EP3085599A1 - Anordnung und verfahren zum bidirektionalen drahtlosen datenaustausch zwischen zumindest einer stationären einrichtung und einem schienenfahrzeug - Google Patents

Anordnung und verfahren zum bidirektionalen drahtlosen datenaustausch zwischen zumindest einer stationären einrichtung und einem schienenfahrzeug Download PDF

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EP3085599A1
EP3085599A1 EP15165055.3A EP15165055A EP3085599A1 EP 3085599 A1 EP3085599 A1 EP 3085599A1 EP 15165055 A EP15165055 A EP 15165055A EP 3085599 A1 EP3085599 A1 EP 3085599A1
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    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
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    • B61L3/02—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
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    • B61L3/125—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves using short-range radio transmission
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/04—Indicating or recording train identities
    • B61L25/048—Indicating or recording train identities using programmable tags

Definitions

  • a special mode of operation of the known RFID systems for rail vehicles is the so-called interactive mode.
  • Two readers can communicate directly with each other via the air interface.
  • it is necessary to equip both the network and the rail vehicles with identical readers.
  • the further problem arises that a communication during fast crossing or passing are problematic due to the low maximum write / read distance. This is due, inter alia, to the frequency range used of about 433 MHz of the known systems, for example MOBY V from the manufacturer Siemens.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum bidirektionalen drahtlosen Datenaustausch zwischen zumindest einer stationären Einrichtung (SLG) und einem Schienenfahrzeug (SF), wobei das Schienenfahrzeug (SF) mit einer Prozessoreinheit (PE) zur Bereitstellung von zu sendenden Daten und zur Verarbeitung von empfangenen Daten ausgerüstet ist. Dabei ist die zumindest eine stationäre Einrichtung (SLG) zum drahtlosen Empfangen und Senden von Daten mittels eines RFID-Kommunikationsprotokolls eingerichtet, wobei das Schienenfahrzeug (SF) mit zumindest einem passiven RFID-Transponder (TR) mit einer drahtlosen Schnittstelle zum Datenaustausch mit zumindest einer stationären Einrichtung (SLG) versehen, wobei der RFID-Transponder (TR) eine drahtgebundene Schnittstelle zum Datenaustausch mit der Prozessoreinheit (PE) des Schienenfahrzeugs (SF) aufweist, und wobei der RFID-Transponder (TR) einen sowohl mittels der drahtlosen Schnittstelle als auch mittels der drahtgebundenen Schnittstelle (DI) beschreibbaren und auslesbaren Nutzdatenspeicher (SP) aufweist. Dadurch kann die an sich bekannte und bewährte RFID-Technologie für die störsichere und kostengünstige Kommunikation zwischen einem Schienenfahrzeug (SF) und zumindest einer stationären Einrichtung (SLG) verwendet werden, wobei ein Datenspeicher des RFID-Transponders (TR) die auszutauschenden Daten zwischenspeichert, so dass auch bei einer ansonsten gestörten Informationstechnik in dem Schienenfahrzeug (SF) der Datenaustausch im zur Verfügung stehenden Zeitfenster sicher abgewickelt werden kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum bidirektionalen drahtlosen Datenaustausch zwischen zumindest einer stationären Einrichtung und einem Schienenfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, und ein Verfahren für den bidirektionalen drahtlosen Datenaustausch gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
  • Der Betrieb von Schienenfahrzeugen, insbesondere von U-Bahn-Zügen, erfordert einen Datenaustausch zwischen dem Netz, also stationären Einrichtungen, und dem Schienenfahrzeug selbst. Insbesondere bei U-Bahn-Zügen ist der herkömmliche Datenfunk, also die paketvermittelte Datenübertragung über eine Funkverbindung im VHF-Frequenzband, wegen der Abschirmung der Tunnelwände, Signalreflexionen und der Störungen durch die Stromversorgung der Schienenfahrzeuge oft problematisch. Dennoch ist zumindest in regelmäßigen Abständen eine zuverlässige Datenübertragung zwischen dem Schienenfahrzeug und dem Netzwerk, also zumindest einer stationären Einrichtung, notwendig, um beispielsweise Fahrgast-Informationssysteme (FIS) mit Positionsdaten und aktuellen Inhalten versorgen zu können. Auch Informationen für den Fahrer des Schienenfahrzeugs sollen übermittelt werden, und umgekehrt sollen Betriebs- und Zustandsinformationen des Schienenfahrzeugs an eine Zentrale übermittelt werden können. Dabei ist es wichtig, die erhöhten Anforderungen an Störsicherheit im Bahnbereich zu berücksichtigen. Insbesondere muss berücksichtigt werden, dass elektrische Störungen auftreten können, die ein Kommunikations- oder Computersystem im Schienenfahrzeug temporär stören oder unterbrechen können.
