EP4342766A1 - Communication between carriages in a railway vehicle - Google Patents
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- EP4342766A1 EP4342766A1 EP23197183.9A EP23197183A EP4342766A1 EP 4342766 A1 EP4342766 A1 EP 4342766A1 EP 23197183 A EP23197183 A EP 23197183A EP 4342766 A1 EP4342766 A1 EP 4342766A1
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Definitions
- the invention relates to a rail vehicle with at least two cars, which can communicate with each other via respective communication devices. Furthermore, a rail vehicle arrangement is described, which has the rail vehicle and another unit. The invention further relates to a method for communicating between a first communication device of a first car and a second communication device of a second car of a rail vehicle.
- the invention can therefore relate to the technical field of rail vehicles, particularly with regard to (wireless) communication.
- Rail vehicles especially trains, usually have a plurality of cars which can be coupled to one another in various ways.
- a coupling includes a mechanical carriage coupling and in most cases also an electrical coupling, in particular via a power cable.
- electrical coupling in particular via a power cable.
- mechanical and electrical connections are often no longer sufficient, as a communicative coupling for data transmission can also be desired or necessary.
- in-vehicle networks in particular MVB (Multi-Vehicle Bus) and WTB (Wire Train Bus), Ethernet connections, or communication-based train control, e.g. TrainguardMT.
- MVB Multi-Vehicle Bus
- WTB Wire Train Bus
- Ethernet connections or communication-based train control, e.g. TrainguardMT.
- Figure 2 shows a conventional example of a communicative coupling between two cars 210, 220 of a train 200.
- the first car 210 has a first communication device 212
- the second car 220 has a second communication device 222.
- a TrainguardMT communication-based train control is used, shown schematically here as OCN (OnBoard Communication Network) A and OCN B.
- Wireless communication (e.g. via WLAN) between the cars is not carried out here, because the risk that another unit, for example another car from another train on a neighboring track, will be included in the communication is too great.
- a power line 250 is used for data transmission, which is actually set up to transmit higher currents (in this example, 110 volts are present on the power line). This means that there is a coupling via a hardware wire interface used with the help of PLC (Power Line Communication) technology.
- PLC Power Line Communication
- a rail vehicle, a rail vehicle assembly, a method, and using are described below.
- the first carriage is coupled to the second carriage (in particular adjacent, in particular mechanically coupled) in such a way that the first communication device communicates with the second communication device (at least temporarily) via a physical (in particular electrically conductive) contact (for example wired or through contacting metal surfaces). are connected.
- a physical (in particular electrically conductive) contact for example wired or through contacting metal surfaces.
- the first communication device and the second communication device are further set up to operate an (initializing) signal exchange (in particular data exchange) via the physical contact using such low energy that a transmission function from the physical Contact with another unit (eg another communication device of another rail vehicle) is impossible.
- the data exchange via the physical contact is operated with such low energy that a transmission function (or wireless communication) from the physical contact to the further communication device is impossible.
- a method for communicating between a first communication device of a first car and a second communication device of a second car of a rail vehicle, the method comprising: operating a signal/data exchange between the first communication device and the second communication device via the physical Contact using such low energy that a transmission function from the physical contact to another unit is impossible.
- the term “communication device” can in particular refer to any device or unit that is set up to send and/or receive signals or data. Communication can be wired or wireless.
- the communication device is preferably configured for both operating modes.
- the communication device can have one or more antennas.
- the communication device may have one or more ports (e.g., Ethernet, power cable, USB, etc.).
- the communication device may be provided as a radio transmitter/receiver.
- the communication device can be designed as a router, in particular a WLAN router.
- the term "physical contact” can refer in particular to the fact that the communication devices are (temporarily) physically, i.e. physically, connected to one another. In a simple example, this can be achieved using a wire or cable. In another example, surfaces (e.g., the mechanical carriage coupling) of adjacent carriages may be brought into physical contact with one another. In another example, the physical contact is built into an existing connection, such as a power line. In a preferred example, the physical contact can be electrically conductive, in particular made of metal.
