DE102013003953B4

DE102013003953B4 - System zur Steuerung von akustischen und/oder optischen Informationselementen zur Fahrgast- und Reisendeninformation (FIS/RIS) in Fahrzeugen

Info

Publication number: DE102013003953B4
Application number: DE102013003953.3A
Authority: DE
Inventors: Peter Kunze-Klein; Eugen Dengler
Original assignee: Deutsche Bahn AG
Current assignee: Dengler Bahn Telematik De GmbH; Deutsche Bahn AG
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2021-08-05
Anticipated expiration: 2033-03-09
Also published as: EP2774825A3; DE102013003953A1; EP2774825A2

Abstract

System für eine HF-freie Smartphone-Nutzung im Führerstand eines Schienenfahrzeuges, wobei das Schienenfahrzeug auf seinem Führerstand ein Bedienfeld (1) aufweist, welches einen Sprechhörer (2), ein Mikrofon (3), eine Beschallungsanlage mit einer UIC-Steuerung (4) und einen Smartphonehalter (5) umfasst, wobei das Smartphone über den Smartphonehalter (5) mit einer Connecting-Box (6) verbunden ist, die über einen Ethernetswitch (7) mit einem FID-Monitor (8) gekoppelt ist, wobei die Connecting-Box (6) über einen IBIS-Schnittstellenumsetzer (9) und einen IBIS-Bus (10) mit einem IBIS-Zuglaufanzeiger (11) sowie über einen Systemstecker (12) mit der Beschallungsanlage (4) gekoppelt ist, wobei der Sprechhörer (2) mit der Connecting-Box (6) per USB verbunden ist, die über eine Ethernet-Verbindung mit einer HF-Box (13) gekoppelt ist, wobei die HF-Box (13) über einen GPS-sowie einen GSM-Pfad mit einer externen GSM/GPS-Kombiantenne (14) gekoppelt ist, und wobei die HF-Box (13) zudem über den Ethernetswitch (7) sowohl mit dem FID-Monitor (8), als auch mit der Connecting-Box (6) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Steuerung von akustischen und/oder optischen Informationselementen zur Fahrgast- und Reisendeninformation (FIS/RIS) in Fahrzeugen, insbesondere in Schienenfahrzeugen, wobei in einem Führerstand des Fahrzeuges eine mobile Steuereinheit zum Einsatz kommt.
Ein Fahrgastinformationssystem ist ein elektronisches Informationssystem für Fahrgäste des Öffentlichen Personennah- (ÖPNV) und Schienen personenfernverkehrs (SPFV). Es geht über die reine Fahrplaninformation hinaus. Ziel ist es, dem Fahrgast eine Informationsplattform anzubieten, über die er sich umfassend über den ÖPNV in seinem Lebensraum informieren kann. Es umfasst u. a. Liniennetzpläne, Fahrplanbücher und -karten, Hinweisschilder (Piktogramme) zu den Haltestellen, übersichtliche Fahrplanaushänge, Verspätungs-, Anschluss- und Tarifinformationen (vgl. dazu auch Nachtbus, OPNV-Sonderformen). In den Fahrzeugen erfolgt eine Haltestelleninformation per Lautsprecher und außerdem mit Display oder Anzeiger/Monitor (hierbei können auch die nachfolgenden Haltestellen und das Endziel angezeigt werden).
Zu den Informationen vor Ort gehören Anzeigetafeln, Fahrzielanzeigen, vor allem aber auch geeignete Echtzeit-Informationen. Diese sind unaufgefordert bei jeder Abweichung vom abgedruckten Wunschfahrplan abzugeben; im Sinne der Verfügbarkeit steht der Anbieter hier in der Bringschuld. Genannte Forderung entsteht seitens vorhandener oder potenzieller Fahrgäste bei Baustellen, Umleitungen/Ersatzverkehren, Verspätungen und Ausfällen. Die Deutsche Bahn AG (DB AG) praktiziert dies mit ihrem Reisenden-Informations-System (RIS) seit vielen Jahren erfolgreich.
Im Netz der DB AG geben dabei vielerorts Zugnummern-Meldeanlagen die aktuellen Positionen von Zügen automatisch an die Transportleitung weiter; vereinzelt ist noch eine manuelle Eingabe von Daten erforderlich. Dort werden auf Basis der Ist- und Soll-Durchfahrzeiten Prognosen über die weiteren Ankunfts- und Abfahrtszeiten errechnet und auf einem zentralen RIS-Server hinterlegt; auch manuelle Angaben von voraussichtlichen Verspätungen sind möglich.
Von dort werden die Daten an verschiedene Abnehmer, beispielsweise Zugbegleiter, Bahnhöfe (z. B. auch für Ansagen) sowie örtlich besetze Stellwerke und Betriebszentralen, weiterverteilt. Zukünftig sollen auch Daten bahnfremder Unternehmen Daten an das RIS-System der DB AG liefern.
Die auf den Fahrzeugen verwendeten Displays und Monitore sind z. B. LCD (Flüssigkristall-Bildschirme) oder TFT(Dünnfilmtransistor-)Bildschirme mit Touchscreenbedinung ( DE 10 2008 012 953 A1 ).
Aus der DE 197 43 306 A1 ist eine Anordnung zur Bedienung eines Fahrzeuges bekannt, wobei eine Kontrolleinheit zur Darstellung zu überwachender Daten des Fahrzeugs mit einer Eingabeeinheit und einem Rechner gekoppelt sind, wobei die zu überwachenden Daten auf der Kontrolleinheit darstellbar sind und ein Betätigen der Eingabeeinheit die jeweilige vorgegebene Aktion durchführt.
Aus der DE 10 2005 013 281 A1 ist ein virtueller Berater bekannt, der aufgezeichnete Nachrichten in einem PKW abgibt. Es werden reine Software-Konfigurationen gemanagt. Das System verbindet keine aktuellen grafischen mit akustischen Signalen und stellt eine reine „Konserve“ dar. Das System weist keine Außenantenne auf und schaltet keine HF-Signale ab, da dies für einen PKW auch nicht notwendig ist. Die vorgeschlagene Lösung ist in einem Schienenfahrzeug aufgrund seiner EMV-Abstrahlung nicht einsetzbar.
In der US 2011 / 0 248 665 A1 ist eine transportable Smartphone-Aufnahme zur Verbindung mit einem externen Notebook bekannt. Die EMR-Abstrahlung soll gedämpft, nicht aber komplett abgeschaltet werden.
Es findet keine GSM-Überwachung und keine Abschaltung des HF-Teils des Smartphones statt. Das Smartphone kann in der Halterung weiterhin alle Funktionen, inklusive seines Sendemodus nutzen. Die Halterung ist nicht zudem nicht schienenfahrzeugtauglich, da sie nicht rüttelfest ausgebildet ist.
In der DE 103 13 625 A1 wird eine Aufnahmevorrichtung für ein Mobiltelefon beschrieben, wobei die Aufnahmevorrichtung in einem PKW mit einer externen Antenne verbunden werden kann. Die Lösung stellt eine reine Antennenkopplung für Mobiltelefone dar. Die Sendefunktion des Mobiltelefons bleibt vollumfänglich erhalten.
