EP4034448A1 - Verfahren zum überwachen von funktionen einer balise und hierfür geeignetes lesegerät - Google Patents

Verfahren zum überwachen von funktionen einer balise und hierfür geeignetes lesegerät

Info

Publication number
EP4034448A1
EP4034448A1 EP20771451.0A EP20771451A EP4034448A1 EP 4034448 A1 EP4034448 A1 EP 4034448A1 EP 20771451 A EP20771451 A EP 20771451A EP 4034448 A1 EP4034448 A1 EP 4034448A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
balise
vehicle
signal
interface
reader
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20771451.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Liebig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP4034448A1 publication Critical patent/EP4034448A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • 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
    • B61L3/08—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
    • B61L3/12—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
    • 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
    • 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
    • B61L15/0081—On-board diagnosis or maintenance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/50—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
    • B61L27/53—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades for trackside elements or systems, e.g. trackside supervision of trackside control system conditions

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring functions of a balise, in which at least one balise signal transmitted by the balise is read out with a reading device via a first interface and is output at a second interface for further processing.
  • the invention also relates to a reading device for balises and a vehicle in which such a reading device is installed.
  • the invention relates to a computer program product and a
  • Provision device for this computer program product the computer program product being equipped with program instructions for carrying out this method.
  • balise reader for reading, which is integrated in a balise onboard unit, a balise OBU.
  • BTM Balise Transmission Module.
  • the balise antenna continuously emits an electromagnetic signal at 27.095 MHz to activate the balise.
  • the balise responds with your response signal at 4.2 MHz (Eurobalise) or 4.5 MHz (KER-Balise as the predecessor system of the Eurobalise, which is still in use).
  • the Eurobalise uplink signal is specified in [SUBSET-036].
  • the uplink signal of the KER balises is specified in [SUBSET-100].
  • ERTMS Solutions offers a complete balise reader, which only has a diagnostic function. It is preferably used in specialized maintenance trains, but this means that statements about the functionality of balises can only be determined when the maintenance train is used. However, this is only possible to a limited extent for reasons of cost and also to comply with the timetable.
  • the object of the invention is to provide a method for monitoring the functions of balises which can perform the monitoring reliably and is inexpensive to implement.
  • a further object of the invention is to specify a reading device for balises or a vehicle with such a reading device, with which the above-mentioned method can be carried out.
  • This task is matched with the one specified at the beginning
  • the vehicle balise antenna activates the balise via a third interface with an activation signal
  • the embodiment of the method according to the invention has the advantage that the reader can be arranged parallel to the vehicle balise antenna of the balise OBU.
  • a parallel arrangement is understood to mean that the reader, in addition to the functional unit of the balise OBU (with
  • Vehicle balise antenna represents its own functional unit. In other words, these two become functional units operated independently of one another and communicate with one another via an interface if required.
  • balise and also the balise OBU which function according to a defined standard, do not have to be modified in terms of their function.
  • the function of the reader is ensured via interfaces that the balise or the balise antenna of the vehicle make available anyway.
  • This advantageously also enables vehicles to be retrofitted which, according to the state of the art, are already equipped with a balise antenna on the vehicle for communication with the balises installed in the route, since the reading device has an in relation to the balise antenna and / or the balise onboard unit represents a self-sufficient functional unit.
  • this functional unit is connected to the balise antenna and / or the balise onboard unit via interfaces, preferably radio interfaces.
  • the following problems are additionally solved according to the invention: a) For the early detection of failures of the balise, detailed analyzes of the response signal of the balise are necessary. These analyzes can be carried out by the reading device according to the invention which is specialized for this task. b) Some parameters of the response signal of the balise depend on the installation conditions (e.g. the level of the response signal is a function of the installation height) and they can fluctuate over time (e.g. due to temperature fluctuations and weather influences (snow or water on the balise) and also on the dynamically varying Position of the vehicle antenna (eg rebound). The reading device according to the invention can mitigate these effects, since it can be specialized in the reading task.
  • a more sensitive antenna can be used in order to be able to reliably receive even weak signals.
  • it makes sense to evaluate the Carry out parameters over a larger number of passes (statistical evaluation). This allows fluctuations in the generation of measured values to be recorded and taken into account can be done in the cloud because this is where the typical and conspicuous data from many reading devices are available. A conspicuous balise can be discovered more quickly by evaluating many readers than by observing one reader.
  • Information on abnormalities must be passed on to route maintenance quickly. This can be ensured by the fact that the reading device according to the invention has a direct interface to a cloud or a control center, so that any error messages can be forwarded immediately via a connection provided for this purpose.
  • the preprocessing of the reader also serves to reduce the amount of data to be transferred to the cloud.
  • the terms “create”, “calculate”, “calculate”, “determine”, “generate”, “configure”, “modify” and the like preferably relate to actions and / or Processes and / or processing steps that change and / or generate data and / or convert the data into other data.
  • the data are in particular available as physical quantities, for example as electrical impulses or also as measured values.
  • the necessary instructions / program commands are summarized in a computer program as software.
  • the terms “receive” “send out”, “import”, “read out”, “transmit” and the like refer to the interaction of individual hardware components and / or software components via interfaces. or in terms of software, for example as an interaction between individual program modules or program parts of one or more computer programs.
  • “computer-aided” or “computer-implemented” can be understood to mean, for example, an implementation of the method in which one or more computers executes or executes at least one method step of the method.
  • the term "computer” is to be interpreted broadly, it covers all electronic devices Data processing properties. Computers can thus, for example, be personal computers, servers,
  • a “memory unit” can be understood to mean, for example, a computer-readable memory in the form of a random access memory (RAM) or data memory, such as a hard disk or a data carrier.
  • RAM random access memory
  • data memory such as a hard disk or a data carrier.
  • a “cloud” is to be understood as an environment for “cloud computing” (German computer cloud or data cloud). What is meant is an IT infrastructure that is made available via a network such as the Internet. It usually contains storage space, computing power or application software as a service without these having to be installed on the local computer using the cloud. Offer and use of these services take place exclusively through technical interfaces and protocols, for example by means of a web browser.
  • the range of services offered within the scope of cloud computing covers the entire spectrum of information technology and includes infrastructure, platforms and software, among other things.
  • a “processor” can be understood to mean, for example, a machine such as a sensor for generating measured values or an electronic circuit.
  • a processor can in particular be a central processing unit (CPU), a microprocessor or a microcontroller, for example an application-specific integrated circuit or a digital signal processor, possibly in combination with a memory unit for storing program commands, etc. .
  • a processor can also be, for example, an IC (integrated circuit), in particular an FPGA (field programmable gate array) or an ASIC (application-specific integrated circuit), or a DSP (Digital signal processor, English Digital Signal Processor) act.
  • a processor can also be understood to be a virtualized processor or a soft CPU. For example, it can also be a programmable processor that is equipped with a configuration for executing a computer-aided method.
  • a first computer CI which receives the balise signal via the first interface S1, analyzes at least the uplink signal of the balise as a balise signal and determines the characteristic parameters of the uplink signal, in particular also after electromagnetic interference searches for the vehicle and the route.
  • the uplink signal of the balise is the signal that the balise sends to the vehicle, which is received by the vehicle antenna.
  • This uplink signal contains, among other things, a balise identifier, which not least provides information about the location of the vehicle (namely, the location of the balise is known). It is therefore particularly important that there are no errors in the transmission of the uplink signal, since an unequivocal location of the vehicle during the passage over the balise could not be ensured in this way.
  • Electromagnetic interference can also be searched for because the vehicle and the route, if these cause electromagnetic interference, could also interfere with the transmission between the balise and the vehicle.
  • the uplink level is the level of the balise signal. This must be high enough so that the vehicles driving over the balise in some cases at high speed can receive the relevant signal from the balise.
  • the monitoring of the uplink level thus advantageously offers a possibility of assessing the probability with which a transmitted uplink signal cannot be received by the vehicle antenna.
  • the start-up time is the reaction time of the balise after it has been supplied with sufficient energy. Since this point in time is not known by the vehicle, this time can be estimated using the symmetry that results from the downlink and the uplink. This test criterion allows a statement to be checked as to whether the reaction time of the balise after its activation is sufficient to send the uplink signal in good time so that it can still be received by the vehicle antenna.
  • the FSK frequencies are the frequencies of the balise signal.
  • the balise transmits 0-bits through a signal at 3.9 MHz and 1-bits at 4.5 MHz.
  • the frequencies must be adhered to in order to be able to reliably identify the uplink signal. If the frequencies deviate, this goal is no longer guaranteed in case of doubt.