- low energy may specifically refer to using a low energy or extremely low amount of energy which is significantly lower than high energy. Low energy and high energy ranges depend on the particular system used. For this reason, the term “low energy signal transmission” can be understood to mean that the energy of the signal transmission is chosen to be so low that it is not sufficient to enable wireless communication with another (not physically coupled) unit (outside the rail vehicle, especially outside of the two cars).
- the term "additional unit” can refer in particular to a unit (e.g. another wagon, another train) which is not part of the "rail vehicle” unit. While the rail vehicle does not have the additional unit in one example, the rail vehicle and the additional unit can be part of a rail vehicle arrangement. In such an arrangement, the rail vehicle and other unit can be arranged within a certain spatial proximity to one another. In this context, the term “spatial proximity” can refer in particular to the fact that wireless communication between the rail vehicle and another unit is in principle possible, especially at high energy levels Data transfer. However, a certain amount of energy is necessary for such data transmission (in particular to a communication device of the further unit), so that the low energy described is not sufficient for signal transmission in one example. In one example, the additional unit is not physically coupled to the rail vehicle. In a further example, the further unit is not physically coupled to the carriages described.
- the invention can be based on the idea that two cars of a rail vehicle can be communicatively coupled in a safe and reliable manner if a signal transmission takes place via physical contact between the communication devices of the cars using such low energy that a transmission function becomes one further unity is made impossible.
- wagons are wired for communicative coupling because safety plays a particularly important role in rail vehicles and wireless transmissions can be more error-prone, especially if they establish unwanted communication with other units.
- wiring can be technically challenging, for example in renovated cars that simply lack the necessary connections.
- data transmission can, if necessary, be implemented via a power line, but this is inflexible and can consume a lot of energy unnecessarily.
- the communication function described can be easily integrated into existing systems. Use in renovated cars can be particularly effective, but new cars can also benefit from the combination of energy efficiency and communication security.
- the signal/data exchange via the physical contact has an initialization.
- data exchange via physical contact consists of initialization. This can have the advantage of creating an efficient, secure and cost-effective way to start exchanging data, with the actual data transmission then being carried out via another channel.
- the low power transmitted over the physical contact may be designed to be insufficient to provide efficient data transmission between the communication devices.
- this is not intended, because in this exemplary embodiment the data exchange via the physical contact is only intended as an initialization; the actual data exchange between the communication devices then takes place via another channel, for example wireless/WLAN.
- the first communication device and the second communication device are set up to switch to wireless communication, in particular via a wireless local area network (WLAN), after initialization.
- WLAN wireless local area network
- the start of the data transmission is preferably established via physical contact, with the following communication preferably taking place wirelessly.
- a high-energy data transmission that could be carried out over an entire train is not intended in one example. Instead, in this example, the transmission energy may be sufficient to communicatively couple the communication devices of two adjacent cars. This can be done, for example, in the low-energy sector and save costs with comparable reliability.
- the first communication device and the second communication device are set up to continue wired communication via the physical contact after initialization. This makes it possible to implement particularly cost-effective data transmission in the low-energy range. This can be an efficient operating function, especially for small amounts of data.
- the first communication device has a first antenna and/or the second communication device has a second antenna.
- the communication devices can be set up to communicate wirelessly via the antennas. This can have the advantage that efficient data transmission can be implemented securely without additional effort.
- wireless communication can make it possible to dispense with (special) contacts/connections for coupling communication devices.
- the rail vehicle is further set up to reduce, in particular to switch off, wireless transmission of high-energy signals between the communication devices at least during data exchange. This can have the advantage of saving energy costs.
- low-energy signals can also be sufficient, especially if the communication takes place between neighboring (coupled) cars and not across a plurality of cars.
- the physical contact has a wire connection.
- the physical contact is preferably designed to be electrically conductive.
