EP0665155A2 - Method for operating a railway network - Google Patents

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EP0665155A2
EP0665155A2 EP95250005A EP95250005A EP0665155A2 EP 0665155 A2 EP0665155 A2 EP 0665155A2 EP 95250005 A EP95250005 A EP 95250005A EP 95250005 A EP95250005 A EP 95250005A EP 0665155 A2 EP0665155 A2 EP 0665155A2
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EP
European Patent Office
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conflict
route
train
overlap
conflict resolution
Prior art date
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EP95250005A
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German (de)
French (fr)
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EP0665155A3 (en
EP0665155B1 (en
Inventor
Harald Dr. Schaefer
Sieglinde Dipl.-Phys. Pferdmenges
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Publication of EP0665155A3 publication Critical patent/EP0665155A3/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/10—Operations, e.g. scheduling or time tables
    • B61L27/14—Following schedules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/10—Operations, e.g. scheduling or time tables
    • B61L27/16—Trackside optimisation of vehicle or vehicle train operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal
    • B61L3/16—Continuous control along the route
    • B61L3/22—Continuous control along the route using magnetic or electrostatic induction; using electromagnetic radiation
    • B61L3/225—Continuous control along the route using magnetic or electrostatic induction; using electromagnetic radiation using separate conductors along the route
    • B61L2003/226—German inductive continuous train control, called 'Linienzugbeeinflussung' [LZB]

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a route network for a plurality of track-bound, in particular rail-bound, vehicles.
  • the route network comprises a number of individual route sections which are monitored by a control system in a manner known per se and are configured, for example, in accordance with the routes required for vehicle traffic.
  • the route sections are only assigned an attribute which represents the actual state (occupancy situation). If a shared route section to be used by two vehicles at the same time is already provided with an occupancy request by the first vehicle, the emerging conflict can only be resolved by changing the behavior of the second vehicle (which later expressed the desire to occupy). In this respect, the known method has an inflexibility that can cause unnecessarily large schedule deviations, for example.
  • the object of the invention is therefore to create a method for operating a route network which ensures reliable route network operation with the highest possible network utilization and flexibility.
  • An essential aspect of the method according to the invention is that from the data on the occupancy detection section by section - possibly also taking into account the vehicle-specific boundary conditions such as the type of vehicle and thus e.g. B. the expected punctuality - a realistic forecast for the section occupancy is made possible.
  • the vehicle-specific occupancy time frames assigned to each route section go far beyond a simple occupied / occupied message in terms of their information content. Based on the time interval between the occupancy time frames for different vehicles, the traffic density and possible conflicts with other vehicles can be recognized automatically. It is checked whether there are occupancy time frames for different vehicles for the same or the same route section (s) overlap in time.
  • the further development of the conflict can advantageously be predicted in a particularly realistic manner.
  • the expected course of the conflict case is assigned to one of several predefined conflict case patterns (classification).
  • the feasible conflict resolution measures are determined from the conflict resolution measures that are specified for the classified conflict case pattern, taking into account the situation-specific circumstances (e.g. availability of necessary alternative routes, hereinafter also referred to as "hard boundary conditions").
  • conflict resolution measures e.g. B. require an alternative route occupied during the conflict period are classified as not realizable.
  • Another advantage of the method according to the invention is the easily automated selection of the conflict resolution measure to be used from the conflict resolution measures classified as realizable. This selection is made after a predeterminable evaluation, e.g. B. in the form of a hierarchical list of priorities with predefined in a predetermined order (priority) evaluation criteria. Starting with the highest ranking evaluation criterion, it is checked whether at least one of the feasible conflict resolution measures fulfills the criterion. If not, this criterion is automatically given up and replaced by the next (valid as new) criterion. If the valid assessment criterion is met by several conflict resolution measures, the conflict resolution measure is preferably selected, which also includes the subsequent criterion met.
  • a predeterminable evaluation e.g. B. in the form of a hierarchical list of priorities with predefined in a predetermined order (priority) evaluation criteria. Starting with the highest ranking evaluation criterion, it is checked whether at least one of the feasible conflict resolution measures fulfills the criterion. If not,
  • the selected conflict resolution measure leads - if necessary - to the configuration of the route sections (for example by setting the course accordingly) and / or to the corresponding conflict-resolving control of the vehicles involved (for example by suitable reduction in the driving speed).
  • the assessment criteria are preferably defined on the basis of the local circumstances in the vicinity of the conflict; As a result, the computing time for selecting and evaluating the conflict resolution measures is independent of the route network size. This makes the method according to the invention particularly efficient.
  • Another important advantage of the method according to the invention can be seen in the separation between the (initially carried out) determination of realizable conflict resolution measures and their subsequent evaluation, because this results in an optimization of the computing processes.
  • An advantageous embodiment of the invention in this regard provides that an overlap is only determined when the degree of overlap exceeds a threshold value.
  • the threshold value is preferably adjustable to adapt to different security requirements; In order to take into account requirements specific to the route section, the threshold value can be set individually for the route section.
  • a particularly realistic formation of the occupancy time frame taking into account both the driving behavior of the vehicle and the performance of the configurable elements of the route sections and the control system succeeds according to an advantageous development of the invention in that the occupancy time frame in each case at least from the sum of the driving time of the vehicle from entering to complete departure of the respective route section and the time required for the configuration of the route section.
  • FIG. 2 illustrates a case of conflict between a first vehicle (train) 1 traveling at a speed of 90 km / h and a second vehicle (train) 2 traveling at a considerably higher speed of 160 km / h.
  • Time lines L1, L2 train 1, train 2 are shown with path axis s running from right to left and time axis t running from top to bottom.
  • the trains 1, 2 arrive at a branch A on a common track of a part 4 of a route network, which consists of several individual route sections 6 to 17.
  • the route sections are from a control system, not shown, is monitored and configured as required.
  • Occupancy time frames R106, R107 ... R117 for train 1 and R206, R207 ... R217 for train 2 (hatched) are entered for each route section 6 to 17. Due to the different speeds, one can see an overlap of occupancy time frames R107 / R207 beginning in route section 7. While the degree of overlap ⁇ is comparatively small in section 7, the degree of overlap increases steadily until a focus of conflict KSP is reached in section 12.
  • the temporal overlap (overlap) of the occupancy time frames (R107, R207) assigned to the different vehicles 1, 2 for the same route section (for example 7) is determined.
  • An overlap (elementary conflict) is preferably only determined when the degree of overlap ⁇ exceeds a predefinable threshold value.
  • an elementary conflict signal is generated which contains both an indication of the conflicting route section (e.g. 7) and an indication of the degree of overlap.
  • the elementary conflict signals for neighboring route sections (7 to 16) are evaluated together because the individual elementary conflict signals are based on the temporal overlap of occupancy time frames R107 / R207 to R116 / R216, which are assigned to the same trains 1, 2.
  • the degree of overlap that can be seen between route sections 6 to 12 during this evaluation indicates that the present course of conflict KV is a so-called run-up conflict (ALK).
  • the present conflict case is therefore delimited from other possible conflicts (e.g. threading conflict) than the class "accrued conflicts" classified.
  • Various conflict resolution measures are specified for this “accession conflict” conflict case as explained below.
  • FIG. 3 shows possible conflict resolution measures M1, M2, M3, M4, taking into account the locations that can be selected for conflict resolution (branch A and train stations B, C, D);
  • the first measure M1 consists in slowing or stopping the slower train 1 in the region of the branch A before entering the sections 6 to 17 to be used together with the train 2.
  • the train 2 can then travel at undiminished speed (as indicated by the dashed line L2).
  • the applicable evaluation criteria are based on e.g. B. on the locally applicable timetables, rank orders, waiting time regulations, train types (e.g. extra trains) and / or train loads.
  • Figure 4 shows an example in hierarchical order (predeterminable) evaluation criteria for an accrued conflict ALK and for a "accrued-before-train” conflict AVZ.
  • the highest ranking criterion in both cases of conflict is "keep connected".
  • the second highest priority on the other hand, is to "minimally disrupt the approaching train” or “to overtake unnecessary”.
  • “High quality has priority” refers on the train class (e.g. priority of an IC train over a local train).
  • cross-country / short-run refers to the distance still to be covered.
  • the evaluations preferably contain a criterion as the last criterion (eg "first first” / the incoming train waits until the route section to be traveled is free), which in any case enables conflict resolution. It can be seen that different conflict case patterns ALK, AVZ are assigned individually predeterminable evaluation criteria in individually predeterminable rankings for the selection of a conflict resolution measure to be applied.
  • FIG. 5 shows in detail the conflict resolution measure M3 in station C already explained in connection with FIG. 3, which is preferred in this description example with regard to the evaluation with the highest priority ("keep connections") according to FIG. 4, because for train 1 in station C. a punctual arrival with a subsequent waiting time t w1 is required.
  • This assessment criterion (keep track of train 1) is only met by measure M3. If this highest ranking criterion (FIG. 4) could not be met by any of the realizable conflict resolution measures, the conflict resolution measures would be evaluated with respect to the ranking criterion (minimally disturbing move 2). Measure M1 would meet this criterion.
  • the conflict resolution measure M3 with an overtaking process in station C provides that train 2 in route sections 6, 7 slightly reduces its speed V2 (line L2 '), so that it is delayed by a stop time t ST2 and passes station C without stopping. He can then increase his speed in order to approach the undelayed speed line L2 indicated by the broken line.
  • the train 1 stops on a siding in the station C during the waiting time t W1 at least until the occupancy time frame R112 'connects to the occupancy time frame R212' without overlap.
  • One or a few consecutive occupancy time frame overlap may occur due to strongly fluctuating route section lengths or a brief decrease in speed of a train that is generally traveling at a sufficient speed at a sufficient distance.
  • By jointly evaluating the elementary conflict signals of adjacent sections of the route it can be seen whether the occupancy time frame overlaps develop into a "hard run-up conflict" (FIG. 2) or whether it is only a temporary occupancy time frame overlap that does not require any intervention.
  • FIG. 6A shows two trains 1, 2, from whose vehicle-specific data about the expected point in time and the duration of future occupancy of the subsequent common route sections GS1, GS2 in the route section GS2, a conflict can be identified (crossing of the time-route line L1 of train 1 with the L2 of train 2). Based on the occupancy time frames R100, R200 assigned to the individual route sections IS1, IS2 and the overlapping occupancy time frames R101, R201 assigned to the common route sections GS1, GS2; R102, R202, the present conflict case is classified as a conflict pattern "threading conflict" EFK. Such a conflict can also occur when a train starts again at a station.
  • one possible conflict resolution measure M10 assigned to the conflict case pattern “threading conflict” is that the (slower) train 1 (FIG. 6A) is delayed until the common route section GS1 first traveled by train 2 is released again; the train 1 then enters the route section GS1 without overlap of its occupancy time frame R101 'with the occupancy time frame R201' of train 2.
  • the delay (recognizable by the line L1 'in FIG. 6B that initially drops off from the dashed line L1) in train 1 results in a total waiting time for train 1 before threading E of t wz1 .
  • FIG. 6C shows an alternative conflict resolution measure M11 in the case of the “threading conflict” conflict pattern.
  • the faster train 2 is delayed by a stub time t St2 before threading E so that an overlap of the occupancy time frames R101 ′′, R201 ′′ is avoided at least in the first common route section GS1. Due to the different speeds, there may be another overlap in subsequent sections of the route.
  • the conflict resolution measure M11 outlined in FIG. 6C is selected, for example, if, according to the evaluations (FIG. 4), "keeping connections" has the highest priority for the train 1 and the connection station is, for example, at the end of the common route section GS1.
  • FIG. 7 summarizes (schematically) essential process steps of the process according to the invention.
  • the elementary conflicts are summarized according to the trains involved.
  • a classification is made according to predefined conflict case patterns (e.g. emergence conflict ALK, threading conflict EFK).
  • those conflict resolution measures are determined (FIG. 3) that can be implemented taking into account the respective conflict environment.
  • the possible conflict resolution measures are those for the respective conflict resolution location (e.g.
  • Predefined conflict resolution measures can be ruled out if, for example, the necessary resources / environmental conditions (e.g. free sidings) are temporarily not available.
  • the preferred conflict resolution measure is selected by a subsequent assessment according to predetermined assessment criteria (FIG. 4).
  • a control system 20, which monitors the route sections 6 to 17 (FIG. 2) of the route network 4 and configures them as required, acts on the route sections (for example, 7.8) by radio-transmitted control commands 21 in accordance with the preferred, selected conflict resolution measure e.g. B. by setting the course to solve the conflict.
  • the control system 20 can also act on the controls 23, 24 of the vehicles 1, 2 to change the speed, for example by influencing the line train.
  • Vehicle-specific data for example via radio, are fed into a control device, which can be a component of the control system 20 or separately.
  • the vehicle-specific data result from the routes to be provided according to the schedule for vehicles 1, 2 and from vehicle-specific properties (for example vehicle length, speed restrictions, accumulated delays), which can also be transmitted and updated if necessary via communication points arranged on the route.
  • the control unit calculates the vehicle-specific occupancy time frames assigned to the individual route sections from the vehicle-specific data.