  • Eine weitere Aufgabe eines Kommunikationssystems im Bereich der Schienenfahrzeuge, insbesondere der U-Bahn-Züge, ist die Lokalisierung und Identifikation von Schienenfahrzeugen, insbesondere bei der Einfahrt in Bahnhöfe oder im Vorlauf von Weichen. Dazu ist es bekannt, die Schienenfahrzeuge mit RFID-Transpondern auszustatten, und in jedem Bahnhof und an anderen Stellen im Netz Lesegeräte (Schreib-/Lesegeräte, "Reader") vorzusehen, die mit einer zentralen Steuerung verknüpft sind. So kann die zentrale Steuerung die Schienenfahrzeuge lokalisieren und beispielsweise Ankunftszeiten in den Bahnhöfen relativ genau angeben.
  • Eine besondere Betriebsart der bekannten RFID-Systeme für Schienenfahrzeuge ist der sog. Dialogbetrieb. Dabei können zwei Lesegeräte über die Luftschnittstelle direkt miteinander kommunizieren. Dazu ist es erforderlich, sowohl das Netzwerk als auch die Schienenfahrzeuge mit jeweils gleichartigen Lesegeräten auszustatten. Neben der relativ geringen Datenrate der bekannten Systeme ergibt sich weiter das Problem, dass eine Kommunikation bei schneller Überfahrt oder Vorbeifahrt aufgrund des geringen maximalen Schreib-/Leseabstandes problematisch sind. Das liegt unter anderem am verwendeten Frequenzbereich von etwa 433MHz der bekannten Systeme, beispielsweise MOBY V des Herstellers Siemens.
  • Es ist also eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein zuverlässiges System bzw. Anordnung für den bidirektionalen drahtlosen Datenaustausch zwischen zumindest einer stationären Einrichtung und einem Schienenfahrzeug vorzuschlagen.
  • Zur Erhöhung der Datenrate und zur Vergrößerung des Schreib-/Leseabstandes und für die Verwendung bei höheren Geschwindigkeiten bietet es sich an, passive RFID-Technologie im 865MHz-Bereich (UHF-RFID-Frequenzband) einzusetzen. Allerdings unterstützen die bekannten UHF-RFID-Reader heutzutage keine "Reader-to-Reader-Kommunikation", also keinen direkten drahtlosen Datenaustausch zwischen beispielsweise einem ortsfesten und einem mit dem Schienenfahrzeug bewegten Schreib-/Lesegerät.
  • Zur Lösung dieses Problems kann ein RFID-Transponder entweder an oder in dem Schienenfahrzeug oder in der Nähe des ortsfesten Lesegerätes (stationäre Einrichtung) eingesetzt werden, der während einer Kommunikationsphase wechselseitig vom ortsfesten und vom mobilen Schreib-/Lesegerät beschrieben und gelesen wird; dadurch können solche "Reader" eingesetzt werden, die nicht direkt kommunizieren können. Der Vorteil besteht also darin, dass handelsübliche RFID-Schreib-/Lesegeräte eingesetzt werden können, was jedoch mit dem Nachteil verbunden ist, dass wegen des Einsatzes von zwei Lesegeräten hohe Kosten entstehen, und darüber hinaus ein aufwändiges "Handshaking" notwendig ist, damit nicht zwei Lesegeräte gleichzeitig auf den RFID-Transponder zugreifen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass während der relativ kurzen Zeitspanne, die dem Schienenfahrzeug bzw. der darin installierten Technologie bei der Vorbeifahrt an der stationären Einrichtung für den Datenaustausch zur Verfügung steht, keine Störung in dem Schienenfahrzeug, beispielsweise durch eine schwankende Stromversorgung oder elektromagnetische Störungen oder dgl. auftreten darf, was bedeutet, dass die Technologie entsprechend störfest aufgebaut sein muss, was weitere Kosten verursacht.
