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Diagnoseverfahren und Diagnoseeinrichtungen sind aus dem Stand der Technik für verschiedene Arten von Anlagen, wie beispielsweise verkehrstechnische Anlagen oder eisenbahntechnische Anlagen, bekannt.
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Gerade bezüglich einer vorausschauenden Wartung der Anlage (predictive maintenance) sind Diagnoseeinrichtungen und Diagnoseverfahren sehr wichtig. Dabei wird beispielsweise innerhalb eines Computersystems für die zu diagnostizierenden Teile der Anlage, die im Folgenden als Diagnoseziel bezeichnet werden, Datenobjekte modelliert, im Folgenden auch Diagnoseobjekte genannt werden, die die Diagnoseziele repräsentieren. Dabei werden Daten zu verschiedenen Eigenschaften des Diagnoseziels zur Verfügung gestellt, um das Diagnoseobjekt modulieren zu können. Das Diagnoseobjekt kann hierbei Daten aus verschiedenen Datenquellen verarbeiten und zusammensetzen. Problematisch kann es hierbei sein, wenn Daten zu gleichen Eigenschaften des Diagnoseziels von unterschiedlichen Datenquellen vorliegen und diese Daten redundant sind. Dies kann beispielsweise durch Laufzeitprobleme, Konnektivitätsprobleme, Verfügbarkeitsprobleme oder Berechnungsfehler hervorgerufen werden.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Diagnoseverfahren und eine Diagnoseeinrichtung für eine Anlage bereitzustellen, die auch mit redundanten Daten aus verschiedenen Datenquellen zuverlässig arbeiten.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Diagnoseverfahren für eine Anlage gelöst, insbesondere für eine verkehrstechnische Anlage, bei dem wenigstens ein Diagnoseziel der Anlage als wenigstens ein Diagnoseobjekt abgebildet wird, bei dem Daten zu wenigstens einer Eigenschaft des Diagnoseziels für das Diagnoseobjekt zur Verfügung gestellt werden, bei dem die Daten zu der wenigstens einen Eigenschaft des Diagnoseziels von wenigstens zwei Datenquellen geliefert werden, bei dem jeder der wenigstens zwei Datenquellen wenigstens ein Rangfolgewert zugeordnet wird, wobei die Rangfolgewerte der Datenquellen unterschiedlich zueinander sind, und bei dem die Daten der Datenquellen in Abhängigkeit von den Rangfolgewerten verarbeitet werden.
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Weiterhin löst die Erfindung die Aufgabe durch eine Diagnoseeinrichtung für eine Anlage mit wenigstens einem Diagnoseobjekt, das zum Abbilden von wenigstens einem Diagnoseziel der Anlage und zum Verarbeiten von Daten zu wenigstens einer Eigenschaft des Diagnoseziels ausgebildet ist, wobei die Diagnoseeinrichtung ausgebildet ist, die Daten zu der wenigstens einen Eigenschaft des Diagnoseziels von wenigstens zwei Datenquellen in Abhängigkeit von einem Rangfolgewert der Datenquellen zu verarbeiten, wobei die Rangfolgewerte der Datenquellen unterschiedlich zueinander sind.
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Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass immer nur Daten von einer Datenquelle pro Eigenschaft des Diagnoseziels verwendet werden. So können Störungen durch die Verwendung redundanter Daten ausgeschlossen werden. Durch die den verschiedenen Datenquellen zugeordneten Rangfolgewerte kann eine eindeutige Entscheidung getroffen werden, welche Daten von welcher Datenquelle verwendet werden. Durch die zugeordneten Rangfolgewerte ist sichergestellt, dass immer die Daten der bestmöglichen Datenquelle verwendet werden. Dabei kann das Diagnoseobjekt entweder selbst anhand des Rangfolgewertes entscheiden, welche Daten von welcher Datenquelle verwendet werden oder es werden nur die Daten von einer Datenquelle in Abhängigkeit von dem Rangfolgewert an das Diagnoseobjekt geliefert. In jedem Fall ist sichergestellt, dass zu einer Eigenschaft des Diagnoseziels nur die Daten von einer Datenquelle verwendet werden und somit redundante (sich evtl. widersprechende) Daten verschiedener Datenquellen vermieden werden.
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Die Erfindung kann durch weitere vorteilhafte Ausgestaltungen weiterentwickelt werden, die im Folgenden beschrieben sind.
