EP3374247A1 - Method for operating an etcs mobile radio antenna assembly and etcs railway vehicle having an etcs mobile radio antenna assembly - Google Patents

Method for operating an etcs mobile radio antenna assembly and etcs railway vehicle having an etcs mobile radio antenna assembly

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EP3374247A1
EP3374247A1 EP16812712.4A EP16812712A EP3374247A1 EP 3374247 A1 EP3374247 A1 EP 3374247A1 EP 16812712 A EP16812712 A EP 16812712A EP 3374247 A1 EP3374247 A1 EP 3374247A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
etcs
antenna
mobile radio
antenna switch
control logic
Prior art date
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Granted
Application number
EP16812712.4A
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German (de)
French (fr)
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EP3374247B1 (en
Inventor
Elmar DÄGELE
Frank Kaiser
Fabrice Stein
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Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3374247A1 publication Critical patent/EP3374247A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3374247B1 publication Critical patent/EP3374247B1/en
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0018—Communication with or on the vehicle or train
    • B61L15/0027—Radio-based, e.g. using GSM-R
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0063—Multiple on-board control systems, e.g. "2 out of 3"-systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L2205/00—Communication or navigation systems for railway traffic
    • B61L2205/02—Global system for mobile communication - railways [GSM-R]

Definitions

  • railway vehicles equipped with the ETCS (European Train Control System) and operating at ETCS level 2 or 3 use the digital cellular network GSM (Global System for Mobile Communications) -R for communication with the relevant line center, where "R "stands for Railway. to a complete command to be granted slightest ⁇ th, the so-called on-board units are each equipped with two GSM-R or ETCS-mobile devices, such that (during the transition to the next locally responsible centralized track parallel mobile connections to the previous and subsequent line centers) are available.
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • the two mobile devices of an on-board unit are only a small part of the ETCS operating time in parallel USAGE ⁇ dung, namely during the neighboring central transition.
  • ETCS Level 2 or 3 only occupies one ETCS mobile device.
  • Streckenab ⁇ cuts which are not equipped with ETCS Level 2 or 3 and where the rail operation is handled with other Switzerlandtechnischssyste ⁇ men, so that the ETCS mobile devices currency ⁇ rend not require driving on these sections for ETCS.
  • one or possibly both ETCS mobile devices or their antennas could be used for other services.
  • the quality of mobile communications also known as "Quality of Service" must be available to ETCS at all times.
  • ETCS mobile communications quality si ⁇ cherweed is on the roof of each ETCS Mo- wireless aerial device installed its own roof antenna.
  • ETCS rooftop antennas and their feeders must meet a number of requirements that limit the design and placement of rooftop antennas.
  • Various electrical and mechanical requirements as well as minimum distances between the antennas must be observed.
  • the possible number of mobile radio antennas on the rail vehicles is limited. If additional antennas to be retrofitted on a roof of a railway vehicle in addition to the ETCS mobile antennas often arise problems of space or technically alswändi ⁇ ge solutions are necessary.
  • the object of the invention is to specify a method for operating an ETCS mobile radio antenna arrangement with which ETCS-external rail services with mobile communication can be integrated into ETCS railway vehicles.
  • the invention proposes a method for operating an ETCS (European Train Control System) mobile radio antenna arrangement in an on-board unit of an ETCS rail vehicle having at least one ETCS mobile radio antenna with an attached ETCS mobile radio device.
  • Antenna switch is alternatively connected to another ETCS mobile device or with another mobile ⁇ funk réelle another train service, which means of a control logic from ETCS state information of the on-board unit of the ETCS rail vehicle determines the switching position of the ETCS antenna switch and a control of ETCS antenna switch.
  • ETCS European Train Control System
  • Control logic determines the switching position of the ETCS antenna switch from ETCS status information of an on-board unit and then controls the Antennenum ⁇ switch accordingly;
  • the required hardware can be flexibly constructed and integrated in different ways in the railway vehicle.
  • a high-frequency signal can be one or more ETCS roof antennas, alternatively, for the ETCS vehicle control or for other communication services
  • Seage ⁇ represents.
  • Other Communication Service may be mobile ⁇ devices, mobile networks and / or mobile services.
  • the control logic needs to be continuously aware of it whether the ETCS mobile antenna is needed for ETCS or not. Once ETCS has communication needs for the switchable antenna, it will be provisioned for ETCS. Other services must therefore interruption with full-time lower and expect a temporary unavailability of the mobile communication ⁇ . This constraint must be taken into account when selecting potential other rail services.
  • the inventive method presented ⁇ transmission quality for services, such as the ETCS key management and transmission of diagnostic data ETCS sufficient.
  • different ETCS status information can be used for the control logic.
  • ETCS-state information is obtained from information regarding state, configuration and communication requirements of mobile devices used in the on-board unit of the ETCS rail vehicle.
  • ETCS state information the following states are preferably queried:
  • the control logic of the ETCS antenna switcher may decide whether an ETCS mobile antenna is currently needed for ETCS or not.
  • the ETCS cellular antenna for other train services ⁇ can be released when
  • the connected to the ETCS mobile antenna ETCS mobile device and the other ETCS mobile device are functional ⁇ capable
  • the ETCS one ring building during the journey always starts from the ETCS rail vehicle, so that in the time when the ETCS cellular antenna for wider at ⁇ rail services is provided, no communication ⁇ a problem in terms of unsuccessful connection requests originates from the route center.
  • a non-safety-relevant preprocessing computer and a fail-safe computer are used. It is advantageous to obtain the ETCS status information from the control logic by means of the non-safety-related preprocessing computer of the on-board unit of the ETCS rail vehicle. Be advantageous, it is further considered when used in the method to the invention OF INVENTION ⁇ as control logic in an integrated non-safety related preprocessor control logic. In particular, the Integ ⁇ ration of the control logic may advantageously be in the CPU of the non-safety-related Vorakusrechners.
  • the ETCS state information is obtained by means of a separate computer module comprising the control logic, which also contains the ETCS antenna switch.
  • the assembly formed in this way can be integrated as an assembly in the non-security-relevant preprocessing computer and allows a simple data transfer between the CPU of the non-security-relevant preprocessing computer and the periphery of the non-security-relevant preprocessing system.
  • Host processor for the ETCS condition information or the ETCS antenna switcher drive signal is also possible to accommodate the ETCS state information in a special component, for example in a microcontroller.
  • control signal for the ETCS antenna switch or the ETCS state information are transmitted.
  • a component for the control ⁇ logic is required on the external module, and also for the external module, a power supply is necessary.
  • an antenna signal pair is integrated in the antenna path between the ETCS antenna switch and the further mobile radio device. If the antenna signal is an active antenna dipole, then the ETCS mobile device will still be supplied with an antenna voltage even if the ETCS antenna switch has enabled the ETCS mobile antenna for other services. Although the antenna signal is reduced by about 3 dB when a passive antenna signal pair is used, the quality for the other railway services is slightly reduced, but the advantage arises that the ETCS mobile radio unit in the GSM-R network remains logged in and continues to perform the GSM-R cell handoff. This can be done after the downshift of the ETCS mobile antenna on ETCS a connection without delay ⁇ tion.
  • the control for releasing the switchable antenna for other services also depends on how fast an ETCS mobile device re-enters the GSM-R network after the antenna is again available for ETCS.
  • further Informa ⁇ tions for the switching logic can be called in if necessary, already comes at a time by de-rer antenna switching for ETCS before the ETCS connection is requested. For this purpose, above all location information can be used.
  • the invention has the further object of specifying an ETCS railway vehicle having an ETCS mobile radio antenna arrangement with which ETCS external web services with Mobilkommu ⁇ munication can be integrated in ETCS railway vehicles.