Die DE 602 14 102 T2 beschreibt ein System und ein Verfahren zur Verminderung von SAR-Werten, bei dem bei einer über einen Sensor durchgeführten Erkennung eines menschlichen Körpers die Durchschnittsleistung der durch die Mobilfunkvorrichtung abgestrahlten elektromagnetischen Hochfrequenzenergie gesteuert verringert werden kann. Es erfolgt eine aktive Steuerung des Handys bei Erkennung eines menschlichen Körpers. Das GSM-Sendeverhalten eines Handys wird nicht passiv überwacht.
Dabei ist zu beachten, dass alle elektronischen Bauteile und -gruppen in einem Schienenfahrzeug einer EMV-Untersuchung nach den gängigen Richtlinien standhalten müssen. Speziell im Führerstand eines Schienenfahrzeuges dürfen nahezu keine Störpotentiale von elektronischen Baugruppen hinsichtlich ihrer elektromagnetischen Verträglichkeit vorhanden sein, um Fehlschaltungen u. a. negativen Auswirkungen auf den laufenden Betrieb zu vermeiden. Dies trifft in ähnlicher Weise auch auf das Cockpit von Flugzeugen und die Führerstände von Schiffen zu.
Aus den o. g. Gründen ist der Einsatz von Smartphones auf Führerständen von derartigen Fahrzeugen in der Regel nicht gestattet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System zur Steuerung von akustischen und/oder optischen Informationselementen zur Fahrgast- und Reisendeninformation (FIS/RIS) in Fahrzeugen, insbesondere in Schienenfahrzeugen zu entwickeln, wobei in einem Führerstand des Fahrzeuges eine mobile Steuereinheit zum Einsatz kommt, die allen EMV-Vorschriften genügt und keinen negativen Einfluss auf die umgebenden elektronische Baugruppen ausübt.
Dies wird dadurch erreicht, dass als mobile Steuereinheit ein Smartphone (PDA) mit einer speziellen Software (zur Abholung von Echtzeit-Daten aus einem Backoffice und Bedienoberfläche für die Steuerung von Ansagen im Zug unter Einbeziehung der GPS-Ortung, wobei die Ansagetexte als SMS vom Backoffice zum PDA übermittelt werden) verwendet wird und das Smartphone mit einer rüttelfesten Halterung und federnder Verriegelung mittels einer variablen Adaptionsschale verbunden wird, anschließend über eine Connecting-Box eine Verbindung zwischen dem Smartphone und einer Lautsprecheranlage des Fahrzeugs hergestellt und eine Überwachung der Strahlungs- und Sendeleistung des Smartphones sowie eine Umschaltung desselben in einen inaktiven Zustand (Flugzeugmodus) durchgeführt wird, wobei die GPS-Funktionalität des Smartphons erhalten bleibt und die Touchscreen-Bedienung des Smartphons genutzt wird.
Die GSM-Sende-/Empfangseinheit des Smartphones wird dabei in eine eigene sogenannte HF-Einheit ausgelagert, wobei das Smartphone seine Steuerfunktionen HF-strahlungsfrei beibehält.
Die GSM- und die GPS-Verbindung wird über eine an der HF-Einheit angeordnete externe Antenne durchgeführt.
Alle Audio-Daten werden als Text an das System übermittelt und über eine speziell für die Texte der Fahrgastinformation optimierte Text-To-Speech-Software, die trotz Zusammensetzung aus einzelnen SMS-Textbausteinen einen natürlichen Sprachrythmus erzeugt, im Smartphone ausgegeben.
Das System bezieht seine Daten über ein Backoffice, das über eine GSM-Funkverbindung verfügt.
Eine dynamische Übermittlung der Audioansagen und der Anzeigedaten über das Backoffice wird in Echtzeit (keine „Konserven“) durchgeführt.
Die Überwachung der Strahlungs- und Sendeleistung des Smartphones erfolgt automatisch nach vorgegebenen Grenzwerten. Damit ist eine einfache Handhabung durch den Fahrzeugführer gegeben.
Die Überwachung der Strahlungs- und Sendeleistung des Smartphones wird in mehreren Stufen durchgeführt, wobei in der ersten Stufe in einer Zeitspanne von vorzugsweise 30 bis 60 Sec. eine automatische Umbuchung des Smartphones in den Flugzeugmodus durchgeführt und dessen Realisierung überwacht sowie angezeigt wird.
Im Falle einer nicht durchgeführten Umbuchung des Smartphones in den Flugzeugmodus wird ein weiteres akustisches Signal erzeugt, das dem Fahrzeugführer anzeigt, dass das Smartphone unzulässigerweise sendet. Über eine Dienstanweisung muss der Fahrzeugführer angewiesen werden, in diesem Fall das System außer Betrieb zu nehmen. Eine automatische Abschaltung des Smartphone ist technisch nicht möglich. Die Überwachung stellt aber sicher, dass zu jedem Zeitpunkt ein unzulässig sendendes Smartphone zuverlässig erkannt wird und durch eine angeordnete Bedienhandlung außer Betrieb genommen werden kann.
Das gesamte Mess- und Überwachungssystem im Fahrzeug arbeitet vollständig autark und unabhängig von den Bordsystemen.
Das System zur Durchführung des Verfahrens ist derart gestaltet, dass ein Smartphone in einer Halterung mit einer Connecting-Box (C-Box) verbunden ist, die sowohl mit dem Bedienfeld im Führerstand des Fahrzeugs, als auch mit einem Ethernetswitch und einem FID-Anzeiger wie auch über einen IBIS-Schnittstellenumsetzer und einen IBIS-Bus mit einem IBIS-Zuglaufanzeiger verbunden ist und ein USB-Sprechhörer des Bedienfeldes über eine HF-Box mit einer außerhalb des Führerstandes angeordneten GPS/GSM-Kombiantenne gekoppelt ist.
Die C-Box ist über einen Systemstecker mit einer im Fahrzeug vorhandenen Lautsprecheranlage verbunden.
In der Smartphone-Halterung ist eine GSM-Überwachung integriert.
Die Smartphone-Halterung weist einen Vibrationsschutz, vorzugsweise eine federnde Verriegelung auf, damit während der Fahrt die vorhandenen Schwingungen aus dem Gleisoberbau nicht auf das Smartphone übertragen werden.
Die Spannungsversorgung erfolgt aus der Spannungsversorgung der Fahrzeuge, üblicherweise 110 VDC und 24 VDC
Das System kann akustische und optische Echtzeitinformationen empfangen und über die Lautsprecher, FID-Monitore und IBIS-Anzeigeeinheiten wiedergeben.
Das System kann Daten aus einem Wegimpulssensor einlesen und verarbeiten
Das System kann den Kontakt einer Türsteuerung einlesen und verarbeiten
Vorteile der Erfindung:

