DE102004031332A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von Wartungszuständen - Google Patents

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Bestimmen von Wartungszuständen und/oder Austauschzeiten von mindestens einem Verschleißteil 2 eines von einem Steuersystem 4 mittels Steuerdaten gesteuerten Subsystems 5 durch ein Verfügbarkeitskontrollmodul 1 sowie ein Verfügbarkeitskontrollmodul 1. Das Verfügbarkeitskontrollmodul 1 ist zur Durchführung des Verfahrens zum Bestimmen von Wartungszuständen und/oder Austauschzeiten von mindestens einem Verschleißteil 2 eines von einem Steuersystem 4 mittels Steuerdaten gesteuerten Subsystems 5 eingerichtet und umfasst Übernahmemittel 7, eingerichtet zur Übernahme der Steuerdaten von dem Steuersystem 4, Simulationsmittel 8, eingerichtet zur Ermittlung von Benutzungswerten der Verschleißteile 2, wobei die Benutzungswerte mittels eines Modells des Subsystems 5 in Abhängigkeit von den Steuerdaten ermittelt werden, mindestens einen Benutzungswertezähler 10 je Verschleißteil 2, eingerichtet zur Bestimmung von Benutzungssummen durch Aufsummieren der Benutzungswerte, und Ausgabemittel 12, eingerichtet zur Ausgabe der Wartungszustände und/oder der Austauschzeiten entsprechend der Benutzungssummen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bestimmen von Wartungszuständen und/oder Austauschzeiten von mindestens einem Verschleißteil eines von einem Steuersystem mittels Steuerdaten gesteuerten Subsystems und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens (Verfügbarkeitskontrollmodul). Das Verfahren eignet sich zur Anwendung in hoch zuverlässigen und sicheren Einsatzfeldern, insbesondere in komplexen gekoppelten Bahnschienensystemen, bzw. Netzen, mit vordefinierten Höchstausfallzeiten und Nachteilen, die durch Ausfallzeiten entstehen.
  • Es ist bekannt, in Schienennetzen optische Inspektionen von Kontakten in Relaisgruppen durchzuführen. Leuchtmittel, insbesondere Glühbirnen, von Bahnschienensignallampen werden periodisch in Wartungsintervallen nach Erfahrungswerten ausgetauscht.
  • Um derartige Erfahrungswerte bereitzustellen, müssen Verfügbarkeitsdaten von Bahnschienensignalsystemen gesammelt werden um die Schienenserviceverfügbarkeit zu verbessern und auch um schlecht funktionierende Teile und deren Hersteller festzustellen.
  • Nachteilig bei dieser Vorgehensweise ist es, dass die Wartungsintervalle nicht berechenbar sind und dass Wartungszustände von Verschleißteilen, wie z.B. den genannten Kontakten in Relaisgruppen und/oder Leuchtmitteln, nicht zuverlässig festgestellt werden. Die Vorgehensweise ist material- und arbeitszeitintensiv, da die Nutzungsintensität eines Verschleißteiles, d.h. dessen Wartungszustand, nicht bekannt ist. Der Wartungszeitpunkt wird nicht deterministisch durch die tatsächliche Nutzungsintensität bestimmt, wodurch Systemausfälle nicht zuverlässig vermieden werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen von Wartungszuständen bereitzustellen, die die Nachteile des Standes der Technik vermeiden und die insbesondere das Bestimmen von Wartungszuständen von Verschleißteilen in Abhängigkeit von deren Nutzungsintensität erlauben.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und die Vorrichtungen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dar.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen von Wartungszuständen und/oder Austauschzeiten von mindestens einem Verschleißteil eines von einem Steuersystem mittels Steuerdaten gesteuerten Subsystems durch ein Vertügbarkeitskontrollmodul, umfasst die Verfahrensschritte:
    • – Übernahme der Steuerdaten von dem Steuersystem durch das Verfügbarkeitskontrollmodul,
    • – Ermitteln von Benutzungswerten der Verschleißteile durch das Verfügbarkeitskontrollmodul, wobei die Benutzungswerte mittels eines Modells des Subsystems in Abhängigkeit von den Steuerdaten ermittelt werden,
    • – Bestimmen von Benutzungssummen durch Aufsummieren der Benutzungswerte mittels jeweils einem Benutzungswertezähler je Verschleißteil, und
    • – Ausgeben der Wartungszustände und/oder der Austauschzeiten, wobei die Wartungszustände und/oder die Austauschzeiten entsprechend der Benutzungssummen ermittelt werden.
