DE102020100264A1 - Data communication system of a rail vehicle that can be coupled into a train formation and a method for operating such a data communication system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Datenkommunikationssystem eines in einen Zugverband einkuppelbaren Schienenfahrzeuges mit mindestens einem eine Mehrzahl von Systemkomponenten des Schienenfahrzeuges verbindenden Fahrzeugbussystem, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Datenkommunikationssystems. Dieses soll eine bessere Sicherheit gegenüber Verfälschungen von Daten aufweisen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Datenkommunikationssystem ein erstes (3) und ein zweites Bussegment (4), welches jeweils zur Kommunikation mit einem dem Schienenfahrzeug (2) innerhalb des Zugverbands benachbarten zweiten Schienenfahrzeug eingerichtet ist, sowie einen beide Bussegmente (3, 4) mit dem Fahrzeugbussystem (6) verbindenden Segmentkoppler (5) aufweist, der zum Auftrennen und Schließen einer Datenverbindung zwischen erstem (3) und zweitem Bussegment (4) eingerichtet ist.The invention relates to a data communication system of a rail vehicle that can be coupled into a train formation with at least one vehicle bus system connecting a plurality of system components of the rail vehicle, as well as a method for operating such a data communication system. This should have better security against falsification of data. This is achieved according to the invention in that the data communication system has a first (3) and a second bus segment (4), each of which is set up for communication with a second rail vehicle adjacent to the rail vehicle (2) within the train set, as well as one of the two bus segments (3, 4) ) with the vehicle bus system (6) connecting segment coupler (5) which is set up to open and close a data connection between the first (3) and second bus segment (4).
Description
Die Erfindung betrifft ein Datenkommunikationssystem eines in einen Zugverband einkuppelbaren Schienenfahrzeuges mit mindestens einem eine Mehrzahl von Systemkomponenten des Schienenfahrzeuges verbindenden Fahrzeugbussystem, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Datenkommunikationssystems.The invention relates to a data communication system of a rail vehicle that can be coupled into a train formation with at least one vehicle bus system connecting a plurality of system components of the rail vehicle, as well as a method for operating such a data communication system.
Datenkommunikationssysteme der gattungsgemäßen Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Diese dienen der Datenkommunikation innerhalb eines Fahrzeugs bzw. zwischen den Systemkomponenten desselben Fahrzeuges über dessen Fahrzeugbus. Zur Datenkommunikation zwischen mehreren Fahrzeugen eines Zugverbandes bzw. zur Datenkommunikation zwischen den Systemkomponenten verschiedener Fahrzeuge des Zugverbandes sind die jeweiligen Fahrzeugbussysteme über Gateways mit einem Zugbus verbunden. Die Gateways hören die über den Zugbus übertragenen Signale bzw. Informationen ab und übertragen die für das jeweilige Fahrzeug relevanten Informationen auf den Fahrzeugbus. Umgekehrt nimmt jedes Gateway die für andere Fahrzeuge des Zugverbandes bzw. Zugs bestimmten Signale bzw. Informationen vom eigenen Fahrzeugbus auf und überträgt diese auf den Zugbus.Data communication systems of the generic type are known from the prior art. These are used for data communication within a vehicle or between the system components of the same vehicle via its vehicle bus. For data communication between several vehicles of a train formation or for data communication between the system components of different vehicles of the train formation, the respective vehicle bus systems are connected to a train bus via gateways. The gateways listen to the signals or information transmitted via the train bus and transmit the information relevant to the respective vehicle to the vehicle bus. Conversely, each gateway picks up the signals or information intended for other vehicles in the train formation or train from its own vehicle bus and transmits them to the train bus.