- Es kann erstmals ein handelsübliches Smartphone als mobile Sende/Empfangseinheit im Führerstand eines (Schienen)Fahrzeuges verwendet werden.
- Auf dem Führerstand tritt keine zusätzliche elektromagnetische Strahlung auf.
- Das Smartphone steht dem Benutzer weiterhin als normales Handy mit allen Funktionen zur Verfügung. Es behält seine Steuerfunktion bei, erzeugt aber keine HF-Strahlung mehr.
- Die GPS-Funktionalität des Smartphone kann (abhängig vom verwendeten Fahrzeug) benutzt werden.
- Die Überwachung der Strahlungs- und Sendeleistung des Smartphones erfolgt automatisch nach vorgegeben Grenzwerten. Damit ist eine einfache Handhabung durch den Fahrzeugführer gegeben.
- Eine unbemerkte HF-Emmission im Fahrzeug-Führerstand ist ausgeschlossen.
- Erfolgt keine automatische Umbuchung in den Flugzeugmodus tritt zuerst eine optische Warnung und dann eine akustische Meldung auf. Dadurch erhöhte Sicherheit.
- Der Ansagetext wird als geschriebener Text an das System übermittelt.
- Durch die rüttelfeste Halterung mit federnder Verriegelung werden keine Vibrationen in das Smartphone übertragen.
- Die variable Adaptionsschale sichert eine geräteunabhängige Nutzung von Smartphones.
- Die Spannungsversorgung erfolgt aus der Spannungsversorgung der Fahrzeuge, üblicherweise 110 VDC und 24 VDC
- Das System kann akustische und optische Echtzeitinformationen empfangen und über die Lautsprecher, FID-Monitore und IBIS-Anzeigeeinheiten wiedergeben.
- Das System kann Daten aus einem Wegimpulssensor einlesen und verarbeiten
- Das System kann den Kontakt einer Türsteuerung einlesen und verarbeiten

