列车控制/列车管理的标记化

在本文中，我们概述了ÖBB-Infrastruktur AG在区域线路铁路系统中的工作。在本文的第一部分中，我们描述了我们的起始位置，并概述了我们的工作假设。然后，本文的第二部分将重点介绍拟议系统的可能实现，特别是一个通证化解决方案。

区域铁路约占奥地利铁路网的1400公里(约30%)，对于具有吸引力的区域人口和交通至关重要货物交通工具。此外，这些线路在当今具有很大的支持潜力脱碳计划。根据实际趋势，预计在不久的将来，这些线路的产能需求将不断增长。另一方面，这些基础设施都配备了遗留系统。这些区域线路的管理、维护、更新和运营通常以最低的投资进行，无法实现预期的运力增长。事实上，大量使用的区域线路几乎和干线一样复杂和昂贵。

目前的技术发展，如物联网(IoT)、5G、智能人工智能(AI)设备和区块链，为彻底重新思考铁路运营的总体概念铺平了道路。在许多奥地利区域线路上，定期更新周期即将到来。因此，ÖBB-Infrastruktur AG必须定义和开发一种合适的方法，以实现有效和精简的铁路网络，显著降低运营和维护成本，同时在相同或更好的安全水平下提供更多的运力。这一举措的结果架构将是整个未来十年规划的基础。

在这个方向上的第一步是由Österreichische Forschungsförderungsgesellschaft (FFG)支持的公共资助的研发项目“迈向自动化铁路运营(TARO)”。该项目由广泛的中型合作伙伴和科学机构组成的联盟推动，如AIT、EBE-Solutions、超级计算公司和FH Wels。该项目设想并具体规定了整个新的区域铁路系统。同时，生成的想法和提议的方法在演示中受到技术和方法上的挑战。通过这种敏捷方法，概念要么被撤回，要么在现场测试中进一步进行。

工作假说

这个研发项目的第一个工作假设是通过虚拟化或尽可能减少元素的数量来大量减少现场物理元素的数量(光信号，轴计数器等)。第二个关注点是剩余要素的成本。有线连接被无线连接所取代，从而减少了布线。由于现场元素不仅需要数据连接，通过评估自主供应和能量收集的可能性，电力供应也是该项目的目标。

该项目的第二个工作假设是，通过遵循精益方法，在设想的新CCS系统的核心安全逻辑中大幅减少规则的数量和复杂性。其余规则基于ETH Zürich硕士论文“最小规则下的铁路运营”，该论文得到了证实和扩展。总的来说，这个系统的一个主张是尽量减少元素、过程和方法的变化数量，以及程序异常和特殊处理的数量。因此，编程的复杂性降低了，解决方案可以很容易地组件化。

该项目的第三个工作假设是符合欧洲标准。因此，任何拥有“ETCS标准设备”的运营商都应该能够在这些线路上操作，而无需任何额外的调整。由此得出的结论是，新系统在功能上仅基于ETCS第2级，即我们假设标准的ETCS机载设备并遵循ETCS流程，尽管它们将通过与今天不同的方法和技术方法交付。系统设计和规划组件之间使用的接口基于EULYNX标准通信接口(SCI)和参考CCS体系结构(RCA)。过程和定义面向Linx4Rail，以确保将来的证明方法。

一个标记化的解决方案

在背景介绍之后，在本文的第二部分中，我们将特别关注一种新的实施方法，我们目前正在区域铁路系统的背景下进行研究。所提议的系统架构是基于一个完全分散的模型。我们希望这样的系统在物理或网络问题以及所使用的逻辑和代码方面具有更强的弹性。该系统基于区块链技术的组件，为我们的许多技术需求提供了已建立和测试的功能。

在第一阶段，我们使用区块链作为网络和分发机制。区块链通过其去中心化设计，已经具有许多功能来发现其他节点、集成它们、监视它们的可靠性，并以安全加密的方式与它们进行开箱即用的通信。使用防篡改存储是一种有益的副作用，即通过该网络分发的任何信息、状态或数据都已被记录为防篡改日志，并导致法律确定性。

在第二阶段，系统将得到扩展，将逻辑和规则整合到智能合约中。智能合约是区块链中的代码结构，不能被不注意地修改，并且一旦设置了相应的触发器，总是保证激活。它们在功能上就像一个集中的逻辑，但由于区块链的共识机制，它们在许多分布式节点上处理。因此，它们就像一台“m-out-of - n-computer”。

基于智能合约，我们设想使用不可替代令牌(ERC 720)来反映在这个系统中管理的基础设施的各个部分(虚拟子部分)。我们之所以选择这种模式，是因为一个令牌在某个时间点只能由一方“拥有”，从而确保独占性使用。

结论

无论这个新的铁路系统何时投入生产，即将升级的铁路线的设备都需要遵循这个研发项目中定义的技术水平，以使其能够在这些新系统中使用。

我们展示的方法包括使用新的可用技术及其在未来几年内的预期功能，同时依赖于现有和即将推出的程序标准和接口，即ETCS、EULYNX和RCA。一般来说，术语精益、去中心化ETCS是最合适的名称。

令牌化解决方案接近铁路领域，因为令牌在该领域内并不新鲜，但长期以来一直被用作安全系统的物理基础。因此，众所周知的物理令牌将在我们正在开发的区域铁路系统中作为虚拟令牌(NFT)找到新的数字家园。