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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum überregionalen Betreiben eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum überregionalen Betreiben eines Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt.
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Ein bekannter Ansatz zum überregionalen Betreiben eines Fahrzeugs in Form eines Schienenverkehrsfahrzeugs sieht eine Verwendung einer sogenannten monolithischen Steuerungssoftware für das Schienenverkehrsfahrzeug vor, die für einen länderübergreifenden Einsatz konzipiert ist. Die genannte monolithische Steuerungssoftware umfasst dabei in einer einzigen Datei sämtliche Funktionalitäten für sämtliche Länder, in denen das Schienenverkehrsfahrzeug betrieben wird. Eine Umschaltung von Funktionalitäten erfolgt mittels sogenannter Merkmals-Umschalter (engl. feature toggles), die aufwendig und komplex sind und eine aufwendige Parametrierung der Software erforderlich machen.
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Die genannte Steuerungssoftware ist z.B. im europäischen Zulassungsprozess mit vielen unterschiedlichen Ländern aufwendig und kostenintensiv, da etwaige Wiederzulassungen aufgrund von Änderungen der Steuerungssoftware für ein Land stets in allen Ländern durchgeführt werden muss. Dadurch entsteht ein Risiko dadurch, dass eine in Teilen Europas bereits zugelassene Software auf Verlangen einer weiteren Zulassungsbehörde zur Zulassung vorgelegt werden muss. Dabei besteht unter Umständen auch die Gefahr, Funktionen spezifisch und möglicherweise zueinander widersprüchlich implementieren zu müssen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes überregionales Betreiben eines Fahrzeugs bereitzustellen.
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Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst mit einer Vorrichtung zum überregionalen Betreiben eines Fahrzeugs, aufweisend:
- - wenigstens eine Speichereinrichtung mit einer definierten Anzahl von untereinander unabhängigen Steuerungsprogrammen;
- - eine Überwachungseinrichtung; und
- - eine definierte Anzahl von Steuerungseinrichtungen;
- - wobei die wenigstens eine Speichereinrichtung, die Überwachungseinrichtung und die Steuerungseinrichtungen mittels einer Kommunikationseinrichtung funktional miteinander verbunden sind;
- - wobei in Abhängigkeit von einem definierten regionalen Aufenthalt des Fahrzeugs mittels der Überwachungseinrichtung jeweils eine Übertragung eines definierten Steuerungsprogramms von der Speichereinrichtung in eine definierte Steuerungseinrichtung überwachbar ist; und
- - wobei das Fahrzeug während des definierten regionalen Aufenthalts mittels des auf der Steuerungseinrichtung ablaufenden definierten Steuerungsprogramms betreibbar ist.
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Dadurch wird für das Fahrzeug in den einzelnen Regionen eine jeweils eigenständige Software bereitgestellt, sodass bei Erkennen eines Regionswechsels ein Umladen des Programms für das jeweilige Land durchgeführt wird. Auf diese Weise kann eine Bereitstellung und eine Zulassung von einzelnen Steuerungsprogrammen für die jeweiligen Regionen bzw. Länder durchgeführt werden, ohne jeweils die gesamte Steuerungssoftware jeweils wieder vor allen einzelnen Zulassungsbehörden zu zertifizieren. Im Ergebnis ist dadurch eine vereinfachte und kostengünstige Benutzung und Verwaltung der Steuerungssoftware des Fahrzeugs unterstützt.