Bei der Initialisierung des Datenkommunikationssystems werden den einzelnen Gateways der Fahrzeuge während eines Initialisierungsvorgangs (sog. „Zugtaufe“) eindeutige feste Adressierungen zugeordnet. Diese Adressierung ist zwingende Voraussetzung für eine fahrzeugindividuelle Datenkommunikation zwischen den Fahrzeugen eines Zuges. Zur Durchführung der Initialisierung sowie zur späteren Steuerung der Datenkommunikation ist einem Fahrzeug des Zuges eine Master-Funktion zugeordnet. Im Folgenden werden dieses Fahrzeug als „Master-Fahrzeug“ sowie dessen Fahrzeugbussystem als „Master-Fahrzeugbussystem“ bezeichnet. Üblicherweise ist ein Triebfahrzeug des Zuges als ein solches Master-Fahrzeug ausgebildet. Die Master-Funktionen werden hierbei von Systemkomponenten des Master-Fahrzeugs übernommen, die aus Vorgaben eines Triebfahrzeugführers oder eines automatischen Zugsteuerungssystems Befehle für einzelne Subsysteme des Zuges, wie z.B. Antrieb oder Bremse, generieren. Allen übrigen Fahrzeugen des Zuges ist eine von der Master-Funktion gesteuerte Slave-Funktion zugeordnet. Im Folgenden werden diese Fahrzeuge als „Slave-Fahrzeuge“ sowie deren Fahrzeugbussysteme als „Slave-Fahrzeugbussysteme“ bezeichnet. Die Systemkomponenten der Slave-Fahrzeuge übernehmen Slave-Funktionen, d.h. setzen die Befehle der Systemkomponenten des Master-Fahrzeugs um und geben Status-Meldungen an das Master-Fahrzeug. Es ist ferner aus dem Stand der Technik bekannt, die Gateways der Fahrzeuge als Datenspeicher für fahrzeugspezifische Größen, wie z.B. Gewicht, Länge, Bremseigenschaften und eindeutige Fahrzeug-Identifikationsnummer, zu nutzen. Diese Größen werden während der Initialisierung bzw. Zugtaufe von den Slave-Fahrzeugen an das Master-Fahrzeug übertragen, welches hieraus die Konfiguration sowie den Status des Zuges ermittelt. Die Initialisierung ist beendet, sobald alle fahrzeugspezifischen Größen aller Slave-Fahrzeuge dem Master-Fahrzeug bekannt sind.When the data communication system is initialized, the individual gateways of the vehicles are assigned unique, fixed addresses during an initialization process (so-called “train inauguration”). This addressing is a mandatory requirement for vehicle-specific data communication between the vehicles of a train. A master function is assigned to a vehicle of the train to carry out the initialization and to control the data communication later. In the following, this vehicle is referred to as the “master vehicle” and its vehicle bus system as the “master vehicle bus system”. Usually, a locomotive of the train is designed as such a master vehicle. The master functions are taken over by system components of the master vehicle, which generate commands for individual subsystems of the train, such as the drive or brake, from the specifications of a train driver or an automatic train control system. All other vehicles in the train are assigned a slave function controlled by the master function. In the following, these vehicles are referred to as “slave vehicles” and their vehicle bus systems as “slave vehicle bus systems”. The system components of the slave vehicles take on slave functions, i.e. they implement the commands of the system components of the master vehicle and send status messages to the master vehicle. It is also known from the prior art to use the gateways of the vehicles as data storage for vehicle-specific variables, such as weight, length, braking properties and unique vehicle identification number. These variables are transferred from the slave vehicles to the master vehicle during the initialization or train inauguration, which uses this information to determine the configuration and the status of the train. The initialization is finished as soon as all vehicle-specific variables of all slave vehicles are known to the master vehicle.
Insbesondere die Züge des Schienengüterverkehrs sind sehr häufig nicht in festen Zugverbänden konfiguriert, sondern werden aus Einzelwaggons gebildet, deren Anzahl und Reihung innerhalb des Zugverbands durch Rangiervorgänge verändert wird. Nach jedem solchen Rangiervorgang bzw. nach jedem Ein- oder Ausstellen von Waggons erfolgt eine sog. „Zugbildung“ und es muss eine erneute Zugtaufe durchgeführt werden.In particular, the trains of rail freight transport are very often not configured in fixed train sets, but are formed from individual wagons, the number and sequence of which within the train set is changed by shunting operations. After each such shunting operation or after each putting on or off wagons, a so-called “train formation” takes place and a new train inauguration must be carried out.
Nicht zuletzt durch die Einführung moderner Zugsicherungssysteme, bei denen zur Kapazitätserhöhung von Schienenverkehrswegen und zur Reduzierung der durch die Infrastruktur verursachten Kosten des Schienenverkehrswegs keine streckenseitigen Einrichtungen zur Zugvollständigkeitskontrolle mehr vorhanden sind (wie z.B. im Level
Allerdings weisen die vorgenannten aus dem Stand der Technik bekannten Systeme zur Datenkommunikation innerhalb eines Zuges ein für die weitergehende Automatisierung des Schienenverkehrs ungenügendes Zuverlässigkeitsniveau auf. Insbesondere besteht das Risiko, dass bei der Kommunikation über ein Gateway Daten verfälscht werden und diese Verfälschung im weiteren Verlauf der Kommunikation unerkannt bleibt. Besonders problematisch sind Fehler bezüglich der tatsächlichen Identität eines Schienenfahrzeugs und dessen Position innerhalb des Zugverbandes. So könnte beispielsweise bei Verwendung einer automatisierten Zugkupplung ein von einem Masterfahrzeug ausgesendeter Entkupplungsbefehl am falschen Fahrzeug ausgeführt werden.However, the aforementioned systems for data communication within a train known from the prior art have an insufficient level of reliability for the further automation of rail traffic. In particular, there is a risk that data will be falsified when communicating via a gateway and that this falsification will remain undetected in the further course of communication. Errors in the actual identity of a rail vehicle and its position within the train formation are particularly problematic. For example, when using an automated train coupling, a decoupling command sent by a master vehicle could be executed on the wrong vehicle.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein Datenkommunikationssystem eines in einen Zugverband einkuppelbaren Schienenfahrzeuges mit mindestens einem eine Mehrzahl von Systemkomponenten des Schienenfahrzeuges verbindenden Fahrzeugbussystem, sowie ein Verfahren zum Betreiben eines solchen Datenkommunikationssystems bereitzustellen, welches eine bessere Sicherheit gegenüber Verfälschungen von Daten aufweist.The object of the present invention is thus to provide a data communication system to provide a rail vehicle that can be coupled into a train formation with at least one vehicle bus system connecting a plurality of system components of the rail vehicle, as well as a method for operating such a data communication system which has better security against corruption of data.