  • Zur Lösung der Aufgabe wird daher vorgeschlagen, in oder an dem Schienenfahrzeug einen RFID-Transponder vorzusehen, der je ein drahtloses und ein drahtgebundenes Interface aufweist. Das drahtlose Interface entspricht dabei der Funkschnittstelle eines Standard-UHF-RFID-Transponders, beispielsweise genormt nach ISO 18000-63. Das drahtgebundene Interface soll als gängiges Mikrokontroller-Interface ausgeführt werden, also eine Standardschnittstelle wie z.B. I2C oder SPI entsprechen. Darüber hinaus wird vorgeschlagen, dass dieser RFID-Transponder als "passiver" Transponder ausgeführt sein soll, also zumindest bei einem Zugriff seitens der Luftschnittstelle ohne eine Batterie oder eine externe Stromversorgung betrieben werden können soll.
  • Die Lösung der Aufgabe sieht insbesondere eine Anordnung gemäß dem Patentanspruch 1 und ein Verfahren gemäß dem Patentanspruch 8 vor.
  • Dabei wird eine Anordnung zum bidirektionalen drahtlosen Datenaustausch zwischen zumindest einer stationären Einrichtung und einem Schienenfahrzeug vorgeschlagen, wobei das Schienenfahrzeug mit einer Prozessoreinheit zur Bereitstellung von zu sendenden Daten und zur Verarbeitung von empfangenen Daten ausgerüstet ist. Dabei ist die zumindest eine stationäre Einrichtung zum drahtlosen Empfangen und Senden von Daten mittels eines RFID-Kommunikationsprotokolls eingerichtet, wobei das Schienenfahrzeug mit zumindest einem passiven RFID-Transponder mit einer drahtlosen Schnittstelle zum Datenaustausch mit zumindest einer stationären Einrichtung versehen ist, wobei der RFID-Transponder eine drahtgebundene Schnittstelle zum Datenaustausch mit der Prozessoreinheit des Schienenfahrzeugs aufweist, und wobei der RFID-Transponder einen sowohl mittels der drahtlosen Schnittstelle als auch mittels der drahtgebundenen Schnittstelle beschreibbaren und auslesbaren Nutzdatenspeicher aufweist. Dadurch kann die an sich bekannte und bewährte RFID-Technologie für die störsichere und kostengünstige Kommunikation zwischen einem Schienenfahrzeug und zumindest einer stationären Einrichtung verwendet werden, wobei ein Datenspeicher des RFID-Transponders die auszutauschenden Daten zwischenspeichert, so dass auch bei einer ansonsten gestörten Informationstechnik in dem Schienenfahrzeug der Datenaustausch im zur Verfügung stehenden Zeitfenster sicher abgewickelt werden kann.