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Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren zum überregionalen Betreiben eines Fahrzeugs, mit den Schritten:
- - Bereitstellen einer definierten Anzahl von untereinander unabhängigen Steuerungsprogrammen in wenigstens einer Speichereinrichtung;
- - Bereitstellen einer funktionalen Verbindung der Speichereinrichtung mit einer Überwachungseinrichtung und einer definierten Anzahl von Steuerungseinrichtungen, wobei in Abhängigkeit von einem definierten regionalen Aufenthalt des Fahrzeugs ein definiertes Steuerungsprogramm von der Speichereinrichtung in eine definierte Steuerungseinrichtung übertragen wird; und
- - Betreiben des Fahrzeugs während des definierten regionalen Aufenthalts in Abhängigkeit vom auf der Steuerungseinrichtung ablaufenden Steuerungsprogramm.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie ferner eine mittels der ersten Kommunikationseinrichtung an die Speichereinrichtung und an die Überwachungseinrichtung angebundene Verortungseinrichtung aufweist, mittels der eine regionale Verortung des Fahrzeugs durchführbar ist. Dadurch wird auf einfache Weise ein Erkennen eines Regionswechsels bereitgestellt, wodurch eine an die neue Region angepasste Steuerungssoftware für das Fahrzeug operabel gemacht wird.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Verortungseinrichtung ein GPS-Sensor und/oder eine Kameraeinrichtung und/oder eine Balise umfassen. Auf diese Weise werden unterschiedliche Varianten zur regionalen Verortung bzw. Regionserkennung des Fahrzeugs bereitgestellt.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Übertragen des Steuerungsprogramms in die Steuerungseinrichtung manuell oder mittels der Verortungseinrichtung oder manuell und mittels der Verortungseinrichtung initiierbar ist. Dadurch werden vorteilhaft mehrere Möglichkeiten zum Übertragen der Steuerungsprogramme in die Steuerungseinrichtungen bereitgestellt. Eine hohe Betriebssicherheit des Fahrzeugs ist auf diese Weise vorteilhaft unterstützt.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass mittels der Überwachungseinrichtung eine vollständige Übertragung einer definierten Anzahl von Steuerungsprogrammen in jeweils zugeordnete Steuerungseinrichtungen überwachbar ist. Auf diese Weise ist vorteilhaft ermöglicht, dass erkannt wird, ob die Steuerungseinrichtungen nach erfolgtem Umladen der Steuerungsprogramme wieder „synchron“ sind, sodass ein Betrieb des Fahrzeugs mit einer auf die neue Region angepassten Steuerungssoftware aufgenommen werden kann.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Spannungserzeugungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass jeweils wenigstens eine Speichereinrichtung in einer zugeordneten Steuerungseinrichtung angeordnet ist. Auf diese Weise wird eine dezentrale Anordnung der Speichereinrichtung realisiert, mittels der unterstützt ist, dass im Falle eines Ausfalls einer der Speichereinrichtungen andere Steuerungseinrichtungen dennoch operabel sind. Definierte Funktionen können auf diese Weise mit einem höheren Verfügbarkeitsniveau bereitgestellt werden.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eines aus: Speichereinrichtung, Steuerungseinrichtung redundant ausgebildet ist. Auf diese Weise lässt sich ein so genannter „rollender Länderwechsel“ realisieren, bei dem erforderlich ist, dass sicherheitsrelevante Funktionen (z.B. Bremsen) immer verfügbar sind.
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Als besonders vorteilhaft wird bei der Erfindung angesehen, dass eine Wiederzulassung von bereits zugelassenen Steuerungsprogrammen sehr erleichtert ist, da es sich bei den Steuerungsprogrammen um unabhängige, vollständige und lauffähige Programme handelt. Bei einer Änderung eines Steuerungsprogramms für eine Region ist somit keine Neuzulassung der anderen Steuerungsprogramme der anderen Regionen erforderlich. Dies ist insbesondere dadurch begründet, dass es sich bei der Gesamtheit der Steuerungsprogramme um keine monolithische Software handelt.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit Figuren näher erläutert werden.
- 1 zeigt in prinzipieller Weise ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung.
- 2 zeigt in prinzipieller Weise ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung.
- 3 zeigt ein prinzipielles Ablaufdiagramm eines vorgeschlagenen Verfahrens zum überregionalen Betreiben eines Fahrzeugs.
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1 zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Vorrichtung 100 zum überregionalen Betreiben eines Fahrzeugs. Das Fahrzeug (nicht dargestellt) kann dabei beispielsweise als ein Schienenverkehrsfahrzeug, ein Fahrzeug für den Straßenverkehr, ein Wasserfahrzeug, usw. ausgebildet sein. Besonders bevorzugt ist das Fahrzeug als ein Schienenverkehrsfahrzeug, insbesondere eine Lokomotive ausgebildet, für die in verschiedenen Ländern unterschiedliche Vorschriften für den Betrieb bestehen, und die daher mit einer Vielzahl von Funktionalitäten, die von Rechnereinrichtungen realisiert werden, ausgestattet sein müssen. Dabei müssen die genannten Programme üblicherweise vor den dafür zuständigen behördlichen Zulassungsstellen zertifiziert bzw. zugelassen werden.
