專利名稱：控制和檢查交通系統(tǒng)的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及根據(jù)發(fā)明權利要求1或10的前序部分的方法和設備。
在信號控制臺中使用各種操作為鐵路交通分配通行路線。根據(jù)安全路線圖(secured chart)原理工作的電子信號控制臺具有在其中繪出全部可控路線的存儲器。DE-AS1030383(還可參看DE-PS3535785C2，第4列，第38-47行)描述一種電子信號控制臺，其中，包含在各個通行路線中的所有通行路線段的目標載荷均存儲在存儲單元內部的表格中。各個通行路線段的信號命令由目標載荷和實際載荷之間的偏差導出。然而，這需要極大的存儲容量，這種存儲容量基本上與待控制系統(tǒng)的規(guī)模同步增長。在較大的火車站，在特定條件下需要對超過50000個的起始/終止組合編程。因此，為了達到所需的安全性，必須保證正確地選擇和存儲與選擇可控通行路線相關的所有數(shù)據(jù)。
然而，為了確保最高程度的安全性，現(xiàn)在主要使用電子軌道行車表(track diagram)信號控制臺，例如DE-PS3232308描述的。在搜索通行路線的過程中，計算機，由起始和終止標記，將數(shù)據(jù)單元輸入到與軌道行車表相連的互聯(lián)計算機系統(tǒng)中，由此，將數(shù)據(jù)單元布置在多個切換點，其中的大部分在以后是不需要的。在電子信號控制臺中對數(shù)據(jù)單元進行不必要的存儲和刪除導致“多余”的處理步驟，這樣作，特別是在復雜系統(tǒng)中，是很不合算的。
為了降低費用，DE-PS3535785C2給出的過程是在靠近漸變切換點的軌道段中存儲目標組信息，這簡化了對通行路線的搜索。然而，正確的判斷和在各個存儲單元中分配存儲信息需要相應的開銷。
DE4320574A1描述了簡化的系統(tǒng)檢查，該系統(tǒng)由根據(jù)軌道行車表原理運轉的電子信號控制臺控制。各個局部控制同步地分配給多個軌道段，以便一起發(fā)送“清除”消息和取消信息。由此，可以避免由各個軌道段的操作條件突變產(chǎn)生的操作干擾。然而，即使是這種優(yōu)選的解決方法仍不能為電子信號控制臺帶來更多的簡化。
對所需的安全標準進行檢查也是重要的。在DE-PS3232308中，通過發(fā)送和比較不同的數(shù)據(jù)單元可以識別出可能發(fā)生的、導致發(fā)送數(shù)據(jù)變化的結構部件的停機故障。然而，這將增加開銷，且不能實現(xiàn)綜合安全測試。
從DE-AS2402875可知，通過兩個獨立過程，以雙倍的開銷，獲取與安全性有關的所有重要命令可以防止處理錯誤，由此在單次計算機操作中，利用兩個不同的程序執(zhí)行兩次命令計算，并執(zhí)行周期性的命令檢查程序，據(jù)此比較計算得到的命令。
此外，EP0683082A1描述了一種設備，其中，控制系統(tǒng)操作員幾乎不需要檢查任何任務。通過指示設備讀出事先編程好的切換條件組合，并檢測是否與存儲在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的邏輯規(guī)則一致。這些邏輯規(guī)則在設計信號控制臺時進行配置，并用來檢測準確性。為了確保綜合安全性，必須以很大的代價為所有可能發(fā)生的切換條件提供無錯誤的邏輯規(guī)則。