Dies wird erfindungsgemäß in vorrichtungsorientierter Weise dadurch erreicht, dass das Datenkommunikationssystem ein erstes und ein zweites Bussegment, welches jeweils zur Kommunikation mit einem dem Schienenfahrzeug innerhalb des Zugverbands benachbarten zweiten Schienenfahrzeug eingerichtet ist, sowie einen beide Bussegmente mit dem Fahrzeugbussystem verbindenden Segmentkoppler aufweist, der zum Auftrennen und Schließen einer Datenverbindung zwischen erstem und zweitem Bussegment eingerichtet ist.According to the invention, this is achieved in a device-oriented manner in that the data communication system has a first and a second bus segment, each of which is set up for communication with a second rail vehicle adjacent to the rail vehicle within the train set, as well as a segment coupler which connects the two bus segments to the vehicle bus system and which is used for separating and closing a data connection between the first and second bus segment is established.
Auf diese Weise ist eine fahrzeugbasierte Datenkommunikationseinrichtung eines Datenkommunikationssystems realisierbar, das in zwei klar definierten Betriebsmodi betreibbar ist, wobei die direkte Datenkommunikation zwischen beiden Bussegmenten zu- oder abschaltbar ist. Auf diese Weise ist die fahrzeugbasierte Datenkommunikationseinrichtung in einem ersten Betriebsmodus betreibbar, bei dem eine eindeutige und ausschließliche Kommunikationsbeziehung des Schienenfahrzeugs mit einem über das erste Bussegment gekoppelten Master-Fahrzeug eines Zugverbands hergestellt ist. Zudem ist die fahrzeugbasierte Datenkommunikationseinrichtung in einem zweiten Betriebsmodus betreibbar, der eine direkte Kommunikationsverbindung des über das erste Bussegment gekoppelten Master-Fahrzeugs mit mindestens einem weiteren, im Zugverband nachfolgenden Schienenfahrzeug ermöglicht. Dieses weitere, im Zugverband nachfolgende Schienenfahrzeug ist über das zweite Bussegment mit der fahrzeugbasierten Datenkommunikationseinrichtung gekoppelt.In this way, a vehicle-based data communication device of a data communication system can be implemented that can be operated in two clearly defined operating modes, with the direct data communication between the two bus segments being able to be switched on or off. In this way, the vehicle-based data communication device can be operated in a first operating mode in which a clear and exclusive communication relationship between the rail vehicle and a master vehicle of a train set coupled via the first bus segment is established. In addition, the vehicle-based data communication device can be operated in a second operating mode, which enables a direct communication connection between the master vehicle coupled via the first bus segment and at least one other rail vehicle following in the train formation. This further rail vehicle following in the train formation is coupled to the vehicle-based data communication device via the second bus segment.
Die Umschaltung vom ersten in den zweiten Betriebsmodus durch das Verbinden beider Bussegmente im Segmentkoppler erfolgt erst nach vollständigem Abschluss der initialen Datenkommunikation zwischen Schienenfahrzeug und Master-Fahrzeug während der im ersten Betriebsmodus durchgeführten Initialisierungsphase.Switching from the first to the second operating mode by connecting both bus segments in the segment coupler only takes place after the initial data communication between the rail vehicle and the master vehicle has been completed during the initialization phase carried out in the first operating mode.