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Man erkennt eine elektronische Speichereinrichtung 10, die über eine erste Kommunikationseinrichtung 40 funktional mit einer elektronischen Überwachungseinrichtung 20 verbunden ist. Die Überwachungseinrichtung 20 ist weiterhin an eine zweite Kommunikationseinrichtung 50 in Form eines Zugbusses angebunden. Über die erste Kommunikationseinrichtung 40 sind weiterhin eine definierte Anzahl von Steuerungseinrichtungen 30a...30n an die Speichereinrichtung 10 und die Überwachungseinrichtung 20 angebunden. An die erste Kommunikationseinrichtung 40 ist ferner eine Eingabeeinrichtung 70, beispielsweise in Form eines Terminals angebunden, über das ein Anwender (z.B. ein Triebfahrzeugführer) Instruktionen an die Vorrichtung 100 absetzen kann.
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Man erkennt ferner eine optionale Verortungseinrichtung 60 (z.B. in Form einer GPS-Einrichtung, einer Kamera zur Umgebungserkennung, einer Balise, usw.), die über die erste Kommunikationseinrichtung 40 funktional mit der Speichereinrichtung 10, der Überwachungseinrichtung 20 und den Steuerungseinrichtungen 30a...30n verbunden ist. Die erste Kommunikationseinrichtung 40 ist vorzugsweise als ein Bus („Fahrzeugbus“) ausgebildet, über den die genannten Einrichtungen funktional miteinander verbunden und in Kombination miteinander eine Leittechnik des Fahrzeugs repräsentieren.
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In der Speichereinrichtung 10 sind eine definierte Anzahl von voneinander unabhängigen Steuerungsprogrammen („Steuerungssoftware“) hinterlegt, die jeweils für abgeschlossene Regionen (z.B. ein Land oder eine Gruppe von Ländern), in denen das Fahrzeug betrieben wird, für die Steuerungseinrichtungen 30a...30n verwendet wird. Die Region, in der sich das Fahrzeug gerade aufhält, kann mittels der Verortungseinrichtung 60 ermittelt werden.
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Abhängig von der Region, in der sich das Fahrzeug gerade aufhält, beispielsweise anlässlich eines Grenzübertritts von einem Land in ein anderes, wird ein Steuerungsprogramm 11a...11n von der Speicherrichtung 10 unter der Aufsicht der Überwachungseinrichtung 20 in die zugeordnete Steuerungseinrichtung 30a...30b umgeladen bzw. übertragen. Die Überwachungseinrichtung 20 kann diesen Umladungsprozess initiieren und auch feststellen, dass alle mit Steuerungsprogrammen 11a...11n beaufschlagten Steuerungseinrichtungen 30a...30n wiederum synchron sind, wodurch der Betrieb des Fahrzeugs in der neuen Region mit den dort zugelassenen Steuerungsprogrammen aufgenommen werden kann.
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Im Ergebnis ist dadurch vorteilhaft ein einfaches Betreiben des Fahrzeugs mittels jeweils unabhängiger Steuerungsprogramme möglich. Zudem ist besonders vorteilhaft unterstützt, dass im Falle, dass ein Programm vor einer Zulassungsstelle einer Region geprüft wird, und daraufhin geändert werden muss, die anderen Programme nicht wieder erneut geändert und zugelassen werden müssen.
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Eine besonders effiziente und ökonomische Nutzung bzw. Verwaltung der genannten Steuerungssoftware ist auf diese Weise ermöglicht.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung 100 zum überregionalen Betreiben eines Fahrzeugs. Im Unterschied zur Ausführungsform von 1 ist in diesem Falle vorgesehen, dass jede der Steuerungseinrichtungen 30a...30n jeweils eine eigene Speichereinrichtung 10a...10n aufweist. Auf diese Weise ist unterstützt, dass im Falle eines Ausfalls der Speichereinrichtung 10 andere Steuerungseinrichtungen 30a...30n weiterhin operabel sind. Eine erhöhte Ausfallsicherheit der Vorrichtung 100 ist auf diese Weise vorteilhaft unterstützt.
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Im Ergebnis sind mit der vorgeschlagenen Vorrichtung 100 länder- bzw. regionsspezifische Steuerungsprogramme für das Fahrzeug einfach nutzbar. Daraus resultiert vorteilhaft eine Entkopplung von nationalen Anforderungen und Zulassungsbehörden.
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Die Steuerungsprogramme werden in der Speichereinrichtung 10 auf dem Fahrzeug vorgehalten, wobei die Speichereinrichtung 10 zentral (Ausführungsform von 1), dezentral in den Steuerungseinrichtungen 30a...30n (Ausführungsform von 2) oder gemischt (nicht dargestellt) realisiert sein kann.
