ETCS Level 2 am EBL

Im Eisenbahnbetriebslabor (EBL) Dübendorf wird der europäische Zugsicherungsstandard ETCS Level 2 realitätsnah an Modelleisenbahnen erforscht. Dieses Projekt entwickelt einen Adapter, der die Kommunikation zwischen dem Zugsicherungssystem und dem elektronischen Stellwerk automatisiert, um einen realitätsnahen Betrieb zu ermöglichen.

Ausgangslage

Das EBL in Dübendorf bildet den Schweizer Schienenverkehr mit Modelleisenbahnen, echten Stellpulten und funktionierenden Signalen realitätsnah ab. Die FHNW hat den Auftrag, auf einer dieser Strecken den Internationalen Standard ETCS Level 2 zu implementieren – ein System, das Hardware an der Strecke reduziert und Fahrtinformationen kontinuierlich per Funk direkt an den Zug sendet.

Vorherige Studierendenteams haben bereits wichtige Grundlagen geschaffen: Es existieren modifizierte Züge, die per TCP über WLAN kommunizieren und mittels Odometrie (Radumdrehungsmessung), sowie RFID-Scannern ihre Position bestimmen. Zudem steht ein Zugsicherungssystem zur Verfügung, welches die Züge überwacht und Fahrerlaubnisse ausstellt. Ein kritische Lücke bestand jedoch in der Anbindung an das Stellwerk: Um Weichen und Signale für eine Fahrt einzustellen, war bisher ein manueller Zwischenschritt am Stellwerk nötig.

Zielsetzung

Das Hauptziel dieses Projekts war die Automatisierung des Prozesses der Zugsicherung, um manuelle Eingriffe zu eliminieren. Die Herausforderung bestand darin, eine Kommunikationsschnittstelle zu der bestehenden Stellwerks-Logik zu schaffen, ohne diese komplett neu nachbilden zu müssen ("Single-Source-of-Truth"). Auch wichtig war die Fahrstrassen richtig und konsequent sichern zu können.

Konkret sollte ein Stellwerk-Adapter entwickelt werden. Dieser muss Fahrstrassenanforderungen unserer Software entgegennehmen und per TCP die entsprechenden Fahrstrassen auf dem Stellwerk einstellen, damit Signale und Weichen automatisch in den korrekten Zustand gebracht werden.

Ergebnisse

Durch die Entwicklung des STW-Adapters konnte die Lücke zwischen dem Zugsicherungssystem und dem Stellwerk geschlossen werden. Der zuvor manuell ausgeführte Prozess der Fahrstrasseneinstellung läuft nun automatisiert ab. Ebenso wurde der Betrieb robuster gemacht.

• Implementierung des STW-Adapters (STW-A) zur Kommunikation via TCP.
• Erfolgreiche Anbindung der Software an die Stellwerkslogik.
• Automatisches Setzen von Fahrstrassen (Weichen und Signale) durch Softwarebefehle.
• Realisierung einer vereinfachten, aber funktionalen Simulation von ETCS Level 2.
• Erhaltung der "Single-Source-of-Truth" durch Nutzung der bestehenden Stellwerks-Software.

Das Ergebnis ist eine funktionierende Modellstrecke, auf der ein Zug basierend auf seiner Fahrerlaubnis automatisch verkehren und die Infrastruktur (Weichen/Signale) ohne menschliches Zutun vom System gesteuert wird. Das ganze auf ETCS Level 2.

Technische Schlüsselbegriffe

• ETCS Level 2European Train Control System
• ERTSMEuropean Rail Traffic Management System
• EBLEisenbahnbetriebslabor
• ZugsicherungÜberwachung des Bahnverkehrs
• StellwerkSicherung von Fahrwegen
• TCP/IPNetzwerkkommunikation
• C#Programmiersprache
• Rx.NETProgrammierparadigma, Reaktives Programmieren

Kunde

Eisenbahnbetriebslabor Schweiz AG
Überlandstrasse 271
8600 Dübendorf
EBL Schweiz

Team