Abstract

The control system operates a railtrack system and has specific sections of track defined (6-17) that are related to time frames for specific vehicles (1, 2). The system is continuously monitored and the degree of overlap measured to a time-base between vehicles is determined. The degree of conflict due to the overlap is classified based upon threshold values that can be individually changed. Control actions can be applied to maintain safe levels.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Streckennetzes für mehrere spurgebundene, insbesondere schienengebundene, Fahrzeuge. Das Streckennetz umfaßt mehrere einzelne Streckenabschnitte, die von einem Leitsystem in an sich bekannter Weise überwacht und beispielsweise gemäß für den Fahrzeugverkehr geforderten Fahrstraßen konfiguriert werden.The invention relates to a method for operating a route network for a plurality of track-bound, in particular rail-bound, vehicles. The route network comprises a number of individual route sections which are monitored by a control system in a manner known per se and are configured, for example, in accordance with the routes required for vehicle traffic.

In dem Aufsatz "Bessere Disposition durch schnellere Information" von W. Wunderlich und E. Kockelkorn in ETR (24) 7/8-1975, S. 283 - 294 wird ein derartiges Verfahren beschrieben, das von einer Analyse des herrschenden Zustandes und daraus abgeleiteten Situationsbildern ausgeht. Einer festgestellten Situation werden zur Konfliktlösung geeignete Maßnahmen (Regeln) zugeordnet, wodurch zu treffende notwendige Entscheidungen deutlich werden sollen. Durch Betrachtung der den Fahrzeugen vorauseilenden Reservierungswellen für die zur Fahrstraßenbildung zu reservierenden Streckenabschnitte sind Konfliktfälle erkennbar; ein Konfliktfall ist durch das Zusammenlaufen der beiden den tatsächlichen Fahrzeugbewegungen vorauseilenden Reservierungswellen feststellbar.In the essay "Better disposition through faster information" by W. Wunderlich and E. Kockelkorn in ETR (24) 7 / 8-1975, pp. 283-294, such a method is described, which is based on an analysis of the prevailing state and derived therefrom Situation pictures. Appropriate measures (rules) for conflict resolution are assigned to a determined situation, which should make the necessary decisions clear. Cases of conflict can be identified by looking at the reservation waves leading ahead of the vehicles for the sections of the route to be reserved for route formation; a case of conflict can be determined by the convergence of the two reservation waves leading up to the actual vehicle movements.