  • Die Lösung der Aufgabe sieht außerdem ein Verfahren zum bidirektionalen drahtlosen Datenaustausch zwischen zumindest einer stationären Einrichtung und einem Schienenfahrzeug vor, wobei das Schienenfahrzeug mit einer Prozessoreinheit zur Bereitstellung von zu sendenden Daten und zur Verarbeitung von empfangenen Daten ausgerüstet ist. Dabei ist das Schienenfahrzeug mit einem RFID-Transponder ausgerüstet, wobei der RFID-Transponder zum drahtlosen Datenaustausch mit der zumindest einen stationären Einrichtung und zum drahtgebundenen Datenaustausch mit der Prozessoreinheit eingerichtet ist, und wobei der RFID-Transponder einen Nutzdatenspeicher aufweist, wobei dieser Nutzdatenspeicher sowohl drahtlos durch die zumindest eine stationäre Einrichtung lesbar und beschreibbar ist, als auch drahtgebunden durch die Prozessoreinheit auslesbar oder beschreibbar ist, wobei für den Datenaustausch während des Aufenthalts des RFID-Transponders in einem Sende-/Empfangsbereich ("Reichweite") der zumindest einen stationären Einrichtung diese zumindest eine stationäre Einrichtung die auszutauschenden Daten mit dem Nutzdatenspeicher synchronisiert, und wobei zu einem beliebigen Zeitpunkt die Prozessoreinheit die auszutauschenden Daten mit dem Nutzdatenspeicher synchronisiert. Durch dieses Verfahren können die bereits im Hinblick auf die Anordnung diskutierten Vorteile realisiert werden.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben; die dabei beschriebenen Merkmale und deren Vorteile gelten sinngemäß auch für das erfindungsgemäße Verfahren. Die Gegenstände der vorteilhaften Ausgestaltungen können sowohl einzeln, als auch in sinnvoller Kombination miteinander angewendet werden.
  • Wegen der vorteilhaften Datenrate und der guten Störsicherheit wird vorteilhaft UHF-RFID-Technologie im 865-MHz-Bereich verwendet.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die drahtgebundene Schnittstelle ein Mikroprozessor-Interface zum direkten Datenaustausch mit einem Mikroprozessor der Prozessoreinheit des Schienenfahrzeugs, wodurch zum Einen der "Umweg" über andere Schnittstellen eingespart wird, und zum Anderen eine besonders schnelle und sichere Kommunikation zwischen dem Datenspeicher des RFID-Transponders und der Prozessoreinheit, beispielweise einem Fahrgast-Informationssystem oder einem anderen System des Schienenfahrzeugs, gewährleistet ist.
  • Die Wagenkästen von Schienenfahrzeugen oder zumindest deren Unterbau (Chassis) bestehen in der Regel aus ferromagnetischen Werkstoffen, insbesondere Stahl. Daher ist es vorteilhaft, wenn der RFID-Transponder ein Gehäuse zur Montage außerhalb des Wagenkastens des Schienenfahrzeugs aufweist, um somit eine Abschirmung durch den Wagenkasten zu vermeiden, was eine höhere Reichweite des Systems und damit ein längeres "Zeitfenster" für den Datenaustausch zwischen der stationären Einrichtung und dem RFID-Transponder ermöglicht. Alternativ kann der RFID-Transponder auch aus einem Elektronikteil und zumindest einer davon separaten Antenne bestehen, wobei dann zumindest die Antenne zur Montage außerhalb des Wagenkastens des Schienenfahrzeugs vorgesehen ist. Der sich daraus ergebende Nachteil einer zweigeteilten Ausführung mit dem Erfordernis einer Antennenleitung zwischen dem Elektronikteil und der zumindest einen Antenne bedingt auf der anderen Seite den Vorteil, dass der Elektronikteil sowohl hinsichtlich elektrischer Störungen, als auch hinsichtlich Witterungseinflüssen etc. geschützt im Inneren des Wagenkastens montiert werden kann.
  • Vorteilhaft ist in einem Schienennetz für das Schienenfahrzeug eine Vielzahl stationärer Einrichtungen vorgesehen, insbesondere im Bereich der Einfahrten und/oder Ausfahrten von Haltestellen oder Bahnhöfen. Dadurch kann anhand einer individuellen Kennung der jeweiligen stationären Einrichtung bzw. des Transponders das Schienenfahrzeug jeweils lokalisiert werden.
  • Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen erläutert. Das Ausführungsbeispiel dient gleichzeitig der Erläuterung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Dabei zeigen:
    • Figur 1
    in schematischer Darstellung eine Anordnung aus einem Schienenfahrzeug und einer stationären Einrichtung, die aus einer Steuerung und einem RFID-Schreib-/Lesegerät besteht, und
    Figur 2
    in schematischer Darstellung eine Prozessoreinheit und ein RFID-Transponder zum Datenaustausch mit einem Bordrechner des Schienenfahrzeugs.