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So können die Daten der Datenquelle mit einem höchsten oder besten Rangfolgewert verarbeitet werden. Dies hat den Vorteil, dass eine eindeutige Zuordnung gegeben ist, welche Datenquelle für einen Datenwert des Diagnoseobjektes verwendet werden soll und immer die bestmögliche Datenquelle für den entsprechenden Datenwert verwendet wird. Der Datenwert ist beispielsweise die Temperatur, Datenquelle ist ein Temperatursensor und Diagnoseziel ein Weichenantrieb, der von dem Diagnoseobjekt modelliert wird. Selbstverständlich kommt es hier auf die Definition an, welcher Rangfolgewert die höchste Priorität hat. Dieser kann beispielsweise alternativ auch die Datenquelle mit dem niedrigsten Rangfolgewert sein. Erfindungsgemäß soll immer die am besten geeignete, verfügbare Datenquelle verwendet werden und der Rangfolgewert ist ein Indiz dafür.
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Um auch bei Ausfall der bestgeeigneten Datenquelle weiter diagnosefähig zu bleiben, können, wenn die Daten der Datenquelle mit einem höchsten oder besten Rangfolgewert nicht zur Verfügung stehen, die Daten der Datenquelle mit dem nächsthöheren oder nächstbesten Rangfolgewert verarbeitet werden. Mit dieser Ausgestaltung wird also die Verfügbarkeit berücksichtigt und die nächstbeste Datenquelle verwendet, wenn die beste Datenquelle ausfällt. Bei Ausfall einer oder mehrere Datenquelle ist somit die Aufrechterhaltung des Diagnoseverfahrens gewährleistet, wenn weiterhin Daten zu der betroffenen Eigenschaft zur Verfügung stehen.
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Ferner können die Rangfolgewerte beispielsweise zumindest teilweise anhand von historischen Werten oder Heuristiken zu den Datenquellen ermittelt und festgelegt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Rangfolgewerte beispielsweise auch automatisch den Datenquellen zugeordnet werden können. Historische Werte können beispielsweise Ausfallzeiten bzw. Ausfallhäufigkeiten der Datenquellen sein. So kann beispielsweise die Datenquelle mit der geringsten Ausfallzeit den höchsten Rangfolgewert und somit die höchste Priorität bekommen.
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Die Erfindung betrifft weiterhin auch ein Computerprogramm mit Programmbefehlen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Diagnoseverfahren nach einer der oben genannten Ausführungsformen. Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Computerprogrammproduktes sind jeweils das erfindungsgemäße Verfahren und/oder dessen Ausführungsbeispiele durchführbar.
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Darüber hinaus wird eine Bereitstellungsvorrichtung zum Speichern und/oder Bereitstellen des Computerprogrammproduktes beansprucht. Die Bereitstellungsvorrichtung ist beispielsweise ein Datenträger, der das Computerprogrammprodukt speichert und/oder bereitstellt. Alternativ und/oder zusätzlich ist die Bereitstellungsvorrichtung beispielsweise ein Netzwerkdienst, ein Computersystem, ein Serversystem, insbesondere ein verteiltes Computersystem, cloudbasiertes Rechnersystem und/oder virtuelles Rechnersystem, welches das Computerprogrammprodukt vorzugsweise in Form eines Datenstroms speichert und/oder bereitstellt.
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Die Bereitstellung erfolgt beispielsweise als Download in Form eines Programmdatenblocks und/oder Befehlsdatenblocks, vorzugsweise als Datei, insbesondere als Downloaddatei, oder als Datenstrom, insbesondere als Downloaddatenstrom, des vollständigen Computerprogrammprodukts. Diese Bereitstellung kann beispielsweise aber auch als partieller Download erfolgen, der aus mehreren Teilen besteht und insbesondere über ein Peer-to-Peer Netzwerk heruntergeladen oder als Datenstrom bereitgestellt wird. Ein solches Computerprogrammprodukt wird beispielsweise unter Verwendung der Bereitstellungsvorrichtung in Form des Datenträgers in ein System eingelesen und führt die Programmbefehle aus, sodass das erfindungsgemäße Verfahren auf einem Computer zur Ausführung gebracht wird.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Diagnoseeinrichtung kann diese wenigstens eine Speichereinrichtung aufweisen, in der die Rangfolgewerte der Datenquelle abgespeichert sind. Die Rangfolgewerte können beispielsweise in einfacher Form in einer Textdatei abgelegt sein, die im Betrieb der Diagnoseeinrichtung ausgelesen werden. Dies hat den Vorteil, dass die Rangfolgewerte der Datenquellen sehr leicht verfügbar und abrufbar sind.