  • the data rate is the data rate of the balise signal. Compliance with the data rate guarantees that the content to be transmitted can be transmitted to the vehicle in the time available. If the data rate deviates too much from the target value, the balise OBU may no longer be able to receive the information from the balise without errors.
  • the receiver's data rate window is limited.
  • bit errors are the number or the proportion of defective bits in the balise signal.
  • a certain error rate can still be represented by the provision of redundant signals and by error correction mechanisms when evaluating the uplink signal. Beyond a certain threshold, however, exists the risk of incorrect interpretations of the signal during the transmission and evaluation of the signals. To avoid this, the reader can output a corresponding error if necessary.
  • the activation signal is also read out with the reading device via a fourth interface S4.
  • Reading out the activation signal advantageously makes it possible to also determine errors that occur due to the balise onboard unit. It can be ruled out that incorrect functioning of the balise is indirectly caused by errors that actually originate from the vehicle. In this case, the vehicle must be repaired and can be output by the reader via the second interface.
  • the reading device transmits at least the balise signal via a seventh interface to a first computer arranged outside the vehicle or via the second interface to a cloud.
  • the transmission to the outside ensures that the determined data can be processed immediately in a higher-level unit such as a control center. At the same time, it is possible to compare the transmitted data with the data collected by other vehicles. This makes it possible to rule out the possibility that the transmission of errors may also be caused by a defective vehicle or a defective reader. This also provides greater security against misinterpretation of the measurement results in their entirety.
  • a mobile radio standard in particular GPRS
  • IOT transmission standard in particular LTE-M and / or NB-IOT
  • the balise signal is temporarily stored in a first memory device before transmission.
  • the storage of the data (balise signal) in a first storage device makes it possible, during operation of the reading device, to compare data that were recorded by a balise at different times. This makes it possible to display and identify slow changes in the behavior of the balise concerned. This is particularly advantageous for predictive maintenance, with balises or their components being able to be replaced before they finally fail. Ultimately, in these cases, the reader does not output a “non-function”, but rather a “bad function” via the second interface.
  • the balise signal is processed or at least preprocessed in a first computer integrated in the reader, and the preprocessed or processed balise signal is temporarily stored and / or output via the second interface.
  • This advantageously enables rapid processing of the recorded data. Above all, this does not depend on the transmission of the data via the second interface, which, as already explained, can be impaired by the transmission quality in the radio network used.
  • the preprocessing can also reduce the load in the transmission network. For example, it is possible to only send signals via the second interface if a non-function or a bad function has already been determined. Because only in such a case does the need for maintenance or replacement of the balise arise. The transmission network to which the second interface belongs would then be relieved of the reports that the balise is working properly.
  • a need for measures is derived from the transmitted balise signals and / or preprocessed balise signals and / or the processed balise signals and these are stored in a second memory device for this purpose.
  • This embodiment of the invention is particularly advantageous since a division of labor can take place between a first computer, which already enables preprocessing of the data in the reader, and a second computer, for example in a control center (alternatively in the cloud).
  • the second computer can advantageously carry out a final processing of the data, in particular a comparison with already existing data from previous transmission signals of the reader.
  • the stated object is alternatively also achieved according to the invention with the initially stated claim (reading device) in that it is designed for installation in a vehicle parallel to a vehicle balise antenna, a fourth interface being provided for receiving an activation signal sent out for the balise by the vehicle -Balise antenna.
  • balise onboard unit and the reading device can be accommodated in two separate housings or in two separate housing spaces of a housing.
  • the stated object is alternatively also achieved according to the invention with the initially specified subject matter (vehicle) in that the reader is installed in the vehicle parallel to a vehicle balise antenna, a fourth interface being provided for receiving an activation signal sent out for the balise by the vehicle Beautyse antenna.
  • the reading device or the vehicle with the reading device is set up to carry out a method according to one of the above-mentioned claims directed to the method.
  • Program instructions for carrying out the aforementioned according to the invention are claimed, the method according to the invention and / or its exemplary embodiments being able to be carried out by means of the computer program product.
  • a provision device for storing and / or providing the computer program product.
  • the provision device is, for example, a data carrier that stores and / or provides the computer program product.
  • the provision device is, for example, a network service, a computer system, a server system, in particular a distributed computer system, a cloud-based computer system and / or virtual computer system, which the computer program product preferably stores and / or provides in the form of a data stream.
  • the provision takes place, for example, as a download in the form of a program data block and / or command data block, preferably as a file, in particular as a download file, or as a data stream, in particular as a download data stream, of the complete computer program product.
  • This provision can, for example, also take place as a partial download, which consists of several parts and, in particular, is downloaded via a peer-to-peer network or made available as a data stream.
  • Such a computer program product is read into a system, for example, using the supply device in the form of the data carrier and executes the program commands so that the method according to the invention is executed on a computer or the creation device is configured in such a way that it generates the workpiece according to the invention.
  • FIG. 1 shows an embodiment of the vehicle according to the invention with an embodiment of the reader according to the invention in a schematic cross section
  • FIG. 2 shows an embodiment of the reader according to the invention, an embodiment of the vehicle according to the invention being indicated by dash-dotted lines, as a block diagram.
  • the arrangement of the reader could be shown in FIG. 1, an exemplary embodiment of the method according to the invention being used in the arrangement,
  • FIG. 3 an embodiment of the method according to the invention, carried out according to FIG. 2, as a flow diagram, the components of the arrangement according to the invention being shown in dash-dotted lines.
  • FIG. 1 shows a vehicle FZ which is standing with its wheels RD on a track GL with rails SI and sleepers SW.
  • a balise BL which has a balise antenna BLA, is arranged in the track.
  • the balise BL can communicate with a balise onboard unit BOBU via the balise antenna BLA.
  • This has a vehicle balise antenna FZBA for this purpose.
  • a reader LG is attached to the vehicle FZ, which has a reader balise antenna LGBA.
  • the reader LG can also communicate with the balise BL via this reader balise antenna LGBA. This also uses the balise antenna BLA.
  • FIG. 1 shows a cloud CLD in which services for operating the balise onboard unit BOBU and the reader LG are made available.
  • these services can also be used by a control center LZ.
  • the control center LZ is equipped with a second computer C2 and a second storage device SE2.
  • the reader LG is equipped with a reader antenna LGA and the control center with a control center antenna LZA (alternatively, the control center LZ can also be equipped with a cable connection, as this is stationary). Details of the course of the method are given below in relation to FIG. 2 described.
  • the balise BL can be activated by means of the balise antenna BLA via a third interface S3 through the vehicle balise antenna FZBA (the radio signal transmitted via the third interface S3 from the
  • the reading device LG has the reading device balise antenna LGBA and can be activated, for example, by the activation signal transmitted by the balise onboard unit BOBU via an interface S4. Alternatively, an external power supply is possible, since the reader LG can be supplied with power by the vehicle FZ. In any case, the activated reading device LG can also evaluate the signal transmitted by the balise BL using the balise antenna BLA and received by the reading device balise antenna LGBA via an interface S1. To For this purpose, the reading device LG has a computer CI, with calculation results and measured values being able to be stored in a first memory device SEI.
  • both the balise onboard unit BOBU communicate via a vehicle antenna FZA and the reader LG via the reader antenna LGA with the cloud CLD, the reader antenna LGA using the interface S2 and the vehicle antenna FZA using an interface S5.
  • the signals from the reading device LG can also be sent via the vehicle antenna FZA and the interface S5.
  • control center LZ can call up the data collected about various balises in the rail network via the cloud CLD.
  • the control center LZ uses the control center antenna LZA, which operates an interface S6 to the cloud CLD.
  • a seventh interface S7 is shown between the reader antenna LGA and the control center antenna LZA.
  • FIG. 3 shows the sequence of the process in more detail.
  • the method starts with an activation signal ACT, which is transmitted by the vehicle balise antenna FZBA.
  • Interface S3 or interface S4 is used for this.
  • the balise BL then carries out a sending step SEND1, in which it sends its identification code to the vehicle balise antenna FZBA, which enables the vehicle FZ to be precisely located.
  • the interface S3 is used for this, the balise onboard unit BOBU receiving this identification signal in a recording step REC3.
  • the identification signal of the balise BL is also sent via the interface S1 to the reader and via the interface S3 to the balise OBU, where it triggers a recording step REC1 and REC3.
  • the signals are processed here.
  • the processing can be, for example, a check of the functions of the balise BL.
  • the balise onboard unit BOBU sends the calculated or recorded data to the cloud CLD via the interfaces S5 and S2 in a sending step SEND2 (this step is optional) and the reading device LG in a sending step SEND3.
  • the steps mentioned can also operate the interfaces S7, S8 in order to send the data straight away to the control center LZ.
  • the control center LZ can obtain this data from the cloud CLD, the sixth interface S6 being used for this.
  • a fourth recording step REC4 is carried out by the control center LZ.
  • the control center LZ can then carry out a third calculation step CAL3, the data being processed.
  • the storage of the data by the first memory device SEI and the second memory device SE2 are shown in FIG. 3 not shown in detail. However, these storage steps can be carried out at any time as intermediate storage steps in order to save data before or after processing it. List of reference symbols