Ausführungsbeispiel
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll nachstehend die Erfindung näher erläutert werden.
Dabei zeigen:

1 - das Systemschema der HF-freien Smartphone-Nutzung im Führerstand eines Schienenfahrzeuges
2 - die Stromversorgung des Systems

Ein Schienenfahrzeug weist auf seinem Führerstand ein Bedienfeld 1 auf, welches u. a. einen Sprechhörer 2 , ein Mikrofon 3 , eine Beschallungsanlage mit UIC-Steuerung 4 und einen Smartphonehalter 5 umfasst (1).
Das Smartphone ist über den Halter 5 mit einer Connecting-Box 6 verbunden, die über einen Ethernetswitch 7 mit einem FID-Monitor 8 gekoppelt ist.
Darüber hinaus ist die Connecting-Box 6 über einen IBIS-Schnittstellenumsetzer 9 und einen IBIS-Bus 10 mit einem IBIS-Zuglaufanzeiger 11 sowie über einen Systemstecker 12 mit dem Beschallungssystem gekoppelt.
Der Sprechhörer 2 ist mit der C-Box 6 verbunden, die über eine Ethernet-Verbindung mit der Hf-Box 13 gekoppelt ist. Die Hf-Box ist über einen GPS- sowie einen GSM-Pfad mit einer externen GSM/GPS-Kombiantenne 14 gekoppelt.
Die HF-Box 13 ist zudem über den Ethernetswitch 7 sowohl mit dem FID-Monitor 8 , als auch mit der Connecting-Box 6 verbunden.
2 zeigt die Stromversorgung des Systems, das über die DC-Bordversorgung realisiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Bedienfeld
2: Sprechhörer
3: Mikrofon
4: Beschallungsanlage und UIC-Steuerung
5: Smartphonehalter
6: Connecting-Box
7: Ethernetswich
8: FID-Monitor
9: IBIS-Schnittstellenumsetzer
10: IBIS-Bus
11: IBIS-Zuglaufanzeiger
12: Systemstecker
13: HF-Box
14: GSM/GPS-Kombiantenne