  • an ETCS rail vehicle with an ETCS mobile radio antenna arrangement in the on-board unit with at least one ETCS mobile radio antenna and with a connected ETCS mobile radio device and with an ETCS antenna switch serves alternatively with another ETCS mobile radio device or connectable to another mobile device of another rail service, wherein by means of ei ⁇ ner control logic from ETCS state information of the on-board unit of the ETCS railway vehicle, the switching position of the ETCS antenna switch detectable and a control of the ETCS antenna switch is vor spiritbar.
  • the same advantages are associated mutatis mutandis, as they are listed at the beginning of the inventive method.
  • a per se known non-safety relevant preprocessing computer is used in the on-board unit in order to obtain the ETCS status information, wherein the control logic can be arranged in different ways.
  • the control logic can be arranged in different ways.
  • a the control logic ⁇ comprehensive, independent computer module is provided, which also contains the ETCS antenna switch.
  • the separate computer module can be assigned as an assembly to the non-security preprocessing computer.
  • the ETCS antenna switch may also be advantageous to arrange the ETCS antenna switch on an external module and, by means of a wired interface, to the non-safety-related preprocessing computer
  • a Antennensignal- may be arranged in soft ⁇ advantageous manner in the antenna path between the ETCS antenna changeover switch and the further mobile station which is a
  • passive antenna signal can be.
  • FIG. 1 shows an embodiment of an on-board unit of an ETCS rail vehicle equipped with two ETCS mobile radios
  • Fig. 2 shows another embodiment of an ETCS rail vehicle with an external module with
  • Fig. 3 shows an additional embodiment of an ETCS railway vehicle with one in the on-board unit of a ETCS railway vehicle integrated ETCS antenna switcher and in
  • Fig. 4 shows a supplementary embodiment of an on-board unit with an antenna signal pair
  • Figure 1 shows an on-board unit 1 of an unspecified Darge ⁇ presented ETCS rail vehicle which is equipped in a known manner with a fail-safe computer 2 and a Vietnamese perennial--relevant preprocessor third
  • an ETCS mobile unit 4 is connected on one side and at the other ⁇ hand, another ETCS mobile station 5.
  • the two ETCS mobile devices 4 and 5 are typically used to in an overlap region the function of both ETCS mobile devices sure.
  • the one ETCS mobile device 4 is connected to an ETCS antenna 6, while the further ETCS mobile device 5 is connected via an ETCS antenna switch 7 to a further ETCS mobile radio antenna 8. Furthermore, between the non-safety relevant preprocessing computer 3 and the ETCS antenna switch 7, a connecting line 10, via which the switching position of the ETCS antenna switch 7 is determined by the non-safety-relevant preprocessing computer 3; In addition, a control of the ETCS antenna switch 7 is made by the non-security preprocessing computer 3 via the connecting line 10.
  • the ETCS status information consists of information regarding the status, the occupancy and the communication request of the mobile devices used in the on-board unit 1 of the ETCS railway vehicle.
  • the control logic of the ETCS antenna switch 7 decides with regard to the ETCS state information whether or not an ETCS mobile radio antenna is currently needed. If the former, then 7 News übertra ⁇ gen or received via the other ETCS cellular antenna. Otherwise it will be in another
  • FIG. 2 a part of an ETCS railway vehicle 20 with an on-board unit 21 is shown.
  • the on-board unit 21 is connected to a GSM-R mobile radio device 22;
  • another GSM-R mobile radio device 23 is connected to the on-board unit 21.
  • the further GSM-R mobile radio device 23 is connected to a Antennenum- switch 25 of the on-board unit 21, wherein the antenna switch 25 via a wired interface 26 with the non-safety-relevant preprocessing computer of the on-board unit 21 not shown here to determine the switching position of the antenna switch 25 and connected to the control of this switch is connected.
  • Both the one GSM-R mobile device 22 is ver ⁇ connected with a GSM-R antenna 27 and the antenna switch 25 connected to a further GSM-R antenna 28. Both antennas 27 and 28 emit and receive messages over the closed GSM-R network and over the public UMTS / LTE network 29.
  • the control logic in the non-safety-relevant preprocessing computer of the on-board unit 21 supplies the corresponding information, as explained in detail above.
  • the on-board unit 21 is connected to a CLOSED ⁇ Senen GSM-R network and a public UMTS / LTE network 29th

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for operating an ETCS (European Train Control System) mobile radio antenna assembly in an on-board unit (1) of an ETCS railway vehicle having at least one ETCS mobile radio antenna (8) with an attached ETCS mobile radio device (5). The ETCS mobile radio antenna (8) is connected alternatively to a further ETCS mobile radio device or to a further mobile radio device (12) of another rail service by means of an ETCS antenna switch (7), wherein the switch position of the ETCS antenna switch (7) is determined by means of a control logic from ETCS status information of the on-board unit (1) of the ETCS railway vehicle, and an actuation of the ETCS antenna switch (7) is carried out. The invention also relates to an ETCS railway vehicle having an ETCS mobile radio antenna assembly.

Description

Beschreibung description
Verfahren zum Betreiben einer ETCS-Mobilfunkantennenanordnung und ETCS-Bahnfahrzeug mit einer ETCS- Mobilfunkantennenanordnung A method of operating an ETCS mobile radio antenna arrangement and ETCS rail vehicle having an ETCS mobile radio antenna arrangement
Bahnfahrzeuge, die mit dem standardisierten ETCS (European Train Control System) ausgerüstet sind und im ETCS Level 2 oder 3 fahren, nutzen für die Kommunikation mit der jeweils zuständigen Streckenzentrale das digitale Mobilfunknetz GSM (Globale System for Mobile Communications ) -R, wobei „R" für Railway steht. Um eine lückenlose Zugsicherung zu gewährleis¬ ten, sind die sogenannten On-Board-Units jeweils mit zwei GSM-R- bzw. ETCS-Mobilfunkgeräten bestückt, so dass während des Übergangs zur nächsten örtlich zuständigen Streckenzentrale parallele Mobilfunkverbindungen (zur vorherigen und nachfolgenden Streckenzentrale) verfügbar sind. Railway vehicles equipped with the ETCS (European Train Control System) and operating at ETCS level 2 or 3 use the digital cellular network GSM (Global System for Mobile Communications) -R for communication with the relevant line center, where "R "stands for Railway. to a complete command to be granted slightest ¬ th, the so-called on-board units are each equipped with two GSM-R or ETCS-mobile devices, such that (during the transition to the next locally responsible centralized track parallel mobile connections to the previous and subsequent line centers) are available.
Die beiden Mobilfunkgeräte einer On-Board-Unit sind nur zu einem geringen Teil der ETCS-Betriebszeit parallel in Verwen¬ dung, nämlich während des Nachbarzentralenübergangs. In der überwiegenden Betriebszeit wird für ETCS Level 2 bzw. 3 nur ein ETCS-Mobilfunkgerät belegt. Daneben gibt es Streckenab¬ schnitte, die nicht mit ETCS Level 2 oder 3 ausgerüstet sind und auf denen der Bahnbetrieb mit anderen Zugsicherungssyste¬ men abgewickelt wird, so dass die ETCS-Mobilfunkgeräte wäh¬ rend der Fahrt über diese Streckenabschnitte für ETCS nicht benötigt werden. In dieser Zeit könnten ein oder ggf. beide ETCS-Mobilfunkgeräte oder deren Antennen für andere Dienste verwendet werden. Dabei ist allerdings zu berücksichtigen, dass im Falle einer Anforderung von Mobilfunkgeräten durch ETCS diese sofort wieder für ETCS bereitgestellt werden müs¬ sen. Außerdem muss die Qualität der Mobilkommunikation, auch als „Quality of Service" bezeichnet, für ETCS jederzeit vor- handen sein. The two mobile devices of an on-board unit are only a small part of the ETCS operating time in parallel USAGE ¬ dung, namely during the neighboring central transition. For most of the time ETCS Level 2 or 3 only occupies one ETCS mobile device. There are also Streckenab ¬ cuts, which are not equipped with ETCS Level 2 or 3 and where the rail operation is handled with other Zugsicherungssyste ¬ men, so that the ETCS mobile devices currency ¬ rend not require driving on these sections for ETCS. During this time one or possibly both ETCS mobile devices or their antennas could be used for other services. However, it should be noted that in the case of a request from mobile devices by ETCS they are immediately provided again for ETCS Müs ¬ sen. In addition, the quality of mobile communications, also known as "Quality of Service", must be available to ETCS at all times.