Bei diesem bekannten Verfahren werden die Streckenabschnitte lediglich mit einem den Istzustand (Belegungslage) repräsentierenden Attribut belegt. Wenn somit ein von zwei Fahrzeugen gleichzeitig zu benutzender gemeinsamer Streckenabschnitt bereits von dem ersten Fahrzeug mit einem Belegungswunsch versehen ist, kann der sich anbahnende Konflikt nur noch durch eine Verhaltensänderung des zweiten Fahrzeugs (das den Belegungswunsch später geäußert hat) gelöst werden. Das bekannte Verfahren weist insoweit eine Unflexibilität auf, die beispielsweise unnötig große Fahrplanabweichungen verursachen kann.In this known method, the route sections are only assigned an attribute which represents the actual state (occupancy situation). If a shared route section to be used by two vehicles at the same time is already provided with an occupancy request by the first vehicle, the emerging conflict can only be resolved by changing the behavior of the second vehicle (which later expressed the desire to occupy). In this respect, the known method has an inflexibility that can cause unnecessarily large schedule deviations, for example.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Schaffung eines Verfahrens zum Betrieb eines Streckennetzes, das bei möglichst hoher Netzauslastung und Flexibilität einen zuverlässigen Streckennetzbetrieb gewährleistet.The object of the invention is therefore to create a method for operating a route network which ensures reliable route network operation with the highest possible network utilization and flexibility.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb eines Streckennetzes für spurgebundene Fahrzeuge mit einzelnen Streckenabschnitten und mit einem Leitsystem, das die Streckenabschnitte überwacht und bedarfsweise konfiguriert,

  • bei dem den Streckenabschnitten fahrzeugindividuelle Belegungszeitrahmen zugeordnet werden, die jeweils aus Daten über den voraussichtlichen Zeitpunkt und die Dauer einer zukünftigen Belegung des jeweiligen Streckenabschnitts gewonnen werden,
  • bei dem der Grad der zeitlichen Überlappung (Überlappungsgrad) von Belegungszeitrahmen ermittelt wird, die unterschiedlichen Fahrzeugen für denselben Streckenabschnitt zugeordnet sind,
  • bei dem festgestellte Überlappungen (Elementarkonflikte), die dieselben beteiligten Fahrzeuge betreffen, für benachbarte Streckenabschnitte gemeinsam ausgewertet werden, um einen zu erwartenden Konfliktfallverlauf zu ermitteln,
  • bei dem der zu erwartende Konfliktfallverlauf nach vorgegebenen Konfliktfallmustern klassifiziert wird,
  • bei dem zunächst aus Konfliktlösungsmaßnahmen, die für das klassifizierte Konfliktfallmuster vorgegeben sind, situationsspezifisch realisierbare Konfliktlösungsmaßnahmen ermittelt werden,
  • bei dem dann nur die realisierbaren Konfliktlösungsmaßnahmen mittels in einer vorgebbaren Rangfolge vorgebbarer Bewertungskriterien für das jeweilige Konfliktfallmuster bewertet werden,
    • -- indem mit dem ranghöchsten Bewertungskriterium beginnend festgestellt wird, ob das Bewertungskriterium von keiner Konfliktlösungsmaßnahme erfüllt wird, wobei in diesem Fall das rangnachfolgende Bewertungskriterium angewendet wird,
  • bei dem eine Konfliktlösungsmaßnahme angewendet wird, die das Bewertungskriterium erfüllt, und
  • bei dem zum Umsetzen dieser Konfliktlösungsmaßnahme Steuerbefehle an das Leitsystem zur Konfiguration der Streckenabschnitte und/oder an Steuerungen der beteiligten Fahrzeuge übermittelt werden.
This object is achieved according to the invention by a method for operating a route network for track-bound vehicles with individual route sections and with a control system which monitors the route sections and configures them as necessary,
  • in which vehicle-specific occupancy time frames are assigned to the route sections, which are obtained from data about the expected time and the duration of future occupancy of the respective route section,
  • in which the degree of temporal overlap (degree of overlap) is determined from occupancy time frames which are assigned to different vehicles for the same route section,
  • where overlaps (elementary conflicts) that affect the same vehicles involved are jointly evaluated for neighboring sections of the route in order to determine an expected course of the conflict,
  • in which the expected course of the conflict is classified according to predetermined conflict patterns,
  • where initially from conflict resolution measures for the classified conflict case pattern is given, situation-specific conflict resolution measures are determined,
  • in which then only the realizable conflict resolution measures are assessed by means of assessment criteria which can be predetermined in a predeterminable order for the respective conflict case pattern,
    • - by starting with the highest ranking evaluation criterion, it is determined whether the evaluation criterion is not met by any conflict resolution measure, in which case the ranking evaluation criterion is used,
  • using a conflict resolution measure that meets the assessment criterion, and
  • in which control commands for implementing this conflict resolution measure are transmitted to the control system for configuring the route sections and / or to controls of the vehicles involved.

Ein wesentlicher Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß aus den Daten über die streckenabschnittsweise Belegungserfassung - ggf. auch unter Berücksichtigung der fahrzeugspezifischen Randbedingungen wie beispielsweise der Fahrzeugart und damit z. B. der zu erwartenden Pünktlichkeit - eine realitätsnahe Prognose für die Abschnittsbelegung ermöglicht wird. Die jedem Streckenabschnitt zugeordneten fahrzeugindividuellen Belegungszeitrahmen gehen in ihrem Informationsgehalt weit über eine einfache Belegt/Besetzt-Meldung hinaus. Anhand des zeitlichen Abstands der Belegungszeitrahmen für verschiedene Fahrzeuge lassen sich die Verkehrsdichte und eventuelle Konflikte mit anderen Fahrzeugen automatisch erkennen. Dabei wird geprüft, ob sich Belegungszeitrahmen für unterschiedliche Fahrzeuge für denselben bzw. dieselben Streckenabschnitt(e) zeitlich überlappen. Durch Auswertung der Überlappungen, die dieselben beteiligten Fahrzeuge betreffen, für benachbarte Streckenabschnitte kann vorteilhafterweise die weitere Konfliktentwicklung besonders realitätsnah prognostiziert werden. Durch Auswertung von Überlappungsstruktur und Überlappungstrend wird der zu erwartende Konfliktfallverlauf einem von mehreren vorgegebenen Konfliktfallmustern zugeordnet (Klassifizierung). Aus den Konfliktlösungsmaßnahmen, die für das klassifizierte Konfliktfallmuster vorgegeben sind, werden unter Berücksichtigung der situationsspezifischen Umstände (z. B. Verfügbarkeit von erforderlichen Ausweichstrecken, nachfolgend auch als "harte Randbedingungen" bezeichnet) die realisierbaren Konfliktlösungsmaßnahmen ermittelt. Konfliktlösungsmaßnahmen, die z. B. eine während der Konfliktzeit besetzte Ausweichstrecke erfordern, werden dabei als nicht realisierbar eingestuft.An essential aspect of the method according to the invention is that from the data on the occupancy detection section by section - possibly also taking into account the vehicle-specific boundary conditions such as the type of vehicle and thus e.g. B. the expected punctuality - a realistic forecast for the section occupancy is made possible. The vehicle-specific occupancy time frames assigned to each route section go far beyond a simple occupied / occupied message in terms of their information content. Based on the time interval between the occupancy time frames for different vehicles, the traffic density and possible conflicts with other vehicles can be recognized automatically. It is checked whether there are occupancy time frames for different vehicles for the same or the same route section (s) overlap in time. By evaluating the overlaps, which relate to the same vehicles involved, for neighboring route sections, the further development of the conflict can advantageously be predicted in a particularly realistic manner. By evaluating the overlap structure and overlap trend, the expected course of the conflict case is assigned to one of several predefined conflict case patterns (classification). The feasible conflict resolution measures are determined from the conflict resolution measures that are specified for the classified conflict case pattern, taking into account the situation-specific circumstances (e.g. availability of necessary alternative routes, hereinafter also referred to as "hard boundary conditions"). Conflict resolution measures, e.g. B. require an alternative route occupied during the conflict period are classified as not realizable.

Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der einfach automatisierbaren Auswahl der anzuwendenden Konfliktlösungsmaßnahme aus den als realisierbar eingestuften Konfliktlösungsmaßnahmen. Diese Auswahl erfolgt nach einer vorgebbaren Bewertung z. B. in Form einer hierarchischen Prioritätenliste mit in einer vorgebbaren Rangfolge (Priorität) vorgegebenen Bewertungskriterien. Dabei wird beginnend mit dem ranghöchsten Bewertungskriterium geprüft, ob zumindest eine der realisierbaren Konfliktlösungsmaßnahmen das Kriterium erfüllt. Wenn nicht, wird dieses Kriterium automatisch aufgegeben und durch das rangfolgende (als neues gültiges) Kriterium ersetzt. Wird das gültige Bewertungskriterium von mehreren Konfliktlösungsmaßnahmen erfüllt, wird vorzugsweise die Konfliktlösungsmaßnahme ausgewählt, die auch das rangnachfolgende Kriterium erfüllt. Die ausgewählte Konfliktlösungsmaßnahme führt - soweit notwendig - zur Konfiguration der Streckenabschnitte (beispielsweise durch entsprechende Weichenstellungen) und/oder zur entsprechenden konfliktlösenden Steuerung der beteiligten Fahrzeuge (beispielsweise durch geeignete Verminderung der Fahrgeschwindigkeit). Bevorzugt werden die Bewertungskriterien anhand der lokalen Umstände in der Umgebung des Konflikts definiert; dadurch ist die Rechenzeit zur Auswahl und Bewertung der Konfliktlösungsmaßnahmen von der Streckennetzgröße unabhängig. Das erfindungsgemäße Verfahren wird dadurch besonders effizient.Another advantage of the method according to the invention is the easily automated selection of the conflict resolution measure to be used from the conflict resolution measures classified as realizable. This selection is made after a predeterminable evaluation, e.g. B. in the form of a hierarchical list of priorities with predefined in a predetermined order (priority) evaluation criteria. Starting with the highest ranking evaluation criterion, it is checked whether at least one of the feasible conflict resolution measures fulfills the criterion. If not, this criterion is automatically given up and replaced by the next (valid as new) criterion. If the valid assessment criterion is met by several conflict resolution measures, the conflict resolution measure is preferably selected, which also includes the subsequent criterion met. The selected conflict resolution measure leads - if necessary - to the configuration of the route sections (for example by setting the course accordingly) and / or to the corresponding conflict-resolving control of the vehicles involved (for example by suitable reduction in the driving speed). The assessment criteria are preferably defined on the basis of the local circumstances in the vicinity of the conflict; As a result, the computing time for selecting and evaluating the conflict resolution measures is independent of the route network size. This makes the method according to the invention particularly efficient.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Trennung zwischen der (zunächst vorgenommenen) Ermittlung realisierbarer Konfliktlösungsmaßnahmen und deren anschließender Bewertung zu sehen, weil dadurch eine Optimierung der Rechenabläufe erreicht wird.Another important advantage of the method according to the invention can be seen in the separation between the (initially carried out) determination of realizable conflict resolution measures and their subsequent evaluation, because this results in an optimization of the computing processes.

In der Praxis hat sich gezeigt, daß kurzfristige geringfügige Überlappungen der Belegungszeitrahmen zweier Fahrzeuge für denselben Streckenabschnitt tolerierbar sind; ein zu rasches Ermitteln und Umsetzen von Konfliktlösungsmaßnahmen kann insoweit zu einer ungerechtfertigten Beeinträchtigung des Fahrzeugverkehrs führen. Eine diesbezüglich vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß eine Überlappung erst festgestellt wird, wenn der Überlappungsgrad einen Schwellwert Überschreitet. Zur Anpassung an unterschiedliche Sicherheitsanforderungen ist der Schwellwert vorzugsweise einstellbar; zur Berücksichtigung streckenabschnittsspezifischer Anforderungen kann der Schwellwert streckenabschnittsindividuell einstellbar sein.In practice it has been shown that short-term slight overlaps in the occupancy time frames of two vehicles can be tolerated for the same section of the route; Too quickly determining and implementing conflict resolution measures can lead to an unjustified impairment of vehicle traffic. An advantageous embodiment of the invention in this regard provides that an overlap is only determined when the degree of overlap exceeds a threshold value. The threshold value is preferably adjustable to adapt to different security requirements; In order to take into account requirements specific to the route section, the threshold value can be set individually for the route section.

Konflikte werden rückwirkungsfrei auf bereits gelöste Konfliktfälle behandelt, indem gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung die Elementarkonflikte chronologisch in der Reihenfolge ihres Auftretens ausgewertet werden.Conflicts are dealt with retrospectively on conflict cases that have already been resolved, in that, according to an advantageous embodiment of the invention, the elementary conflicts are evaluated chronologically in the order in which they occur.

Eine besonders realitätsnahe Bildung der Belegungszeitrahmen unter Berücksichtigung sowohl des Fahrverhaltens des Fahrzeugs als auch der Leistungsfähigkeit der konfigurierbaren Elemente der Streckenabschnitte und des Leitsystems gelingt nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß die Belegungszeitrahmen jeweils zumindest aus der Summe der Fahrzeit des Fahrzeugs vom Einfahren bis zum vollständigen Verlassen des jeweiligen Streckenabschnitts und der für die Konfiguration des Streckenabschnitts erforderlichen Zeit gebildet werden.A particularly realistic formation of the occupancy time frame taking into account both the driving behavior of the vehicle and the performance of the configurable elements of the route sections and the control system succeeds according to an advantageous development of the invention in that the occupancy time frame in each case at least from the sum of the driving time of the vehicle from entering to complete departure of the respective route section and the time required for the configuration of the route section.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand einer Zeichnung weiter erläutert; es zeigen:

  • Figur 1 die Bildung eines Belegungszeitrahmens,
  • Figur 2 einen Konfliktfall,
  • Figur 3 mögliche konkurrierende Konfliktlösungsmaßnahmen,
  • Figur 4 verschiedenen Konfliktfallmustern zugeordnete Bewertungskriterien,
  • Figur 5 detailliert eine der in Figur 3 gezeigten Konfliktlösungsmaßnahmen,
  • Figuren 6A, 6B und 6C ein weiteres Konfliktfallmuster und konkurrierende Konfliktlösungsmaßnahmen und
  • Figur 7 schematisch einen Verfahrensablauf.
The invention is explained further below by way of example with reference to a drawing; show it:
  • 1 shows the formation of an occupancy time frame,
  • FIG. 2 shows a conflict,
  • FIG. 3 possible competing conflict resolution measures,
  • FIG. 4 evaluation criteria assigned to different conflict case patterns,
  • FIG. 5 shows in detail one of the conflict resolution measures shown in FIG. 3,
  • Figures 6A, 6B and 6C a further conflict case pattern and competing conflict resolution measures and
  • Figure 7 schematically shows a process flow.

Wie aus Figur 1 hervorgeht, setzt sich ein hinsichtlich der Wegachse s durch die Länge l eines Streckenabschnitts SA begrenzter Belegungszeitrahmen R aus der Summe folgender Einzelzeiten zusammen:

  • a) Fahrstraßenbildezeit tFB, die ein Leitsystem zum Bilden einer Fahrstraße benötigt (ca. 0,1 - 2 min),
  • b) Sichtzeit ts, die zwischen dem Erkennen des Vorsignalbildes durch den Fahrzeugführer und dem Passieren des Vorsignals durch die Fahrzeugspitze FS liegt,
  • c) Annäherungszeit tA, in der das Fahrzeug F die Strecke zwischen dem Vorsignal und einem Hauptsignal zurücklegt,
  • d) Fahrzeit tF, die für das Zurücklegen des Streckenabschnitts SA erforderlich ist,
  • e) Räumzeit tR, die das Fahrzeug braucht, um eine Strecke von der Fahrzeugspitze FS bis zum Fahrzeugende FE (Fahrzeuglänge) zurückzulegen,
  • f) Fahrstraßenauflösezeit tAUF, die das Leitsystem zum Auflösen der Fahrstraße benötigt.
As can be seen from FIG. 1, the length l of a section of the route sets in with respect to the path axis s SA limited occupancy time frame R composed of the sum of the following individual times:
  • a) Route formation time t FB , which a control system needs to form a route (approx. 0.1 - 2 min),
  • b) Visibility time t s , which lies between the recognition of the distant signal image by the vehicle driver and the passing of the distant signal by the vehicle tip FS,
  • c) approach time t A , in which the vehicle F covers the distance between the distant signal and a main signal,
  • d) travel time t F , which is required for covering the section SA,
  • e) clearance time t R which the vehicle needs to cover a distance from the vehicle tip FS to the vehicle end FE (vehicle length),
  • f) Route dissolution time t OPEN , which the control system needs to dissolve the route.

