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Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einer Zugbeeinflussungsanlage umfassend Zugbeeinflussungsgeräte, die jeweils mittels einer bestimmten zugeordneten internen Logik eine vorgegebene Zugbeeinflussungsfunktion umsetzen, Peripheriegeräte, die in dem Schienenfahrzeug verteilt angeordnet und wenigstens einem Zugbeeinflussungsgerät zugeordnet sind, Geräteschnittstellen, über welche die Peripheriegeräte mit den Zugbeeinflussungsgeräten verbunden und die jeweils einem Zugbeeinflussungsgerät fest zugeordnet sind.
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Ein solches Schienenfahrzeug ist aus der ständigen Praxis bekannt. So weisen marktübliche Schienenfahrzeuge in der Regel ein Zugbeeinflussungssystem auf, mit dem die Fahrt des Schienenfahrzeugs in Abhängigkeit einer zulässigen Geschwindigkeit eingestellt wird. Ist die Fahrt des Schienenfahrzeugs im jeweiligen Gleisabschnitt nicht zugelassen oder wird das Schienenfahrzeug zu schnell, greift die Zugbeeinflussung selbsttätig ein und bremst das Schienenfahrzeug ab. Derzeit sind Zugbeeinflussungssysteme von Land zu Land unterschiedlich. Zum Einen sind unterschiedliche Datenübertragungstechniken entwickelt worden, um streckenseitige Daten auf das fahrende Schienenfahrzeug zu übertragen. Darüber hinaus werden in den verschiedenen Ländern unterschiedliche Anforderungen gestellt. Der Liste dieser Anforderungen im Zusammenspiel mit der dabei vorgeschriebenen Technik wird hier als Zugsicherungsfunktion bezeichnet.
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Um in Europa einen grenzüberschreitenden Schienenverkehr bereitstellen zu können, müssen die Schienenfahrzeuge für das jeweilige Zugsicherungssystem zugelassen sein. Zwar ist im Rahmen der Europäischen Union ein europäisches Zugsicherungssystem unter dem Namen „European Train Control System ETCS” mit unterschiedlichen Stufen bekannt. Dieses europäische Zugbeeinflussungssystem hat sich jedoch noch nicht europaweit durchgesetzt, so dass derzeit für den grenzüberschreitenden Verkehr das Schienenfahrzeug neben dem europäischen Zugbeeinflussungssystem auch die nationalen Systeme vom Schienenfahrzeug beherrscht werden müssen.
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Für einen grenzüberschreitenden Schienenverkehr sind aus dem Stand der Technik Schienenfahrzeuge bekannt, welche eine Zugbeeinflussungsanlage für mehrere Zugbeeinflussungssysteme aufweist. Die unterschiedlichen Zugbeeinflussungssysteme ermöglichen dem Schienenfahrzeug, in so genannten Länderkorridoren, zu fahren. So werden beispielsweise Schienenfahrzeuge gemäß dem Stand der Technik mit dem europäischen Zugbeeinflussungssystem ETCS L2 (zweite Stufe), dem italienischen SCMT, dem niederländischen ATB-EG, dem deutschen LZB und PZB, dem schweizerischen ZUB und INTEGRA angeboten. Alternativ kann sich der Käufer für einen anderen festgelegten Länderkorridor entscheiden, bei welchem das europäische Zugbeeinflussungssystem, beispielsweise ETCS der Stufe 1, das belgische TBL, das französische KVB und die schweizerischen Systeme ZUB und INTEGRA erforderlich sind.
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Dem bekannten Schienenfahrzeug haftet der Nachteil an, dass der befahrbare Länderkorridor fest vorgegeben ist. Soll das Schienenfahrzeug jedoch in weiteren Ländern eingesetzt werden, ist dies nur mit erheblichen Umbau- und Erweiterungsaufwand möglich.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Schienenfahrzeug der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem die Zugbeeinflussungsanlage einfach und kostengünstig erweiterbar ist.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass Anzahl der Geräteschnittstellen größer ist als die Anzahl der Zugbeeinflussungsgeräte, so dass wenigstens eine Geräteschnittstelle unbelegt ist.