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Um die Diagnoseobjekte möglichst einfach auszugestalten, kann die Diagnoseeinrichtung ausgebildet sein, die Daten zu der wenigstens einen Eigenschaft des Diagnoseziels von genau einer der wenigstens zwei Datenquellen in Abhängigkeit von dem Rangfolgewert an das Diagnoseobjekt zu übergeben. So muss das Diagnoseobjekt selbst nicht entscheiden, sondern verarbeitet alle übergebenen Daten. Die Auswahl, welche Datenquelle verwendet wird, trifft die Diagnoseeinrichtung aufgrund der Rangfolge und gegebenenfalls der Verfügbarkeit bzw. dem Vorhandensein der Datenquellen.
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Schließlich betrifft die Erfindung auch eine verkehrstechnische Anlage mit wenigstens einem Diagnoseziel, mit wenigstens zwei Datenquellen, die jeweils zum Liefern von Daten zu wenigstens einer Eigenschaft des Diagnoseziels ausgebildet sind und mit wenigstens einer Diagnoseeinrichtung. Erfindungsgemäß ist die Diagnoseeinrichtung der verkehrstechnischen Anlage nach einer zuvor genannten erfindungsgemäßen Ausführungsformen ausgebildet.
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Vorteilhafterweise ist die Anlage als eisenbahntechnische Anlage ausgebildet, da die Erfindung hierfür gut einsetzbar ist.
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Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen eisenbahntechnischen Anlage mit einer erfindungsgemäßen Diagnoseeinrichtung;
- 2 eine schematische Darstellung der Diagnoseeinrichtung aus 1 in einem anderen Zustand.
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Eine eisenbahntechnische Anlage 1 umfasst in der beispielhaften Ausführungsform der 1 und 2 ein Diagnoseziel 2, eine Diagnoseeinrichtung 3 und mehrere Datenquellen 4. Die eisenbahntechnische Anlage 1 ist in bekannter Weise ausgestaltet und umfasst beispielsweise Fahrzeuge und Feldelemente wie Weichen, Lichtsignale, Stellwerke, etc. Sämtliche dieser Anlagenteile der eisenbahntechnischen Anlage 1 können diagnostiziert werden und dadurch jeweils Diagnoseziele 2 darstellen. Der Einfachheit halber ist in den 1 und 2 lediglich ein Diagnoseziel 2 dargestellt, das hier beispielsweise ein Schienenfahrzeug sein soll.
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Die erfindungsgemäße Diagnoseeinrichtung 3 ist beispielsweise auf einem oder mehreren Computern ausgebildet und zur Diagnose der eisenbahntechnischen Anlage 1 und dabei insbesondere des Diagnoseziels 2 ausgebildet. Wie schon erwähnt, ist in den Figuren der Einfachheit halber lediglich ein Diagnoseziel 2 dargestellt. Ansonsten werden durch die erfindungsgemäße Diagnoseeinrichtung 3 selbstverständlich eine Vielzahl von Diagnosezielen 2 diagnostiziert. Hierfür umfasst die Diagnoseeinrichtung 3 eine Vielzahl von Diagnoseobjekten 5, wobei in den Figuren ebenfalls der Einfachheit halber lediglich ein Diagnoseobjekt in den 1 und 2 dargestellt ist.
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Für jedes Diagnoseziel 2 wird üblicherweise ein Diagnoseobjekt 5 moduliert. Das Diagnoseobjekt 5 in den 1 und 2 wird mit Daten von verschiedenen Datenquellen 4 gespeist. Die Daten der Datenquellen 4 beziehen sich auf unterschiedliche Eigenschaften A, B, C des Diagnoseziels 2. In der beispielhaften Ausführungsform der 1 und 2 ist die Eigenschaft A beispielsweise eine Geschwindigkeit v, die Eigenschaft B eine Temperatur t und die Eigenschaft C eine Spannung U.