Figur 2 illustriert einen Konfliktfall zwischen einem ersten mit einer Geschwindigkeit von 90 km/h fahrenden Fahrzeug (Zug) 1 und einem mit erheblich höherer Geschwindigkeit von 160 km/h fahrenden zweiten Fahrzeug (Zug) 2. In bahnverkehrsüblicher Darstellung sind die Fahrzeugbewegungen als Weg-Zeit-Linien L1, L2 (Zug 1, Zug 2) mit von rechts nach links verlaufender Wegachse s und von oben nach unten verlaufender Zeitachse t dargestellt. Bei dem betrachteten Ausführungsbeispiel wird angenommen, daß die Züge 1, 2 an einem Abzweig A auf ein gemeinsames Gleis eines Teils 4 eines Streckennetzes gelangen, der aus mehreren einzelnen Streckenabschnitten 6 bis 17 besteht. Vor jedem Streckenabschnitt befindet sich ein Signal, wobei die Signalstandorte durch senkrechte, gleichzeitig die Streckenabschnitte begrenzende Linien SST angedeutet sind. Die Streckenabschnitte werden von einem nicht gezeigten Leitsystem überwacht und bedarfsweise konfiguriert.FIG. 2 illustrates a case of conflict between a first vehicle (train) 1 traveling at a speed of 90 km / h and a second vehicle (train) 2 traveling at a considerably higher speed of 160 km / h. Time lines L1, L2 (train 1, train 2) are shown with path axis s running from right to left and time axis t running from top to bottom. In the exemplary embodiment considered, it is assumed that the trains 1, 2 arrive at a branch A on a common track of a part 4 of a route network, which consists of several individual route sections 6 to 17. There is a signal in front of each route section, the signal locations being indicated by vertical lines SST which at the same time delimit the route sections. The route sections are from a control system, not shown, is monitored and configured as required.

Fur jeden Streckenabschnitt 6 bis 17 sind Belegungszeitrahmen R106, R107...R117 für den Zug 1 bzw. R206, R207...R217 für den Zug 2 (schraffiert) eingetragen. Aufgrund der unterschiedlichen Geschwindigkeiten erkennt man eine im Streckenabschnitt 7 beginnende Überlappung der Belegungszeitrahmen R107/R207. Während der Überlappungsgrad φ im Abschnitt 7 vergleichsweise gering ist, nimmt der Grad der Überlappung stetig zu, bis im Streckenabschnitt 12 ein Konfliktschwerpunkt KSP erreicht ist. Die zeitliche Überschneidung (Überlappung) der den unterschiedlichen Fahrzeugen 1, 2 für denselben Streckenabschnitt (z. B. 7) zugeordneten Belegungszeitrahmen (R107,R207) wird ermittelt. Vorzugsweise wird nur dann eine Überlappung (Elementarkonflikt) festgestellt, wenn der Überlappungsgrad φ einen vorgebbaren Schwellwert überschreitet. In diesem Fall wird ein Elementarkonfliktsignal erzeugt, das sowohl eine Angabe über den konfliktbehafteten Streckenabschnitt (z. B. 7) als auch eine Angabe über den Überlappungsgrad enthält. Die Elementarkonfliktsignale für benachbarte Streckenabschnitte (7 bis 16) werden gemeinsam ausgewertet, weil die einzelnen Elementarkonfliktsignale auf der zeitlichen Überlappung von Belegungszeitrahmen R107/R207 bis R116/R216 basieren, die denselben Zügen 1, 2 zugeordnet sind. Der bei dieser Auswertung erkennbare zwischen den Streckenabschnitten 6 bis 12 stetig zunehmende Überlappungsgrad signalisiert, daß es sich bei dem vorliegenden Konfliktverlauf KV um einen sog. Auflaufkonflikt (ALK) handelt. Der vorliegende Konfliktfall wird daher in Abgrenzung zu anderen möglichen Konflikten (z. B. Einfädelkonflikt) als der Klasse "Auflaufkonflikte" zugehörig klassifiziert. Fur diesen Konfliktfall "Auflaufkonflikt" sind wie nachfolgend erläutert verschiedene Konfliktlösungsmaßnahmen vorgegeben.Occupancy time frames R106, R107 ... R117 for train 1 and R206, R207 ... R217 for train 2 (hatched) are entered for each route section 6 to 17. Due to the different speeds, one can see an overlap of occupancy time frames R107 / R207 beginning in route section 7. While the degree of overlap φ is comparatively small in section 7, the degree of overlap increases steadily until a focus of conflict KSP is reached in section 12. The temporal overlap (overlap) of the occupancy time frames (R107, R207) assigned to the different vehicles 1, 2 for the same route section (for example 7) is determined. An overlap (elementary conflict) is preferably only determined when the degree of overlap φ exceeds a predefinable threshold value. In this case, an elementary conflict signal is generated which contains both an indication of the conflicting route section (e.g. 7) and an indication of the degree of overlap. The elementary conflict signals for neighboring route sections (7 to 16) are evaluated together because the individual elementary conflict signals are based on the temporal overlap of occupancy time frames R107 / R207 to R116 / R216, which are assigned to the same trains 1, 2. The degree of overlap that can be seen between route sections 6 to 12 during this evaluation indicates that the present course of conflict KV is a so-called run-up conflict (ALK). The present conflict case is therefore delimited from other possible conflicts (e.g. threading conflict) than the class "accrued conflicts" classified. Various conflict resolution measures are specified for this “accession conflict” conflict case as explained below.

Figur 3 zeigt unter Berücksichtigung der zur Konfliktlösung wählbaren Orte (Abzweig A und Bahnhöfe B, C, D) mögliche Konfliktlösungsmaßnahmen M1,M2,M3,M4; die erste Maßnahme M1 besteht darin, den langsameren Zug 1 im Bereich des Abzweigs A vor Einfahrt in die gemeinsam mit dem Zug 2 zu nutzenden Streckenabschnitte 6 bis 17 zu verlangsamen oder anhalten zu lassen. Der Zug 2 kann dann mit unverminderter Geschwindigkeit (wie durch die gestrichelte Linie L2 angedeutet) durchfahren. Dies bedeutet jedoch eine vergleichsweise lange Wartezeit für den Zug 1, wie aus dem Abstand der Linien L1 und L1' erkennbar ist (kreuzschraffierter Belegungszeitrahmen R106').FIG. 3 shows possible conflict resolution measures M1, M2, M3, M4, taking into account the locations that can be selected for conflict resolution (branch A and train stations B, C, D); The first measure M1 consists in slowing or stopping the slower train 1 in the region of the branch A before entering the sections 6 to 17 to be used together with the train 2. The train 2 can then travel at undiminished speed (as indicated by the dashed line L2). However, this means a comparatively long waiting time for train 1, as can be seen from the distance between lines L1 and L1 '(cross-hatched occupancy time frame R106').

Eine Alternative besteht in der Konfliktlösungsmaßnahme M2 im Bahnhof B, wobei der Zug 2 nur geringfügig abgebremst werden muß, wie die nur geringfügig von der gestrichelt gezeichneten Geschwindigkeitslinie L2 abweichende Geschwindigkeitslinie L2' zeigt. Durch die Geschwindigkeitsverminderung des Zuges 2 wird ein Auflaufen solange vermieden, bis der Zug 1 auf einem Ausweichgleis im Bahnhof B von Zug 2 überholt werden kann. Zug 1 kann den Bahnhof B verlassen, wenn der (dick hervorgehobene) Belegungszeitrahmen R209' des Zuges 2 für den Streckenabschnitt 9 endet. Der Belegungszeitrahmen R109 für den Zug 1 verschiebt sich dadurch (kreuzschraffierter Rahmen R109 bzw. Linie L1''). Bei dieser Variante ist eine geringfügige Verzögerung des Zuges 2 bei einer vergleichsweise geringen Wartezeit des Zuges 1 in Kauf zu nehmen.An alternative is the conflict resolution measure M2 in the station B, the train 2 only having to be braked slightly, as the speed line L2 ', which deviates only slightly from the dashed line L2, shows. The speed reduction of train 2 prevents accruing until train 1 can be overtaken by train 2 on a siding in station B. Train 1 can leave station B when the occupancy time frame R209 'of train 2 for route section 9 ends. This shifts the occupancy time frame R109 for train 1 (cross-hatched frame R109 or line L1 ''). In this variant, a slight delay in train 2 with a comparatively short waiting time for train 1 must be accepted.

Wird Zug 1 im Bahnhof C überholt (M3), muß zur Kollisionsvermeidung eine vorübergehende Geschwindigkeitsverminderung bei Zug 2 erfolgen, die sich in einem verspäteten Durchfahren des Bahnhofs C von dem Zug 2 niederschlägt (parallel verschobene Linie L2''). Auch hier ist seine frühestmögliche Abfahrt von einem Ausweichgleis des Bahnhofs C so anzusetzen, daß sein Belegungszeitrahmen R112' mit dem Belegungszeitrahmen R212' nicht überlappt (Linie L1'').If train 1 is overtaken in station C (M3), to avoid collisions, a temporary reduction in speed must take place on train 2, which is reflected in a late passage through station C by train 2 (line L2 '' shifted in parallel). Here, too, the earliest possible departure from a siding of station C is to be set so that its occupancy time frame R112 'does not overlap with occupancy time frame R212' (line L1 '').