  • In der Figur ist ein Schienenfahrzeug SF dargestellt, welches mit einem RFID-Transponder TR für den bidirektionalen Datenaustausch ausgestattet ist. Seitens des Schienennetzes ist ein Schreib-/Lesegerät für RFID-Kommunikation als stationäre Einrichtung SLG im Bereich des Fahrweges des Schienenfahrzeuges SF angeordnet, beispielsweise im Gleisbett. Die stationäre Einrichtung SLG und der Transponder TR sind dabei derart installiert, dass sich eine möglichst langandauernde, störungsfreie Datenübertragung zwischen diesen beiden Einheiten realisieren lässt. Die stationäre Einrichtung SLG ist dabei mit einer zentralen Steuerung ST des Bahnbetreibers verbunden; in einer realen Anordnung können eine Vielzahl stationärer Einrichtungen SLG und eine Mehrzahl Steuerungen ST vorgesehen sein.
  • Die Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung die in dem Schienenfahrzeug oder an dem Schienenfahrzeug installierte Informationstechnologie. Ein Bordrechner CPU soll dabei Senke oder Quelle der auszutauschenden Daten sein, wobei der Bordrechner CPU beispielsweise ein Fahrgastinformationssystem oder ein Kommunikationsterminal eines Zugführers oder eine Steuerung des Antriebs des Schienenfahrzeugs oder dgl. ist. Es können auch mehrere Bordrechner CPU mit unterschiedlichen Funktionen gleichzeitig oder wechselweise eingesetzt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Bordrechner CPU über ein Ethernet-Datennetzwerk mit einer Prozessoreinheit PE, die für den Datentransfer verantwortlich ist, verbunden.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann die Prozessoreinheit PE auch in dem Bordrechner CPU integriert sein oder die Prozessoreinheit PE kann gleichzeitig auch die Funktion des Bordrechners CPU übernehmen. Der Transponder TR besteht aus einem Elektronik-Teil ET und einer Antenne ANT. Beide Komponenten können in einem gemeinsamen Gehäuse integriert sein oder aber auch separat voneinander montiert werden; in letzterem Fall ist eine Antennenleitung dazwischen erforderlich.
  • Der in der Figur 2 dargestellte Transponder TR weist eine Antenne ANT und ein analoges Interface AI für die drahtlose Kommunikation mit der in Figur 1 dargestellten stationären Einrichtung SLG auf. Die Antenne ANT ist mit dem analogen Interface AI verbunden, welches ihrerseits mit einer digitalen Signalverarbeitung (nicht dargestellt) zusammenwirkt. Der Transponder TR weist weiterhin einen Speicher SP auf, welcher sowohl mittels des analogen Interfaces AI, als auch mittels eines digitalen Interfaces DI zugreifbar ist. Der Transponder TR wird in diesem Ausführungsbeispiel durch ein magnetisches oder elektromagnetisches Wechselfeld, welches durch die stationäre Einrichtung SLG erzeugt wird, mit Energie versorgt; es handelt sich also um einen passiven Transponder TR. Alternativ können auch semi-aktive oder aktive Transponder, also solche mit einer (ggf. zusätzlichen) externen Energieversorgung, eingesetzt werden, insbesondere in solchen Fällen, die eine erhöhte Reichweite erfordern.
  • Der Transponder TR ist über das digitale Interface DI mit der Prozessoreinheit PE verbunden, wobei ein herkömmliches Mikrokontroller-Interface verwendet wird. Die Signalleitungen dieses Interfaces sind in der Figur 2 schematisch dargestellt und tragen dabei die Bezeichnungen VCC (Versorgungsspannung), Clock (Takt), DI (serielle Datenleitung "Input"), DO (serielle Datenleitung "Output") und GND (Masse, "Ground").