因此，本發(fā)明的任務是提供一種控制和檢查具有控制和檢查單元的交通系統(tǒng)的方法，利用這種方法能夠在滿足高安全性要求的條件下，以較低的代價控制至少兩條用于軌道導向車輛的軌道。此外，產(chǎn)生了根據(jù)本發(fā)明過程運轉的交通控制系統(tǒng)，這種過程的費用低廉，并滿足高度的安全標準。
這項任務可以由權利要求1或8的特征部分列出的裝置完成。本發(fā)明優(yōu)選實施方案列在附屬權利要求中。
根據(jù)本發(fā)明的過程允許簡化交通系統(tǒng)的設計，特別是鐵路技術中的電子信號控制臺。使用兩種獨立的控制和檢查方法可以降低系統(tǒng)設計成本，增加操作安全性。利用建立通行路線的命令，以及建立附加通行路線和動作的其它命令，控制過程將與該通行路線對應的所有控制單元閉鎖，然后激活這些控制單元，由此，控制過程執(zhí)行的控制/切換單元的位置或條件的每一次變化，只能通過獨立于控制過程的檢測過程，在成功地檢測到允許之后進行。因此，控制過程能夠以較低的成本實現(xiàn)，因為安全檢查由獨立于控制過程的檢查過程完成，這與對是否允許控制單元的位置或條件發(fā)生變化而進行的檢查是不同的。
控制過程優(yōu)選地根據(jù)安全路線圖原理運轉。對由控制過程根據(jù)安全路線圖原理對建立和取消通行路線操作進行的檢查，在該情況下，通過根據(jù)軌道行車表原理進行的檢查過程實現(xiàn)，由此，在每種情況下，都要檢測閉鎖和激活的控制和/或檢查單元是否已經(jīng)用于先前建立的通行路線，是否已經(jīng)閉鎖。
根據(jù)安全路線圖原理，通過構造一個記錄各種通行路線的控制單元的位置和條件的流程圖，設計控制過程是很簡單的。由此，通行路線可以方便地進行切換，因此可以避免根據(jù)軌道行車表原理進行的、具有上述問題的、費用高昂的通行路線搜索。然而，由控制過程借助檢查過程，對提供給切換單元的位置和務件進行的檢查，優(yōu)選地是根據(jù)軌道行車表原理，并考慮到對其它路線閉鎖的控制單元的所有位置和條件進行的。由此，不再根據(jù)眾多的預定義邏輯規(guī)則，而是根據(jù)整個系統(tǒng)的實際條件檢查切換位置和條件。增加的操作安全性來自這種綜合檢查。此外，根據(jù)軌道行車表原理進行的檢查費用低廉，因為避免了為建立通行路線而執(zhí)行費用高昂的、正確全面的檢查規(guī)則。
特別是利用現(xiàn)代控制技術有可能根據(jù)軌道行車表以低廉的費用實現(xiàn)控制過程。為確保所需的安全性，在這種情況下，根據(jù)安全路線圖原理執(zhí)行獨立于控制過程的檢查過程。利用最少可能費用，根據(jù)本發(fā)明的測量能夠依據(jù)兩個獨立的過程實現(xiàn)系統(tǒng)控制，滿足設計的軌道布局和所需的安全等級?？刂七^程優(yōu)選地在較小的系統(tǒng)中根據(jù)安全路線圖原理實現(xiàn)，而在較大的系統(tǒng)中根據(jù)軌道行車表原理實現(xiàn)。然而，它避免了實現(xiàn)控制過程所需的較大開銷，因為通過使用獨立于控制過程的檢查過程可以更加容易地實現(xiàn)所需的安全性檢查。
利用附圖，在下面的實例中將更加貼切地描述本發(fā)明，其中

圖1示出具有兩條平行軌道的鐵路系統(tǒng)，這兩條軌道通過兩條互連軌道和兩個切換點連接在一起，圖2示出圖1系統(tǒng)的軌道行車表，圖3示出已建立由C到B的通行路線的軌道行車表，和圖4示出已建立從A到D的通行路線的軌道行車表。