Um die für ETCS benötigte Qualität der Mobilkommunikation si¬ cherzustellen, wird auf dem Fahrzeugdach für jedes ETCS- Mo- bilfunkgerät eine eigene Dachantenne installiert. ETCS- Dachantennen und ihre Zuleitungen müssen eine Reihe von Anforderungen erfüllen, die den Aufbau und die Platzierung der Antennen auf dem Dach beschränken. Diverse elektrische und mechanische Anforderungen sowie Mindestabstände zwischen den Antennen müssen eingehalten werden. Dadurch ist die mögliche Anzahl von Mobilfunkantennen auf den Schienenfahrzeugen begrenzt. Sollen neben den ETCS Mobilfunkantennen weitere Antennen auf einem Dach eines Bahnfahrzeugs nachgerüstet wer- den, entstehen oftmals Platzprobleme oder technisch aufwändi¬ ge Lösungen werden notwendig. The need for ETCS mobile communications quality si ¬ cherzustellen, is on the roof of each ETCS Mo- wireless aerial device installed its own roof antenna. ETCS rooftop antennas and their feeders must meet a number of requirements that limit the design and placement of rooftop antennas. Various electrical and mechanical requirements as well as minimum distances between the antennas must be observed. As a result, the possible number of mobile radio antennas on the rail vehicles is limited. If additional antennas to be retrofitted on a roof of a railway vehicle in addition to the ETCS mobile antennas often arise problems of space or technically aufwändi ¬ ge solutions are necessary.
Neben der Zugsicherung ETCS gibt es eine Reihe weiterer Bahndienste im ERTMS (European Rail Traffic Management System) und außerhalb des ERTMS mit Kommunikationsbedarf über Mobil¬ funk. Ein Beispiel dafür ist der Sprachdienst Zugfunk, über den der Fahrzeugführer mittels bahnspezifischen Erweiterungen des GSM Mobilfunkstandards (location dependent adressing) mit dem zuständigen Fahrdienstleiter kommunizieren kann. In addition to train protection ETCS, there are a number of other rail services in the ERTMS (European Rail Traffic Management System) and outside of the ERTMS with communication requirements via mobile radio. An example of this is the voice service train radio, via which the driver can communicate with the competent dispatcher via train-specific extensions to the GSM mobile radio standard (location-dependent addressing).
Der Ausbau mobiler Bahndienste mit Sprach- und Datenkommunikation wird sich zukünftig stark weiterentwickeln, beispielsweise auch hinsichtlich neuer Dienste für Bahnfahrgäste. Dies betrifft sowohl das ETCS System selbst, als auch andere auf dem Fahrzeug vorhandene Infrastruktur und Steuerungssysteme. Um ETCS Fahrzeuge wirtschaftlich zu betreiben, müssen künftig diverse Zusatzdienste für ETCS über Mobilkommunikation be¬ reitgestellt werden. Beispiele hierfür sind: The development of mobile rail services with voice and data communication will continue to develop strongly in the future, for example with regard to new services for train passengers. This concerns both the ETCS system itself and other in-vehicle infrastructure and control systems. To operate ETCS vehicles economically, various additional services for ETCS on mobile communications must be be ¬ riding made in the future. Examples for this are:
Übertragung von (verschlüsselten) Schlüsseldaten für die sig- naltechnisch gesicherte Funkkommunikation an Fahrzeuge, beispielsweise aufgrund von zeitlich eingeschränkter Schlüssel¬ gültigkeit oder für das Befahren neuer Streckenabschnitte durch Mietfahrzeuge, Transmission of (encrypted) key data for the signaling technology secured radio communication to vehicles, for example, due to time-limited Schlüssel ¬ validity or driving on new sections by rental vehicles,
Übertragung von Software bzw. Konfigurationsdaten an Fahrzeu- ge (z.B. zur Anpassung an Betriebssituationen oder zur Fehlerkorrektur) , Übertragung von Statusinformationen des ETCS Systems oder anderer Fahrzeugkomponenten (Ort, Geschwindigkeit, Level etc.) an streckenseitige Dispatcher und Transmission of software or configuration data to vehicles (eg for adaptation to operating situations or for error correction), Transmission of status information of the ETCS system or other vehicle components (location, speed, level, etc.) to trackside dispatchers and
Übertragung von Diagnosedaten des ETCS Systems oder anderer Fahrzeugkomponenten an streckenseitige Wartungseinrichtungen.  Transmission of diagnostic data of the ETCS system or other vehicle components to trackside maintenance facilities.
Neben den ETCS-Datendiensten im bahneigenen GSM-R-Netz besteht für neue Bahndienste auch der Bedarf, öffentliche Mo¬ bilfunknetze mit Services der 3. und 4. Generation (z.B. UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) zu nutzen. In addition to the ETCS data services in the railway-owned GSM-R network is to use for new rail services, the demand, public Mo ¬ radio networks with services of 3rd and 4th generation (eg UMTS (Universal Mobile Telecommunications System).
Es ist aus technischen und wirtschaftlichen Gründen nicht möglich, für jeden Bahndienst eine eigene Mobilfunkantenne zu installieren. Auch eine gleichzeitige Nutzung der vorhandenen ETCS-Mobilfunkantennen für die Anschaltung weiterer Mobilfunkgeräte mit UMTS oder LTE (Long Term Evolution) -Datendiensten, beispielsweise durch Nutzung eines Diplexers, ist wegen der überlappenden, bzw. zu nahe beieinander liegenden Frequenzbereiche nicht möglich. For technical and economic reasons, it is not possible to install a separate mobile antenna for each rail service. A simultaneous use of existing ETCS mobile antennas for the connection of other mobile devices with UMTS or LTE (Long Term Evolution) data services, for example by using a diplexer, is not possible because of the overlapping, or too close to each other lying frequency ranges.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer ETCS-Mobilfunkantennenanordnung anzugeben, mit dem sich ETCS-externe Bahndienste mit Mobilkommunikation in ETCS-Bahnfahrzeuge integrieren lassen. The object of the invention is to specify a method for operating an ETCS mobile radio antenna arrangement with which ETCS-external rail services with mobile communication can be integrated into ETCS railway vehicles.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Betreiben einer ETCS (European Train Control System) - Mobilfunkantennenanordnung in einer On-Board-Unit eines ETCS- Bahnfahrzeugs mit mindestens einer ETCS-Mobilfunkantenne mit einem angeschlossenen ETCS-Mobilfunkgerät vorgeschlagen, die mittels eines ETCS-Antennenumschalters alternativ mit einem weiteren ETCS-Mobilfunkgerät oder mit einem weiteren Mobil¬ funkgerät eines anderen Bahndienstes verbunden wird, wobei mittels einer Steuerungslogik aus ETCS-Zustandsinformationen der On-Board-Unit des ETCS-Bahnfahrzeugs die Schaltstellung des ETCS-Antennenumschalters ermittelt und eine Ansteuerung des ETCS-Antennenumschalters vorgenommen wird. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird darin gesehen, dass unterschiedliche Dienste, nämlich ETCS-interne und/oder ETCS-externe Dienste, die vorhandenen ETCS-Mobilfunkantennen des jeweiligen Bahnfahrzeugs mitbenut- zen. Eine weitere Antenneninstallation auf dem Dach eines Bahnfahrzeugs kann für diese Dienste in vorteilhafter Weise entfallen. Damit entspannt sich das Platzproblem für weitere Mobilfunkantennen auf dem Dach eines Bahnfahrzeugs. Hinzu kommt, dass das Verfahren einfach ist, indem eine In order to achieve this object, the invention proposes a method for operating an ETCS (European Train Control System) mobile radio antenna arrangement in an on-board unit of an ETCS rail vehicle having at least one ETCS mobile radio antenna with an attached ETCS mobile radio device. Antenna switch is alternatively connected to another ETCS mobile device or with another mobile ¬ funkgerät another train service, which means of a control logic from ETCS state information of the on-board unit of the ETCS rail vehicle determines the switching position of the ETCS antenna switch and a control of ETCS antenna switch. A significant advantage of the method according to the invention is seen in the fact that different services, namely ETCS-internal and / or ETCS-external services, share the existing ETCS mobile radio antennas of the respective railway vehicle. Another antenna installation on the roof of a railway vehicle can be omitted for these services in an advantageous manner. This relaxes the space problem for other mobile antennas on the roof of a railway vehicle. On top of that, the process is simple by having a
Steuerungslogik zum Einsatz kommt, die aus ETCS-Zustandsin- formationen einer On-Board-Unit die Schaltstellung des ETCS- Antennenumschalters ermittelt und daraufhin den Antennenum¬ schalter entsprechend ansteuert; die benötigte Hardware kann flexibel aufgebaut und in unterschiedlicher Weise in das Bahnfahrzeug integriert sein. Control logic is used, which determines the switching position of the ETCS antenna switch from ETCS status information of an on-board unit and then controls the Antennenum ¬ switch accordingly; The required hardware can be flexibly constructed and integrated in different ways in the railway vehicle.