  • Der Transponder und die Prozessoreinheit PE sind derart eingerichtet, dass ein Zugriff der Prozessoreinheit PE auf den Speicher SP des Transponders jederzeit möglich ist, also insbesondere dann, wenn der Transponder nicht durch einen elektromagnetisches Feld der stationären Einrichtung SLG mit Energie versorgt wird.
  • Bei der dargestellten Anordnung kann durch einen Administrator festgelegt werden, ob in einem Kommunikationszyklus zuerst durch die stationäre Einrichtung SLG die Daten des Speichers SP ausgelesen und über die Luftschnittstelle zu der stationären Einrichtung SLG übertragen werden, um dann im zweiten Schritt die dem Schienenfahrzeug SF bereitzustellenden Daten von der stationären Einrichtung SLG über die Luftschnittstelle zu dem Transponder TR zu übertragen und dort im Speicher SP abzulegen, oder umgekehrt. Vorzugsweise ist der Speicher SP in mindestens zwei logische Speicherbereiche gegliedert, nämlich zum einen die für diejenigen Daten, die von dem Schienenfahrzeug zu der stationären Einrichtung SLG übertragen werden sollen, und zum anderen ein solcher Speicherbereich, der umgekehrt für die Daten reserviert ist, die von der stationären Einrichtung SLG zu dem Schienenfahrzeug SF übertragen werden sollen. Dadurch wird verhindert, dass durch einen schreibenden Zugriff auf den Speicher SP solche Daten überschrieben werden, die für einen lesenden Zugriff später noch zur Verfügung stehen sollen. Selbstverständlich werden bei jedem Datenaustausch Identifizierungsinformationen des Transponders und/oder des Schienenfahrzeugs zu der stationären Einrichtung SLG übertragen, und umgekehrt können Identifizierungsinformationen und/oder Ortsinformationen der jeweiligen stationären Einrichtung SLG bei jedem Kommunikationszyklus zu dem Transponder TR und damit zu dem Bordrechner CPU übertragen werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist darüber hinaus die Datenübertragung verschlüsselt und/oder digital signiert, um missbräuchlichen Zugriff zu vermeiden.
  • Als Beispiel für eine einzelne Datenübertragung sei zunächst angenommen, dass die stationäre Einrichtung SLG von der Steuerung ST mit einem Datensatz vorbereitet wurde, der im nächsten Kommunikationszyklus an das Schienenfahrzeug SF übermittelt werden soll. Dieser Datensatz kann beispielsweise Informationen umfassen, die durch ein Fahrgastinformationssystem dargestellt werden sollen. Die stationäre Einrichtung SLG sendet dazu permanent eine elektromagnetische Trägerwelle aus und versucht dabei, den RFID-Transponder TR zu erfassen. Sobald der Transponder TR im Erfassungsbereich der stationären Einrichtung SLG einläuft, wird der Transponder TR erfasst und "inventarisiert", was einer normalen Kommunikations-Sitzung im Bereich der RFID-Technologie entspricht und daher an dieser Stelle nicht weiter ausgeführt wird. Gemäß den bekannten Verfahren zum drahtlosen Datenaustausch mit RFID-Transpondern wird nun der vorbereitete Datensatz mit den an das Schienenfahrzeug SF zu übermittelnden Informationen über die Luftschnittstelle an den Transponder TR übertragen und dort im Speicher SP bzw. in den für zu empfangende Daten reservierenden Speicherbereich des Speichers SP gespeichert.
  • Danach werden während desselben Kommunikationszyklus' aus dem Speicher SP bzw. aus einem Speicherbereich, der für zu übertragende Daten in dem Speicher SP reserviert ist, die Daten durch den RFID-Transponder TR zu der stationären Einrichtung SLG übertragen, wobei die stationäre Einrichtung SLG dann später diese empfangenden Daten an die Steuerung ST weiterleitet.
