestattet.

In einer weiteren Ausbaustufe sind gemäß Anspruch 2 in das vermaschte Funknetz auch die Schienenfahrzeuge einbezogen. Durch direkte Kommunikation zwischen der Leitstelle in der Innenanlage und den Schienenfahrzeugen können bestimmte

Streckenelemente, beispielsweise Lichtsignale, eingespart werden oder als Rückfallebene genutzt werden.

Gemäß Anspruch 3 ist vorgesehen, dass das Funknetz auf Zig- Bee-Standard basiert. ZigBee ist besonders für die Ansteue- rung und Überwachung wartungsfreier Schalter und Sensoren in schwer zugänglichen Bereichen vorgesehen und daher für die Anwendung bei Eisenbahnsicherungssystemen besonders geeignet Indem ZigBee-Komponenten als Router agieren, kann das Funknetz eine Baumtopologie, durch Ausnutzung von Abkürzungen aber auch ein vermaschtes Netzwerk bilden.

Die relativ geringe Reichweite des ZigBee-Netzes von maximal 100m kann gemäß Anspruch 5 durch die Zwischenschaltung von Repeatern wesentlich vergrößert werden. Beispielsweise können zwei Repeater per Glasfaserkabel zwischen Teilnetzen miteinander verbunden sein. Der Repeater kann als Signalverstärker, aber auch als Sternkoppler dienen, wobei dann mehr als zwei Repeater-Anschlüsse vorgesehen sind.

Gemäß Anspruch 4 basiert das Funknetz auf WiMAX-Worldwide In- teroperability for Microwafe Access-Standard. Dabei handelt es sich um ein breitbandiges Funkübertragungssystem. WiMAX wird auch bei der Anbindung von GSM/UMTS-Basisstationen sowie bei der Bereitstellung drahtloser InternetZugänge angewendet. Vorteilhaft sind insbesondere die großen Übertragungsraten in Verbindung mit den kurzen Reaktionszeiten sowie die erheblich größere Reichweite als bei ZigBee. Die Leistungsgrenze von WiMAX liegt bei ca. 50 km.

Gemäß Anspruch 6 basiert das Funknetz auf IP -Internetproto ^¬ koll- und TCP -Transmission Control Protokoll. Auf diese Weise kann eine eindeutige Adressierung als Grundlage für ein Routing innerhalb des vermaschten Funknetzes leicht reali ^¬ siert werden, wobei das TCP einen Datenaustausch in beiden Richtungen mit automatischer Erkennung von Datenverlusten ermöglicht .

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

Figur 1 eine Architektur für ein Eisenbahnsicherungssystem nach dem Stand der Technik und

Figur 2 eine beanspruchte Architektur für ein

EisenbahnsicherungsSystem.

Die in Figur 2 veranschaulichte Grundstruktur unterscheidet sich von der in Figur 1 dargestellten und oben erläuterten bekannten Architektur dadurch, dass die Kommunikation zwischen der Innenanlage 3 und den Streckenelementen 5 ohne Bereichstellrechner 4 auskommt. Stattdessen ist ein vermaschtes Funknetz 8 vorgesehen, welches Verbindungen zwischen der Innenanlage 3 und den Streckenelementen 5 sowie zwischen den Streckenelementen 5 untereinander ermöglicht. Durch die Ver- maschung und ein intelligentes Routing kann auch die Innenanlage 3 gegenüber der bekannten streckenabschnittsbezogenen Stellwerksaufteilung gemäß Figur 1 in einer geringeren Anzahl lokaler Einheiten zusammengeführt werden. Die Innenanlage 3 gemäß Figur 2 besteht nur aus einer einzigen Zentrale 9, wel- che gegebenenfalls durch Zwischenschaltung von Repeatern auch mit sehr weit entfernten Streckenelementen 5 kommunizieren kann. Das vermaschte Funknetz 8 kann dabei beispielsweise auf ZigBee- oder WiMAX-Standard basieren. Die Ansteuerung der Streckenelemente 5 sowie deren Überwachung, insbesondere mit ^¬ tels Diagnosedaten, die in die Gegenrichtung übertragen werden, basiert vorzugsweise auf das für Internet-Anwendungen übliche IP-/TCP-Protokoll .