Schließlich ist bei einer Konfliktlösung (M4) mittels Ausweichgleis im Bahnhof D eine jeweils vergleichsweise große Verspätung des Zuges 2 bzw. Wartezeit des Zuges 1 in Kauf zu nehmen (Parallelverschiebung der Linien L1'''' und L2'''').Finally, in the case of a conflict resolution (M4) using a siding in station D, a comparatively large delay of train 2 or waiting time of train 1 must be accepted (parallel shift of lines L1 '' '' and L2 '' '').

Welche von den vorgegebenen Konfliktlösungsmaßnahmen M1 bis M4 tatsächlich angewendet wird, wird durch eine nachfolgend beschriebene Bewertung der als realisierbar ermittelten Konfliktlösungsmaßnahmen für den geschilderten Konfliktfall (Auflaufkonflikt) bestimmt.Which of the given conflict resolution measures M1 to M4 is actually used is determined by an evaluation of the conflict resolution measures for the described conflict case (accidental conflict) that has been determined as realizable.

Die anwendbaren Bewertungskriterien (nachfolgend auch Strategien oder "weiche Randbedingungen" genannt) orientieren sich z. B. an den lokal geltenden Fahrordnungen, Rangordnungen, Wartezeitvorschriften, Zugarten (z. B. Extrazüge) und/oder Zugladungen. Figur 4 zeigt beispielhaft in hierarchischer Ordnung (vorgebbare) Bewertungskriterien für einen Auflaufkonflikt ALK und für einen "Auflauf-vor-Zugende"-Konflikt AVZ. Ranghöchstes Bewertungskriterium ist bei beiden Konfliktfällen jeweils "Anschlüsse halten". Zweithöchste Priorität hat dagegen "Auflaufenden Zug minimal stören" bzw. "Unnötiges überholen" vermeiden. "Hochwertig hat Vorrang" bezieht sich auf die Zugklasse (z. B. Vorrang eines IC-Zuges gegenüber einem Vorortzug). Die Bezeichnung Langlauf/Kurzlauf bezieht sich auf die jeweils noch zurückzulegende Entfernung. Vorzugsweise enthalten die Bewertungen als letztes Kriterium ein Kriterium (z. B. "Erster zuerst"/der auflaufende Zug wartet, bis der zu befahrende Streckenabschnitt frei ist), das in jedem Fall eine Konfliktlösung ermöglicht. Man erkennt, daß unterschiedlichen Konfliktfallmustern ALK, AVZ individuelle vorgebbare Bewertungskriterien in individuellen vorgebbaren Rangfolgen für die Auswahl einer anzuwendenden Konfliktlösungsmaßnahme zugeordnet sind.The applicable evaluation criteria (hereinafter also referred to as strategies or "soft boundary conditions") are based on e.g. B. on the locally applicable timetables, rank orders, waiting time regulations, train types (e.g. extra trains) and / or train loads. Figure 4 shows an example in hierarchical order (predeterminable) evaluation criteria for an accrued conflict ALK and for a "accrued-before-train" conflict AVZ. The highest ranking criterion in both cases of conflict is "keep connected". The second highest priority, on the other hand, is to "minimally disrupt the approaching train" or "to overtake unnecessary". "High quality has priority" refers on the train class (e.g. priority of an IC train over a local train). The term cross-country / short-run refers to the distance still to be covered. The evaluations preferably contain a criterion as the last criterion (eg "first first" / the incoming train waits until the route section to be traveled is free), which in any case enables conflict resolution. It can be seen that different conflict case patterns ALK, AVZ are assigned individually predeterminable evaluation criteria in individually predeterminable rankings for the selection of a conflict resolution measure to be applied.

Figur 5 zeigt detailliert die bereits im Zusammenhang mit Figur 3 erläuterte Konfliktlösungsmaßnahme M3 im Bahnhof C, die in diesem Beschreibungsbeispiel im Hinblick auf die Bewertung mit der höchsten Priorität ("Anschlüsse halten") gemäß Figur 4 bevorzugt wird, weil für Zug 1 im Bahnhof C eine pünktliche Ankunft mit anschließender Wartezeit tw1 erforderlich ist. Dieses Bewertungskriterium (Anschluß für Zug 1 halten) wird nur von der Maßnahme M3 erfüllt. Könnte dieses ranghöchste (Figur 4) Kriterium von keiner der realisierbaren Konfliktlösungsmaßnahmen erfüllt werden, würden die Konfliktlösungsmaßnahmen bezüglich des rangfolgenden Kriteriums (auflaufenden Zug 2 minimal stören) bewertet werden. Dieses Kriterium würde von der Maßnahme M1 erfüllt werden. Die Konfliktlösungsmaßnahme M3 mit einem Überholvorgang im Bahnhof C sieht vor, daß Zug 2 in den Streckenabschnitten 6, 7 seine Geschwindigkeit V₂ (Linie L2') geringfügig vermindert, so daß er um eine Stutzzeit tST2 verspätet den Bahnhof C ohne Halt passiert. Anschließend kann er seine Geschwindigkeit erhöhen, um sich der gestrichelt angedeuteten unverzögerten Geschwindigkeitslinie L2 wieder anzunähern.FIG. 5 shows in detail the conflict resolution measure M3 in station C already explained in connection with FIG. 3, which is preferred in this description example with regard to the evaluation with the highest priority ("keep connections") according to FIG. 4, because for train 1 in station C. a punctual arrival with a subsequent waiting time t w1 is required. This assessment criterion (keep track of train 1) is only met by measure M3. If this highest ranking criterion (FIG. 4) could not be met by any of the realizable conflict resolution measures, the conflict resolution measures would be evaluated with respect to the ranking criterion (minimally disturbing move 2). Measure M1 would meet this criterion. The conflict resolution measure M3 with an overtaking process in station C provides that train 2 in route sections 6, 7 slightly reduces its speed V₂ (line L2 '), so that it is delayed by a stop time t ST2 and passes station C without stopping. He can then increase his speed in order to approach the undelayed speed line L2 indicated by the broken line.

Der Zug 1 hält auf einem Nebengleis im Bahnhof C während der Wartezeit tW1 zumindest solange, bis der Belegungszeitrahmen R112' überlappungsfrei an den Belegungszeitrahmen R212' anschließt.The train 1 stops on a siding in the station C during the waiting time t W1 at least until the occupancy time frame R112 'connects to the occupancy time frame R212' without overlap.

Aufgrund stark schwankender Streckenabschnittslängen oder einer nur kurzzeitigen Geschwindigkeitsverminderung eines grundsätzlich mit ausreichender Geschwindigkeit in ausreichendem Abstand vorausfahrenden Zuges können eine oder wenige aufeinanderfolgende Belegungszeitrahmen-Überlappung(en) auftreten. Durch die gemeinsame Auswertung der Elementarkonfliktsignale benachbarter Streckenabschnitte ist erkennbar, ob sich die Belegungszeitrahmen-Überlappungen zu einem "harten Auflaufkonflikt" (Figur 2) weiterentwickeln oder ob es sich nur um eine temporäre Belegungszeitrahmen-Überlappung handelt, die kein Eingreifen erfordert.One or a few consecutive occupancy time frame overlap (s) may occur due to strongly fluctuating route section lengths or a brief decrease in speed of a train that is generally traveling at a sufficient speed at a sufficient distance. By jointly evaluating the elementary conflict signals of adjacent sections of the route, it can be seen whether the occupancy time frame overlaps develop into a "hard run-up conflict" (FIG. 2) or whether it is only a temporary occupancy time frame overlap that does not require any intervention.