圖1示出具有兩條從A到B或從C到D的平行軌道GL1、GL2的鐵路系統(tǒng)，這兩條軌道通過兩條連接軌道GL12、GL21和兩個切換點W1、W3或W4、W2連接在一起，切換點W1、W3或W4、W2分別與連接軌道GL12、GL21相連。軌道GL1、GL2分割成不同的段，各段分別由清除-信號指示器FM1、…、FM14檢查。在切換點W1、…、W4附近直到相應的連接軌道GL12、GL21的中部的鐵軌段由清除-信號指示器FM3、FM5、FM10和FM12檢查。信號S1、S4、S7或S8順序地連接到分配給清除-信號指示器FM1、FM7、FM8和FM14的段。信號S2和S3或S6和S7分配給與清除信號指示器FM14和FM11對應的段。
下述通行路線可以在點A、B、C和D之間建立，從點A或點C出發(fā)(不包括切換路線)通行路線1由A經(jīng)軌道GL1到B，通行路線2由A經(jīng)軌道GL1、連接軌道GL12、軌道2、連接軌道GL21和軌道GL1到B，通行路線3由A經(jīng)軌道GL1、連接軌道GL12和軌道2到D(見圖4)，通行路線4由C經(jīng)軌道GL2到D，通行路線5由C經(jīng)軌道GL2、連接軌道GL21和軌道1到B(見圖3)。
利用建立通行路線(例如通行路線1)的命令，考慮建立附加通行路線(例如，通行路線2、3、4、或5中的一條)的其它命令，由控制過程閉鎖與該通行路線對應的所有控制單元，然后激活這些控制單元。由控制過程執(zhí)行的控制單元位置和條件的每一次變化只能在獨立于控制過程的檢查過程成功地檢查到允許之后發(fā)生。對建立和取消(可能的話)通行路線操作進行的檢查，如由控制過程根據(jù)安全路線圖原理執(zhí)行一樣，由檢查過程根據(jù)軌道行車表執(zhí)行，由此，在每種情況下，都要檢查被閉鎖或激活的控制和/或檢查單元是否已經(jīng)用于先前建立的通行路線，是否已閉鎖這些單元。
對于通行路線1、…、5，軌道段S1、…、S8,W1、…、W4,FM1、…、FM14安置在表格1列出的條件。表格1對應于DE-AS1030383描述的表格，在其中存儲了包含在各個通行路線中的所有通行路線的目標載荷。因此，可以利用控制過程激活通行路線1、…、5。
表格1
為確保根據(jù)安全路線原理運轉的信號控制臺達到所需的安全標準，例如從DE-AS1030383得知的，必須選擇非常高的安全標準，特別是在軟件的設計過程中。所謂的軟件完整性等級(Software IntegrityLerel)由歐洲標準(European Norm)EN50126規(guī)定的程確定。因此，考慮了各種風險因子(對人類生命的危害，對人類健康的危害，對環(huán)境的危害，對財產(chǎn)的危害)。在上述標準中規(guī)定了下述的軟件完整性等級表格2
因此，考慮到根據(jù)歐洲標準EN50128的最高軟件完整性等級，根據(jù)安全路線圖原理運轉的已知信號控制臺必須花費較大的費用進行設計和運行。因此，在具有大量通行路線的火車站，其結果是這些已知信號控制臺需要巨大的開銷。
于是，本發(fā)明確保在設計根據(jù)安全路線圖和軌道行車表原理的結合運轉的信號控制臺的過程中所考慮的安全等級風險因子可以降低，這樣控制過程所需的軟件，在保證所需的安全標準同時，可以為信號控制臺以較低的軟件完整性等級配置，由此降低了成本。