Auf diese Weise ist eine sequentielle Initialisierung der Datenkommunikationssysteme der einzelnen Schienenfahrzeuge innerhalb eines mehrere Schienenfahrzeuge umfassenden Zugverbandes möglich, wobei das Initialisierungsprozedere von einem ersten Schienenfahrzeug ausgehend sequentiell auf die nachfolgenden Schienenfahrzeuge ausgedehnt wird. Auf diese Weise wird ermöglicht, dass die Datenkommunikationssysteme jedes in ein Zugverband eingekoppelten Schienenfahrzeugs während einer Initialisierungphase in eine eindeutige Kommunikationsbeziehung mit einem anderen Schienenfahrzeug, insbesondere dem Master-Fahrzeug, des Zugverbandes schaltbar ist, während dessen die Datenkommunikationssysteme der übrigen Schienenfahrzeuge, die räumlich zwischen dem Master-Fahrzeug und dem aktuell im ersten Betriebsmodus mit dem Master-Fahrzeug in Kommunikationsverbindung stehenden Schienenfahrzeug angeordnet sind, bereits in einen zweiten Betriebsmodus geschaltet sind.In this way, a sequential initialization of the data communication systems of the individual rail vehicles within a train set comprising several rail vehicles is possible, with the initialization procedure starting from a first rail vehicle being extended sequentially to the following rail vehicles. In this way it is made possible that the data communication systems of each rail vehicle coupled into a train formation can be switched into a clear communication relationship with another rail vehicle, in particular the master vehicle, of the train formation during an initialization phase, during which the data communication systems of the other rail vehicles, which are spatially between the Master vehicle and the rail vehicle currently in communication with the master vehicle in the first operating mode are already switched to a second operating mode.
Auf diese Weise wird das Risiko der Verfälschung von Daten während des Initialisierungsvorgangs des Datenkommunikationssystems eines in einen Zugverband einkuppelbaren Schienenfahrzeugs deutlich reduziert. Dem Schienenfahrzeug kann eine eigensichere Intelligenz implementiert werden, bei der die Integrität des Schienenfahrzeugs und seiner Komponenten mit höherer Zuverlässigkeit während des Betriebes des Schienenfahrzeugs überprüfbar und gewährleistbar sind, so dass ein solches Schienenfahrzeug auch in einem teilautonomen Betrieb über Fernsteuerungen oder sogar in einem vollautomatischen Betrieb von Zügen des Schienenverkehrs einsetzbar ist. Dies ist die Voraussetzung zur Nutzbarmachung der hiermit verbundenen wirtschaftlichen Potentiale und somit für einen zukünftigen Betrieb von Schienengüterverkehren in modernen und kosteneffizienten Logistikketten. Auch wenn es im Stand der Technik schon möglich ist, Wagenlisten für aus mehreren Schienenfahrzeugen bestehenden Zugverbänden mittels technischer Systeme zu erstellen, so ermöglich das erfindungsgemäße Datenkommunikationssystem eine sichere Zugbildung in Produktionssystemen des Schienengüterverkehrs, bei der auf die bislang erforderlich Quittierung einer Wagenliste durch einen menschlichen Bediener verzichtet werden kann.In this way, the risk of data corruption during the initialization process of the data communication system of a rail vehicle that can be coupled into a train formation is significantly reduced. An intrinsically safe intelligence can be implemented in the rail vehicle, in which the integrity of the rail vehicle and its components can be checked and guaranteed with greater reliability during the operation of the rail vehicle, so that such a rail vehicle can also be operated in a semi-autonomous mode via remote controls or even in a fully automatic operation of Trains of rail traffic can be used. This is the prerequisite for harnessing the associated economic potential and thus for future operation of rail freight transport in modern and cost-efficient logistics chains. Even if it is already possible in the prior art to create wagon lists for train formations consisting of several rail vehicles by means of technical systems, the data communication system according to the invention enables reliable train formation in production systems of rail freight transport, in which the previously required acknowledgment of a wagon list by a human operator is possible can be dispensed with.
Der Segmentkoppler ist bevorzugt als Koppelrechner ausgeführt, der nicht nur die Kommunikationsbrücke zur durchgängigen Kommunikation über beide Bussegmente bereitstellt, sondern auch in signaltechnisch sicherer Weise die auf den Bussegmenten anliegenden Signale eineindeutig und verfälschungssicher einem konkreten Bussegment zuordnet. Hierzu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die auf den Bussegmenten anliegenden Signale mittels Software-Funktionalitäten in einer in Bezug auf jedes Bussegment jeweils charakteristischen und eindeutig zuordenbaren Weise modifiziert werden.The segment coupler is preferably designed as a coupling computer that not only provides the communication bridge for continuous communication over both bus segments, but also assigns the signals present on the bus segments to a specific bus segment in a signal-technically secure manner. For this purpose, it can be provided, for example, that the signals present on the bus segments are modified by means of software functionalities in a manner which is characteristic of each bus segment and which can be clearly assigned.