Außerdem bleibt die ETCS-Funktion unverändert. Weder die Da¬ tenkommunikation noch die ETCS-Protokolle werden beeinflusst. Einflüsse auf die ETCS-Systemverfügbarkeit durch den ETCS- Antennenumschalter sind vernachlässigbar klein, wenn eine hochwertige Hardwareausführung verwendet wird. In addition, the ETCS function remains unchanged. Neither the As ¬ tenkommunikation nor the ETCS protocols are affected. Influences on the ETCS system availability through the ETCS antenna switch are negligibly small if a high quality hardware implementation is used.
Schwierigkeiten mit überlappenden Frequenzbereichen sind ohne Weiteres vermeidbar. Dabei ist es möglich, mindestens eine Mobilfunkantenne zu installieren, die für Frequenzbereiche von GSM-R und UMTS bzw. LTE geeignet ist. Mit Hilfe des ETCS- Antennenumschalters kann ein Hochfrequenz-Signal einer oder mehrerer ETCS-Dachantennen alternativ für die ETCS Fahrzeug- Steuerung oder für andere Kommunikationsdienste bereitge¬ stellt werden. Andere Kommunikationsdienst können Mobilfunk¬ geräte, Mobilfunknetze und/oder Mobilfunkdienste sein. Difficulties with overlapping frequency ranges are readily avoidable. It is possible to install at least one mobile radio antenna which is suitable for frequency ranges of GSM-R and UMTS or LTE. Using the ETCS antenna switch a high-frequency signal can be one or more ETCS roof antennas, alternatively, for the ETCS vehicle control or for other communication services bereitge ¬ represents. Other Communication Service may be mobile ¬ devices, mobile networks and / or mobile services.
Mittels der speziellen Steuerungslogik kann entschieden wer- den, ob die ETCS-Mobilfunkantenne für die ETCS-Fahrzeugsteue- rung aktiviert wird oder für andere Dienste im Fahrzeug. Da die Steuerung des Bahnfahrzeugs zu jedem Zeitpunkt Priorität hat, muss die Steuerungslogik fortlaufend Kenntnis darüber haben, ob die ETCS-Mobilfunkantenne für ETCS benötigt wird oder nicht. Sobald ETCS Kommunikationsbedarf für die umschaltbare Antenne hat, wird diese für ETCS bereitgestellt. Andere Dienste müssen deshalb mit einer jederzeitigen Unter- brechung und einer zeitweisen Nichtverfügbarkeit der Mobil¬ kommunikation rechnen. Diese Randbedingung muss bei der Auswahl potentieller anderer Bahndienste berücksichtigt werden. Jedoch ist die durch das erfindungsgemäße Verfahren bereitge¬ stellte Übertragungsqualität für Dienste, wie beispielsweise das ETCS Schlüsselmanagement und die Übertragung von ETCS- Diagnosedaten ausreichend. Using the special control logic, it is possible to decide whether the ETCS mobile radio antenna is activated for ETCS vehicle control or for other services in the vehicle. Since the control of the railway vehicle has priority at all times, the control logic needs to be continuously aware of it whether the ETCS mobile antenna is needed for ETCS or not. Once ETCS has communication needs for the switchable antenna, it will be provisioned for ETCS. Other services must therefore interruption with full-time lower and expect a temporary unavailability of the mobile communication ¬. This constraint must be taken into account when selecting potential other rail services. However, the bereitge by the inventive method presented ¬ transmission quality for services, such as the ETCS key management and transmission of diagnostic data ETCS sufficient.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können verschiedene ETCS- Zustandsinformationen für die Steuerungslogik herangezogen werden. Als besonders vorteilhaft hat es sich jedoch erwie¬ sen, wenn die ETCS-Zustandsinformationen aus Informationen bezüglich Zustand, Belegung und Kommunikationsanforderungen der in der On-Board-Unit des ETCS-Bahnfahrzeugs verwendeten Mobilfunkgeräte gewonnen werden. In the method according to the invention, different ETCS status information can be used for the control logic. However, as especially advantageous has erwie ¬ sen when the ETCS-state information is obtained from information regarding state, configuration and communication requirements of mobile devices used in the on-board unit of the ETCS rail vehicle.
Als ETCS-Zustandsinformationen werden bevorzugt folgende Zustände abgefragt: As ETCS state information, the following states are preferably queried:
Zustand der GSM-R-Mobilfunkgeräte, wie eingeschaltet, im GSM- R-Netz eingebucht und nicht verfügbar;  State of the GSM-R mobile devices as switched on, logged in the GSM-R network and not available;
Anzahl der aktuell genutzten Kommunikationsmöglichkeiten, wie GSM-R-Mobilfunkgeräte, GSM-R-Netze und Number of currently used communication options, such as GSM-R mobile devices, GSM-R networks and
aktuelle Verbindungsanforderungen, wie zur Streckenzentrale, von der Streckenzentrale. current connection requirements, such as to the line center, from the line center.
Anhand dieser ETCS-Zustandsinformationen kann die Steuerungs- logik des ETCS-Antennenumschalters entscheiden, ob eine ETCS- Mobilfunkantenne gegenwärtig für ETCS benötigt wird oder nicht. So kann die ETCS-Mobilfunkantenne für andere Bahn¬ dienste freigegeben werden, wenn Based on this ETCS state information, the control logic of the ETCS antenna switcher may decide whether an ETCS mobile antenna is currently needed for ETCS or not. Thus, the ETCS cellular antenna for other train services ¬ can be released when
das an die ETCS-Mobilfunkantenne angeschlossene eine ETCS- Mobilfunkgerät und das weitere ETCS-Mobilfunkgerät funktions¬ fähig sind, the connected to the ETCS mobile antenna ETCS mobile device and the other ETCS mobile device are functional ¬ capable,
kein oder ein ETCS-Mobilfunkgerät von ETCS belegt ist und keine weitere Verbindungsanforderung zur Streckenzentrale be¬ steht . no ETCS mobile device is occupied by ETCS and there is no further connection request to the line center.