由控制過程根據(jù)安全路線圖原理執(zhí)行的控制單元位置或條件的每一次變化只能在獨立于控制過程的檢查過程成功地檢查到許入之后進行。從標準EN50128的B,17部分或DE-AS2402875可知，當以兩種獨立的方式獲得與安全性有關的所有重要命令時可以防止處理錯誤，由此，在單次計算機操作中，利用兩個不同的程序和周期性命令檢查程序執(zhí)行兩次命令處理，據(jù)此比較計算出的命令。因為檢查過程獨立于控制過程，是根據(jù)軌道行車表原理，可以對控制/切換單元的位置或條件變化進行不同的許入檢查。不是通過兩個獨立的過程以高昂的代價處理控制命令，而是根據(jù)安全路線圖原理獲得一條命令計算，再根據(jù)軌道行車表原理由獨立的檢查過程獲得另一條命令計算。如已知的，根據(jù)軌道行車表原理進行的檢查可保證高度的安全性。因為避免了根據(jù)軌道行車表系統(tǒng)進行的通行路線搜索和過程控制，所以能夠以較低的成本設計和實現(xiàn)檢查過程。對控制過程根據(jù)安全路線圖原理規(guī)定的通行路線的建立和取消(可能的話)操作進行的檢查由檢查過程根據(jù)軌道行車表原理進行，其中要檢查在每種情況下待閉鎖和激活的控制和/或檢查單元是否已經(jīng)用于先前建立的通行路線，是否因而被閉鎖。
控制過程和與其獨立的檢查過程可以利用存儲在并行或獨立操作系統(tǒng)中或者只存儲在單個計算機中的軟件控制。為了簡化，以下假定，如圖1所示，控制過程由控制過程計算機PR1控制，檢查過程由檢查過程計算機PR2控制。控制過程計算機PR1具有在其中存儲安全路線圖數(shù)據(jù)的存儲器。檢查過程計算機PR2具有在其中存儲可控通行路線的存儲器，該存儲器優(yōu)選地存儲被檢路線網(wǎng)絡的軌道行車表。對控制單元的控制和對軌道段條件的檢查由從現(xiàn)有技術得到的信號控制臺完成。
當控制過程建立通行路線1時，與對通行路線的其它請求相應的所有控制單元閉鎖和被激活。如果通行路線5已經(jīng)建立，那么屬于通行路線5的軌道段條件存儲在檢查過程計算機PR2中。控制過程可以自動地控制通行路線。為確保所需的安全性，在根據(jù)軌道行車表原理進行的檢查過程中逐單元地驗證控制過程根據(jù)安全路線圖原理作出的所有控制命令，這種驗證是根據(jù)控制單元的實際位置和從檢查單元獲得的已有信息，并考慮到已經(jīng)建立的通行路線進行的，特別是不相容的通行路線和需要的側面保護，檢查并確定沒有沖突。然而，如果控制過程發(fā)生錯誤，且例如信號S3將設置為“行”，盡管在先前建立的通行路線中將其設置為“停”(見表格3)，這可以立即由檢查過程根據(jù)存儲在檢查計算機中的、屬于通行路線5的軌道段條件確定，由此終止控制過程，并報警出錯。
表格3
檢查過程還確定對已建立的側面保護是否可靠。在通行路線5中，如圖3所示，側面保護由切換點W1、信號S3和S8實現(xiàn)。切換點W1閉合在“直行”位置，信號S3和S8處于“停”位置。在通行路線3中，如圖4所示，側面保護由信號S2、S5和S4實現(xiàn)。信號S3和S8閉合在“?！蔽恢谩Ｔ谕ㄐ新肪€清除之前，檢查過程再次確定是否與其它通行路線或已有的規(guī)則沖突。在通行路線清除之后(例如，通行路線1在取消通行路線5之后清除)，其數(shù)據(jù)存儲在檢查過程計算機PR2的存儲器中，并用于對控制過程的動作進行二次檢查。
在成功地執(zhí)行完建立通行路線的命令之后，例如，控制過程確定在安全路線圖(表)列出的相應行中的段是否用于其它路線，是否為切換而保留或清除(因此，控制過程看到的不是路線，而是任意地安排的安全路線圖行中的段)。一旦安全路線圖某行中的所有單元被清除并為建立新路線而保留，就根據(jù)軌道行車表原理進行二次檢查。由此，根據(jù)軌道行車表過程工作的檢查過程至少利用每個已建立路線的軌道布局數(shù)據(jù)。二次檢查能夠以更高或更低的代價進行。例如，只對控制過程產(chǎn)生的變化進行測試，以確定這些變化是否會產(chǎn)生正確的路線激活。例如，如果將錯誤的設置提供給切換點，這將不能被控制系統(tǒng)識別，因為控制系統(tǒng)沒有軌道網(wǎng)絡布局和路線布局的知識。這種錯誤很容易被根據(jù)軌道行車表原理、獨立于控制過程進行工作的檢查過程識別，因為由于切換點的錯誤設定，軌道在其端點之間斷開。類似地，在可應用的場合，可以識別不完整的設定。進一步講，檢查過程甚至可以檢查附加的基本要求，例如側面保護、最大允許速度等。