Es kann sich bei den über die Bussegmente übertragbaren Signale sowohl um Kommandotelegramme handeln, die beim adressierte Slave-Fahrzeug bzw. dessen Systemkomponente eine Aktion auslösen (z.B. das Öffnen einer automatischen Zugkupplung), als auch um Abfragetelegramme, die beim adressierten Slave-Fahrzeug das Ermitteln von Sensor-Ausgangssignalen, Statusinformationen etc... bewirken. Somit ist das erfindungsgemäße Datenkommunikationssystem nicht nur zur signaltechnisch sicheren Kommunikation zwischen verschiedenen Fahrzeugen eines Zugverbandes geeignet, sondern auch für ein Monitoring von Zuständen bzw. die Statusüberwachung von auf den Schienenfahrzeugen installierten Systemkomponenten (Sensoren, Datalogger etc...). Ebenso kann in hierzu inverser Kommunikationsrichtung vorgesehen sein, dass die Datenübertragung an das erste Bussegment vom Segmentkoppler aus bzw. von einer Systemkomponente des Schienenfahrzeugs aus initiiert ist (z.B. als Alarmfunktionalität bei Überschreiten eines durch eine Systemkomponente messtechnisch erfassten Grenzwertes).The signals that can be transmitted via the bus segments can be command telegrams that trigger an action in the addressed slave vehicle or its system component (e.g. opening a automatic train coupling), as well as query telegrams that cause sensor output signals, status information etc ... to be determined in the addressed slave vehicle. Thus, the data communication system according to the invention is not only suitable for signal-technically secure communication between different vehicles of a train formation, but also for status monitoring or status monitoring of system components (sensors, data loggers, etc.) installed on the rail vehicles. Likewise, in the inverse communication direction, data transmission to the first bus segment can be initiated from the segment coupler or from a system component of the rail vehicle (e.g. as an alarm functionality when a limit value recorded by a system component is exceeded).
Die Erfindung sieht zwar in bevorzugter Weise leitungsgebundene Bussegmente vor, ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Ebenso sind Bussegmente auf Funkbasis denkbar, wobei die Kopplung zwischen zwei Schienenfahrzeugen bzw. Bussegmenten dann über eine Luftschnittstelle erfolgt.Although the invention preferably provides wired bus segments, it is not limited thereto. Radio-based bus segments are also conceivable, the coupling between two rail vehicles or bus segments then taking place via an air interface.
Hierzu sieht das erfinderische Grundkonzept vor, dass das Datenkommunikationssystem bei aufgetrennter Verbindung zwischen erstem und zweitem Bussegment zur Datenkommunikation zwischen dem ersten Bussegment und dem Fahrzeugbussystem eingerichtet ist. Auf diese Weise ist eine erste Konfiguration des Datenkommunikationssystems realisierbar, bei dem sich das Datenkommunikationssystem in einem ersten Betriebszustand befindet und auf eine Kontaktaufnahme durch ein anderes Schienenfahrzeug, insbesondere ein zum Zweck einer Zugtaufe anfragendes Master-Fahrzeug, wartet und nach Empfangen eines von dort gesendeten Start- bzw. Aufforderungssignals die für eine Zugtaufe notwendigen Daten an das erste Bussegment zur Übertragung an das anfragende Schienenfahrzeug überträgt. Der Segmentkoppler verfügt hierzu über eine Gateway-Funktionalität.For this purpose, the inventive basic concept provides that the data communication system is set up for data communication between the first bus segment and the vehicle bus system when the connection between the first and second bus segments is broken. In this way, a first configuration of the data communication system can be implemented, in which the data communication system is in a first operating state and waits for contact to be made by another rail vehicle, in particular a master vehicle requesting a train initiation, and after receiving a start sent from there - or request signal transmits the data necessary for a train inauguration to the first bus segment for transmission to the inquiring rail vehicle. The segment coupler has a gateway functionality for this purpose.
Das erfinderische Konzept sieht ferner vor, dass das Datenkommunikationssystem bei geschlossener Verbindung zwischen erstem und zweitem Bussegment zur Datenkommunikation zwischen dem ersten und dem zweiten Bussegment sowie zur Datenkommunikation zwischen dem Fahrzeugbussystem und dem ersten Bussegment eingerichtet ist. Auf diese Weise ist das Datenkommunikationssystem derart umkonfigurierbar, dass weitere Anfragen von einem anfragenden Schienenfahrzeug, insbesondere dem Master-Fahrzeug, vom ersten Bussegment auf das zweite Bussegment (und damit auf ein im Zugverband nachfolgendes weiteres Schienenfahrzeug) weitergeleitet werden. Der Segmentkoppler verfügt hierzu über einer Router-Funktionalität. Zugleich kann das Datenkommunikationssystem aber auch an das Schienenfahrzeug adressierte Kommunikationstelegramme am Bussegment auslesen bzw. Antworttelegramme auf das Bussegment übertragen. Das Datenkommunikationssystem kann hierfür optional auch zur Datenkommunikation zwischen dem Fahrzeugbussystem und dem zweiten Bussegment eingerichtet sein.The inventive concept also provides that when the connection between the first and second bus segments is closed, the data communication system is set up for data communication between the first and second bus segments and for data communication between the vehicle bus system and the first bus segment. In this way, the data communication system can be reconfigured in such a way that further inquiries from an inquiring rail vehicle, in particular the master vehicle, are forwarded from the first bus segment to the second bus segment (and thus to another rail vehicle following in the train formation). The segment coupler has a router functionality for this purpose. At the same time, however, the data communication system can also read out communication telegrams addressed to the rail vehicle on the bus segment or transmit response telegrams to the bus segment. For this purpose, the data communication system can optionally also be set up for data communication between the vehicle bus system and the second bus segment.