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen von Funktionen einer Balise (BL). Mit einem Lesegerät (LG) wird über eine erste Schnittstelle (S1) mindestens ein von der Balise (BL) ausgesendetes Balisensignal ausgelesen und an einer zweiten Schnittstelle (S2) zur Weiterverarbeitung ausgegeben. Das Lesegerät (LG) wird in einem Fahrzeug (FZ) gleichzeitig mit einer Fahrzeug-Balisenantenne (FZBA) betrieben, welche die Balise (BL) über eine dritte Schnittstelle (S3) mit einem Aktivierungssignal aktiviert. Die aktivierte Balise (BL) sendet das Balisensignal an die Fahrzeug-Baliesenantenne (FZBA) und das Lesegerät (LG) liest das Balisensignal aus. Ferner wird ein Lesegerät (LG) für Balisen (BL) sowie ein Fahrzeug (FZ) mit Lesegerät (LG) für Balisen (BL) und einer Balisenantenne (BLA) beansprucht.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Überwachen von Funktionen einer Balise und hierfür geeignetes Lesegerät
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen von Funktionen einer Balise, bei dem mit einem Lesegerät über eine erste Schnittstelle mindestens ein von der Balise ausgesendetes Balisensignal ausgelesen und an einer zweiten Schnittstelle zur Weiterverarbeitung ausgegeben wird. Außerdem betrifft die Erfindung ein Lesegerät für Balisen sowie ein Fahrzeug, in das ein solches Lesegerät eingebaut ist. Zuletzt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie eine
Bereitstellungsvorrichtung für dieses Computerprogrammprodukt, wobei das Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung dieses Verfahrens ausgestattet ist.
Eurobalisen und KER-Balisen werden genutzt, um den Zügen an definierten Orten Informationen zu übermitteln (Ortsinformation, Bremskurven, Signalzustände usw.). Ein Ausfall einer solchen Balise kann betrieblich störend sein, weil eine fehlende oder gestörte Datenübertragung zu einer Zwangsbremsung des betroffenen Zuges führen kann. Die Fahrzeuge sind zum Lesen mit einem Balisenlesegerät ausgerüstet, welches in einer Balisen-Onboardunit, Balisen-OBU, integriert ist. Dieses Balisenlesegerät besteht aus der Antenne und einer Elektronik-Einheit (BTM = Balise Transmission Module). Die Balisen-Antenne strahlt kontinuierlich ein elektromagnetisches Signal bei 27,095 MHz zur Aktivierung der Balise aus. Sobald die Antenne eine Balise überfährt und diese mit ausreichend Energie versorgt, antwortet die Balise mit Ihrem Antwortsignal bei 4,2 MHz (Eurobalise) bzw. 4,5 MHz (KER-Balise als Vorgängersystem der Eurobalise, welches noch im Einsatz ist). Das Eurobalisen- Uplink-Signal ist in [SUBSET-036] spezifiziert.Das Uplink-Signal der KER-Balisen ist in [SUBSET-100] spezifiziert. Um Zugausfallzeiten zu vermeiden, besteht der Wunsch nach einer frühzeitigen Ausfallerkennung der streckenseitigen Balisen.Diese Funktion sollte möglichst von den in den Fahrzeugen eingebauten Balisenlesegeräten geleistet werden. Eine bekannte Lösung in Richtung eines sogenannten Predictive Maintenance von Balisen wird von ERTMS Solutions angeboten. Diese Lösung ist im Internet unter www.ertmssolutions.com/ balise-lifecheck-automate-balise maintenance beschrieben. ERTMS Solutions bietet ein vollständiges Balisenlesegerät an, welches ausschließlich eine Funktion zur Diagnose besitzt. Vorzugweise wird es in spezialisierten Wartungszügen eingesetzt.Dies bedeutet aber, dass Aussagen über die Funktionsfähigkeit von Balisen immer nur dann ermittelt werden können, wenn der Wartungszug eingesetzt wird. Dies ist aus Kostengründen und auch aus Gründen der Einhaltung des Fahrplans allerdings nur eingeschränkt möglich.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Überwachung der Funktionen von Balisen anzugeben, welches die Überwachung zuverlässig durchführen kann und kostengünstig in der Implementierung ist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Lesegerät für Balisen bzw.ein Fahrzeug mit einem solchen Lesegerät anzugeben, mit welchen sich das genannte Verfahren durchführen lässt. Zuletzt ist es Aufgabe der Erfindung, ein
Computerprogrammprodukt bzw. eine Bereitstellungsvorrichtung für ein solches anzugeben, welche zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen sind.
Diese Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen
Anspruchsgegenstand (Verfahren) erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Lesegerät in einem Fahrzeug gleichzeitig mit einer Fahrzeug-Balisenantenne betrieben wird, wobei
• die Fahrzeug-Balisenantenne die Balise über eine dritte Schnittstelle mit einem Aktivierungssignal aktiviert,
• die aktivierte Balise das Balisensignal aussendet,
• das Lesegerät das Balisensignal ausliest.
Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens hat den Vorteil, dass das Lesegerät parallel zur Fahrzeug-Balisenantenne der Balisen-OBU angeordnet werden kann. Als parallele Anordnung wird im Sinne der Erfindung verstanden, dass das Lesegerät zusätzlich zu der Funktionseinheit der Balisen-OBU (mit
Fahrzeug-Balisenantenne) eine eigene Funktionseinheit darstellt. Mit anderen Worten werden diese beiden Funktionseinheiten unabhängig voneinander betrieben und kommunizieren bei Bedarf über eine Schnittstelle miteinander.
Ein großer Vorteil dieser parallelen Anordnung ist, dass die Balise und auch die Balisen-OBU, die nach einem festgelegten Standard funktionieren, in ihrer Funktion nicht modifiziert werden müssen. Hierdurch werden vorteilhaft erneute Zulassungsverfahren vermieden. Die Funktion des Lesegerätes wird über Schnittstellen sichergestellt, die die Balise bzw. die Balisenantenne des Fahrzeugs ohnehin zur Verfügung stellen. Dies ermöglicht vorteilhaft auch eine Nachrüstung von Fahrzeugen, die bereits nach dem Stand der Technik mit einer Balisenantenne am Fahrzeug für eine Kommunikation mit den in der Strecke verbauten Balisen ausgerüstet sind, da das Lesegerät im Verhältnis zu der Balisenantennne und/oder zur Balisen-Onboardunit eine autarke Funktionseinheit darstellt. Diese Funktionseinheit steht jedoch über Schnittstellen, vorzugsweise Funkschnittstellen, mit der Balisenantenne und/oder der Balisen-Onboardunit in Verbindung.
Dabei werden erfindungsgemäß zusätzlich die folgenden Probleme gelöst: a) Zur Früherkennung von Ausfällen der Balisen sind detaillierte Analysen des AntwortSignals der Balise notwendig. Diese Analysen können durch das auf diese Aufgabe spezialisierte erfindungsgemäße Lesegerät durchgeführt werden. b) Einige Parameter des AntwortSignals der Balisen hängen von den Einbaubedingungen ab (z.B. der Pegel des AntwortSignals ist eine Funktion der Einbauhöhe) und sie können zeitlich schwanken (z.B. durch Temperaturschwankungen und Wettereinflüsse (Schnee oder Wasser auf der Balise) und auch von der dynamisch variierenden Position der Fahrzeugantenne (z.B. Ausfedern). Das erfindungsgemäße Lesegerät kann diese Effekte abmildern, da es auf die Leseaufgabe spezialisiert sein kann. Beispielsweise kann eine empfindlichere Antenne verwendet werden, um auch schwache Signale zuverlässig empfangen zu können. Außerdem ist es sinnvoll, die Bewertung der Parameter über eine größere Anzahl von Überfahrten durchzuführen (statistische Auswertung). Hierdurch können Schwankungen bei der Messwertgenerierung erfasst und berücksichtigt werden. Ein Teil der statischen Auswertung kann dabei in der Cloud vorgenommen werden, weil hier die typischen und die auffälligen Daten von vielen Lesegeräten vorliegen. Eine auffällige Balise kann durch die Auswertung vieler Lesegeräte schneller entdeckt werden als durch die Beobachtung eines Lesegerätes . c) Informationen zu Auffälligkeiten sind zügig an die Streckenwartung zu leiten.Dies kann dadurch gewährleistet werden, dass das erfindungsgemäße Lesegerät eine direkte Schnittstelle zu einer Cloud oder einer Leitzentrale hat, sodass eventuelle Fehlermeldungen über eine hierfür vorgesehene Verbindung sofort weitergeleitet werden können. d) Die Vorverarbeitung des Lesegerätes dient auch dazu, die in die Cloud zu übertragende Datenmenge zu reduzieren.