  • Natürlich kann der Datentransfer auch in umgekehrter Reihenfolge vorgesehen sein, insbesondere dann, wenn keine logisch getrennten Speicherbereiche verfügbar sind - in diesem Fall ist es sinnvoll, erst den Speicher auszulesen, bevor er wieder beschrieben wird. Es ist zu beachten, dass während des Kommunikationszyklus' kein Datenaustausch zwischen der Prozessoreinheit PE und dem Transponder TR notwendig ist.
  • Nach Abschluss dieses Datenaustausches liegen die von der stationären Einrichtung SLG empfangenen Daten im Speicher SP zum Abruf durch die Prozessoreinheit PE bereit. Solange der Transponder TR noch aktiv ist, d.h., solange die durch die stationäre Einrichtung SE mittels der elektromagnetischen Trägerwelle bereitgestellte Energie noch nicht aufgezehrt ist, kann der Transponder TR über das digitale Interface DI die Prozessoreinheit PE über den Abschluss des Kommunikationszyklus' aktiv informieren und somit den Abruf der Daten aus dem Speicher SP initiieren. Alternativ kann die Prozessoreinheit PE auch in regelmäßigen Zeitabständen den Speicher SP auslesen und dabei anhand eines Zeitstempels, einer Sequenznummer oder anhand des Inhaltes feststellen, dass neue Daten vorliegen, und diese weiterverarbeiten. Die Weiterverarbeitung besteht insbesondere darin, dem Bordrechner CPU die Daten bereitzustellen und dabei oder anhand eines anderen Ereignisses vom Bordrechner CPU diejenigen Daten abzufordern oder auszulesen, die im nächsten Kommunikationszyklus über die Luftschnittstelle an die stationäre Einrichtung SLG übertragen werden sollen. Diese Daten werden durch die Prozessoreinheit PE über das digitale Interface DI in den dafür reservierten Speicherbereich des Speichers SP geschrieben.
  • Während im bisher diskutierten Ausführungsbeispiel die Kommunikation zwischen der Prozessoreinheit PE und einem Bordrechner CPU "offline" stattfindet, also vor oder nach einem Kommunikationszyklus zwischen dem Transponder TR und der stationären Einrichtung SLG, kann insbesondere bei länger andauernden Kommunikationszyklen dieser Datenaustausch während des Kommunikationszyklus' erfolgen, ggf. auch mehrfach. Die zuerst beschriebene Varianten hat jedoch den Vorteil, dass der Datenaustausch zwischen dem Transponder TR und der stationären Einrichtung SLG vollkommen autark von der Prozessoreinheit PE und dem Bordrechner CPU erfolgt, wobei noch nicht einmal eine Energieversorgung des Schienenfahrzeugs SF zur Verfügung stehen muss. Dies bedeutet, dass der Datenaustausch auch dann stattfinden kann, wenn die restliche Informationstechnologie des Schienenfahrzeugs SF temporär gestört ist.
  • Durch das geschilderte System und das geschilderte Verfahren ist es möglich, sämtliche Vorteile der UHF-RFID-Technologie zu nutzen, beispielsweise eine Datenübertragung bzw. Erfassung des Transponders bei Geschwindigkeiten > 200 km/h, eine schnelle Datenübertragung und eine hohe Störsicherheit. Für den Datenaustausch ist kein zweiter, teurer "Reader" im Schienenfahrzeug notwendig. Darüber hinaus gewährleistet die Erfindung eine hohe Verfügbarkeit, da die Daten sich zwischengepuffert im Speicher des Transponders TR befinden und so seitens des Schienenfahrzeugs zu beliebigen Zeiten gelesen bzw. geschrieben werden können, beispielsweise nach der Wiederherstellung der Funktionsbereitschaft der schienenfahrzeugseitigen Informationstechnik nach einer Störung.

