Das Streckennetz
Die wichtigste Grundlage für alle Algorithmen zur Streckenplanung und zum Bewegen der Züge ist eine Datenstruktur, in der das Streckennetz und Informationen zur Steuerung der Hardware gespeichert sind. Diese Aufgabe kann ein gerichteter Graph übernehmen, dessen Knoten den Blöcken der Bahn entsprechen. Die Pfeile des Graphen zeigen, welche Blöcke direkt miteinander verbunden sind und geben gleichzeitig die erlaubten Fahrtrichtungen an.
Eine Kantenmarkierung trägt Informationen darüber, welche Einstellungen der Hardware für den jeweiligen Blockwechsel nötig sind. Dazu gehören die Polarität des Fahrstroms auf dem Anfangsblock, dem Endblock sowie eventuell dazwischenliegenden Interblocks. Die Einstellungen der auf dem Weg liegenden Weichen wird genauso in der Markierung codiert wie die Farbe des Signals am Ende des Anfangsblocks. Die Bedeutung wird an einigen Beispielen schnell klar.
Ausschnitt des Gleisplanes
Ein besonders einfacher Fall liegt vor, wenn ein Zug von IC_LN_0 nach IC_LN_1 wechseln will. Der Fahrstrom in beiden Blöcken wird auf vorwärts eingestellt, Weichen sind nicht betroffen und das Signal am Ausgang von IC_LN_0 wird auf Grün geschaltet.
Etwas schwieriger ist eine Fahrt von OC_ST_3 nach OC_LN_0. Diesmal ist neben den beiden Blöcken noch ein Interblock beteiligt, daher müssen OC_ST_3, OC_ST_4 und OC_LN_0 auf Vorwärtsfahrt eingestellt werden. Die Weichenantriebe 21, 16 und 17 sind auf Geradeausfahrt zu schalten, das Signal am Ende von OC_ST_3 auf Grün, die gelbe Lampe bleibt aus.
Der Wechsel von KIO_LN_0 nach IC_ST_3 ist einer der beiden komplexesten Blockwechsel, da hier zwei Interblocks überquert werden. Die Gleistreiber von KIO_LN_0 und OC_ST_4 werden auf Rückwärtsfahrt, IC_ST_0 und IC_ST_3 auf Vorwärts eingestellt. Die Weichenantriebe 16, 17 18 und 20 müssen zum Abbiegen, 19 für eine Fahrt auf dem Hauptgleis eingestellt werden. Das Signal am unteren Ende von KIO_LN_0 zeigt die Farbkombination Gelb/Grün an, weil auf dem Weg zum nächsten Signal (am Ende von IC_ST_3) auf Abbiegen geschaltete Weichen liegen. Damit sind die Weichen mit den Antrieben 18 und 20 gemeint, da die Kreuzungsweiche auf geradem Weg überquert wird.
Eine Tabelle gilt die vollständigen Kantenmarkierung an, die sich als Grundlage für Steuerprogramme eignet. Dabei handelt es sich um eine Erweiterung der Konfiguration, die im Railway Control Center benutzt wird. Die Interblocks gehören nicht zu den Knoten des Graphen, weil diese keine vollwertigen Blöcke sind. Sie sind sehr kurz und enthalten außerdem mehrere Weichen, so daß ein Zug bereits vor der Einfahrt in einen Interblock entscheiden muß, auf welchem Weg er diesen wieder verlassen wird. Damit macht es keinen Sinn, einen Interblock als Knoten darzustellen, von dem Pfeile zu mehreren anderen Blöcken führen.