Sofern es in der nachfolgenden Beschreibung nicht anders angegeben ist, beziehen sich die Begriffe "erstellen", "berechnen", "rechnen", "feststellen", "generieren", "konfigurieren", "modifizieren" und dergleichen vorzugsweise auf Handlungen und/oder Prozesse und/oder Verarbeitungsschritte, die Daten verändern und/oder erzeugen und/oder die Daten in andere Daten überführen. Dabei liegen die Daten insbesondere als physikalische Größen vor, beispielsweise als elektrische Impulse oder auch als Messwerte. Die erforderlichen Anweisungen/Programmbefehle sind in einem Computerprogramm als Software zusammengefasst. Weiterhin beziehen sich die Begriffe „empfangen" „aussenden", „einiesen", „auslesen", „übertragen" und dergleichen auf das Zusammenwirken einzelner Hardwarekomponenten und/oder Softwarekomponenten über Schnittstellen. Die Schnittstellen können hardwaretechnisch, beispielsweise kabelgebunden oder als Funkverbindung, und/oder softwaretechnisch, beispielweise als Interaktion zwischen einzelnen Programmmodulen oder Programmteilen eines oder mehrerer Computerprogramme, realisiert sein.
Unter "rechnergestützt" oder "computerimplementiert" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise eine Implementierung des Verfahrens verstanden werden, bei dem ein Computer oder mehrere Computer mindestens einen Verfahrensschritt des Verfahrens ausführt oder ausführen. Der Ausdruck "Computer" ist breit auszulegen, er deckt alle elektronischen Geräte mit Datenverarbeitungseigenschaften ab. Computer können somit beispielsweise Personal Computer, Server,
Handheld-Computer-Systeme, Pocket-PC-Geräte, Mobilfunkgeräte und andere Kommunikationsgeräte, die rechnergestützt Daten verarbeiten, Prozessoren und andere elektronische Geräte zur Datenverarbeitung sein, die vorzugsweise auch zu einem Netzwerk zusammengeschlossen sein können. Unter einer "Speichereinheit" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise ein computerlesbarer Speicher in Form eines Arbeitsspeichers (engl. Random-Access Memory, RAM) oder Datenspeichers, wie einer Festplatte oder eines Datenträgers, verstanden werden.
Als "Cloud" soll eine Umgebung für ein "Cloud-Computing" (deutsch Rechnerwolke oder Datenwolke) verstanden werden. Gemeint ist eine IT-Infrastruktur, welche über ein Netzwerk wie das Internet verfügbar gemacht wird.Sie beinhaltet in der Regel Speicherplatz, Rechenleistung oder Anwendungssoftware als Dienstleistung, ohne dass diese auf dem die Cloud nutzenden lokalen Rechner installiert sein müssen.Angebot und Nutzung dieser Dienstleistungen erfolgen dabei ausschließlich durch technische Schnittstellen und Protokolle, etwa mittels eines Webbrowsers. Die Spannbreite der im Rahmen des Cloud-Computings angebotenen Dienstleistungen umfasst das gesamte Spektrum der Informationstechnik und beinhaltet unter anderem Infrastruktur, Plattformen und Software.
Unter einem "Prozessor" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise eine Maschine, wie einem Sensor zur Erzeugung von Messwerten oder eine elektronische Schaltung, verstanden werden. Bei einem Prozessor kann es sich insbesondere um einen Hauptprozessor (engl. Central Processing Unit, CPU), einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller, beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder einen digitalen Signalprozessor, möglicherweise in Kombination mit einer Speichereinheit zum Speichern von Programmbefehlen, etc.handeln. Bei einem Prozessor kann es sich beispielsweise auch um einen IC (integrierter Schaltkreis, engl. Integrated Circuit), insbesondere einen FPGA (engl.Field Programmable Gate Array) oder einen ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung, engl. Application-Specific Integrated Circuit), oder einen DSP (Digitaler Signalprozessor, engl. Digital Signal Processor) handeln. Auch kann unter einem Prozessor ein virtualisierter Prozessor oder eine Soft-CPU verstanden werden. Es kann sich beispielsweise auch um einen programmierbaren Prozessor handeln, der mit einer Konfiguration zur Ausführung eines rechnergestützten Verfahrens ausgerüstet ist.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein erster Computer CI, der das Balisensignal über die erste Schnittstelle S1 erhält, als Balisensignal zumindest das Uplink-Signal der Balise analysiert und die charakteristischen Parameter des Uplink-Signals ermittelt, insbesondere auch nach elektromagnetischen Störungen durch das Fahrzeug und die Strecke sucht.
Unter dem Uplink-Signal der Balise versteht man das Signal,welches die Balise an das Fahrzeug sendet, wobei dieses durch die Fahrzeugantenne empfangen wird. Dieses Uplink-Signal enthält unter anderem eine Balisenkennung, welche nicht zuletzt Aufschluss darüber gibt, an welchem Ort sich das Fahrzeug gerade befindet (die Lage der Balise ist nämlich bekannt). Deswegen ist es besonders wichtig, dass es bei der Übertragung des Uplink-Signals nicht zu Fehlern kommt, da eine zweifelsfreie Ortung des Fahrzeugs während der Überfahrt über die Balise auf diesem Wege nicht sichergestellt werden könnte.
Nach elektromagnetischen Störungen kann zusätzlich gesucht werden, weil das Fahrzeug und die Strecke, wenn diese elektromagnetische Störungen bewirken, ebenfalls die Übertragung zwischen der Balise und dem Fahrzeug stören könnte.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eines der folgenden Balisensignale ausgelesen wird:
• Uplink-Level,
• Start-up Time,
• FSK-Frequencies,
• Data-Rate,
• Bit-Errors. Beim Uplink-Level handelt es sich um den Pegel des Balisensignals. Dieser muss genügend hoch sein, damit die teilweise in hoher Geschwindigkeit über die Balise fahrenden Fahrzeuge das betreffende Signal der Balise empfangen können. Die Überwachung des Uplink-Levels bietet somit vorteilhaft eine Möglichkeit, die Wahrscheinlichkeit einzuschätzen, mit der ein gesendetes Uplink-Signal nicht durch die Fahrzeugantenne empfangen werden kann.
Bei der Start-up Time handelt es sich um die Reaktionszeit der Balise, nachdem sie mit ausreichender Energie versorgt wurde. Da dieser Zeitpunkt fahrzeugseitig nicht bekannt ist, kann diese Zeit anhand der Symmetrie abgeschätzt werden, die sich aus dem Downlink und dem Uplink ergibt. Dieses Prüfungskriterium lässt es zu, eine Aussage zu überprüfen, ob die Reaktionszeit der Balise nach deren Aktivierung ausreicht, um rechtzeitig das Uplink-Signal zu senden so dass dieses durch die Fahrzeugantenne noch empfangen werden kann.
Bei den FSK-Frequencies handelt es sich um die Frequenzen des Balisensignals. Die Balise überträgt 0-bits durch ein Signal bei 3,9 MHz und 1-bits bei 4,5 MHz. Die Frequenzen müssen eingehalten werden, um das Uplink Signal zuverlässig identifizieren zu können. Bei Abweichungen der Frequenzen ist dieses Ziel im Zweifel nicht mehr sichergestellt.
Bei der Datenrate handelt es sich um die Datenrate des Balisensignals. Die Einhaltung der Datenrate garantiert, dass die zu übermittelnden Inhalte in der zur Verfügung stehenden Zeit an das Fahrzeug übermittelt werden können. Weicht die Datenrate zu stark vom Sollwert ab, kann die Balisen-OBU möglicherweise die Information der Balise nicht mehr fehlerfrei empfangen. Das Datenraten-Fenster des Empfängers ist nämlich begrenzt.
Bei den Bit Errors handelt es sich um die Anzahl oder den Anteil defekter Bits im Balisensignal. Eine bestimmte Fehlerrate lässt sich durch das Vorsehen redundanter Signale sowie durch Fehlerkorrekturmechanismen bei der Auswertung des Uplink-Signals noch vertreten. Jenseits einer gewissen Schwelle besteht jedoch die Gefahr, dass bei der Übertragung und Auswertung der Signale fehlerhafte Interpretationen des Signals erfolgen. Um dies zu vermeiden, kann das Lesegerät bei Bedarf einen entsprechenden Fehler ausgeben.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mit dem Lesegerät über eine vierte Schnittstelle S4 auch das Aktivierungssignal ausgelesen wird.