  • Es wird also die Benutzung mindestens eines Verschleißteils des vom Steuersystem mittels der Steuerdaten gesteuerten Subsystems simuliert und aus der durch die Simulation ermittelten Benutzungssumme, also z.B. die Gesamtzeit des Brennens einer Glühbirne, auf den Wartungszustand des Verschleißteils geschlossen. Hat das Verschleißteil eine Benutzungssumme erreicht, die eine Wartungsmaßnahme notwendig macht, so kann z.B. als Wartungszustand ausgegeben werden, dass das Verschleißteil zu ersetzen ist. Dadurch ergibt sich eine Überwachung des Subsystems hinsichtlich des Wartungszustandes der Verschleißteile. Als mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu überwachende Verschleißteile werden bevorzugt kritische Teile des Subsystems ausgewählt. Derartige kritische Teile können Teile sein, die einer besonders starken Benutzung ausgesetzt sind. Das Verfügbarkeitskontrollmodul kann zum Beispiel die Wartungszustände in einem Monitor (Verfügbarkeitsmonitor) z.B. grafisch darstellen. Zur Anwendung des erfindungsgemäße Verfahrens werden Anpassungen insbesondere hinsichtlich der Erstellung des Modells zur Simulation, also zur Ermittlung der Benutzungswerte mittels des Modells des Subsystems in Abhängigkeit von den Steuerdaten notwendig. Das Verfahren wird dabei an jede Applikation, d.h. jedes Subsystem, z.B. eines Weichensteuersystems, angepasst. Dazu müssen die Zuverlässigkeit, z.B. die mittlere Zeit zwischen dem Auftreten eines Fehlers (meantime between failure MTBF), des Systems und insbesondere dessen kritische Elemente bzw. Teile (Verschleißteile) bekannt sein. Die erfindungsgemäß bestimmten Wartungszustände, bzw. daraus abgeleitete Alarmmeldungen z.B. zum Austausch von Verschleißteilen, basieren also auf statistischen Berechnungen.
  • Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Systemverfügbarkeit und – zuverlässigkeit durch das Kontrollieren und Warten von kritischen Elementen des Subsystems bevor ein Fehler oder Ausfall mindestens eines der Elemente auftritt, vergrößert und erweitert. Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens sind:
    • – Systemausfallzeiten werden reduziert.
    • – Verhängnisvollen Systemausfällen wird vorgebeugt.
    • – Das erfindungsgemäße Verfahren ist in sicherheitskritischen Systemen anwendbar, wo der Code eines Steuerprogramms von kritischen Teilen so kompakt wie möglich sein muss, da das Verfahren parallel zu einem entsprechenden Steuerprogramm läuft und nicht vom Steuerprogramm selbst durchgeführt werden muss. Das Verfügbarkeitskontrollmodul für das sicherheitskritische Steuersystem ist also nicht selbst sicherheitskritisch und beeinflusst nicht die Sicherheit des Steuersystems.
    • – Die Verfügbarkeit des Steuersystems also z.B. eines sicherheitskritischen Werkehrsnetzes mit mehreren zu steuernden Subsystemen wird drastisch verbessert, da die Verfügbarkeit eines derartigen Systems fast vollständig von einigen wenigen kritischen Elementen, also Verschleißteilen, bestimmt wird.
    • – Wartungskosten werden hinsichtlich Arbeitszeit und Material optimiert.