In besonders bevorzugter Weise ist der Segmentkoppler als ein zweikanaliger Rechner ausgeführt, dessen Kanäle zur Kommunikation über das erste Bussegment und / oder zweite Bussegment eingerichtet sind. Beide Kanäle sind somit zum Betreiben beider Bussegmente eingerichtet. Beide Bussegmente sind voneinander unabhängig überwachbar und steuerbar, so dass mittels eines erfindungsgemäßen Datenkommunikationssystems der Zustand und Betrieb des Schienenfahrzeugs in signaltechnisch sicherer Weise überwacht und gesteuert werden kann. Die auf den Bussegmenten anliegenden Signale werden eineindeutig und verfälschungssicher einem konkreten Bussegment zugeordnet, indem sich die auf beiden Kanälen zur Verfügung stehenden Software-Funktionen zur Bearbeitung der auf den jeweiligen Bussegmenten anliegenden Signale eindeutig voneinander unterscheiden. Zudem ist ein solcher zweikanaliger Koppelrechner vergleichsweise kostengünstig in einer 2v2-Struktur realisierbar, die auch zu einer hochverfügbaren 2von3- oder 2x(2von2)-Struktur erweiterbar ist. In bevorzugter Weise ist der erste Kanal zur Kommunikation über das erste Bussegment und der zweite Kanal zur Kommunikation über das zweite Bussegment eingerichtet.In a particularly preferred manner, the segment coupler is designed as a two-channel computer, the channels of which are set up for communication via the first bus segment and / or the second bus segment. Both channels are thus set up to operate both bus segments. Both bus segments can be monitored and controlled independently of one another, so that the state and operation of the rail vehicle can be monitored and controlled in a signal-safe manner by means of a data communication system according to the invention. The signals present on the bus segments are unambiguously and tamper-proof assigned to a specific bus segment, in that the software functions available on both channels for processing the signals present on the respective bus segments clearly differ from one another. In addition, such a two-channel coupling computer can be implemented comparatively inexpensively in a 2v2 structure, which can also be expanded to a high-
Die Erfindung sieht in verfahrensorientierter Weise vor, dass in einer das Schienenfahrzeug integrierenden Kommunikationsverbindung zwischen mehreren Schienenfahrzeugen eines Zugverbands die Verbindung zwischen erstem und zweitem Bussegment im Segmentkoppler aufgetrennt wird.In a process-oriented manner, the invention provides that the connection between the first and second bus segments is separated in the segment coupler in a communication connection that integrates the rail vehicle between several rail vehicles of a train set.
Auf diese Weise ist der Segmentkoppler in einem ersten Betriebsmodus geschaltet, der eine ausschließliche Datenkommunikation zwischen einem benachbarten Schienenfahrzeug (z.B. Master-Fahrzeug) und den Systemkomponenten des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs ermöglicht. Im Zuge der Initialisierung eines mehrere Einzelfahrzeuge übergreifenden Datenkommunikationssystems (sog. „Zugtaufe“) wird also zunächst vom Master-Fahrzeug aus das in sequentieller Abfolge erste bzw. nächstliegende Schienenfahrzeug angesprochen. Sofern ein Zugverband (neben dem Master-Fahrzeug) aus mehreren Schienenfahrzeugen gebildet ist, so wird das Auftrennen der Verbindungen in jedem Segmentkoppler aller Schienenfahrzeuge mittels eines zentralen Befehls veranlasst. Ein solcher zentraler Befehl kann beispielsweise vom Master-Fahrzeug erzeugt werden. Nach Auftrennen der Verbindung im Segmentkoppler befindet sich das Datenkommunikationssystem in einem ersten Betriebszustand und wartet auf eine Kontaktaufnahme durch ein anderes Schienenfahrzeug auf dem ersten Bussegment, insbesondere ein zum Zweck einer Zugtaufe anfragendes Master-Fahrzeug. Sobald es auf dem ersten Bussegment ein von dort gesendeten Start- bzw. Aufforderungssignal empfängt, antwortet es durch Rückübertragung der für eine Zugtaufe notwendigen Daten über das erste Bussegment an das anfragende (Master-) Schienenfahrzeug.In this way, the segment coupler is switched to a first operating mode which enables exclusive data communication between an adjacent rail vehicle (eg master vehicle) and the system components of the rail vehicle according to the invention. In the course of the initialization of a data communication system spanning several individual vehicles (so-called “train initiation”), the first or nearest rail vehicle in sequential order is addressed by the master vehicle. If a train formation (in addition to the master vehicle) is formed from several rail vehicles, the disconnection of the connections in each segment coupler of all rail vehicles is initiated by means of a central command. Such a central command can be generated by the master vehicle, for example. After breaking the connection in Segment coupler, the data communication system is in a first operating state and waits for contact to be made by another rail vehicle on the first bus segment, in particular a master vehicle requesting a train inauguration. As soon as it receives a start or request signal sent from there on the first bus segment, it replies by retransmitting the data necessary for a train inauguration via the first bus segment to the requesting (master) rail vehicle.