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Die Erfindung beruht auf der Idee, dass mit ansteigendem grenzüberschreitenden Schienenverkehr die Flexibilität der Ausrüstung des Schienenfahrzeugs eine immer bedeutendere Rolle spielt. Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, ein für einen bestimmten Länderkorridor ausgestattetes Schienenfahrzeug nachträglich ohne hohe Zusatzkosten so aufzurüsten, dass weitere Länder mit unterschiedlichen Zugbeeinflussungssystemen in den befahrbaren Länderkorridor mit aufgenommen werden können. Das kostengünstige Aufrüsten wird im Rahmen der Erfindung dadurch ermöglicht, dass das Schienenfahrzeug für eine maximale Gruppe von Ländern, beispielsweise alle Länder der Europäischen Union, ausgelegt ist. Mit anderen Worten kann das Schienenfahrzeug mit der maximalen Ausrüstung ausgestattet und getestet werden. Die vordefinierten Länder haben eine Liste von unterschiedlichen Zugbeeinflussungssystemen im Gefolge, die alle gemeinsam die vorgesehenen Geräteschnittstellen vollständig belegen würden.
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Die erfindungsgemäße Zugbeeinflussungsanlage umfasst Peripheriegeräte, wie beispielsweise Antennen oder sonstige Signalempfänger zum Wechselwirken mit streckenseitigen Signalgebern, aber auch pneumatische Bauteile, wie beispielsweise elektropneumatische Ventile, die Teil einer Bremsanlage eines Schienenfahrzeugs sind. Weitere Peripheriegeräte sind Anzeige- und Bediengeräte, die beispielsweise im Führerstand oder an sonstigen Stellen des Schienenfahrzeugs angeordnet sind, Geschwindigkeitssensoren zum Erfassen der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs, Energieversorgungsbauteile zum Bereitstellen einer Versorgungsenergie oder dergleichen. Die Peripheriegeräte sind im Zug verteilt angeordnet und über eine zweckmäßige Datenverbindung, beispielsweise ein Signalkabel mit der Geräteschnittstelle verbunden, über die sie mit einem oder aber auch mit mehreren Zugbeeinflussungsgeräten Wechselwirken. Dabei erfüllt jedes Zugbeeinflussungsgerät bei der hier gewählten Begrifflichkeit im Zusammenspiel mit den ihm zugeordneten Peripheriegeräten eine einzige Zugbeeinflussungsfunktion. Im Rahmen der Erfindung können mehrere Zugbeeinflussungsgeräte zu einem Bauteil unter Bildung eines Zugbeeinflussungsbauteils zusammengefasst sein. Dieses Zugbeeinflussungsbauteil ist dann beispielsweise Teil eines Zugbeeinflussungsschranks und wird in diesen auf bekannte Art und Weise eingeschoben.
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Im Rahmen der Erfindung sind die mit den Peripheriegeräten verbundenen Zugbeeinflussungsgeräte an Fahrzeugschnittstellen angeschlossen, über die sie Einfluss auf den Fahrbetrieb des Schienenfahrzeugs nehmen können. Typischerweise sind die Zugbeeinflussungsgeräte über die Fahrzeugschnittstellen mit der Bremssteuerung, der Antriebssteuerung oder sonstigen Bauteilen der Fahrzeugsteuerung verbunden.