    • – Das eigentliche Steuersystem und das Subsystem müssen nicht verändert werden. Es müssen also z.B. keine Sensoren eingebaut werden. Es sind keine externen Verdrahtungen zu Außenanlagen notwendig, um Messungen an den Verschleißteilen vorzunehmen.
    • – Falls das Steuersystem und das Subsystem bereits existieren, ist das dem erfindungsgemäßen System zugrundeliegende Modell bereits spezifiziert, da es dem existierenden System entspricht, d.h. eine Art Kopie darstellt.
    • – Der Verfügbarkeitsmonitor kann einfach in bestehende, einen Systemzustand darstellende Systeme eingefügt werden, z.B. in das bei Bahnschienennetzsteuersystemen üblicherweise verwendete System DOKU.
    • – Das erfindungsgemäße Verfahren hat keine Rückkopplung mit dem damit überwachten Subsystem und dessen Steuersystem, d.h. es ergeben sich keine Beeinflussungen der Sicherheit dieser Systeme.
    • – Bestehende Systeme, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens überwacht werden, können mit einem Verfügbarkeitskontrollmodul aufgerüstet werden, ohne dass Eingriffe in das System notwendig sind.
    • – Das erfindungsgemäße Verfahren kann gleichermaßen bei verschiedenen Herstellern von sicherheitskritischen Systemen angewendet werden.
    • – Ein Verfügbarkeitsmonitor zur Ausgabe der Wartungszustände, die mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ermittelt wurden, kann in einer hierarchischen Struktur den Verfügbarkeitsstatus überwachter Subsysteme an eine Zentralstelle melden und darstellen.
    • – Das erfindungsgemäße Verfahren kann als Basis für eine automatische Wartung oder als Teil einer Wartungsschleife bis hin zu einer logistischen Kontrolle von Ersatzteilflüssen und -lagerung dienen.
  • Besonders eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung von Schaltzahlen von Relais und/oder Brennzeiten von Leuchten, insbesondere von Schienensignalen, als Benutzungswerte. Relais und Leuchten von Schienensignalen werden üblicherweise durch Kontrollgänge auf den Gleisanlagen überwacht. Hier ergibt sich ein besonders großes Einsparungspotential hinsichtlich Arbeitszeit und ein besonders großer Gewinn an Zuverlässigkeit.
  • Wenn als Subsystem ein Verkehrssignalsystem, insbesondere ein Eisenbahnsignalsystem, steuerbar ist, dann wird das erfindungsgemäße Verfahren zur Kontrolle eines besonders sicherheitskritischen Systems eingesetzt. Derartige Systeme umfassen sich abnutzende Elemente oder Elemente mit großen Zuverlässigkeitsunterschieden, d.h. Elemente, die wesentlich unzuverlässiger als das Restsystem sind. Diese sich abnutzenden oder unzuverlässigen Elemente können zuverlässig mit dem erfindungsgemäßen Verfahren überwacht werden, wodurch die Zuverlässigkeit der Systeme stark erhöht wird.
  • Besonders bevorzugt erfolgt die Ermittlung der Wartungszustände und/oder der Austauschzeiten entsprechend der Benutzungssummen durch Bilden von Differenzen zwischen den Benutzungssummen und Benutzungsgrenzwerten (Schranken) der Verschleißteile. Dadurch kann der Wartungszustand als eine Art Restnutzungswert angegeben werden. Wenn der Restnutzungswert, also die Differenzen, gegen null tendieren, muss eine Wartung durchgeführt werden.