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Im Ergebnis verfügt die Leittechnik in der oben beschriebenen Weise über eine Überwachungsfunktion in Form der Überwachungseinrichtung 20, die das Umladen der Steuerungsprogramme 11a...11n initiiert, koordiniert und überwacht.
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Das Umladen der Programme in die jeweils zugeordneten Steuerungseinrichtungen 30a...30n kann auf folgende Weise initiiert werden:
- a) manuell durch einen die Eingabeeinrichtung 70 bedienenden Triebfahrzeugführer;
- b) automatisch getriggert durch die Verortungseinrichtung 60;
- c) eine Kombination aus den Varianten a) und b), wobei in diesem Fall eine Art Rückfallposition durch der Variante a) vorliegt. Dies ist z.B. für einen Fall nützlich, in welchem das GPS-Signal nicht fehlerfrei vorliegt oder eine Kamera zur Umgebungserkennung nicht einwandfrei funktioniert.
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Mittels der genannten Lösung können für das Schienenfahrzeug sogenannte „stehende Länderwechsel“ beispielsweise in einem Bahnhof durchgeführt werden.
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In einer nicht dargestellten Variante der Vorrichtung ist vorgesehen, für einen so genannten „rollenden Länderwechsel“, bei dem das Fahrzeug eine Regionsgrenze überschreitet, eine Redundanz der genannten Elemente vorzusehen. Insbesondere werden dabei die Steuerungseinrichtungen 30a...30b redundant ausgelegt, sodass in diesem Fall „Reservegeräte“ umgeladen werden, wobei ab einem Zeitpunkt einer Betriebsbereitschaft eine geordnete Aktivierung dieser Geräte erfolgt. Die vormals aktiven Geräte nehmen dann gleichzeitig die Rolle von Reservegeräten ein.
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Mit der Erfindung kann vorteilhaft die Steuerungssoftware exakt auf Ländervorgaben ausgelegt werden, wodurch für ein Land nicht relevante Funktionen nicht vorhanden sind, deren sichere Abschaltung nicht nachgewiesen werden muss. Dadurch ergibt sich vorteilhaft eine verringerte Softwarekomplexität, eine reduzierte Gefahr von zu spät entdeckten, kostenintensiven Seiteneffekten, was vorteilhaft in kürzeren Software-Entwicklungszeiten resultiert. Ferner ist vorteilhaft eine Erhöhung einer Wiederverwendbarkeit von Steuerungssoftware gegeben. Ferner ist vorteilhaft eine Gefahr, das Fahrzeug mit falschen Parametern und/oder falschen Funktion in ein Land einzufahren, reduziert.
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3 zeigt ein prinzipielles Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zum überregionalen Betreiben eines Fahrzeugs.
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In einem Schritt 200 wird ein Bereitstellen einer definierten Anzahl von untereinander unabhängigen Steuerungsprogrammen 11a...11n in wenigstens einer Speichereinrichtung 10 durchgeführt.
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In einem Schritt 210 wird ein Bereitstellen einer funktionalen Verbindung der Speichereinrichtung 10 mit einer Überwachungseinrichtung 20 und einer definierten Anzahl von Steuerungseinrichtungen 30a...30n durchgeführt, wobei in Abhängigkeit von einem definierten regionalen Aufenthalt des Fahrzeugs ein definiertes Steuerungsprogramm 11a...11n von der Speichereinrichtung 10 in eine definierte Steuerungseinrichtung 30a...30n übertragen wird.
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In einem Schritt 220 wird das Fahrzeug während des definierten regionalen Aufenthalts in Abhängigkeit vom auf der Steuerungseinrichtung 30a...30n ablaufenden Steuerungsprogramm 11a...11n betrieben.
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Zusammenfassend werden mit der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren vorschlagen, welches auf einfache Weise ein überregionales Betreiben eines Fahrzeugs ermöglicht. Vorteilhaft ist mittels der Erfindung unterstützt, eine Infrastruktur, die in der Regel in jedem Land einzigartig ist, für den Betrieb des Fahrzeugs zu nutzen. Vorteilhaft kann mittels des vorschlagen Verfahrens Software ohne aufwendige Parametrierung bereitgestellt und genutzt werden, wodurch eine Fehlerhaftigkeit und mehrmalige Implementation von identischen Funktionen weitestgehend vermieden wird.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
