用于在路线网络上调度或控制多个运输工具运动的方法与流程

本发明涉及用于在路线网络上调度或控制多个运输工具的运动的方法，该路线网络的节点和边缘由路线元素构成。

根据当前的现有技术，轨道交通系统的安全性基于严格管控的中央系统，在中央系统内，行驶路线的所有要素例如像道岔、轨道段和信号均由呈集控站形式的中央主管级来控制并被单独分配给火车行程。因此，例如只有当由集控站在第一步骤中确定火车行程所需要的所有现场用部件的可用性且接着在第二步中为了火车行程而绑定占用和锁定所述现场用部件时，才由集控站向各自运输工具发送例如用于进行火车行程的放开或许可。一方面，迄今的自动化方法旨在通过扩大其各自空间调节范围来减少集控站数量以及操作它们所需要的员工数量。另一方面，借助位置固定的信号的信号化越来越多地被在运输工具驾驶室处的信号化取代，这就是为何通过取消位置固定的基础设施(呈信号及其电缆连接形式)进一步节约成本的原因。但这种系统对从外部进入系统或可能因系统本身内部错误而出现的干扰极为敏感。较小的起因例如像因从火车上掉落的冰块而阻挡的道岔舌已经可能导致在故障状态期间通过该道岔要分岔走的火车行程首先被阻断，并且必须通过人员的人工干预在当地负责的集控站的中央主管级中来重新调度。

尽管有很多做法来自动化和加速借助软件支持算法的使用的重新调度以实现自动化冲突识别和避免运输工具冲突，但不能完全消除由此决定的运行过程中的延迟。集控站与现场用部件之间的通讯连接中断、甚至集控站本身完全失效都会产生更大的影响。

因此，本发明基于以下任务，提供一种用于在路线网络上调度或控制多个运输工具的运动的方法，路线网络的节点和边缘由路线元素形成，该方法允许在所述网络内要维护的技术基础架构的简化以及改善其可用性并进而也提高了网络对技术干扰的抵抗力。

根据本发明，与权利要求1的前序部分相关地如此完成该任务，即，在分布式账本系统中表示为实体的每个运输工具与在该分布式账本系统内也表示为实体的路线元素缔结交易协议，其中，一个运输工具与一个路线元素的每项交易协议包含至少一个时间规范，该时间规范限定该路线元素被该运输工具占据的时间段。通过这种方式，所有路线元素的当前状态对于分布式账本系统中的所有参与者都是透明和已知的，而参与者无法事后篡改或修改所述状态。分布式账本系统本身来看在现有技术中是已知的。本发明的核心思想是，根据本发明方法，处于与沿路线网络中由各自运输工具预测和预先计划的运动路线的若干单独路线元素直接联络中的每个运输工具都协商用于预测时刻的运动授权。发生这种交易协议的基本标准是没有其它运输工具的竞争协议或干扰阻断的各路线元素的可用性。通过以该方式消除作为运输工具和路线元素之间中间人的中央主管级，明显提高调度或控制方法的可用性。由此，针对将路线元素动态调度和分配给需要其使用以实现预计运动路线的运输工具导致了明显简易化。

在此，不仅轨道交通系统可以是根据本发明的这种调度或控制方法的主题，其它交通系统例如像使用管制道路也可以是所述主题。另外，使用管制的运输工具用停靠位例如停车位、还有车辆在大门处的停留位、公共交通站点的停站位以及货物运输中的装卸点都可以是根据本发明的这种调度和控制方法的主题。因此，可以借助本发明的调度或控制方法不仅调度和控制飞行器在起飞或着陆跑道与登机门之间的停机坪上的运动，也可以调度和控制地面运输工具在高价仓库的不同工位之间的运动个工位之间的运动。另外，如果飞行路线可被分割成空间要素，则飞行器沿预定飞行路线的运动也可以是根据本发明的这种调度和控制方法的主题。为此，飞行器预先(即在开始使用前)预订在飞行路线上的其计划飞行运动，该飞行运动由相当于分布式账本系统中的实体的多个空间要素要限定的多个时刻组成。通过这种方式，对于无人驾驶飞行器如无人机也可以实现飞行路线的绑定和无冲突占用或预订。本发明的调度和控制方法可有助于实现跨国领空中的交通控制统一。在本发明意义上，“运输工具”应被视为任何类型的交通手段或运输手段，无论它们是在陆上、水中还是在空中移动。