Anzumerken ist in diesem Zusammenhang, dass im ETCS ein Ruf- aufbau während der Fahrt stets vom ETCS-Bahnfahrzeug ausgeht, so dass in der Zeit, in der die ETCS-Mobilfunkantenne für an¬ dere Bahndienste bereitgestellt wird, kein Kommunikations¬ problem hinsichtlich erfolgloser Verbindungsanforderungen seitens der Streckenzentrale entsteht. It should be noted in this context that the ETCS one ring building during the journey always starts from the ETCS rail vehicle, so that in the time when the ETCS cellular antenna for wider at ¬ rail services is provided, no communication ¬ a problem in terms of unsuccessful connection requests originates from the route center.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird, wie an sich bekannt, außer der mindestens einen ETCS-Mobilfunkantenne und dem ETCS-Antennenumschalter ein nichtsicherheitsrelevanter Vorverarbeitungsrechner und ein signaltechnisch sicherer Rechner verwendet. Vorteilhaft ist es, die ETCS-Zustandsin- formationen mittels des nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechners der On-Board-Unit des ETCS-Bahnfahrzeugs von der Steuerungslogik zu gewinnen. Als vorteilhaft wird es ferner erachtet, wenn bei dem erfin¬ dungsgemäßen Verfahren als Steuerungslogik eine in den nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner integrierte Steuerungslogik verwendet wird. Insbesondere kann die Integ¬ ration der Steuerungslogik vorteilhaft in die CPU des nicht- sicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechners erfolgen. Es ist aber auch möglich, die Steuerungslogik in einer besonderen Komponente, beispielsweise in einem MikroController, unterzubringen . Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die ETCS-Zustandsinformationen mittels eines die Steuerungslogik umfassenden, separaten Rechnerbausteins gewonnen, der auch den ETCS-Antennenumschalter enthält. Die so gebildete Baugruppe kann als Baugruppe in den nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner integriert werden und ermöglicht einen einfachen Datentransfer zwischen der CPU des nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechners und der Peripherie des nichtsicherheitsrelevanten Vor- Verarbeitungsrechners hinsichtlich der ETCS-Zustandsin- formationen oder des Ansteuerungssignals für den ETCS- Antennenumschalter . In the method according to the invention, as known per se, in addition to the at least one ETCS mobile radio antenna and the ETCS antenna switch, a non-safety-relevant preprocessing computer and a fail-safe computer are used. It is advantageous to obtain the ETCS status information from the control logic by means of the non-safety-related preprocessing computer of the on-board unit of the ETCS rail vehicle. Be advantageous, it is further considered when used in the method to the invention OF INVENTION ¬ as control logic in an integrated non-safety related preprocessor control logic. In particular, the Integ ¬ ration of the control logic may advantageously be in the CPU of the non-safety-related Vorverarbeitungsrechners. But it is also possible to accommodate the control logic in a special component, for example in a microcontroller. In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the ETCS state information is obtained by means of a separate computer module comprising the control logic, which also contains the ETCS antenna switch. The assembly formed in this way can be integrated as an assembly in the non-security-relevant preprocessing computer and allows a simple data transfer between the CPU of the non-security-relevant preprocessing computer and the periphery of the non-security-relevant preprocessing system. Host processor for the ETCS condition information or the ETCS antenna switcher drive signal.
Es ist aber auch möglich, bei dem erfindungsgemäßen Verfahren den separaten Rechnerbaustein als eine Baugruppe des nicht- sicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechners einzusetzen. However, it is also possible to use the separate computer module as an assembly of the non-safety-relevant preprocessing computer in the method according to the invention.
Ferner erscheint es vorteilhaft, wenn bei dem erfindungsgemä¬ ßen Verfahren der ETCS-Antennenumschalter auf einer externen Baugruppe angeordnet und mittels einer drahtgebundenen Further, it appears to be advantageous when arranged in the inventive method of the SEN ¬ ETCS antenna switch on an external module and wired by means of a
Schnittstelle mit dem nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner Interface with the non-safety relevant preprocessing computer
verbunden wird, also nicht in den nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner integriert wird. Über diese Schnitt¬ stelle werden wahlweise das Ansteuerungssignal für den ETCS- Antennenumschalter oder die ETCS-Zustandsinformationen übertragen. Allerdings wird hier ein Baustein für die Steuerungs¬ logik auf der externen Baugruppe benötigt, und außerdem ist für die externe Baugruppe eine Spannungsversorgung notwendig. is connected, that is not integrated into the non-security preprocessing computer. About this interface ¬ either the control signal for the ETCS antenna switch or the ETCS state information are transmitted. However, a component for the control ¬ logic is required on the external module, and also for the external module, a power supply is necessary.
Vorteilhaft ist es auch, wenn bei der Bildung von Umschaltbe¬ fehlen für den Antennenumschalter von der Steuerungslogik ETCS-interne Zustands- und Diagnoseinformationen herangezogen werden . It is also advantageous if in the formation of Umschaltbe ¬ missing for the antenna switch from the control logic ETCS-internal state and diagnostic information is used.
Als vorteilhaft wird es ferner angesehen, wenn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren im Antennenweg zwischen dem ETCS- Antennenumschalter und dem weiteren Mobilfunkgerät eine An- tennensignalweiche integriert wird. Ist die Antennensignal- weiche eine aktive Antennensignalweiche, dann wird das ETCS- Mobilfunkgerät auch dann noch mit einer Antennenspannung versorgt, wenn der ETCS-Antennenumschalter die ETCS-Mobilfunk- antenne für andere Dienste freigegeben hat. Bei Verwendung einer passiven Antennensignalweiche reduziert sich zwar das Antennensignal um etwa 3 dB, wodurch die Qualität für die an¬ deren Bahndienste leicht gemindert wird, jedoch ergibt sich der Vorteil, dass das ETCS-Mobilfunkgerät im GSM-R-Netz eingebucht bleibt und die GSM-R-Zell-Weiterschaltung weiterhin durchführt. Damit kann nach der Rückschaltung der ETCS- Mobilfunkantenne auf ETCS ein Verbindungsaufbau ohne Verzöge¬ rung erfolgen. It is also considered advantageous if, in the method according to the invention, an antenna signal pair is integrated in the antenna path between the ETCS antenna switch and the further mobile radio device. If the antenna signal is an active antenna dipole, then the ETCS mobile device will still be supplied with an antenna voltage even if the ETCS antenna switch has enabled the ETCS mobile antenna for other services. Although the antenna signal is reduced by about 3 dB when a passive antenna signal pair is used, the quality for the other railway services is slightly reduced, but the advantage arises that the ETCS mobile radio unit in the GSM-R network remains logged in and continues to perform the GSM-R cell handoff. This can be done after the downshift of the ETCS mobile antenna on ETCS a connection without delay ¬ tion.
Vorteilhaft erscheint es ferner, wenn bei dem erfindungsgemä¬ ßen Verfahren Ortsinformationen des ETCS-Bahnfahrzeugs von der Steuerungslogik berücksichtigt werden. Die Steuerung zur Freigabe der umschaltbaren Antenne für andere Dienste hängt nämlich auch davon ab, wie schnell ein ETCS-Mobilfunkgerät wieder in das GSM-R-Netz einbucht, nachdem die Antenne wieder für ETCS verfügbar ist. Um lange Verzögerungen des ETCS- Verbindungsaufbaus zu vermeiden, können ggf. weitere Informa¬ tionen für die Umschaltlogik hinzugezogen werden, mittels de- rer die Antennenumschaltung für ETCS bereits zu einem Zeitpunkt erfolgt, bevor die ETCS-Verbindung angefordert wird. Dazu können vor allem Ortsinformationen genutzt werden. Advantageously, it appears also when location information of the ETCS rail vehicle are taken into account by the control logic in the inventive method ¬ SEN. Namely, the control for releasing the switchable antenna for other services also depends on how fast an ETCS mobile device re-enters the GSM-R network after the antenna is again available for ETCS. To avoid long delays of ETCS connection setup, further Informa ¬ tions for the switching logic can be called in if necessary, already comes at a time by de-rer antenna switching for ETCS before the ETCS connection is requested. For this purpose, above all location information can be used.