Das Auslesen des Aktivierungssignals ermöglicht es vorteilhaft, auch Fehler festzustellen, die durch die Balisen-Onboardunit auftreten. Hierbei kann ausgeschlossen werden, dass ein fehlerhaftes Funktionieren der Balise indirekt durch Fehler hervorgerufen wird, die eigentlich vom Fahrzeug herrühren. In diesem Fall ist die Reparatur des Fahrzeugs erforderlich und kann durch das Lesegerät über die zweite Schnittstelle ausgegeben werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lesegerät zumindest das Balisensignal über eine siebte Schnittstelle an einen außerhalb des Fahrzeugs angeordneten ersten Computer oder über die zweite Schnittstelle in eine Cloud übermittelt .
Durch die Übermittlung nach extern ist sichergestellt, dass die ermittelten Daten sofort in einer übergeordneten Einheit wie einer Leitzentrale verarbeitet werden können. Gleichzeitig ist es möglich, die übermittelten Daten mit den Daten zu vergleichen, die durch andere Fahrzeuge erhoben werden. Hierdurch ist es möglich, auszuschließen, dass die Übermittlung von Fehlern vielleicht auch durch ein defektes Fahrzeug bzw. ein defektes Lesegerät hervorgerufen werden. Dadurch ist somit auch eine größere Sicherheit vor einer Fehlinterpretation der Messergebnisse in ihrer Gesamtheit gegeben.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Übertragung über die zweite Schnittstelle nach einem Mobilfunkstandard, insbesondere GPRS, und/oder IOT-Übertragungsstandard, insbesondere LTE-M und/oder NB-IOT, erfolgt.
Die Verwendung bereits vorhandener Mobilfunkstandards hat den Vorteil, dass auf ein Mobilfunknetz zurückgegriffen werden kann, welches als Infrastruktur bereits installiert ist. Dabei ist es von untergeordneter Bedeutung, dass diese Mobilfunknetze eventuell nicht zu jedem Zeitpunkt eine Übertragung der Daten ermöglichen. Dadurch, dass die durch das Lesegerät ermittelten Daten keinen direkten Einfluss auf die Funktion des Fahrzeugs im Schienennetz (auf dem Gleis) haben, können die Daten ausgewertet werden, sobald eine Funkverbindung in dem gewählten Funknetz besteht.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Balisensignal vor der Übertragung in einer ersten Speichereinrichtung zwischengespeichert wird.
Die Speicherung der Daten (Balisensignal) in einer ersten Speichereinrichtung ermöglicht es, während des Betriebs des Lesegerätes Daten zu vergleichen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten von einer Balise aufgenommen wurden. Hierdurch wird es möglich, langsame Veränderungen des Verhaltens der betreffenden Balise darzustellen und ausfindig zu machen. Dies ist besonders für eine vorausschauende Wartung (predictive maintenance) besonders vorteilhaft, wobei Balisen oder deren Komponenten ausgewechselt werden können, bevor diese endgültig versagen. Letztendlich wird über das Lesegerät in diesen Fällen keine „Nichtfunktion", sondern bereits eine „Schlechtfunktion" über die zweite Schnittstelle ausgegeben.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Balisensignal in einem im Lesegerät integrierten ersten Computer verarbeitet oder zumindest vorverarbeitet wird, und das vorverarbeitete oder verarbeitete Balisensignal zwischengespeichert und/oder über die zweite Schnittstelle ausgegeben wird. Dies ermöglicht vorteilhaft eine schnelle Verarbeitung der aufgenommenen Daten. Diese ist vor allem nicht von einer Übertragung der Daten über die zweite Schnittstelle abhängig, die, wie schon erläutert, von der Übertragungsqualität im verwendeten Funknetz beeinträchtigt werden kann.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass nur vorverarbeitete und/oder bearbeitete Balisensignale über die zweite Schnittstelle ausgegeben werden, bei denen Abweichungen von den zu erwartenden Ergebnissen festgestellt wurden. Durch die Vorverarbeitung kann überdies die Auslastung im Übertragungsnetz vermindert werden.Beispielsweise ist es möglich, Signale über die zweite Schnittstelle nur zu senden, wenn eine Nichtfunktion oder eine Schlechtfunktion bereits festgestellt wurde. Denn nur in einem solchen Fall entsteht der Handlungsbedarf einer Wartung oder eines Austausche der Balise. Von den Meldungen, dass die Balise ordnungsgemäß funktioniert, wäre das Übertragungsnetz, dem die zweite Schnittstelle angehört, dann entlastet.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass von den übermittelten Balisensignalen und/oder vorverarbeiteten Balisensignalen und/oder den verarbeiteten Balisensignalen, ein Bedarf für Maßnahmen abgeleitet wird und diese dazu in einer zweiten Speichereinrichtung gespeichert werden.
Diese Ausprägung der Erfindung ist besonders vorteilhaft, da zwischen einem ersten Computer, der bereits im Lesegerät eine Vorverarbeitung der Daten ermöglicht, und einem zweiten Computer, beispielsweise in einer Leitzentrale (alternativ in der Cloud), eine Arbeitsteilung stattfinden kann.Vorteilhaft kann der zweite Computer eine endgültige Verarbeitung der Daten, insbesondere einen Abgleich mit bereits vorhandenen Daten aus früheren Sendesignalen des Lesegerätes, vornehmen. Hierdurch ist eine Kombination der Vorteile, nämlich einerseits eine möglichst effiziente Vorverarbeitung der durch das Lesegerät aufgenommenen Daten zu ermöglichen und andererseits einen Abgleich mit der Historie von Messungen (eventuell auch anderer Lesegeräte, die ebenfalls Daten über eine Schnittstelle an die Leitzentrale gesendet haben) zu gewährleisten. Die genannte Aufgabe wird alternativ mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Lesegerät) erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, dass dieses zum Einbau in einem Fahrzeug parallel zu einer Fahrzeug-Balisenantenne ausgebildet ist, wobei eine vierte Schnittstelle vorgesehen ist zum Empfang eines für die Balise ausgesendeten Aktivierungssignals der Fahrzeug-Balisenantenne.
Was unter dem parallelen Einbau des Lesegerätes und der Fahrzeug-Balisenantenne, die Teil der Balisen-Onboardunit sein kann, oder der Balisen-Onboardunit selbst zu verstehen ist, ist bereits oben stehend erwähnt worden.Damit ist gemeint, dass diese beiden Geräte unabhängig voneinander aufgebaut sind, so dass das Lesegerät eine die Funktion von Balisen-Onboardunit und Balise beeinträchtigende Wirkung nicht entfalten kann. Beispielsweise können die Balisen-Onboardunit und das Lesegerät in zwei voneinander getrennten Gehäusen oder in zwei voneinander getrennten Gehäuseräumen eines Gehäuses untergebracht sein.
Die genannte Aufgabe wird alternativ mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Fahrzeug) erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, dass das Lesegerät in dem Fahrzeug parallel zu einer Fahrzeug-Balisenantenne eingebaut ist, wobei eine vierte Schnittstelle vorgesehen ist zum Empfang eines für die Balise ausgesendeten Aktivierungssignals der Fahrzeug-Balisenantenne.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lesegerät bzw. das Fahrzeug mit dem Lesegerät eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der oben genannten auf das Verfahren gerichteten Ansprüche auszuführen.
Hinsichtlich der weiteren Vorteile, die mit dem erfindungsgemäßen Lesegerät, dem erfindungsgemäßen Fahrzeug sowie der Anwendung der oben genannten Verfahren in dem erfindungsgemäßen Lesegerät und in dem erfindungsgemäßen Fahrzeug verbunden sind, wird an dieser Stelle nicht noch einmal eingegangen.Es wird auf die zum Verfahren erläuterten Eigenschaften und Vorteile verwiesen.
Des Weiteren wird ein Computerprogrammprodukt mit
Programmbefehlen zur Durchführung des genannten erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder dessen Ausführungsbeispielen beansprucht, wobei mittels des Computerprogrammprodukts jeweils das erfindungsgemäße Verfahren und/oder dessen Ausführungsbeispiele durchführbar sind.
Darüber hinaus wird eine Bereitstellungsvorrichtung zum Speichern und/oder Bereitstellen des Computerprogrammprodukts beansprucht. Die Bereitstellungsvorrichtung ist beispielsweise ein Datenträger, der das Computerprogrammprodukt speichert und/oder bereitstellt . Alternativ und/oder zusätzlich ist die Bereitstellungsvorrichtung beispielsweise ein Netzwerkdienst, ein Computersystem, ein Serversystem, insbesondere ein verteiltes Computersystem, ein cloudbasiertes Rechnersystem und/oder virtuelles Rechnersystem, welches das Computerprogrammprodukt vorzugsweise in Form eines Datenstroms speichert und/oder bereitstellt .