Es ist dabei unerheblich, ob dieser Verfahrensschritt als ein erster Verfahrensschritt zur Initialisierung einer das Schienenfahrzeug integrierenden Kommunikationsverbindung nach erstmaligem Einkuppeln des Schienenfahrzeugs in einen Zugverband durchgeführt wird, oder ob dieser Verfahrensschritt als ein letzter Verfahrensschritt vor dem Auskuppeln des Schienenfahrzeugs aus einem Zugverband erfolgt. Die Erfindung ist unabhängig davon, ob der Segmentkoppler bei aus dem Zugverband gelösten bzw. „isolierten“ Einzelfahrzeuge einen Grundzustand mit aufgetrennter oder einen Grundzustand mit geschlossener Verbindung zwischen erstem und zweitem Bussegment aufweist. Der Befehl zur Auftrennung der Verbindung zwischen erstem und zweitem Bussegment könnte durch das Master-Fahrzeug an solche Slave-Fahrzeuge versendet werden, die vom Zugverband abgekoppelt werden sollen.It is irrelevant whether this process step is carried out as a first process step for initializing a communication link integrating the rail vehicle after the rail vehicle has been coupled into a train formation for the first time, or whether this process step takes place as a last process step before the rail vehicle is uncoupled from a train formation. The invention is independent of whether the segment coupler has a basic state with a disconnected or a basic state with a closed connection between the first and second bus segment when the individual vehicles are detached or "isolated" from the train. The command to break the connection between the first and second bus segment could be sent by the master vehicle to those slave vehicles that are to be decoupled from the train set.
Des Weiteren ist vorgesehen, dass in einem weiteren Verfahrensschritt zur Initialisierung einer das Schienenfahrzeug integrierenden Kommunikationsverbindung zwischen mehreren Schienenfahrzeugen eines Zugverbands die Verbindung zwischen erstem und zweitem Bussegment im Segmentkoppler geschlossen wird. Auf diese Weise ist der Segmentkoppler in einem zweiten Betriebsmodus geschaltet, der eine direkte Datenkommunikation zwischen zwei weiteren, jeweils zum Schienenfahrzeug benachbarten Fahrzeugen im Sinne eines Routings bzw. Durchleiten von Datentelegrammen ermöglicht. Zugleich ist aber weiterhin ein Auslesen von an das Schienenfahrzeug adressierten Datentelegrammen bzw. das Aussenden von Datentelegrammen auf das Bussegment möglich.Furthermore, it is provided that in a further method step for initializing a communication connection between several rail vehicles of a train that integrates the rail vehicle, the connection between the first and second bus segments is closed in the segment coupler. In this way, the segment coupler is switched to a second operating mode, which enables direct data communication between two further vehicles, each adjacent to the rail vehicle, in the sense of routing or passing data telegrams through. At the same time, however, it is still possible to read out data telegrams addressed to the rail vehicle or to transmit data telegrams to the bus segment.