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Die nicht belegten Geräteschnittstellen, sind im Rahmen der Erfindung weiteren Zugbeeinflussungsgeräten fest zugeordnet, so dass diese schnell in das Schienenfahrzeug eingebaut werden können. Dabei konnte das Schienenfahrzeug bereits weitestgehend für die gewünschte Zugsicherungsfunktion getestet und zugelassen werden. Auf diese Art und Weise ist einfache, schnelle und kostengünstige Erweiterbarkeit des Schienenfahrzeugs ermöglicht. Zweckmäßigerweise ist die Geräteschnittstelle farblich markiert, wobei jede Farbe einer Zugbeeinflussungsfunktion zugeordnet ist. Auch andere Kennzeichnungen, welche die Zuordnung erleichtern, sind im Rahmen der Erfindung möglich.
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Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist für jedes Mitglied einer vordefinierten Gruppe von Peripheriegeräten ein Einbauraum vorgesehen, wobei wenigstens ein Einbauraum unbelegt ist. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist es möglich, auch hinsichtlich der oben bereits begrifflich umrissenen Peripheriegeräte eine einfache Erweiterbarkeit zu gewährleisten. Aus der oben angesprochenen maximalen Gruppe von Zugbeeinflussungssystemen werden die hierzu notwendigen Peripheriegeräte beim Entwurf des Schienenfahrzeugs bereits berücksichtigt. Insbesondere im Unterflurbereich des Schienenfahrzeugs sind hierzu Antennen oder sonstige Signalsensoren vorzusehen. Wird auf ein bestimmtes Zugbeeinflussungssystem beim Erwerb des Schienenfahrzeugs beispielsweise verzichtet, bleiben die für diese Peripheriegeräte vorgesehenen Einbauräume unbelegt, so dass die Kosten des Schienenfahrzeugs herabgesetzt sind. Bei Bedarf können die Peripheriegeräte jedoch einfach nachgerüstet werden. Hierbei ist es keinesfalls notwendig, dass ein Peripheriegerät lediglich einem Zugbeeinflussungsgerät zugeordnet ist. Peripheriegeräte sind im Rahmen der Erfindung auch mit mehreren Zugbeeinflussungsgeräten verbindbar.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist für jedes Mitglied einer vordefinierten Gruppe von Zugbeeinflussungsgeräten ein Einbauraum vorgesehen, wobei wenigstens ein Einbauraum unbelegt ist. Der unbelegte Einbauraum ist beispielsweise farbig markiert. Im Falle eines Nachrüstens kann das Zugbeeinflussungsgerät am Markt erworben, passgenau in den Einbauraum montiert und mit der unbelegten hierfür vorgesehenen Geräteschnittstelle verbunden werden. Sind die Peripheriegeräte bereits vorhanden, kann die Zugsicherungsfunktion lediglich durch Ergänzen des Zugbeeinflussungsgerätes bereitgestellt werden.
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Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung ist wenigstens eine Verbindung zwischen der Geräteschnittstelle und jedem unbelegten Einbauraum vorgesehen. Mit anderen Worten sind gemäß dieser Ausgestaltung der Erfindung sämtliche Signalkabel und Energieversorgungsverbindungen zwischen dem Einbauraum und der jeweiligen Geräteschnittstelle schon vorinstalliert. Gemäß dieser Ausgestaltung ist eine noch schnellere Erweiterbarkeit ermöglicht. Darüber hinaus ist auch ein Austausch bestimmter Komponenten, beispielsweise bei einem Leasing-Unternehmen für Schienenfahrzeuge, ermöglicht. Der Anbieter der zu vermietenden Schienenfahrzeuge kann beispielsweise eine Anzahl von Zugbeeinflussungsgeräten bereithalten, die dann in das angeforderte Schienenfahrzeug gegebenenfalls eingebaut werden müssen.
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Zweckmäßigerweise umfassen die Einbauräume Führerstandseinbauräume, die in einem Führerstand des Schienenfahrzeugs angeordnet und zur Aufnahme von Bedien- und Anzeigegeräten eingerichtet sind, wobei eine Verbindung zur Geräteschnittstelle für die belegten und unbelegten Führerstandseinbauräume eingerichtet ist. Gemäß dieser vorteilhaften Weiterentwicklung sind beispielsweise Signalkabel, Energieversorgungsleitungen oder sonstige Verbindungen zwischen der Geräteschnittstelle und dem oder den Führerständen bereits vorinstalliert. Der Führerstand kann dann beispielsweise durch den Zusatz weiterer Bedien- und Anzeigeelemente schnell erweitert werden.