Die Bereitstellung erfolgt beispielsweise als Download in Form eines Programmdatenblocks und/oder Befehlsdatenblocks, vorzugsweise als Datei, insbesondere als Downloaddatei, oder als Datenstrom, insbesondere als Downloaddatenstrom, des vollständigen Computerprogrammprodukts. Diese Bereitstellung kann beispielsweise aber auch als partieller Download erfolgen, der aus mehreren Teilen besteht und insbesondere über ein Peer-to-Peer Netzwerk heruntergeladen oder als Datenstrom bereitgestellt wird. Ein solches Computerprogrammprodukt wird beispielsweise unter Verwendung der Bereitstellungsvorrichtung in Form des Datenträgers in ein System eingelesen und führt die Programmbefehle aus, sodass das erfindungsgemäße Verfahren auf einem Computer zur Ausführung gebracht wird oder das Erstellungsgerät derart konfiguriert, dass dieses das erfindungsgemäße Werkstück erzeugt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
Es zeigen:
FIG. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lesegeräts im schematischen Querschnitt,
FIG. 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lesegeräts, wobei ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs strichpunktiert angedeutet ist, als Blockschaltbild.Die Anordnung des Lesegerätes könnte gemäß FIG. 1 ausgestaltet sein, wobei ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Anordnung zum Einsatz kommt,
FIG. 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, durchgeführt gemäß FIG. 2, als Flussdiagramm, wobei die erfindungsgemäßen Komponenten der Anordnung strichpunktiert eingezeichnet sind.
In FIG. 1 ist ein Fahrzeug FZ dargestellt, welches mit seinen Rädern RD auf einem Gleis GL mit Schienen SI und Schwellen SW steht. In dem Gleis ist eine Balise BL angeordnet, welche eine Balisenantenne BLA aufweist. Über die Balisenantenne BLA kann die Balise BL mit einer Balisen-Onboardunit BOBU kommunizieren. Diese weist zu diesem Zweck eine Fahrzeug-Balisenantenne FZBA auf. Außerdem ist an dem Fahrzeug FZ ein Lesegerät LG angebracht, welches eine Lesegerät-Balisenantenne LGBA aufweist. Über diese Lesegerät-Balisenantenne LGBA kann das Lesegerät LG ebenfalls mit der Balise BL kommunizieren. Dabei benutzt diese ebenfalls die Balisenantenne BLA.
Weiterhin ist in FIG. 1 eine Cloud CLD dargestellt, in der Dienste zum Betrieb der Balisen-Onboardunit BOBU und des Lesegeräts LG zur Verfügung gestellt werden. Gleichzeitig können diese Dienste auch durch eine Leitzentrale LZ genutzt werden.Die Leitzentrale LZ ist zu diesem Zweck mit einem zweiten Computer C2 und einer zweiten Speichereinrichtung SE2 ausgestattet. Um mit der Cloud CLD zu kommunizieren, ist das Lesegerät LG mit einer Lesegerätantenne LGA sowie die Leitzentrale mit einer LeitZentralenantenne LZA ausgestattet (alternativ kann die Leitzentrale LZ auch mit einer Kabelverbindung ausgestattet sein, da diese ortsfest ist). Einzelheiten des Ablaufs des Verfahrens werden im Folgenden zu FIG. 2 beschrieben.
Der FIG. 2 lassen sich die Funktionszusammenhänge zwischen den einzelnen Komponenten entnehmen. So kann die Balise BL mittels der Balisenantenne BLA über eine dritte Schnittstelle S3 durch die Fahrzeug-Balisenantenne FZBA aktiviert werden (das über die dritte Schnittstelle S3 übermittelte Funksignal von der
Balisen-Onboardunit BOBU ist ausreichend stark, um die Balise BL mit Strom zu versorgen). Diese sendet ebenfalls über die dritte Schnittstelle S3 ein Balisensignal an die Balisen-Onboardunit BOBU, wo dieses beispielsweise durch einen dritten Computer C3 verarbeitet werden kann.
Das Lesegerät LG weist die Lesegerät-Balisenantenne LGBA auf und kann beispielsweise durch das von der Balisen-Onboardunit BOBU ausgesendete Aktivierungssignal über eine Schnittstelle S4 aktiviert werden. Alternativ ist eine externe Stromversorgung möglich, da das Lesegerät LG durch das Fahrzeug FZ mit Strom versorgt werden kann. In jedem Fall kann das aktivierte Lesegerät LG über eine Schnittstelle S1 ebenfalls das von der Balise BL mittels der Balisenantenne BLA ausgesendete und durch die Lesegerät-Balisenantenne LGBA empfangene Signal auswerten. Zu diesem Zweck weist das Lesegerät LG einen Computer CI auf, wobei Rechenergebnisse sowie Messwerte in einer ersten Speichereinrichtung SEI abgelegt werden können.
Gemäß FIG. 2 kommunizieren sowohl die Balisen-Onboardunit BOBU über eine Fahrzeugantenne FZA sowie das Lesegerät LG über die Lesegerätantenne LGA mit der Cloud CLD, wobei die Lesegerätantenne LGA die Schnittstelle S2 nutzt und die Fahrzeugantenne FZA eine Schnittstelle S5. Alternativ (nicht dargestellt) kann die Versendung der Signale des Lesegeräts LG auch über die Fahrzeugantenne FZA und die Schnittstelle S5 erfolgen.
Weiterhin ist dargestellt, dass die Leitzentrale LZ die über verschiedene Balisen im Schienennetz zusammengetragenen Daten über die Cloud CLD abrufen kann. Dabei nutzt die Leitzentrale LZ die LeitZentralenantenne LZA, die eine Schnittstelle S6 zur Cloud CLD bedient.
Alternativ zu einer Cloudlösung können die Komponenten auch direkt miteinander kommunizieren. Beispielsweise ist eine siebente Schnittstelle S7 zwischen der Lesegerätantenne LGA und der LeitZentralenantenne LZA dargestellt.
Gemäß FIG. 3 ist der Ablauf des Verfahrens näher dargestellt. Das Verfahren startet mit einem Aktivierungssignal ACT, welches durch die Fahrzeug-Balisenantenne FZBA ausgesendet wird. Dieses führt sowohl in der Balise BL als auch in dem Lesegerät LG zu einer Startprozedur START1, STRART2, mit der diese beiden Geräte sozusagen aufgeweckt werden.Hierzu wird die Schnittstelle S3 bzw. die Schnittstelle S4 verwendet.
Die Balise BL führt dann einen Sendeschritt SEND1 durch, bei dem diese ihre Identifikationskennung an die Fahrzeug-Balisenantenne FZBA sendet, wodurch eine genaue Ortung des Fahrzeugs FZ möglich wird. Hierzu wird die Schnittstelle S3 genutzt, wobei die Balisen-Onboardunit BOBU in einem Aufnahmeschritt REC3 dieses Identifikationssignal empfängt. Gleichzeitig wird durch den Sendeschritt SEND1 auch das Identifikationssignal der Balise BL über die Schnittstelle S1 an das Lesegerät und über die Schnittstelle S3 an die Balisen-OBU gesendet und löst dort je einen Aufnahmeschritt REC1 sowie REC3 aus.
Sowohl die Balisen-Onboardunit BOBU führt nun einen Rechenschritt CAL2 als auch das Lesegerät LG führt einen Rechenschritt CALI aus. Hierbei werden die Signale verarbeitet. Bei dem Lesegerät LG kann es sich bei der Verarbeitung beispielsweise um eine Überprüfung der Funktionen der Balise BL handeln.
In einem nächsten Schritt sendet die Balisen-Onboardunit BOBU in einem Sendeschritt SEND2 (dieser Schritt ist optional) und das Lesegerät LG in einem Sendeschritt SEND3 jeweils über die Schnittstellen S5 und S2 die berechneten bzw. aufgenommenen Daten in die Cloud CLD. Alternativ können die genannten Schritte auch die Schnittstellen S7, S8 bedienen, um die Daten gleich an die Leitzentrale LZ zu senden. Alternativ kann die Leitzentrale LZ diese Daten aus der Cloud CLD beziehen, wobei dafür die sechste Schnittstelle S6 verwendet wird. Dabei wird ein vierter Aufnahmeschritt REC4 durch die Leitzentrale LZ durchgeführt. Anschließend kann die Leitzentrale LZ einen dritten Rechenschritt CAL3 durchführen, wobei die Daten verarbeitet werden.
Die Speicherung der Daten durch die erste Speichereinrichtung SEI und die zweite Speichereinrichtung SE2 sind in FIG. 3 nicht näher dargestellt. Diese Speicherschritte können aber jederzeit als Zwischenspeicherschritte durchgeführt werden, um Daten vor oder nach deren Verarbeitung zu sichern. Bezugszeichenliste
FZ Fahrzeug
RD Rad
BOBU Balisen-Onboardunit
FZBA Fahrzeug-Balisenantenne
GL Gleis
SI Schiene
SW Schwelle
BL Balise
BLA Balisenantenne
LG Lesegerät
LGA Lesegerätantenne
LGBA Lesegerät-Balisenantenne
Sl ... S7 Schnittstellen
SEI ... SE2 Speichereinrichtung
CI ... C3 Computer
CLD Cloud
LZ Leitzentrale
LZA LeitZentralenantenne
ACT Aktivierungssignal
STRART1 ... STRART2 Startprozedur
SEND1 ... SEND2 Senderschritt
REC1 ... REC4 Aufnahmeschritt
CALI ... CAL3 Rechenschritt