Ein weiterer möglicher Konfliktfall besteht darin, daß der nachfolgende Zug 2 (Figur 2) unmittelbar nach dem Konfliktschwerpunkt KSP fahrplangemäß endet. Dieser Konfliktfall wird dem Konfliktfallmuster "Auflauf-Vor-Zugende" (AVZ) zugeordnet. In diesem Fall besteht das prioritätshöchste Bewertungskriterium zur Auswahl der geeigneten Konfliktlösungsmaßnahme in "Anschlüsse halten". Ist z. B. kein Anschlußzug vorgesehen, wird das rangfolgende Kriterium "Unnötiges Überholen vermeiden" (Figur 4) angewendet. Demgemäß wird nach Berechnung der Folgeverspätung des Zuges 2 infolge des Abbremsens bei vertretbarer Folgeverspätung das Zugende (endgültiger Halt) des nachfolgenden Zuges abgewartet.Another possible conflict is that the following train 2 (Figure 2) ends according to the schedule immediately after the KSP focus. This conflict case is assigned to the conflict case pattern "pre-move end" (AVZ). In this case, the highest priority evaluation criterion for the selection of the appropriate conflict resolution measure is "keep connected". Is z. B. no connecting train is provided, the ranking criterion "avoid unnecessary overtaking" (Figure 4) is applied. Accordingly, after calculating the subsequent delay of train 2 as a result of braking in the event of an acceptable subsequent delay, the end of the train (final stop) of the following train is awaited.

Eine entsprechende Strategie ist möglich, wenn die Züge absehbar auf unterschiedliche Strecken verzweigen (Auflaufkonflikt vor einer Abzweigstelle oder Abzweigbahnhof).A corresponding strategy is possible if the trains foreseeably branch off on different routes (Conflict of interest in front of a branch or branch station).

Ein weiteres Konfliktfallmuster (Einfädelkonflikt EFK) wird nachfolgend anhand der Figur 6A zusammen mit schematisch dargestellten, diesem Konfliktfallmuster zugeordneten Konfliktlösungsmaßnahmen M10, M11 beschrieben. Figur 6A zeigt zwei Züge 1, 2, aus deren fahrzeugindividuellen Daten über den voraussichtlichen Zeitpunkt und die Dauer einer zukünftigen Belegung der nachfolgenden gemeinsamen Streckenabschnitte GS1, GS2 im Streckenabschnitt GS2 ein Konfliktfall erkennbar ist (Kreuzung der Zeit-Weg-Linie L1 des Zuges 1 mit der L2 des Zuges 2). Aufgrund der den vor der Einfädelung E liegenden individuellen Streckenabschnitten IS1, IS2 zugeordneten Belegungszeitrahmen R100, R200 und den den gemeinsamen Streckenabschnitten GS1, GS2 zugeordneten, sich überschneidenden Belegungszeitrahmen R101, R201; R102, R202 wird der vorliegende Konfliktfall als Konfliktfallmuster "Einfädelkonflikt" EFK klassifiziert. Ein derartiger Konfliktfall kann auch auftreten, wenn in einem Bahnhof ein Zug neu beginnt.A further conflict case pattern (threading conflict EFK) is described below with reference to FIG. 6A together with schematically illustrated conflict resolution measures M10, M11 associated with this conflict case pattern. FIG. 6A shows two trains 1, 2, from whose vehicle-specific data about the expected point in time and the duration of future occupancy of the subsequent common route sections GS1, GS2 in the route section GS2, a conflict can be identified (crossing of the time-route line L1 of train 1 with the L2 of train 2). Based on the occupancy time frames R100, R200 assigned to the individual route sections IS1, IS2 and the overlapping occupancy time frames R101, R201 assigned to the common route sections GS1, GS2; R102, R202, the present conflict case is classified as a conflict pattern "threading conflict" EFK. Such a conflict can also occur when a train starts again at a station.

Gemäß Figur 6B besteht eine dem Konfliktfallmuster "Einfädelkonflikt" zugeordnete mögliche Konfliktlösungsmaßnahme M10 darin, daß der (langsamere) Zug 1 (Figur 6A) soweit verzögert wird, bis der zuerst von dem Zug 2 befahrene gemeinsame Streckenabschnitt GS1 wieder freigegeben ist; der Zug 1 fährt dann ohne Überlappung seines Belegungszeitrahmens R101' mit dem Belegungszeitrahmen R201' des Zuges 2 in den Streckenabschnitt GS1 ein. Durch die Verzögerung (erkennbar an der zunächst gegenüber der gestrichelt eingetragenen Linie L1 abfallenden Linie L1' in Figur 6B) des Zuges 1 ergibt sich eine Gesamtwartezeit des Zuges 1 vor der Einfädelung E von twz1.According to FIG. 6B, one possible conflict resolution measure M10 assigned to the conflict case pattern “threading conflict” is that the (slower) train 1 (FIG. 6A) is delayed until the common route section GS1 first traveled by train 2 is released again; the train 1 then enters the route section GS1 without overlap of its occupancy time frame R101 'with the occupancy time frame R201' of train 2. The delay (recognizable by the line L1 'in FIG. 6B that initially drops off from the dashed line L1) in train 1 results in a total waiting time for train 1 before threading E of t wz1 .

Eine alternative Konfliktlösungsmaßnahme M11 beim Konfliktfallmuster "Einfädelkonflikt" zeigt Figur 6C. Hier wird der schnellere Zug 2 um eine Stutzzeit tSt2 vor der Einfädelung E soweit verzögert, daß zumindest im ersten gemeinsamen Streckenabschnitt GS1 eine Überlappung der Belegungszeitrahmen R101'', R201'' vermieden wird. Durch die unterschiedlichen Geschwindigkeiten kann sich in nachfolgenden Streckenabschnitten eine erneute Überlappung ergeben. Die in Figur 6C skizzierte Konfliktlösungsmaßnahme M11 wird beispielsweise ausgewählt, wenn gemäß der Bewertungen (Figur 4) für den Zug 1 "Anschlüsse halten" höchste Priorität hat und sich der Anschlußbahnhof beispielsweise am Ende des gemeinsamen Streckenabschnittes GS1 befindet.FIG. 6C shows an alternative conflict resolution measure M11 in the case of the “threading conflict” conflict pattern. Here, the faster train 2 is delayed by a stub time t St2 before threading E so that an overlap of the occupancy time frames R101 ″, R201 ″ is avoided at least in the first common route section GS1. Due to the different speeds, there may be another overlap in subsequent sections of the route. The conflict resolution measure M11 outlined in FIG. 6C is selected, for example, if, according to the evaluations (FIG. 4), "keeping connections" has the highest priority for the train 1 and the connection station is, for example, at the end of the common route section GS1.

Figur 7 erläutert zusammenfassend (schematisch) wesentliche Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens. Ausgehend von der Erkennung einzelner Elementarkonflikte aufgrund festgestellter zeitlicher Überlappungen der vorab aus den fahrzeugindividuellen Daten berechneten Belegungszeitrahmen (Figur 1) werden die Elementarkonflikte nach beteiligten Zügen zusammengefaßt. Aus der zugweisen Zusammenschau der Elementarkonflikte erfolgt eine Klassifizierung nach vorgegebenen Konfliktfallmustern (z. B. Auflaufkonflikt ALK, Einfädelkonflikt EFK). Aus den vorgegebenen und die Möglichkeiten der Konfliktlösungsorte (z. B. Bahnhöfe) berücksichtigenden Konfliktlösungsmaßnahmen, die den jeweiligen Konfliktfallmustern und Konfliktorten zugeordnet sind, werden diejenigen Konfliktlösungsmaßnahmen ermittelt (Figur 3), die unter Berücksichtigung der jeweiligen Konfliktumgebung realisierbar sind. Den möglichen Konfliktlösungsmaßnahmen sind die für den jeweiligen Konfliktlösungsort (z. B. Bahnhöfe B, C, D) vorhandenen Lösungsmittel zugeordnet. Dabei können vorgegebene Konfliktlösungsmaßnahmen ausscheiden, wenn beispielsweise die dazu erforderlichen Resourcen/Umgebungsbedingungen (z. B. freie Ausweichgleise) temporär nicht vorhanden sind. Durch eine anschließende Bewertung nach vorgegebenen Bewertungskriterien (Figur 4) wird die bevorzugte Konfliktlösungsmaßnahme ausgewählt. Ein Leitsystem 20, das die Streckenabschnitte 6 bis 17 (Figur 2) des Streckennetzes 4 überwacht und bedarfsweise konfiguriert, wirkt beispielsweise durch funkübermittelte Steuerbefehle 21 gemäß der bevorzugten, ausgewählten Konfliktlösungsmaßnahme auf die Streckenabschnitte (z. B. 7,8) ein, um diese z. B. durch Weichenstellung zur Lösung des Konfliktfalls zu konfigurieren.FIG. 7 summarizes (schematically) essential process steps of the process according to the invention. On the basis of the detection of individual elementary conflicts based on established temporal overlaps in the occupancy time frame calculated in advance from the vehicle-specific data (FIG. 1), the elementary conflicts are summarized according to the trains involved. From the relevant overview of the elementary conflicts, a classification is made according to predefined conflict case patterns (e.g. emergence conflict ALK, threading conflict EFK). From the given conflict resolution measures, which take into account the possibilities of the conflict resolution locations (e.g. train stations) and which are assigned to the respective conflict case patterns and conflict locations, those conflict resolution measures are determined (FIG. 3) that can be implemented taking into account the respective conflict environment. The possible conflict resolution measures are those for the respective conflict resolution location (e.g. train stations B, C, D) assigned to existing solvents. Predefined conflict resolution measures can be ruled out if, for example, the necessary resources / environmental conditions (e.g. free sidings) are temporarily not available. The preferred conflict resolution measure is selected by a subsequent assessment according to predetermined assessment criteria (FIG. 4). A control system 20, which monitors the route sections 6 to 17 (FIG. 2) of the route network 4 and configures them as required, acts on the route sections (for example, 7.8) by radio-transmitted control commands 21 in accordance with the preferred, selected conflict resolution measure e.g. B. by setting the course to solve the conflict.