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Als Datenquellen 4 sind dienen bei der bespielhaften Ausführungsform in den 1 und 2 eine Diagnoseschnittstelle 6 des Schienenfahrzeugs, ein Spannungs- und Temperatursensor 7 und ein Geschwindigkeitssensor 8.
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In einer Speichereinrichtung 9 der Diagnoseeinrichtung 3 ist zu jeder Datenquelle 4 ein Rangfolgewert R abgespeichert. Anhand der Rangfolgewerte R wird entschieden, welche Datenquelle 4 für die Lieferung der Daten für die bestimmte Eigenschaft von dem Diagnoseobjekt 5 verwendet wird, wenn mehr als eine Datenquelle 4 für die gleiche Eigenschaft A, B, C vorliegt. So liefert in der beispielhaften Ausführungsform der 1 und 2 bezüglich der Eigenschaft A sowohl die Diagnoseschnittstelle 6 eine Geschwindigkeit v1 als auch der Geschwindigkeitssensor 8 eine Geschwindigkeit v2. Der Diagnoseschnittstelle 6 ist ein Rangfolgewert R=2 und dem Geschwindigkeitssensor 8 ein Rangfolgewert R=1 zugeordnet. Per Definition sind in der beispielhaften Ausführungsform der 1 und 2 geringere Rangfolgewerte R die besseren und daher zu bevorzugen gegenüber höheren. Daher wird von dem Diagnoseobjekt 5 in 1 für die Eigenschaft A die Geschwindigkeit v2 von dem Geschwindigkeitssensor 8 verwendet. Für die Eigenschaft B liegt als Datenquelle 4 lediglich der Spannungssensor 7 vor, so dass von dem Datenobjekt 5 für die Eigenschaft B die Temperatur t von dem Spannungs- und Temperatursensor 7 verwendet wird. Der Rangfolgewert ist hier nicht entscheidend, da für diese Eigenschaft B nur eine Datenquelle 4 vorhanden ist. Bezüglich der Eigenschaft C wird von dem Diagnoseobjekt 5 die Spannung U1 von der Diagnoseschnittstelle 6 verwendet, weil dieser der Rangfolgewert R=1 zugeordnet ist. Durch den Rangfolgewert R=1 ist dieser Datenquelle 4 gegenüber der Datenquelle 4 des Spannungs- und Temperatursensors 7 mit dem Rangfolgewert R=2 zu bevorzugen ist.
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In 2 ist die Situation der eisenbahntechnischen Anlage 1 dargestellt, in der die Diagnoseschnittstelle 6 ausgefallen ist und keine Daten zur Verfügung stellen kann. Dies ist durch ein X in der Linie von der Diagnoseschnittstelle 6 in Richtung des Diagnoseobjekts 5 dargestellt. Da in dieser Situation in 2 für die Eigenschaft C keine Datenquelle 4 mit Rangfolgewert R=1 vorliegt, werden automatisch die Daten von der Datenquelle 4 mit dem nächstbesten Rangfolgewert R=2 verwendet. In diesem Fall sind dies die Daten von dem Spannungs- und Temperatursensor 7, der die Spannungswerte U2 liefert, die von dem Diagnoseobjekt 7 in diesem Fall verwendet werden. Trotz des Ausfalls der Diagnoseschnittstelle 6 werden die Spannungswerte U2 an das Diagnoseobjekt 5 geliefert.
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Erfindungsgemäß wird anhand des Rangfolgewerts R entschieden, welche Daten von welcher Datenquelle 4 an das Diagnoseobjekt 5 übergeben werden sollen. Alternativ kann selbstverständlich auch das Diagnoseobjekt 5 selbständig anhand der Rangfolgewerte R entscheiden, welche Datenquelle und deren Daten zu verwenden sind. Fällt bei der beispielhaften Ausführungsform eine aktuell verwendete Datenquelle 4 aus, wie in 2 dargestellt, so werden die Daten aus der Datenquelle 4 mit dem nächstbesten Rangfolgewert R=2 verwendet. Falls R=2 nicht verfügbar, könnten alternativ R=3, R=4 usw. verwendet werden. In 2 werden beispielsweise für die Eigenschaft C die Daten U2 von dem Spannungs- und Temperatursensor 7 mit dem Rangfolgewert R=2 geliefert, weil die Daten von der Diagnoseschnittstelle 6 mit dem besseren Rangfolgewert R=1 nicht zur Verfügung stehen.