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Überwachen von Funktionen einer Balise (BL), bei dem mit einem Lesegerät (LG) über eine erste Schnittstelle (Sl) mindestens ein von der Balise (BL) ausgesendetes Balisensignal ausgelesen wird und an einer zweiten Schnittstelle (S2) zur Weiterverarbeitung ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Lesegerät in einem Fahrzeug (FZ) gleichzeitig mit einer Fahrzeug-Balisenantenne (FZBA) betrieben wird, wobei
• die Fahrzeug-Balisenantenne (FZBA) die Balise (BL) über eine dritte Schnittstelle (S3) mit einem Aktivierungssignal (ACT) aktiviert,
• die aktivierte Balise (FZ) das Balisensignal aussendet,
• das Lesegerät (LG) das Balisensignal ausliest.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Computer (C2), der das Balisensignal über die zweite Schnittstelle (S2) erhält, als Balisensignal zumindest das Uplink-Signal der Balise (BL) analysiert und die charakteristischen Parameter des Uplink-Signals ermittelt, insbesondere auch nach elektromagnetischen Störungen durch das Fahrzeug (FZ) und die Strecke sucht.
3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der folgenden Balisensignale ausgelesen wird:
• Uplink-Level,
• Start-up Time,
• FSK-Frequencies,
• Data-Rate,
• Bit-Errors.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Lesegerät (LG) über eine vierte Schnittstelle (S4) auch das Aktivierungssignal (ACT) ausgelesen wird
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lesegerät (LG) zumindest das Balisensignal über die siebte Schnittstelle (S7) an einen außerhalb des Fahrzeugs (FZ) angeordneten zweiten Computer (C2) oder in eine Cloud (CLD), übermittelt .
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung über die zweite Schnittstelle (S2) nach einem Mobilfunkstandard, insbesondere GPRS, und/oder IOT-Übertragungsstandard, insbesondere LTE-M und/oder NB-IOT, erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Balisensignal vor der Übertragung in einer ersten Speichereinrichtung (SE) zwischengespeichert wird.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Balisensignal in einem im Lesegerät (LG) integrierten ersten Computer (CI) verarbeitet oder zumindest vorverarbeitet wird, und das vorverarbeitete oder verarbeitete Balisensignal zwischengespeichert und/oder über die zweite Schnittstelle (S2) ausgegeben wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nur vorverarbeitete und/oder bearbeitete Balisensignale über die zweite Schnittstelle (S2) ausgegeben werden, bei denen Abweichungen von den zu erwartenden Ergebnissen festgestellt wurden.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von den übermittelten Balisensignalen und/oder vorverarbeiteten Balisensignalen und/oder den verarbeiteten Balisensignalen, ein Bedarf für Maßnahmen abgeleitet wird und diese dazu in einer zweiten Speichereinrichtung (SE2) gespeichert werden.
11. Lesegerät (LG) für Balisen (BL) dadurch gekennzeichnet, dass dieses zum Einbau in einem Fahrzeug (FZ) parallel zu einer Fahrzeug-Balisenantenne (FZBA) ausgebildet ist, wobei eine vierte Schnittstelle (S4) vorgesehen ist zum Empfang eines für die Balise (BL) ausgesendeten Aktivierungssignals (ACT) der Fahrzeug-Balisenantenne (FZBA).
12. Lesegerät (LG) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
13. Fahrzeug mit Lesegerät (LG) für Balisen (BL) und einer Balisenantenne (BLA) dadurch gekennzeichnet, dass das Lesegerät (LG) in dem Fahrzeug (FZ) parallel zu einer Fahrzeug-Balisenantenne (FZBA) eingebaut ist, wobei eine vierte Schnittstelle (S4) vorgesehen ist zum Empfang eines für die Balise (BL) ausgesendeten Aktivierungssignals (ACT) der Fahrzeug-Balisenantenne (FZBA).
14. Fahrzeug (FZ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
15. Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
16. Bereitstellungsvorrichtung für das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 15, wobei die Bereitstellungsvorrichtung das Computerprogrammprodukt speichert und/oder bereitstellt.
EP20771451.0A 2019-09-25 2020-08-26 Verfahren zum überwachen von funktionen einer balise und hierfür geeignetes lesegerät Pending EP4034448A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019214637.6A DE102019214637A1 (de) 2019-09-25 2019-09-25 Verfahren zum Überwachen von Funktionen einer Balise und hierfür geeignetes Lesegerät
PCT/EP2020/073800 WO2021058220A1 (de) 2019-09-25 2020-08-26 Verfahren zum überwachen von funktionen einer balise und hierfür geeignetes lesegerät