  • Bevorzugt werden die Benutzungsgrenzwerte selbstlernend aus Ausfalldaten durch das Verfügbarkeitskontrollmodul ermittelt. Dazu enthält das Verfügbarkeitskontrollmodul ein Verfügbarkeitsmodell des Subsystems zusätzlich zu dem Modell des Subsystems mittels dessen die Benutzungswerte in Abhängigkeit von den Steuerdaten ermittelt, also simuliert, werden. Das Verfügbarkeitsmodell umfasst dabei die Schranken der Benutzungssummen. Diese Schranken werden entsprechend von Ergebnissen von gemessenen Wartungszuständen aktualisiert. Es wird also z.B. die Schranke einer Benutzungssumme eines tatsächlich ausgefallenen Verschleißteils auf die aktuell gezählte Benutzungssumme gesetzt. Daraus ergibt sich eine geschlossen Schleife für einen selbstlernenden Prozess. Dadurch wird eine zunehmend präzise Vorhersage der Zuverlässigkeit und der Wartungskosten des Subsystems und damit des Steuersystems, dessen Teil das Subsystem ist, erreicht.
  • Vorteilhafterweise können die Austauschzeiten vor dem Ausgeben mit ermittelten Fehleroffenbarungszeiten verrechnet werden. Eine Fehleroffenbarungszeit ist die Zeit, in welcher ein System geprüft wird und das Ergebnis der Prüfung noch nicht bekannt ist. Eine derartige Fehleroffenbarungszeit kann im Bahnwesen bis zu zwölf Stunden dauern. Diese Fehleroffenbarungszeiten spielen daher hinsichtlich von Systemausfallzeiten eine große Rolle. Wenn die Fehleroffenbarungszeit eines Verschleißteiles größer als die Reparaturzeit ist, kann es sinnvoll sein, erfindungsgemäß bestimmte Austauschzeiten mit Gegebenheiten eines Fehlerauffindungsprozesses des Steuersystems zu synchronisieren.
  • Eine Synchronisation kann erfolgen indem festgestellt wird, wie weit ein Prüfungsverlauf fortgeschritten ist und dieser Fortschritt kann in der Berechnung berücksichtigt werden. Es wird also von der Austauschzeit vor dem Ausgeben eine bekannte Fehleroffenbarungszeit abgezogen um sicher zu sein, dass ein potentieller Fehler vor dem Austausch noch nicht eingetreten ist. Ist dagegen bereits eine Prüfung des zu der Austauschzeit zugehörigen Verschleißteiles eingeleitet, so kann ein Austausch aufgrund der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ermittelten Austauschzeit unterbleiben. Die Benutzungssumme und die daraus folgende Austauschzeit des entsprechenden Teils kann entsprechend des Prüfungsergebnisses angepasst werden.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfügbarkeitskontrollmodul ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen von Wartungszuständen und/oder Austauschzeiten von mindestens einem Verschleißteil eines von einem Steuersystem mittels Steuerdaten gesteuerten Subsystems eingerichtet.
  • Das erfindungsgemäße Verfügbarkeitskontrollmodul umfasst:
    • – Übernahmemittel, eingerichtet zur Übernahme der Steuerdaten von dem Steuersystem,
    • – Simulationsmittel, eingerichtet zur Ermittlung von Benutzungswerten der Verschleißteile, wobei die Benutzungswerte mittels eines Modells des Subsystems in Abhängigkeit von den Steuerdaten ermittelt werden,
    • – mindestens einen Benutzungswertezähler je Verschleißteil, eingerichtet zur Bestimmung von Benutzungssummen durch Aufsummieren der Benutzungswerte, und
    • – Ausgabemittel, eingerichtet zur Ausgabe der Wartungszustände und/oder der Austauschzeiten entsprechend der Benutzungssummen.
  • Mittels des erfindungsgemäßen Verfügbarkeitskontrollmoduls ist ein Verfügbarkeitsmonitor für hoch zuverlässige und sichere Systeme erstellbar. Das erfindungsgemäße Verfügbarkeitskontrollmodul ermöglicht die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und stellt damit die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verfügung.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfügbarkeitskontrollmodul sind bevorzugt Mittel vorgesehen, eingerichtet, die Wartungszustände und/oder die Austauschzeiten entsprechend der Benutzungssummen durch Bilden von Differenzen zwischen den Benutzungssummen und Benutzungsgrenzwerten der Verschleißteile zu ermitteln, bevorzugt wobei die Mittel weiter eingerichtet sind, die Benutzungsgrenzwerte selbstlernend aus Ausfalldaten zu ermitteln.