Das Leitsystem 20 kann beispielsweise durch eine Linienzugbeeinflussung auch auf Steuerungen 23, 24 der Fahrzeuge 1, 2 geschwindigkeitsverändernd einwirken. Einer Leiteinrichtung, die Bestandteil des Leitsystems 20 oder separat ausgebildet sein kann, werden fahrzeugindividuelle Daten beispielsweise über Funk eingespeist. Die fahrzeugindividuellen Daten ergeben sich aus den fahrplangemäß vorzusehenden Fahrstraßen für die Fahrzeuge 1, 2 und durch fahrzeugindividuelle Eigenschaften (beispielsweise Fahrzeuglänge, Geschwindigkeitsbeschränkungen, aufgelaufene Verspätungen), die ggf. auch über streckenseitig angeordnete Kommunikationspunkte übertragen und aktualisiert werden können. Aus den fahrzeugindividuellen Daten berechnet die Leiteinheit wie erläutert die den einzelnen Streckenabschnitten zugeordneten fahrzeugindividuellen Belegungszeitrahmen.The control system 20 can also act on the controls 23, 24 of the vehicles 1, 2 to change the speed, for example by influencing the line train. Vehicle-specific data, for example via radio, are fed into a control device, which can be a component of the control system 20 or separately. The vehicle-specific data result from the routes to be provided according to the schedule for vehicles 1, 2 and from vehicle-specific properties (for example vehicle length, speed restrictions, accumulated delays), which can also be transmitted and updated if necessary via communication points arranged on the route. As explained, the control unit calculates the vehicle-specific occupancy time frames assigned to the individual route sections from the vehicle-specific data.

Claims (5)

Verfahren zum Betrieb eines Streckennetzes für spurgebundene Fahrzeuge (1,2)
mit einzelnen Streckenabschnitten (6 bis 17) und mit einem Leitsystem (20), das die Streckenabschnitte (6 bis 17) überwacht und bedarfsweise konfiguriert, - bei dem den Streckenabschnitten (6 bis 17) fahrzeugindividuelle Belegungszeitrahmen (R106 bis R117; R206 bis R217) zugeordnet werden, die jeweils aus Daten über den voraussichtlichen Zeitpunkt und die Dauer einer zukünftigen Belegung des jeweiligen Streckenabschnitts (6 bis 17) gewonnen werden, - bei dem der Grad der zeitlichen Überlappung (Überlappungsgrad (φ)) von Belegungszeitrahmen (R107, R207) ermittelt wird, die unterschiedlichen Fahrzeugen (1,2) für denselben Streckenabschnitt (7) zugeordnet sind, - bei dem festgestellte Überlappungen (Elementarkonflikte), die dieselben beteiligten Fahrzeuge (1,2) betreffen, für benachbarte Streckenabschnitte (7 bis 17) gemeinsam ausgewertet werden, um einen zu erwartenden Konfliktfallverlauf (KV) zu ermitteln, - bei dem der zu erwartende Konfliktfallverlauf (KV) nach vorgegebenen Konfliktfallmustern (ALK, EFK) klassifiziert wird, - bei dem zunächst aus Konfliktlösungsmaßnahmen (M1 bis M4), die für das klassifizierte Konfliktfallmuster (ALK) vorgegeben sind, situationsspezifisch realisierbare Konfliktlösungsmaßnahmen (M1 bis M4) ermittelt werden, - bei dem dann nur die realisierbaren Konfliktlösungsmaßnahmen (M1 bis M4) mittels in einer vorgebbaren Rangfolge vorgebbarer Bewertungskriterien für das jeweilige Konfliktfallmuster (ALK, EFK) bewertet werden, -- indem mit dem ranghöchsten Bewertungskriterium beginnend festgestellt wird, ob das Bewertungskriterium von keiner Konfliktlösungsmaßnahme (M1 bis M4) erfüllt wird, wobei in diesem Fall das rangnachfolgende Bewertungskriterium angewendet wird, - bei dem eine Konfliktlösungsmaßnahme (M3) angewendet wird, die das Bewertungskriterium erfüllt, und - bei dem zum Umsetzen dieser Konfliktlösungsmaßnahme (M3) Steuerbefehle (21) an das Leitsystem (20) zur Konfiguration der Streckenabschnitte (6 bis 17) und/oder an Steuerungen (23,24) der beteiligten Fahrzeuge (1,2) übermittelt werden. Method for operating a route network for track-bound vehicles (1,2)
with individual route sections (6 to 17) and with a control system (20) which monitors the route sections (6 to 17) and configures them if necessary, - in which the vehicle-specific occupancy time frames (R106 to R117; R206 to R217) are assigned to the route sections (6 to 17), which are obtained from data about the expected time and duration of future occupancy of the respective route section (6 to 17), - in which the degree of temporal overlap (degree of overlap (φ)) of occupancy time frames (R107, R207) is determined, which are assigned to different vehicles (1, 2) for the same route section (7), - in the case of identified overlaps (elementary conflicts), which relate to the same participating vehicles (1, 2), are jointly evaluated for neighboring route sections (7 to 17) in order to determine an expected course of the conflict (KV), - in which the expected course of the conflict (KV) is classified according to predetermined conflict patterns (ALK, EFK), - First of all, conflict-specific measures (M1 to M4) that can be implemented in a situation-specific manner are determined from conflict resolution measures (M1 to M4) that are specified for the classified conflict case pattern (ALK), - in which then only the realizable conflict resolution measures (M1 to M4) are assessed by means of assessment criteria which can be predetermined in a predeterminable order for the respective conflict case pattern (ALK, EFK), - by using the highest ranking evaluation criterion beginning with determining whether the assessment criterion is not met by any conflict resolution measure (M1 to M4), in which case the ranking assessment criterion is used, - using a conflict resolution measure (M3) that meets the assessment criterion, and - Control commands (21) for implementing this conflict resolution measure (M3) are transmitted to the control system (20) for configuring the route sections (6 to 17) and / or to controls (23, 24) of the vehicles (1, 2) involved. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine Überlappung erst festgestellt wird, wenn der Überlappungsgrad (φ) einen Schwellwert überschreitet.Method according to claim 1,
characterized in that
an overlap is only determined when the degree of overlap (φ) exceeds a threshold value. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Schwellwert, vorzugsweise streckenabschnittsindividuell, einstellbar ist.Method according to claim 2,
characterized in that
the threshold value, preferably individually for each section, can be set. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Elementarkonflikte chronologisch in der Reihenfolge ihres Auftretens ausgewertet werden.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
the elementary conflicts are evaluated chronologically in the order in which they occur. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Belegungszeitrahmen (R) jeweils zumindest aus der Summe der Fahrzeit des Fahrzeugs vom Einfahren bis zum vollständigen Verlassen des jeweiligen Streckenabschnitts (tF,tR) und der für die Konfiguration des Streckenabschnitts erforderliche Zeit (tFB,tAUF) gebildet werden.Method according to one of the preceding claims,
characterized in that
the occupancy time frame (R) is in each case formed at least from the sum of the travel time of the vehicle from entering until it has completely left the respective route section (t F , t R ) and the time required for the configuration of the route section (t FB , t AUF ).
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