Die Erfindung stellt sich ferner die Aufgabe, ein ETCS- Bahnfahrzeug mit einer ETCS-Mobilfunkantennenanordnung anzugeben, mit dem sich ETCS-externe Bahndienste mit Mobilkommu¬ nikation in ETCS-Bahnfahrzeuge integrieren lassen. The invention has the further object of specifying an ETCS railway vehicle having an ETCS mobile radio antenna arrangement with which ETCS external web services with Mobilkommu ¬ munication can be integrated in ETCS railway vehicles.
Zur Lösung dieser Aufgabe dient erfindungsgemäß ein ETCS- Bahnfahrzeug mit einer ETCS-Mobilfunkantennenanordnung in der On-Board-Unit mit mindestens einer ETCS-Mobilfunkantenne und mit einem angeschlossenen ETCS-Mobilfunkgerät sowie mit einem ETCS-Antennenumschalter, der alternativ mit einem weiteren ETCS-Mobilfunkgerät oder mit einem weiteren Mobilfunkgerät eines anderen Bahndienstes verbindbar ist, wobei mittels ei¬ ner Steuerungslogik aus ETCS-Zustandsinformationen der On- Board-Unit des ETCS-Bahnfahrzeugs die Schaltstellung des ETCS-Antennenumschalters ermittelbar und eine Ansteuerung des ETCS-Antennenumschalters vornehmbar ist. In order to achieve this object, an ETCS rail vehicle with an ETCS mobile radio antenna arrangement in the on-board unit with at least one ETCS mobile radio antenna and with a connected ETCS mobile radio device and with an ETCS antenna switch serves alternatively with another ETCS mobile radio device or connectable to another mobile device of another rail service, wherein by means of ei ¬ ner control logic from ETCS state information of the on-board unit of the ETCS railway vehicle, the switching position of the ETCS antenna switch detectable and a control of the ETCS antenna switch is vornehmbar.
Mit dem erfindungsgemäßen ETCS-Bahnfahrzeug sind sinngemäß die gleichen Vorteile verbunden, wie sie eingangs zum erfindungsgemäßen Verfahren aufgeführt sind. Bei dem erfindungsgemäßen ETCS-Bahnfahrzeug wird ein an sich bekannter nichtsicherheitsrelevanter Vorverarbeitungsrechner in der On-Board-Unit verwendet, um die ETCS- Zustandsinformationen zu gewinnen, wobei die Steuerungslogik in unterschiedlicher Weise angeordnet sein kann. So kann es vorteilhaft sein, die Steuerungslogik in den nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner zu integrieren. Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn ein die Steuerungs¬ logik umfassender, separater Rechnerbaustein vorgesehen ist, der auch den ETCS-Antennenumschalter enthält. With the ETCS railway vehicle according to the invention, the same advantages are associated mutatis mutandis, as they are listed at the beginning of the inventive method. In the ETCS railway vehicle according to the invention, a per se known non-safety relevant preprocessing computer is used in the on-board unit in order to obtain the ETCS status information, wherein the control logic can be arranged in different ways. Thus, it may be advantageous to integrate the control logic in the non-security preprocessing computer. But it can also be advantageous if a the control logic ¬ comprehensive, independent computer module is provided, which also contains the ETCS antenna switch.
Der separate Rechnerbaustein kann dabei als eine Baugruppe dem nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner zuge- ordnet sein. The separate computer module can be assigned as an assembly to the non-security preprocessing computer.
Andererseits kann es auch vorteilhaft sein, den ETCS- Antennenumschalter auf einer externen Baugruppe anzuordnen und mittels einer drahtgebundenen Schnittstelle mit dem nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner zu On the other hand, it may also be advantageous to arrange the ETCS antenna switch on an external module and, by means of a wired interface, to the non-safety-related preprocessing computer
verbinden . connect .
Bei dem erfindungsgemäßen ETCS-Bahnfahrzeug kann in vorteil¬ hafter Weise im Antennenweg zwischen dem ETCS-Antennenum- Schalter und dem weiteren Mobilfunkgerät eine Antennensignal- weiche angeordnet sein, wobei diese eine In the inventive ETCS railway vehicle, a Antennensignal- may be arranged in soft ¬ advantageous manner in the antenna path between the ETCS antenna changeover switch and the further mobile station which is a
passive Antennensignalweiche sein kann. passive antenna signal can be.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in For further explanation of the invention is in
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer On-Board-Unit eines mit zwei ETCS-Mobilfunkgeräten ausgerüsteten ETCS- Bahnfahrzeugs , 1 shows an embodiment of an on-board unit of an ETCS rail vehicle equipped with two ETCS mobile radios,
Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines ETCS- Bahnfahrzeugs mit einer externen Baugruppe mit Fig. 2 shows another embodiment of an ETCS rail vehicle with an external module with
ETCS-Antennenumschalter, ETCS antenna switch,
Fig. 3 ein zusätzliches Ausführungsbeispiel eines ETCS- Bahnfahrzeugs mit eine in die On-Board-Unit eines ETCS-Bahnfahrzeugs integrierten ETCS- Antennenumschalters und in Fig. 3 shows an additional embodiment of an ETCS railway vehicle with one in the on-board unit of a ETCS railway vehicle integrated ETCS antenna switcher and in
Fig. 4 ein ergänzendes Ausführungsbeispiel einer On-Board- Unit mit einer Antennensignalweiche Fig. 4 shows a supplementary embodiment of an on-board unit with an antenna signal pair
dargestellt. shown.
Figur 1 zeigt eine On-Board-Unit 1 eines nicht näher darge¬ stellten ETCS-Bahnfahrzeugs , die in bekannter Weise mit einem signaltechnisch sicheren Rechner 2 und einem nichtsicher- heitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner 3 ausgerüstet ist.Figure 1 shows an on-board unit 1 of an unspecified Darge ¬ presented ETCS rail vehicle which is equipped in a known manner with a fail-safe computer 2 and a nichtsicher--relevant preprocessor third
Mit dem nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner 3 ist einerseits ein ETCS-Mobilfunkgerät 4 verbunden und ande¬ rerseits ein weiteres ETCS-Mobilfunkgerät 5. Die beiden ETCS- Mobilfunkgeräte 4 und 5 werden in der Regel benutzt, um in einen Überlappungsbereich die Funktion beider ETCS-Mobil- funkgeräte sicherzustellen. With the non-security preprocessor 3 an ETCS mobile unit 4 is connected on one side and at the other ¬ hand, another ETCS mobile station 5. The two ETCS mobile devices 4 and 5 are typically used to in an overlap region the function of both ETCS mobile devices sure.