檢查優(yōu)選地，如上段所述，在安全路線圖行中列出的所有單元均被保留之后進行。在成功地檢查之后，路線作為一個整體建立。此外，還有可能在改變每個單元之前執(zhí)行檢查。
在本發(fā)明優(yōu)選實施方案中，根據(jù)軌道行車表原理運轉的檢查過程由一系列參數(shù)確定，這些參數(shù)允許對用戶特殊設定以進行二次檢查。這可以由控制過程執(zhí)行，并且獨立于待建立的路線布局(例如，將分散配置的信號燈連接到用于快速列車交通的路線)。因此，信號燈成為相應的安全路線圖行中的一個單元，并由檢查過程在一系列參數(shù)的幫助下進行檢查。
如開頭所述，在小系統(tǒng)中利用安全路線圖原理更容易實現(xiàn)控制過程，而在較大的系統(tǒng)中，利用軌道行車表原理更容易實現(xiàn)控制過程(檢查過程由軌道行車表或安全路線圖原理實現(xiàn))。在其間是根據(jù)安全路線圖原理或軌道行車表原理可以以幾乎相同的開銷實現(xiàn)控制過程的范圍。應當注意系統(tǒng)可以擴展，隨著每一次換代，產(chǎn)品應當具有逐漸提高的性能。因此，選擇實現(xiàn)控制過程的原理應當根據(jù)具體情況，并考慮已有的基本需求和已確定的發(fā)展前景。
因此，考慮到需要滿足的所有安全性要求，這兩種過程的性能優(yōu)選地應當相互融合。例如，如果檢查過程優(yōu)選地需要較高的性能，那么為滿足安全性要求，可以降低控制過程的性能。
這兩種過程的系統(tǒng)結構優(yōu)選地是模塊化的，這樣，它們可以根據(jù)要滿足的安全性要求以較小的開銷實現(xiàn)。
權利要求
1．一種控制和檢查交通系統(tǒng)的方法，它具有控制和檢查單元，并利用控制過程控制至少兩條用于軌道導向車輛的軌道，該控制過程根據(jù)建立通行路線的命令，以及其它建立附加通行路線和激活的命令，閉鎖所有與該通行路線對應的控制單元，然后相應地激活它們，其特征在于，控制過程執(zhí)行的控制單元位置和條件的每一次變化只能在獨立于控制過程的檢查過程成功地檢查到許入之后進行，其中，對每一種情況都進行檢查以確定為建立和取消通行路線而閉鎖和激活的控制和/檢查單元是否已經(jīng)用于先前建立的通行路線，是否因此已經(jīng)被閉鎖。
2．根據(jù)權利要求1的方法，其特征在于控制過程根據(jù)軌道行車表(track diagram)原理進行，檢查過程根據(jù)安全路線圖(secured chart)原理進行，或者，控制過程根據(jù)安全路線圖原理進行，檢查過程根據(jù)軌道行車表進行。
3．根據(jù)權利要求1或2的方法，其特征在于檢查過程進行的檢查在閉鎖所有控制單元之后作為一個整體或在閉鎖每個控制單元之后和改變每個控制單元之前進行。
4．根據(jù)權利要求2或3的方法，其特征在于在依據(jù)軌道行車表原理進行的檢查過程中，根據(jù)控制單元的實際位置、從檢查單元獲得的已有信息，考慮到已建立的規(guī)則，特別是待建立的通行路線，以及與先前建立的通行路線和/或所需的側面保護是否沖突，來驗證控制過程根據(jù)安全路線圖原理作出的所有控制命令，如果沒有沖突，那么就測試和清除這些命令。