Claims (8)

  1. Anordnung zum bidirektionalen drahtlosen Datenaustausch zwischen zumindest einer stationären Einrichtung (SLG) und einem Schienenfahrzeug (SF),
    wobei das Schienenfahrzeug (SF) mit einer Prozessoreinheit (PE) zur Bereitstellung von zu sendenden Daten und zur Verarbeitung von empfangenen Daten ausgerüstet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zumindest eine stationäre Einrichtung (SLG) zum drahtlosen Empfangen und Senden von Daten mittels eines RFID-Kommunikationsprotokolls eingerichtet ist,
    dass das Schienenfahrzeug (SF) mit zumindest einem passiven RFID-Transponder (TR) mit einer drahtlosen Schnittstelle zum Datenaustausch mit zumindest einer stationären Einrichtung (SLG) versehen ist,
    dass der RFID-Transponder (TR) eine drahtgebundene Schnittstelle zum Datenaustausch mit der Prozessoreinheit (PE) des Schienenfahrzeugs (SF) aufweist, und
    dass der RFID-Transponder (TR) einen sowohl mittels der drahtlosen Schnittstelle als auch mittels der drahtgebundenen Schnittstelle (DI) beschreibbaren und auslesbaren Nutzdatenspeicher (SP) aufweist.
  2. Anordnung nach Patentanspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Prozessoreinheit (PE) Bestandteil eines Fahrgastinformationssystems ist.
  3. Anordnung nach Patentanspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Prozessoreinheit (PE) Bestandteil eines teil- oder vollautomatischen Steuerungssystems des Schienenfahrzeugs (SF) ist.
  4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die drahtgebundene Schnittstelle ein Mikroprozessor-Interface zum direkten Datenaustausch mit einem Mikroprozessor der Prozessoreinheit (PE) ist.
  5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der RFID-Transponder (TR) ein Gehäuse zur Montage außerhalb des Wagenkastens des Schienenfahrzeugs (SF) aufweist.
  6. Anordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der RFID-Transponder (TR) aus einem Elektronikteil (ET) und einer davon separaten Antenne (ANT) besteht, wobei die Antenne (ANT) zur Montage außerhalb des Wagenkastens des Schienenfahrzeugs (SF) vorgesehen ist.
  7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    in einem Schienennetz für das Schienenfahrzeug (SF) eine Vielzahl stationärer Einrichtungen (SLG) vorgesehen sind, insbesondere im Bereich der Einfahrten und/oder Ausfahrten von Haltestellen oder Bahnhöfen.
  8. Verfahren zum bidirektionalen drahtlosen Datenaustausch zwischen zumindest einer stationären Einrichtung (SLG) und einem Schienenfahrzeug (SF),
    wobei das Schienenfahrzeug (SF) mit einer Prozessoreinheit (PE) zur Bereitstellung von zu sendenden Daten und zur Verarbeitung von empfangenen Daten ausgerüstet ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Schienenfahrzeug (SF) mit einem RFID-Transponder (TR) ausgerüstet ist, wobei der RFID-Transponder (TR) zum drahtlosen Datenaustausch mit der zumindest einen stationären Einrichtung (SLG) und zum drahtgebundenen Datenaustausch mit der Prozessoreinheit (PE) eingerichtet ist, und wobei der RFID-Transponder (TR) einen Nutzdatenspeicher (SP) aufweist,
    wobei dieser Nutzdatenspeicher (SP) sowohl drahtlos durch die zumindest eine stationäre Einrichtung (SLG) lesbar und beschreibbar ist, als auch drahtgebunden durch die Prozessoreinheit auslesbar oder beschreibbar ist,
    wobei für den Datenaustausch während des Aufenthalts des RFID-Transponders (TR) in einem Empfangsbereich der zumindest einen stationären Einrichtung (SLG) diese zumindest eine stationäre Einrichtung (SLG) die auszutauschenden Daten mit dem Nutzdatenspeicher (SP) synchronisiert, und dass zu einem beliebigen Zeitpunkt die Prozessoreinheit (PE) die auszutauschenden Daten mit dem Nutzdatenspeicher (SP) synchronisiert.
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Cited By (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016216646A1 (de) 2016-09-02 2018-03-08 Siemens Aktiengesellschaft Informationsverfahren und Informationssystem zum Ausgeben wenigstens einer Ausstiegsinformation in einem Schienenfahrzeug

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