  • Hierdurch kann das Verfügbarkeitskontrollmodul z.B. den Wartungszustand über eine durch die Differenzen bestimmte Restnutzungszeit darstellen. Dadurch ist eine einfache Planung von Wartungsarbeiten möglich. Wird das Verfügbarkeitskontrollmodul als selbstlernendes Systemen ausgeführt, so passen sich z.B. die durch das System angegebenen Austauschzeiten automatisch veränderten Bedingungen, z.B. Qualitätsschwankungen der Verschleißteile, an.
  • Das erfindungsgemäße Verfügbarkeitskontrollmodul umfasst bevorzugt eine Datenverarbeitungsanlage mit einem Mikroprozessor, wobei in den Mikroprozessor ein Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geladen ist.
  • Besonders vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Verfügbarkeitskontrollmodul als Teil einer Steuerzentrale eines Verkehrsnetzes, insbesondere eines Eisenbahnnetzes, realisiert.
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen. Die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale der Erfindung können jeweils einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
  • Die Figuren der Zeichnung zeigen den erfindungsgemäßen Gegenstand stark schematisiert und sind nicht maßstäblich zu verstehen. Die einzelnen Bestandteile des erfindungsgemäßen Gegenstandes sind so dargestellt, dass ihr Aufbau gut gezeigt werden kann.
  • In 1 ist ein erfindungsgemäßes Vertügbarkeitskontrollmodul 1 schematisch dargestellt. Das Verfügbarkeitskontrollmodul 1 ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Bestimmen von Wartungszuständen und/oder Austauschzeiten von mindestens einem Verschleißteil 2, d.h. im allgemeinen einem Teil mit geringer Zuverlässigkeit, z.B. einer Relaisgruppe, eines von einem Steuersystem 4, z.B. einem Steuerbezirk eines Schienennetzes, mittels Steuerdaten gesteuerten Subsystems 5, z.B. einem Stellwerksystem, eingerichtet. Bei dem Subsystem handelt es sich um ein sicherheitsrelevantes System, das ein oder mehrere Verschleißteile (kritische Elemente) mit bekannter Zuverlässigkeit oder Benutzungsdaten enthält. Dazu zählen auch Elemente mit einer reduzierten Zuverlässigkeit, die nicht als auszutauschende Teile vorgesehen sind. Die Verschleißteile, also die Teile mit niedriger Zuverlässigkeit, haben begrenzte Nutzungszeiten, die z.B. in Einheiten von Zeitintervallen oder Benutzungszyklen gemessen werden können. Die Einheiten der Nutzung werden als Benutzungswerte bezeichnet. Die Zuverlässigkeit dieser Verschleißteile kann nicht durch physikalische und/oder logische Maßnahmen vergrößert werden. Das Steuersystem ist ein hochzuverlässiges und sicheres System, das auch mehrere Subsysteme umfassen kann. Das Verfügbarkeitskontrollmodul 1 weist Übernahmemittel 7, eingerichtet zur Übernahme der Steuerdaten, d.h. von rohen Steuerbefehlsdaten eines Verschleißteils, von dem Steuersystem 4, und Simulationsmittel 8, eingerichtet zur Ermittlung von Benutzungswerten der Verschleißteile 2, wobei die Benutzungswerte mittels eines Modells des Subsystems 5 in Abhängigkeit von den Steuerdaten ermittelt werden, auf. Die Benutzungswerte werden also mittels Simulation des Subsystems ermittelt. Bei dem Modell handelt es sich um eine Art vereinfachte Kopie des Subsystems. In dieser Simulation wird die Benutzung von mindestens einem kritischen Element des Subsystems festgestellt und überwacht. Es wird angenommen, dass das kritische Element sich in einem kalten Bereitschaftszustand (cold standby mode) befindet wenn es nicht benutzt wird. Das Verfügbarkeitskontrollmodul 1 weist ferner einen Benutzungswertezähler 10 je überwachtem Verschleißteil 2 auf. Dieser ist eingerichtet zur Bestimmung von Benutzungssummen durch