5．根據(jù)權利要求4的方法，其特征在于根據(jù)軌道行車表原理運行的檢查過程具有一系列參數(shù)，這些參數(shù)用于檢查沒有與待激活軌道直接相連的設置。
6．根據(jù)上述權利要求之一的方法，其特征在于檢查過程根據(jù)鐵路技術安全規(guī)范逐單元地進行確認。
7．根據(jù)上述權利要求之一的方法，其特征在于控制過程檢查通行路線的建立，然后取消控制單元以取消通行路線。
8．根據(jù)權利要求2-7之一的方法，其特征在于由檢查過程清除的通行路線數(shù)據(jù)存儲在存儲器中，存儲器由檢查過程控制，檢查過程已經(jīng)包含先前建立的通行路線數(shù)據(jù)，并用來進一步檢查待建立的通行路線。
9．根據(jù)權利要求8的方法，其特征在于存儲在存儲器中通行路線由檢查過程逐單元地取消，并取消在為其建立通行路線的車輛通過的過程中被清除的各個單元。
10．執(zhí)行根據(jù)權利要求1的控制和檢查交通系統(tǒng)的方法的設備，它具有控制和檢查單元，利用這兩個單元，控制過程可以控制至少兩條用于軌道導向車輛的軌道，控制過程根據(jù)分配通行路線的命令，以及分配附加通行路線和激活的其它命令，閉鎖所有與該通行路線對應的控制單元，并激活它們，其特征在于控制過程產(chǎn)生的控制單元位置或條件的每一次變化只能在獨立于控制過程的檢查過程成功地檢查到許入之后進行，其中，控制過程和獨立的檢查過程由存儲在并行或獨立工作的計算機中，或只存儲在單個計算機中的軟件控制。
11．根據(jù)權利要求10的設備，其特征在于控制過程根據(jù)軌道行車表原理運行，檢查過程根據(jù)安全路線圖原理運行，或者，控制過程根據(jù)安全路線圖原理運行，檢查過程根據(jù)軌道行車表原理運行。
12．根據(jù)權利要求10或11的設備，其特征在于控制過程由控制過程計算機(PR1)控制，檢查過程由檢查過程計算機(PR2)控制。
13．根據(jù)權利要求12的設備，其特征在于控制過程計算機(PR1)具有存儲安全路線圖數(shù)據(jù)的存儲器，檢查過程計算機(PR2)具有存儲已建立的通行路線的存儲器，該存儲器優(yōu)選地存儲受檢查的路線網(wǎng)絡的軌道行車表，或者其中檢查過程計算機(PR2)具有存儲安全路線圖數(shù)據(jù)的存儲器，控制過程計算機(PR1)具有存儲已建立的通行路線的存儲器，該存儲器優(yōu)選地存儲受檢查的路線網(wǎng)絡的軌道行車表。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種交通控制系統(tǒng)的控制和檢查過程,該系統(tǒng)具有執(zhí)行機構和檢查單元,可以由控制過程控制至少兩條有軌車輛的軌道交通,控制過程根據(jù)對通行路線分配的要求,以及建立附加路線和控制操作的其它要求,閉鎖屬于該通行路線的所有執(zhí)行機構。為此,由控制過程控制的執(zhí)行機構的位置和條件的每一次變化,只有在獨立于控制過程的檢查過程成功地檢測到許可后才能實現(xiàn),在每種情況下,檢查過程要檢測待閉鎖或激勵,以分配或釋放通行路線的執(zhí)行機構和/或檢查單元是否應用,是否因此已閉鎖。
文檔編號B61L19/00GK1228742SQ97197401
公開日1999年9月15日 申請日期1997年8月19日 優(yōu)先權日1996年8月23日
發(fā)明者S·格爾曼, R·古特克內赫特, U·聰?shù)?申請人:瑞士西門子有限公司