根据本发明基础构想的一个很有意义的改进方案而规定，一个运输工具与一个路线元素的交易协议包含另一交易标准，该另一交易标准包含对于由该运输工具占用该路线元素要支付的费用。通过这种方式，用于路线元素的行驶或使用认可可以依据其它交易条件来定价。对此可想到的应用例子例如可以在于，对于使用相同的路线元素，可以议定不同的费用，例如依据路线侧服务提供时的质量标准。因此，如果只能以偏离额定状态的较慢速度驶上路线元素或者在规定时刻对路线元素占用的需求非常弱，则例如能议定较低费用。本发明的一个重要方面也在于可以依据货币交易标准来判断不同运输工具的竞争请求。因此，例如在使用受限的道路系统中，使用快车道可被定价高于使用慢车道，快车道没有拥堵交通和缓慢的交通参与者。可以通过在两个以上的相当于实体的运输工具之间依据其使用时间顺序缔结交易协议来规范不同运输工具对同一路线元素的竞争使用请求。

本发明的一个变型实施方式在此规定，分布式账本系统被设计成区块链。

本发明还规定，该方法包括第一运输工具和第二运输工具关于在限定时间期间内被第一运输工具占用的路线元素的交换或放开的至少一个交易协议。即，这意味着，一旦运输工具已借助本发明方法完成路线元素的占用，则运输工具分别相当于在同一分布式账本系统中的实体彼此之间缔结交易协议，即分别与相当于分布式账本系统的实体的其它运输工具缔约。通过这种方式，基于根据本发明的调度和控制方法，也可以实现直接在运输工具之间的被放开以供使用的路线元素的后期交换或交易，而无需中间人介入。

因此很有意义的是，第一运输工具与第二运输工具关于在限定时间期间由第一运输工具占用的路线元素的交换或放开的交易协议包含另一交易标准，另一交易标准说明对于路线元素的交换或放开要由第二运输工具支付的费用。

以下，结合实施例来详述本发明。

轨道路线的路线元素(即运输工具运动所需的基础设施元素如轨道、道岔和信号)及其当前状态在区块链中被表示。关于状态要主要掌握路线元素通过交易协议是否在当前或未来被另一个运输工具占用一段规定时间。故障状态可以借助一个独立实体的时间无限的占用而在本发明方法中可供使用。在此，区块链不仅包含当前实际状态，还包含由在先交易所造成的过去占用状态以及对未来占用状态有影响的交易。

轨道运输工具在区块链中通过密钥对来表示，密钥对包括一个私钥和一个公钥。用这些密钥对来签署轨道运输工具的交易请求。私钥容许将每个交易请求明确无疑地分配给轨道运输工具。

为了降低在运行本发明方法时的计算成本，根据本身已知的“权威证明”法来限制访问区块链。

为了保留火车运行所需的(包括占用至少一个路线元素的)路径，轨道运输工具发送包含多个交易参数(如出发地、最早出发时刻、目的地和最晚到达时间)的交易询问给分布式账本系统，分布式账本系统在所存储的交易中搜索可能运动路线并将所有可能的变体回传至轨道运输工具。回传至轨道运输工具的交易参数可以包含作为附加交易标准的各路线元素使用价格。

借助在轨道运输工具的控制计算机中所实现的算法，从多个路线可选项中做出选择并开始运动。但本发明的方法显然也可以规定由操作人员执行的额外人工确认作为运输工具开始运动的前提条件。尽管通过分布式账本系统中的交易协议的不矛盾性保证了路线元素分配中没有冲突，但通过轨道路线的路线元素进行的每个运动的额外保障(如防止过于接近或穿越的火车行程)可以借助轨道路线的常规安全系统(例如固定信号)实现。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种用于在路线网络上调度或控制多个运输工具的运动的方法，所述路线网络的节点和边缘由路线元素构成，其特征是，作为在分布式账本系统中所代表的实体的每个运输工具与在所述分布式账本系统中也表示为实体的路线元素缔结交易协议，其中，一个运输工具与一个路线元素的每项交易协议包含至少一个时间规范，所述至少一个时间规范限定所述运输工具占据所述路线元素的时期，并且其中所述路线元素属于所述运输工具运行所需的路径。

2.根据权利要求1所述的用于在路线网络上调度或控制多个运输工具的运动的方法，其特征是，一个运输工具与一个路线元素的每份交易协议包含另一交易标准，所述另一交易标准说明对于所述路线元素被所述运输工具占据所应付的费用。

3.根据权利要求1或2所述的用于在路线网络上调度或控制多个运输工具的运动的方法，其特征是，所述分布式账本系统被设计成区块链。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于在路线网络上调度或控制多个运输工具的运动的方法，其特征是，所述方法包含第一运输工具与第二运输工具的关于在规定时间段内被所述第一运输工具占据的路线元素的交换或放开的至少一个交易协议。

5.根据权利要求4所述的用于在路线网络上调度或控制多个运输工具的运动的方法，其特征是，第一运输工具与第二运输工具关于在规定时间段内被所述第一运输工具占据的路线元素的交换或放开的所述交易协议包括另一交易标准，所述另一交易标准说明对于所述路线元素被所述第二运输工具交换或放开所应付的费用。

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