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Zweckmäßigerweise ist, wie bereits weiter oben ausgeführt wurde, jedes Zugbeeinflussungsgerät über eine Fahrzeugschnittstelle mit Fahrzeugsteuerungseinheiten verbunden, wobei die Fahrzeugsteuerungseinheiten Soft- und Hardwarekomponenten aufweisen und zur Steuerung und Regelung des Schienenfahrzeugs eingerichtet sind. Über die Fahrzeugschnittstelle kann jedes Zugbeeinflussungsgerät im Bedarfsfall Einfluss auf die Fahrzeugsteuerung nehmen, so dass beispielsweise ein selbstständiges Abbremsen in Folge einer überhöhten Geschwindigkeit erfolgen kann. Die Fahrzeugsteuerungseinheiten bestehen sowohl aus Hardware- als auch aus Softwareeinheiten.
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Dies gilt entsprechend für jedes Zugbeeinflussungsgerät, das ebenfalls Hardwarekomponenten und Softwarekomponenten und insbesondere einen Mikroprozessor aufweist.
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Die Softwarekomponenten der Zugbeeinflussungsgeräte können auch teilweise deaktiviert vorliegen, wobei zur Aktivierung der deaktivierten Softwarekomponenten besondere Schlüssel eingesetzt werden. Die aktivierte Softwarekomponente übernimmt zusätzliche Funktionen.
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Zweckmäßigerweise weisen die Peripheriegeräte wenigstens einen Signalempfänger zum Empfangen streckenseitiger Signale auf.
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Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung unter Bezug auf die Figuren der Zeichnung, wobei gleiche Bezugszeichen auf gleich wirkende Bauteile verweisen und wobei
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1 Bestandteile einer Zugbeeinflussungsanlage im Sinne der Erfindung schematisch verdeutlicht,
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2 und 3 einen Zugbeeinflussungsschrank zur Aufnahme von Zugbeeinflussungsgeräten schematisch zeigt,
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4 einen mit Signalempfängern ausgerüstetes erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug von unten zur Verdeutlichung der Einbauräume zeigt,
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5 den Führertisch eines Führerstandes des Schienenfahrzeugs und
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6 einen gegenüber dem in 4 gezeigten Führertisch erweiterten Führertisch verdeutlicht.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Zugbeeinflussungsanlage 1 eines Schienenfahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Zugbeeinflussungsanlage 1 weist eine Reihe von Zugbeeinflussungsgeräten 2 auf, von denen in der 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich eines gezeigt ist. Dass mehrere Zugbeeinflussungsgeräte 2 bei der Zugbeeinflussungsanlage 1 gemäß 1 vorgesehen sind, ist jedoch durch drei Punkte ausgedrückt. Jedes Zugbeeinflussungsgerät 2 ist über eine zweckmäßige kabelgeführte Datenverbindung 3 mit einer Geräteschnittstelle 4 verbunden, an die Peripheriegeräte 5 angeschlossen sind. Die Peripheriegeräte 5 umfassen eine Reihe von Signalempfängern 6, pneumatische Geräte 7, wie beispielsweise elektropneumatische Ventile oder dergleichen, eine Reihe von Anzeige- und Bediengeräten 8, Geschwindigkeitssensoren 9 zum Erfassen einer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs sowie Energieversorgungskomponenten 10. Die Energieversorgungskomponenten 10 dienen zur Energieversorgung der Peripheriegeräte und/oder der Zugbeeinflussungsgeräte 2.