Aufsummieren der Benutzungswerte. Es werden also die Benutzungszyklen gezählt. Im Prinzip wird also eine Abschätzung des Verfügbarkeitszustandes der Verschleißteile, also der Teile mit geringer Zuverlässigkeit, durch die Simulation vorgenommen, was in der Figur durch den gestrichelten Pfeil 3 angedeutet ist. Zum Beispiel ist die Benutzung eines elektromechanischen Relais durch dessen Schaltzyklen definiert. Benutzungswerte sind dann die Schaltzyklen. Die Verschleißgrenze ist z.B. durch das Erreichen von einer Million Schaltzyklen definiert. Im Falle einer Halogenlampe in einem Bahnschienensignal sind die Benutzungswerte durch die Brennzeit der Lampe definiert. Die Lampe hat eine limitierte Brennzeit. Abhängig von dem Einsatz des Bahnschienensignals werden einige Lampen des Signals mehr oder weniger häufig benutzt. In diesem Fall wird die Zeit der Benutzung der einzelnen Lampen zur Bildung der Benutzungssummen aufsummiert. Das Verfügbarkeitskontrollmodul 1 übernimmt also die Rohdaten zur Steuerung des Subsystems von dem Steuersystem um damit ein Verfügbarkeitsmodell für das Steuersystem zu berechnen. In diesem Verfügbarkeitsmodell sind die Benutzungswerte eines Verschleißteils vorausberechnet und in einem von z.B. 1000 Benutzungswertezählern gespeichert. In dem Benutzungswertezähler kann eine variable Schranke gesetzt sein, um einen Alarm zu generieren, wenn die Benutzungssumme des Verschleißteils die Schranke erreicht hat. Diese Schranke kann für jedes Verschleißteil individuell festgelegt sein. Nachdem das Verschleißteil ausgewechselt wurde wird der zugehörige Benutzungswertezähler, bzw. die darin gezählte Benutzungssumme, zurückgesetzt oder anders nachgeregelt. Das Subsystem wird mittels einer Simulation modelliert, an die prinzipiell keine erhöhten Sicherheitsansprüche gestellt werden müssen. Mittels Ausgabemitteln 12, die eingerichtet sind zur Ausgabe der Wartungszustände und/oder der Austauschzeiten entsprechend der Benutzungssummen, kann der Wartungszustand der überwachten Verschleißteile von dem Verfügbarkeitskontrollmodul 1 angezeigt werden. Es kann zum Beispiel ein Alarm zur Wartung oder zum Austausch eines Verschleißteils, z.B. zum Austausch einer Relaisgruppe, ausgegeben werden. Entsprechend eines Wartungsstrategieplans können die kritischen Elemente dann gewartet oder ausgetauscht werden. Das erfindungsgemäße Verfügbarkeitskontrollmodul kann als ein Teil einer Wartungsschleife verwendet werden.
  • Zum Beispiel wird in einem Stellwerkszentrum als Subsystem eine Signallampe oder ein Relais hinsichtlich ihrer Benutzungswerte überwacht. Die Benutzungswerte der Signallampe oder des Relais werden theoretisch durch das Verfügbarkeitskontrollmodul entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren bestimmt und mittels der Benutzungswertezähler aufsummiert. Dazu bedarf es keinem Sensor oder einer Beobachtung der tatsächlichen Benutzung. Typischerweise hat ein Elektrisches Außenanlagemodul (EAM) eines Stellwerkzentrums ca. zwanzig mal einhundert Teile mit einer geringen Zuverlässigkeit, also Verschleißteile. Entsprechend sind insgesamt 20000 Benutzungswertezähler für eine vollständige Wartungszustandsbestimmung notwendig. Die Schranken der Benutzungswertezähler und damit die erlaubten Werte der Benutzungssummen bevor eine Wartung durchgeführt wird sind abhängig von Prognosen der erlaubten Benutzungswerte seitens des Betreibers des Stellwerkszentrums. Diese Prognosen sind wohlbekannt bei dem Betreiber des Steuersystems des Stellwerkzentrums, also bei dem Betreiber der Steuerzentrale des Eisenbahnnetzes, z.B. eines Steuerbezirks, dessen Teil das Stellwerkzentrum ist.