Die Erfindung erstreckt sich auch auf ein mit einem erfindungsgemäßen Datenkommunikationssystem ausgestattetes Schienenfahrzeug. Aus solchen Schienenfahrzeugen können Zugverbände beliebiger Länge gebildet werden, denn es ist für die erfindungsgemäße Grundidee ohne Belang, ob und wenn ja wieviele weitere Schienenfahrzeuge zwischen einem solchen erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug und dem Master-Fahrzeug bzw. zwischen diesem Schienenfahrzeug und einem nachfolgenden weiteren Schienenfahrzeug eingekuppelt sind. In einem aus erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugen gebildeten Zugverband ist jedes einzelne Schienenfahrzeug vom Master-Fahrzeug aus erreichbar, sofern die Datenkommunikationssysteme der im Zugverband vor diesem jeweiligen Schienenfahrzeug eingereihten weiteren Schienenfahrzeuge im zweiten Betriebsmodus bzw. Durchleitungsmodus geschaltet sind.The invention also extends to a rail vehicle equipped with a data communication system according to the invention. Train sets of any length can be formed from such rail vehicles, because it is irrelevant for the basic idea according to the invention whether and, if so, how many other rail vehicles are coupled between such a rail vehicle according to the invention and the master vehicle or between this rail vehicle and a subsequent further rail vehicle. In a train formation formed from rail vehicles according to the invention, each individual rail vehicle can be reached from the master vehicle, provided that the data communication systems of the further rail vehicles in the train formation in front of this respective rail vehicle are switched to the second operating mode or transmission mode.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels und dazugehöriger Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
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1 : Kommunikationsstruktur eines aus einem Master- und drei Slave-Fahrzeugen gebildeten Zugverbandes
-
1 : Communication structure of a train set made up of one master and three slave vehicles
Im Ausgangszustand, d.h. also nachdem der Zugverband durch Ankuppeln der Slave-Fahrzeuge (
Gemäß einer bevorzugten ersten Ausführungsvariante ist der „Zugende“-Status ein Datum, das mit dem Zustand der physischen Fahrzeugkupplungen an den beiden Stirnseiten des jeweiligen Slave-Fahrzeugs verknüpft ist. Hierzu ist jeder Segmentkoppler (
Im hieran anschließenden Betriebszustand führt das Master-Fahrzeug anhand der Wagenliste eine zyklische Status-Abfrage der im Zugverband eingestellten Slave-Fahrzeuge durch und überprüft, ob sich alle Slave-Fahrzeuge melden und im Betriebszustand (d.h. im jeweiligen Segmentkoppler ist die Kommunikationsverbindung zwischen erstem und zweitem Bussegment geschlossen) befinden. Hierzu prüft der Fahrzeugrechner jedes Slave-Fahrzeugs die auf dem jeweils ersten Bussegment (
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Master-FahrzeugMaster vehicle
- 22
- Slave-FahrzeugSlave vehicle
- 33
- erstes Bussegmentfirst bus segment
- 44th
- zweites Bussegmentsecond bus segment
- 55
- SegmentkopplerSegment coupler
- 5.15.1
- Ankopplung erstes BussegmentCoupling of the first bus segment
- 5.25.2
- Ankopplung zweites BussegmentCoupling of the second bus segment
- 5.35.3
- Ankopplung FahrzeugbusCoupling vehicle bus
- 66th
- FahrzeugbusVehicle bus
- 7.1, 7.27.1, 7.2
- Systemkomponenten des FahrzeugsSystem components of the vehicle
- 88th
- ZugendeEnd of train
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020100264.5A DE102020100264A1 (en) | 2020-01-08 | 2020-01-08 | Data communication system of a rail vehicle that can be coupled into a train formation and a method for operating such a data communication system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020100264.5A DE102020100264A1 (en) | 2020-01-08 | 2020-01-08 | Data communication system of a rail vehicle that can be coupled into a train formation and a method for operating such a data communication system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020100264A1 true DE102020100264A1 (en) | 2021-07-08 |
Family
ID=76432217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020100264.5A Withdrawn DE102020100264A1 (en) | 2020-01-08 | 2020-01-08 | Data communication system of a rail vehicle that can be coupled into a train formation and a method for operating such a data communication system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102020100264A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5353413A (en) * | 1992-03-19 | 1994-10-04 | Aeg Transportation Systems, Inc. | Method and apparatus for christening a trainline monitor system |
DE29521037U1 (en) * | 1995-03-14 | 1996-07-18 | Deutsche Bahn AG, 10365 Berlin | Data communication system for freight trains |
DE19929644A1 (en) * | 1999-06-28 | 2001-01-11 | Deutsche Bahn Ag | System for initializing trains based on a data communication system, in which all communication participants have access to the information in the initialization phase |
DE102017208888A1 (en) * | 2017-05-24 | 2018-11-29 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | Method for safely carrying out a batch baptism |
-
2020
- 2020-01-08 DE DE102020100264.5A patent/DE102020100264A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5353413A (en) * | 1992-03-19 | 1994-10-04 | Aeg Transportation Systems, Inc. | Method and apparatus for christening a trainline monitor system |
DE29521037U1 (en) * | 1995-03-14 | 1996-07-18 | Deutsche Bahn AG, 10365 Berlin | Data communication system for freight trains |
DE19929644A1 (en) * | 1999-06-28 | 2001-01-11 | Deutsche Bahn Ag | System for initializing trains based on a data communication system, in which all communication participants have access to the information in the initialization phase |
DE102017208888A1 (en) * | 2017-05-24 | 2018-11-29 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | Method for safely carrying out a batch baptism |
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