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Jedes Zugbeeinflussungsgerät 2 stellt in Zusammenspiel mit bestimmten festgelegten Peripheriegeräten 5, mit denen das Zugbeeinflussungsgerät 2 verbunden ist, eine Zugbeeinflussungsfunktion bereit. Diese Zugbeeinflussungsfunktion sind beispielsweise die Anforderungen und Vorschriften, die in einem Land oder einer Region gelten und die erfüllt werden müssen, damit das Schienenfahrzeug in diesem Land zugelassen wird.
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Um auf die Fahrzeugsteuerung eines Schienenfahrzeugs Einfluss zu nehmen, ist jedes Zugbeeinflussungsgerät 2 über eine Fahrzeugschnittstelle 11 mit Steuerungskomponenten verbunden. Diese sind in dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Fahrzeugsteuerung 12, die Antriebssteuerung 13, die Bremssteuerung 14 sowie Datenaufzeichnungsgeräte 15 und weitere nicht abschließend aufführbare Bauteile.
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2 zeigt einen Zugbeeinflussungsschrank 16, in dem bestimmte Zugbeeinflussungsgeräte 2 in Gestalt unterschiedlich großer Zugbeeinflussungsbauteile 17 eingeschoben sind. In dem oben in 2 dargestellten Zugbeeinflussungsbauteil 17 sind zwei Zugbeeinflussungsgeräte 2 für die linienförmige Zugbeeinflussung LZB sowie die punktförmige Zugbeeinflussung PZB, Vorschriften und technische Vorgaben, die in der Bundesrepublik Deutschland und Österreich gelten, vorgesehen.
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Unterhalb dieser oberen Reihe ist ein Vorschaltgerät 17 sowie ein Zugbeeinflussungsgerät 2 für die in der Schweiz geforderte Zugbeeinflussung INTEGRA erkennbar, das mit dem Vorschaltgerät 17 zusammenwirkt. Eine Reihe darunter ist ein Zugbeeinflussungsgerät 2 für das ebenfalls in der Schweiz geforderte System ZUB262ct erkennbar. Ferner sind eine Kabelzuführung 18, eine Geräteschnittstelle 19 sowie eine Fahrzeugschnittstelle 20 gezeigt. Belegte Geräteschnittstellen 19 sind mit diagonal durchgestrichenen Kästchen verdeutlicht. Die unbelegten Geräteschnittstellen 19 weisen keinen solchen Querstrich auf. Es ist erkennbar, dass in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich vier Geräteschnittstellen belegt sind, die den Zugbeeinflussungssystemen LZB, PZB, INTEGRA und ZUB zugeordnet sind.
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Der Zugsicherungsschrank 16 weist auch einen unbelegten Einbauraum 21 auf, der durch gestrichelte Linien gekennzeichnet ist. Der unbelegte Einbauraum 21 ist fest einem Zugbeeinflussungsgerät zugeordnet, das das für das System ETCS Level 1 ausgestaltet ist.
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3 verdeutlicht den Zugbeeinflussungsschrank 16 gemäß 2, in dem das Zugbeeinflussungsgerät ETCS Level 1 nachträglich in den in 2 mit 21 gekennzeichneten Einbauraum eingebaut wurde. Weiterhin ist aus 3 erkennbar, dass eine weitere Schnittstelle, die dem Einbauraum und dem Zugbeeinflussungsgerät ETCS fest zugeordnet ist, nun belegt ist.