  • Verspätungszeiten im Bahnwesen, gemessen in Minuten, können bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zwischen 10% bei Anwendung in einer Unterzentrale, die ohne eine Steuerzentrale arbeitet, und ca. 50% bei einer Unterzentrale, die mit einer Steuerzentrale arbeitet, reduziert werden. D.h. bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können zwischen 10% und 50% mehr Steuermodule (SM) zur Ansteuerung von Weichen, Signalen und/oder Bahnübergängen in ein System integriert werden, wobei die bestehende Verfügbarkeit des Systems bestehen bleibt.
  • Wenn das erfindungsgemäße Verfügbarkeitskontrollmodul für ein neu erstelltes System installiert wird, werden die Benutzungswertezähler auf Startwerte, d.h. normalerweise auf null, gesetzt. Wenn ein bestehendes, bereits in Benutzung befindliches System mit dem erfindungsgemäßen Verfügbarkeitskontrollmodul erweitert wird, wird die verbleibende Lebenszeit der zu überwachenden Verschleißteile durch Speichern von entsprechenden Werten in den Benutzungswertezählern bei der Installation des Verfügbarkeitskontrollmoduls berücksichtigt. Im Falle einer Wartung oder dem Austausch eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren überwachten Verschleißteils muss die im zugehörigen Benutzungswertezähler gespeicherte Benutzungssumme entweder angepasst oder zurückgesetzt werden. Der Grad der Verfügbarkeit eines mit dem erfindungsgemäßen Verfahren überwachten Systems ist durch das Einstellen der zulässigen Benutzungssummen, also der Benutzungsgrenzwerte über einen bestimmten Bereich hin veränderbar. Werden die Benutzungsgrenzwerte, also die vor z.B. einem Austausch von Verschleißteilen zulässigen Benutzungssummen niedrig gewählt, so folgt daraus eine sehr hohe Verfügbarkeit des überwachten Systems, da die Verschleißteile frühzeitig ausgetauscht werden. Bei den Benutzungssummen kann es sich z.B. um die Summen aus Zeitdauern oder die Anzahl von Schaltungszyklen oder anderer Einheiten, die die Zuverlässigkeit eines Verschleißteils beeinträchtigen, handeln.
  • Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Bestimmen von Wartungszuständen und/oder Austauschzeiten von mindestens einem Verschleißteil 2 eines von einem Steuersystem 4 mittels Steuerdaten gesteuerten Subsystems 5 durch ein Verfügbarkeitskontrollmodul 1 sowie ein Verfügbarkeitskontrollmodul 1. Das Verfügbarkeitskontrollmodul 1 ist zur Durchführung des Verfahrens zum Bestimmen von Wartungszuständen und/oder Austauschzeiten von mindestens einem Verschleißteil 2 eines von einem Steuersystem 4 mittels Steuerdaten gesteuerten Subsystems 5 eingerichtet und umfasst Übernahmemittel 7, eingerichtet zur Übernahme der Steuerdaten von dem Steuersystem 4, Simulationsmittel 8, eingerichtet zur Ermittlung von Benutzungswerten der Verschleißteile 2, wobei die Benutzungswerte mittels eines Modells des Subsystems 5 in Abhängigkeit von den Steuerdaten ermittelt werden, mindestens einen Benutzungswertezähler 10 je Verschleißteil 2, eingerichtet zur Bestimmung von Benutzungssummen durch Aufsummieren der Benutzungswerte, und Ausgabemittel 12, eingerichtet zur Ausgabe der Wartungszustände und/oder der Austauschzeiten entsprechend der Benutzungssummen.
  • Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das vorstehend angegebene Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Bestimmen von Wartungszuständen und/oder Austauschzeiten von mindestens einem Verschleißteil (2) eines von einem Steuersystem (4) mittels Steuerdaten gesteuerten Subsystems (5) durch ein Verfügbarkeitskontrollmodul (1), mit den Verfahrensschritten: – Übernahme der Steuerdaten von dem Steuersystem (4) durch das Verfügbarkeitskontrollmodul (1), – Ermitteln von Benutzungswerten der Verschleißteile (2) durch das Verfügbarkeitskontrollmodul (1), wobei die Benutzungswerte mittels eines Models des Subsystems in Abhängigkeit von den Steuerdaten ermittelt werden, – Bestimmen von Benutzungssummen durch Aufsummieren der Benutzungswerte mittels jeweils einem Benutzungswertezähler (10) je Verschleißteil (2), und – Ausgeben der Wartungszustände und/oder der Austauschzeiten, wobei die Wartungszustände und/oder die Austauschzeiten entsprechend der Benutzungssummen ermittelt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Benutzungswerte Schaltzahlen von Relais und/oder Brennzeiten von Leuchten, insbesondere von Schienensignalen ermittelt werden.
  3. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuerdaten als Subsystem (5) ein Verkehrssignalsystem, insbesondere ein Eisenbahnsignalsystem, steuerbar ist.
  4. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ermittlung der Wartungszustände und/oder der Austauschzeiten entsprechend der Benutzungssummen durch Bilden von Differenzen zwischen den Benutzungssummen und Benutzungsgrenzwerten der Verschleißteile erfolgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Benutzungsgrenzwerte selbstlernend aus Ausfalldaten durch das Verfügbarkeitskontrollmodul (1) ermittelt werden.
  6. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Austauschzeiten vor dem Ausgeben mit ermittelten Fehleroffenbarungszeiten verrechnet werden.
  7. Verfügbarkeitskontrollmodul (1), eingerichtet zur Durchführung des Verfahrens zum Bestimmen von Wartungszuständen und/oder Austauschzeiten von mindestens einem Verschleißteil (2) eines von einem Steuersystem (4) mittels Steuerdaten gesteuerten Subsystems (5) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, mit – Übernahmemitteln (7), eingerichtet zur Übernahme der Steuerdaten von dem Steuersystem (4), – Simulationsmitteln (8), eingerichtet zur Ermittlung von Benutzungswerten der Verschleißteile (2), wobei die Benutzungswerte mittels eines Models des Subsystems (5) in Abhängigkeit von den Steuerdaten ermittelt werden, – einem Benutzungswertezähler (10) je Verschleißteil (2), eingerichtet zur Bestimmung von Benutzungssummen durch Aufsummieren der Benutzungswerte, und – Ausgabemitteln (12), eingerichtet zur Ausgabe der Wartungszustände und/oder der Austauschzeiten entsprechend der Benutzungssummen.
  8. Verfügbarkeitskontrollmodul (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, eingerichtet die Wartungszustände und/oder die Austauschzeiten entsprechend der Benutzungssummen durch Bilden von Differenzen zwischen den Benutzungssummen und Benutzungsgrenzwerten der Verschleißteile (2) zu ermitteln, bevorzugt wobei die Mittel weiter eingerichtet sind die Benutzungsgrenzwerte selbstlernend aus Ausfalldaten zu ermitteln.
  9. Verfügbarkeitskontrollmodul (1), umfassend eine Datenverarbeitungsanlage mit einem Mikroprozessor, dadurch gekennzeichnet, dass in den Mikroprozessor ein Computerprogramm mit Programmcode zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 geladen ist.
  10. Steuerzentrale eines Verkehrsnetzes, insbesondere eines Eisenbahnnetzes, mit mindestens einem Verfügbarkeitskontrollmodul (1) nach mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9.
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