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4034448A1 true EP4034448A1 (de) 2022-08-03

Family

ID=72473498

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20771451.0A Pending EP4034448A1 (de) 2019-09-25 2020-08-26 Verfahren zum überwachen von funktionen einer balise und hierfür geeignetes lesegerät

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP4034448A1 (de)
CN (1) CN114728666A (de)
AU (1) AU2020354322B2 (de)
DE (1) DE102019214637A1 (de)
WO (1) WO2021058220A1 (de)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107046446B (zh) * 2017-06-12 2023-04-07 西北铁道电子股份有限公司 一种btm设备检测系统及方法
CN115276710B (zh) * 2022-06-22 2024-01-30 交控科技股份有限公司 应答器传输系统、应答器定位补偿方法、设备及介质

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1661784A1 (de) * 2004-11-25 2006-05-31 Siemens Schweiz AG Verfahren und System zur Überprüfung der Funktion einer Datenübertragungseinheit zur Steuerung eines fahrenden Objektes
DE102006015318B4 (de) * 2006-03-30 2008-03-06 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben einer Zugbeeinflussungseinrichtung
US9608742B2 (en) * 2012-06-18 2017-03-28 Alstom Transport Technologies Methods and systems for signal fingerprinting
CN103516600B (zh) * 2012-06-27 2017-03-29 河南蓝信科技股份有限公司 应答器报文检测方法及第三方应答器报文读取装置
US9227641B2 (en) * 2013-05-03 2016-01-05 Thales Canada Inc Vehicle position determining system and method of using the same
DE102013220868A1 (de) * 2013-10-15 2015-04-30 Siemens Aktiengesellschaft Eurobalisenfahrzeugeinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Eurobalisenfahrzeugeinrichtung
EP2873585B1 (de) * 2013-11-18 2016-05-25 Bombardier Transportation GmbH Verfahren und System zur Überwachung der Bedienbarkeit einer Balise
US9606224B2 (en) * 2014-01-14 2017-03-28 Alstom Transport Technologies Systems and methods for vehicle position detection
BE1022851B1 (fr) * 2015-03-20 2016-09-22 Ertms Solutions Vérification de l’état de fonctionnement d’une balise
KR101899381B1 (ko) * 2018-03-15 2018-10-29 신우이엔지 주식회사 자동열차방호장치의 발리스 에러 검측 장치 및 그 제어방법

Also Published As

Publication number Publication date
DE102019214637A1 (de) 2021-03-25
WO2021058220A1 (de) 2021-04-01
AU2020354322B2 (en) 2024-02-08
AU2020354322A1 (en) 2022-04-07
CN114728666A (zh) 2022-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3445635B1 (de) Verfahren zum betreiben einer ortungseinrichtung sowie ortungseinrichtung
DE10152235B4 (de) Verfahren zum Erkennen von Fehlern bei der Datenübertragung innerhalb eines CAN-Controllers und ein CAN-Controller zur Durchführung dieses Verfahrens
DE102009009449A1 (de) Radsensor, Eisenbahnanlage mit zumindest einem Radsensor sowie Verfahren zum Betreiben einer Eisenbahnanlage
EP2008352B1 (de) Verfahren zum überwachen der elektroenergiequalität in einem elektrischen energieversorgungsnetz, power-quality-feldgerät und power-quality-system
EP2731849B1 (de) Stellwerksrechner
EP3291094A1 (de) Prozessorsystem und verfahren zur überwachung von prozessoren
EP3938265B1 (de) Verfahren zum bestimmen einer gleisbelegung sowie achszähleinrichtung
EP3969351B1 (de) Odometrisches verfahren, insbesondere für ein schienenfahrzeug oder eine leitzentrale
DE102018210326A1 (de) Verfahren und Einrichtung zum Erkennen hinterherfahrender Fahrzeuge
EP4034448A1 (de) Verfahren zum überwachen von funktionen einer balise und hierfür geeignetes lesegerät
EP3795451B1 (de) Verfahren zum orten eines fahrzeugs an einer für einen halt des fahrzeugs vorgesehenen station
EP2613463A2 (de) Verfahren zur Überwachung eines Transmitters und entsprechender Transmitter
EP3052369A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erhöhung der verfügbarkeit einer gleisfreimeldeanlage
EP3984856B1 (de) Verfahren zum erkennen der fahrzeuggattung eines schienenfahrzeugs und zur anwendung des verfahrens geeignete vorrichtung
EP4366999B1 (de) Verfahren zum zustandsbasierten warten einer kupplungsanordnung und überwachungssystem
EP2729857B1 (de) Dokumentation von fehlern in einem fehlerspeicher eines kraftfahrzeugs
DE102015210633B4 (de) Bordinterne Kommunikationsvorrichtung
DE102017206631B4 (de) Verfahren zur Erfassung und Bestimmung einer Ausfallwahrscheinlichkeit eines Funknetzwerkes und Zentralrechner
EP3529122B1 (de) Verfahren zum kalibrieren eines radsensors und entsprechender radsensor sowie eisenbahntechnische anlage mit einem solchen radsensor
DE102019218078B4 (de) Bestimmung eines Sachverhalts im Umfeld eines Kraftfahrzeugs
EP3214789B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur funkübertragung von daten
EP3786030A1 (de) Verfahren und einrichtung zur ortung eines fahrzeugs mit uwb technologie
DE102008038618A1 (de) Anzeige von Störungsmeldungen bei spurgebundenen Fahrzeugen, die eine Handlung des Fahrzeugführers erfordern
WO2011069826A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur überwachung einer datenübertragung in einem fahrzeug
EP4458643A1 (de) Verfahren zum zählen von achsen mit rechnergestützter auswertung und fehlererkennung

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20220325

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: EXAMINATION IS IN PROGRESS

17Q First examination report despatched

Effective date: 20250326

RAP3 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: SIEMENS MOBILITY GMBH