Das eine ETCS-Mobilfunkgerät 4 ist mit einer ETCS-Antenne 6 verbunden, während das weitere ETCS-Mobilfunkgerät 5 über ei- nen ETCS-Antennenumschalter 7 an eine weitere ETCS-Mobilfunk- antenne 8 angeschlossen ist. Ferner verläuft zwischen dem nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner 3 und dem ETCS-Antennenumschalter 7 eine Verbindungsleitung 10, über die die Schaltstellung des ETCS-Antennenumschalters 7 von dem nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner 3 ermittelt wird; außerdem wird über die Verbindungsleitung 10 eine Ansteuerung des ETCS-Antennenumschalters 7 von dem nicht sicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner 3 vorgenommen. Je nach Schaltstellung des ETCS-Antennenumschalters 7 wird ein Zugang zu der weiteren ETCS-Mobilfunkantenne 8 gewährleistet oder über einen weiteren Nachrichtenkanal 11 eine Verbindung zu einem Nicht-ETCS-Mobilfunkgerät 12 hergestellt bzw. zu anderen Bahndiensten ermöglicht, bezüglich der hier nur ein weiterer Nachrichtenkanal 13 schematisch dargestellt ist . In dem nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner 3 ist eine Steuerungslogik - nicht im Einzelnen dargestellt - vorhanden, von der verschiedene ETCS-Zustandsinformationen ermittelt werden. Dabei bestehen die ETCS-Zustandsinforma- tionen aus Informationen hinsichtlich des Zustandes, der Belegung und Kommunikationsanforderung der in der On-Board-Unit 1 des ETCS-Bahnfahrzeugs verwendeten Mobilfunkgeräte. So wird - wie eingangs bereits ausgeführt - der Zustand der GSM-R- Mobilfunkgeräte ermittelt, die Anzahl der aktuell genutzten Kommunikationsmöglichkeiten sowie aktuelle Verbindungsanforderungen, wie sie zur Streckenzentrale und von der Streckenzentrale vorhanden sind. Die Steuerungslogik des ETCS-Antennenumschalters 7 entscheidet im Hinblick auf die ETCS- Zustandsinformationen, ob eine ETCS-Mobilfunkantenne derzeit benötigt wird oder nicht. Ist ersteres der Fall, dann werden über die weitere ETCS-Mobilfunkantenne 7 Nachrichten übertra¬ gen bzw. empfangen. Anderenfalls wird in einer anderen The one ETCS mobile device 4 is connected to an ETCS antenna 6, while the further ETCS mobile device 5 is connected via an ETCS antenna switch 7 to a further ETCS mobile radio antenna 8. Furthermore, between the non-safety relevant preprocessing computer 3 and the ETCS antenna switch 7, a connecting line 10, via which the switching position of the ETCS antenna switch 7 is determined by the non-safety-relevant preprocessing computer 3; In addition, a control of the ETCS antenna switch 7 is made by the non-security preprocessing computer 3 via the connecting line 10. Depending on the switching position of the ETCS antenna switch 7 access to the other ETCS mobile antenna 8 is guaranteed or via another news channel 11 connects to a non-ETCS mobile device 12 made possible or to other railway services, with respect to the here just another news channel 13 is shown schematically. In the non-safety relevant preprocessing computer 3, there is a control logic-not shown in detail-from which different ETCS status information is determined. The ETCS status information consists of information regarding the status, the occupancy and the communication request of the mobile devices used in the on-board unit 1 of the ETCS railway vehicle. Thus, as already stated, the state of the GSM-R mobile devices is determined, the number of currently used communication options and current connection requirements, as they are available to the line center and the line center. The control logic of the ETCS antenna switch 7 decides with regard to the ETCS state information whether or not an ETCS mobile radio antenna is currently needed. If the former, then 7 News übertra ¬ gen or received via the other ETCS cellular antenna. Otherwise it will be in another
Schaltstellung des ETCS-Antennenumschalters 7 der Nachrich¬ tenkanal 13 zu weiteren Nicht-ETCS-Mobilfunkgeräten eröffnet bzw. Dienste eingerichtet. Switching position of the ETCS antenna switch 7 the Nachrich ¬ tenkanal 13 opened to other non-ETCS mobile devices or services set.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist ein Teil eines ETCS-Bahnfahrzeugs 20 mit einer On-Board-Unit 21 gezeigt. Mit der On-Board-Unit 21 ist ein GSM-R-Mobilfunkgerät 22 verbun- den; außerdem ist an die On-Board-Unit 21 ein weiteres GSM-R- Mobilfunkgerät 23 angeschlossen. Auch besteht die Möglichkeit ein UMTS-/LTE-Mobilfunkgerät 24 zu verwenden. In the embodiment according to FIG. 2, a part of an ETCS railway vehicle 20 with an on-board unit 21 is shown. The on-board unit 21 is connected to a GSM-R mobile radio device 22; In addition, another GSM-R mobile radio device 23 is connected to the on-board unit 21. It is also possible to use a UMTS / LTE mobile device 24.
Das weitere GSM-R-Mobilfunkgerät 23 ist mit einem Antennenum- Schalter 25 der On-Board-Unit 21 verbunden, wobei der Antennenumschalter 25 über eine drahtgebundene Schnittstelle 26 auch mit dem hier nicht gezeigten nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner der On-Board-Unit 21 zur Ermittlung der Schaltstellung des Antennen-Umschalters 25 und zur An- Steuerung dieses Umschalters verbunden ist. Sowohl das eine GSM-R-Mobilfunkgerät 22 ist mit einer GSM-R-Antenne 27 ver¬ bunden als auch der Antennen-Umschalter 25 an eine weitere GSM-R-Antenne 28 angeschlossen. Beide Antennen 27 und 28 strahlen ab und empfangen Nachrichten über das geschlossene GSM-R-Netz und über das öffentliche UMTS/LTE-Netzwerk 29. The further GSM-R mobile radio device 23 is connected to a Antennenum- switch 25 of the on-board unit 21, wherein the antenna switch 25 via a wired interface 26 with the non-safety-relevant preprocessing computer of the on-board unit 21 not shown here to determine the switching position of the antenna switch 25 and connected to the control of this switch is connected. Both the one GSM-R mobile device 22 is ver ¬ connected with a GSM-R antenna 27 and the antenna switch 25 connected to a further GSM-R antenna 28. Both antennas 27 and 28 emit and receive messages over the closed GSM-R network and over the public UMTS / LTE network 29.
Zur Ermittlung der Schaltstellung des ETCS-Antennenumschal- ters 25 und zu seiner Ansteuerung werden von der Steuerlogik im nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner der On- Board-Unit 21 die entsprechenden Informationen geliefert, wie es oben im Einzelnen dargelegt ist. Die On-Board-Unit 21 steht in Verbindung mit einem geschlos¬ senen GSM-R-Netzwerk und einem öffentlichen UMTS/LTE-Netzwerk 29. In order to determine the switching position of the ETCS antenna switch 25 and to control it, the control logic in the non-safety-relevant preprocessing computer of the on-board unit 21 supplies the corresponding information, as explained in detail above. The on-board unit 21 is connected to a CLOSED ¬ Senen GSM-R network and a public UMTS / LTE network 29th
In der Anordnung gemäß Figur 3 sind Teile, die denen nach Figur 2 entsprechen, mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es ist zu erkennen, dass ein wesentlicher Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen 2 und 3 darin besteht, dass in der On-Board-Unit 30 der ETCS-Antennenumschalter 31 in integrierter Form vorhanden ist, so dass direkt in dem hier nicht dargestellten nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner der On-Board-Unit 30 die Schaltstellung dieses Antennenumschalters 31 und seine Ansteuerung erfolgen können. Ansonsten erfolgt die Umschaltung des ETCS-Antennenumschal- ters in derselben Weise wie es anhand der Figur 1 bereits er¬ läutert worden ist. In the arrangement according to FIG. 3, parts which correspond to those according to FIG. 2 are given the same reference numerals. It can be seen that an essential difference between the two embodiments 2 and 3 is that in the on-board unit 30 of the ETCS antenna switch 31 is provided in an integrated form, so that directly in the not security relevant preprocessing computer not shown here On-board unit 30, the switching position of this antenna switch 31 and its control can be done. Otherwise, the switching of the ETCS Antennenumschal- ters is done in the same way as it has been explained with reference to FIG ¬ one already.