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4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs 22 von unten. Es ist erkennbar, dass Unterflur Signalempfänger 6 montiert sind, die mit streckenseitigen Signalgebern zusammenwirken. Für den in 3 verdeutlichten Zugbeeinflussungsschrank 16 umfasst das Schienenfahrzeug 22 Signalempfänger 6 für das ETCS System Level 1, die mit dem Bezugszeichen 23 belegt sind. Auf Signalempfänger für das Zugbeeinflussungssystem INTEGRA aus der Schweiz wird mit dem Bezugszeichen 24 verwiesen. Signalempfänger 6 für das ebenfalls schweizerische Zugbeeinflussungssystem ZUB sind dem Bezugszeichen 25 zugeordnet. Signalempfänger für die Zugbeeinflussungsgeräte LZB und PZB sind mit dem Bezugszeichen 26 belegt. Darüber hinaus sind unbelegte Einbauräume 27 erkennbar, die zur Aufnahme weiterer Signalempfänger dienen. Dabei sind die unbelegten Einbauräume einem bestimmten Signalempfänger 6 oder sonstigem Peripheriegerät 5 zugeordnet. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel dienen die mit 27 bezeichneten unbelegten Einbauräume zur Aufnahme von Peripheriegeräten für Signalempfänger für beispielsweise das System MIRIEL, ein Zugbeeinflussungssystem, das in Tschechien, Ungarn und der Slowakei eingesetzt wird. Weitere unbelegte Einbauräume sind mit 28 bezeichnet. Die Einbauräume 27, 28 sind zur Aufnahme von Signalempfängern eingerichtet, die markterhältlich sind. Dabei sind die Einbauräume 27, 28 so dimensioniert, dass eine einfache Montage der Peripheriegeräte 5 an dem Schienenfahrzeug 22 ermöglicht ist. Nach der Montage sind die Peripheriegeräte 5 mit den jeweils vorgesehenen nicht belegten Geräteschnittstellen 19 des Zugbeeinflussungsschranks gemäß 3 zu verbinden. Die hierzu notwendigen Kabel einschließlich der Energieversorgungskabel, die gegebenenfalls notwendig sind, sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs bereits vorinstalliert. Bei abweichenden Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schienenfahrzeuge fehlt eine solche Vorinstallation der Kabel, so dass die Schienenfahrzeuge in der Erstanschaffung entsprechend kostengünstiger sind.
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5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Führertisches 29, der in einem Führerstand des Schienenfahrzeugs angeordnet ist und zur Steuerung der Fahrt des Schienenfahrzeugs durch einen Lokführer dient. Der Führertisch 29 verfügt über Bedien- und Anzeigeelemente, wie beispielsweise die Signalleuchte 30 zum Anzeigen von Gefahrenpunkten. Hierzu ist die Signalleuchte 30 über die Geräteschnittstelle 19 mit in den Zulassungsgerät LZB oder PZB gemäß 2 oder 3 verbunden. Weitere Bedienelemente sind Elemente 33 („Befehl”, „Frei” und „Wachsam”) für Deutschland, Österreich und die Schweiz sowie die Geschwindigkeitsanzeige 31, wobei hier nur exemplarisch auf einige dieser Bedien- und Anzeigeelemente eingegangen wird.
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Der Führertisch 29 gemäß 4 soll nun nicht mehr nur in Deutschland und Österreich, Frankreich und Belgien, sondern auch im Schienennetz Italiens eingesetzt werden können. Das in Italien vorgeschriebene Zugbeeinflussungssystem wird mit SCMT abgekürzt. Um den Führertisch gemäß 4 erweitern zu können, ist dieser modular aufgebaut und weist fest zugeordnete Bedien- und Anzeigeelemente auf. Zur Erweiterung dient ein vorgefertigter Aufsatz, dessen Bodenbereich zu 4 identisch ausgestattet ist.
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5 zeigt den erweiterten Führertisch 27, bei dem ein zusätzliches weiteres SCMT-Bedienelement 31 im oberen Bereich des Führertisches 27 vorgesehen ist. Um die Erweiterbarkeit der Zugbeeinflussungsanlage 1 weiter zu verbessern, sind sämtliche Kabelverbindungen mit der Geräteschnittstelle 19 bereits vorinstalliert, so dass lediglich der oben beschriebene Aufsatz ausgetauscht werden muss. Auf diese Art und Weise ist eine einfache und kostengünstige Systemerweiterung ermöglicht.