In Figur 4 sind Elemente, die denen nach Figur 1 entsprechen, mit denselben Bezugszeichnen versehen. Es ist zu erkennen, dass hier im Antennenweg zwischen dem ETCS-Antennenumschalter 7 und dem Nicht-ETCS-Mobilfunkgerät 12 eine aktive Antennen- signalweiche 41 zwischengeschaltet ist, die über eine Verbin¬ dung 42 mit einer Antennenspannung versorgt wird. In Figure 4, elements corresponding to those of Figure 1 are provided with the same reference numerals. It can be seen that here in the antenna path between the ETCS antenna switch 7 and the non-ETCS mobile device 12, an active antenna signal crossover 41 is interposed, which is supplied via a connec tion 42 with an antenna voltage.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Betreiben einer ETCS (European Train Control System) -Mobilfunkantennenanordnung in einer On-Board-Unit (1) eines ETCS-Bahnfahrzeugs mit mindestens einer ETCS- Mobilfunkantenne (8) mit einem angeschlossenen ETCS- Mobilfunkgerät (5) , die mittels eines ETCS-Antennenumschal- ters (7) alternativ mit einem weiteren ETCS-Mobilfunkgerät oder mit einem weiteren Mobilfunkgerät (12) eines anderen Bahndienstes verbunden wird, wobei A method of operating a ETCS (European Train Control System) mobile radio antenna arrangement in an on-board unit (1) of an ETCS railway vehicle having at least one ETCS mobile radio antenna (8) with a connected ETCS mobile device (5) an ETCS antenna switch (7) is alternatively connected to another ETCS mobile device or to another mobile device (12) of another rail service, wherein
mittels einer Steuerungslogik aus ETCS-Zustandsinformationen der On-Board-Unit (1) des ETCS-Bahnfahrzeugs die Schaltstel¬ lung des ETCS-Antennenumschalters (7) ermittelt und eine An- steuerung des ETCS-Antennenumschalters (7) vorgenommen wird. is determined by means of a control logic ETCS state information of the on-board unit (1) of the ETCS railway vehicle, the Schaltstel ¬ ment of the ETCS antenna switch (7) and a control of the ETCS antenna switch (7) is made.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
die ETCS-Zustandsinformationen für die Steuerungslogik aus Informationen bezüglich Zustand, Belegung und Kommunikations- anforderungen des in der On-Board-Unit (1) des ETCS- Bahnfahrzeugs verwendeten Mobilfunkgeräts (5) gewonnen wer¬ den . the ETCS state information for the control logic from information regarding condition, occupancy and communication requirements of the used in the on-board unit (1) of the ETCS rail vehicle mobile device (5) won ¬ the.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
die ETCS-Zustandsinformationen mittels eines nichtsicher- heitsrelevanten Vorverarbeitungsrechners (3) der On-Board- Unit (1) des ETCS-Bahnfahrzeugs von der Steuerungslogik ge¬ wonnen werden. ge ¬ be gained from the control logic the ETCS-state information by means of a nichtsicher--relevant Vorverarbeitungsrechners (3) of the on-board unit (1) of the ETCS vehicle-path.
4. Verfahren nach Anspruch 3, 4. The method according to claim 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
als Steuerungslogik eine in den nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner integrierte Steuerungslogik verwendet wird. a control logic integrated into the non-safety-relevant preprocessing computer is used as the control logic.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 5. The method according to any one of claims 1 to 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die ETCS-Zustandsinformationen mittels eines die Steuerungs¬ logik umfassenden, separaten Rechnerbausteins gewonnen werden, der auch den ETCS-Antennenumschalter enthält. characterized in that the ETCS state information is obtained by means of a control logic ¬ comprehensive, separate computer module, which also contains the ETCS antenna switch.
6. Verfahren nach Anspruch 5, 6. The method according to claim 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
der separate Rechnerbaustein als eine Baugruppe des nicht¬ sicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechners eingesetzt wird . the separate computer module is used as an assembly of the non ¬ safety-relevant preprocessing computer.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, 7. The method according to any one of claims 1 to 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
der ETCS-Antennenumschalter (7) auf einer externen Baugruppe angeordnet und mittels einer drahtgebundenen Schnittstelle (10) mit dem nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner (3) verbunden wird. the ETCS antenna switch (7) arranged on an external module and connected by means of a wired interface (10) with the non-security preprocessing computer (3).
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, 8. The method according to any one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
bei der Bildung von Umschaltbefehlen für den Antennenumschalter von der Steuerungslogik ETCS-interne Zustands- und Diag¬ noseinformationen herangezogen werden. be used in the formation of switching commands for the antenna switch from the control logic ETCS-internal state and Diag ¬ noseinformationen.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, 9. The method according to any one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
im Antennenweg zwischen dem ETCS-Antennenumschalter (7) und dem weiteren Mobilfunkgerät (12) eine Antennensignalweiche (41) integriert wird. an antenna signal splitter (41) is integrated in the antenna path between the ETCS antenna switch (7) and the further mobile radio device (12).
10. Verfahren nach Anspruch 9, 10. The method according to claim 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
als Antennensignalweiche eine passive Antennensignalweiche verwendet wird. As antenna signal crossover a passive antenna signal splitter is used.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, 11. The method according to any one of the preceding claims,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
Ortsinformationen des ETCS-Bahnfahrzeugs von der Steuerungslogik berücksichtigt werden. Location information of the ETCS railway vehicle are taken into account by the control logic.
12. ETCS-Bahnfahrzeug mit einer ETCS- Mobilfunkantennenanordnung in einer On-Board-Unit (1) mit mindestens einer ETCS-Mobilfunkantenne (8) und mit einem ETCS-Antennenumschalter (7), der 12. ETCS railway vehicle with an ETCS mobile radio antenna arrangement in an on-board unit (1) with at least one ETCS mobile radio antenna (8) and with an ETCS antenna switch (7), the
alternativ mit einem weiteren ETCS-Mobilfunkgerät oder mit einem weiteren Mobilfunkgerät (12) eines anderen Bahndienstes verbindbar ist, wobei mittels einer Steuerungslogik aus ETCS- Zustandsinformationen der On-Board-Unit (1) des ETCS- Bahnfahrzeugs die Schaltstellung des ETCS-Antennenumschalters (7) ermittelbar und eine Ansteuerung des ETCS- Antennenumschalters (7) vornehmbar ist. Alternatively, with another ETCS mobile device or with another mobile device (12) of another rail service is connectable, by means of a control logic from ETCS state information of the on-board unit (1) of the ETCS rail vehicle, the switching position of the ETCS antenna switch (7 ) can be determined and a control of the ETCS antenna switch (7) is vornehmbar.
13. ETCS-Bahnfahrzeug nach Anspruch 12, 13. ETCS railway vehicle according to claim 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
die Steuerungslogik in den nichtsicherheitsrelevanten Vorverarbeitungsrechner (3) der On-Board-Unit (1) integriert ist. the control logic is integrated into the non-safety relevant preprocessing computer (3) of the on-board unit (1).
14. ETCS-Bahnfahrzeug nach Anspruch 12, 14. ETCS railway vehicle according to claim 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
ein die Steuerungslogik umfassender, separater Rechnerbaustein vorgesehen ist, der auch den ETCS-Antennenumschalter enthält . a controller computer comprehensive, separate computer module is provided, which also contains the ETCS antenna switch.
15. Bahnfahrzeug nach einem der Ansprüche 12 bis 14, 15. Railway vehicle according to one of claims 12 to 14,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass d a d u r c h e c e n c i n e s that
im Antennenweg zwischen dem ETCS-Antennenumschalter (7) und dem weiteren Mobilfunkgerät 812) eine Antennensignalweiche (41) angeordnet ist. in the antenna path between the ETCS antenna switch (7) and the other mobile device 812) an antenna signal splitter (41) is arranged.
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