- the electrically conductive connection (directly) from one communication device to another can be implemented as a wire or cable.
- an independent wire connection is provided for this purpose.
- the wire connection can be provided in a further electrically conductive connection.
- a power line can also be used as a physical contact.
- the physical contact has contact between at least two, in particular electrically conductive, surfaces.
- a surface of the first carriage can also come into contact with a surface of the second carriage (temporary physical contact).
- Metal surfaces can be preferred here, especially those that are already installed on the car, such as the mechanical car coupling.
- the rail vehicle further has: a signal damper, which is set up to dampen the signal energy of the data exchange via the physical contact (to prevent a signal from a train on the adjacent track from leading to the establishment of communication).
- a signal damper which is set up to dampen the signal energy of the data exchange via the physical contact (to prevent a signal from a train on the adjacent track from leading to the establishment of communication).
- one or more signal attenuators can be used.
- these can be arranged in the wire connection of the physical contact. This measure can be used to ensure that the transmission energy is set in the low energy range described.
- the low energy signal is an extremely low power, ELP (extreme low power) signal.
- ELP extremely low power
- the data exchange comprises at least one of the following: exchanging an identification between the communication devices, encrypting, encoding, verifying a coupling between the communication devices, detecting a communication device.
- At least one of the cars has at least one renovation process.
- the method is used during or after the renovation of at least one of the cars.
- a rail vehicle can now be provided which has at least one renovated car, which can be reliably and safely integrated into communication with a neighboring car without any significant additional effort.
- the method further comprises: carrying out a compensation action, in particular emergency braking, in response to the fact that the signal/data exchange does not meet an operationally relevant criterion.
- the term “operationally relevant criterion” can refer to a criterion that is important for you Safe operation of the rail vehicle is necessary. For example, it can be an operationally relevant criterion that stable communication is established between the two cars. In another example, it may be an operationally relevant criterion that secure data transmission takes place, in particular at a minimum speed. In the event that such a criterion is not met, for example if communication cannot be set up, it may be necessary to initiate the compensation action for safety reasons.
- Such a compensatory action can be a reaction to guarantee the safety of the rail vehicle, for example the dizziness is reduced, an emergency call is made, or an emergency brake is activated.
- a solution is proposed where the initialization for signal transmission between different track-bound vehicle parts via a wire connection (or a wire-like connection) between two WLAN routers or similar and subsequently takes place via a wireless connection, e.g. WLAN connection 2.4 GHz.
- spatially relative terms such as “front” and “back”, “top” and “bottom”, “left” and “right”, etc. are used to describe the relationship of one element to another element, as in the figures shown.
- the spatially relative terms can apply to orientations used that differ from the orientation shown in the figures.
- these spatially relative terms refer only to simplification of the description and the orientation shown in the figures and are not necessarily limiting, since a device according to an embodiment of the invention may assume orientations other than those shown in the figures, particularly when in use .
- Figure 1 shows a rail vehicle 100 with two communicatively coupled cars 110, 120 according to an exemplary embodiment of the invention.
- the first carriage 110 has a first communication device 112, which is designed as a WLAN router and has antennas 113 for data transmission.
- a second communication device 122 is designed with second antennas 123 of the second carriage 120.
- the first carriage 110 is coupled to the second carriage 120 such that the first communication device 112 is connected to the second communication device 122 via a physical contact 130.
- the physical contact 130 is implemented via a wire or a cable, which directly connects the first communication device 112 and the second communication device 122 to one another in an electrically conductive manner.
- Signal attenuators 135 are provided in this wire connection 130, which attenuate the transmitted signal in such a way that the low energy described above is present.
- An (optional) power line 150 also connects the two communication devices 112, 122 to one another.
- the physical contact 130 for data transmission is designed separately from the power line 150, but in another example both can also be provided as one line.
- the first communication device 112 and the second communication device 122 are set up to operate a signal/data exchange or data transmission via the physical contact 130 using such low energy that a transmission function from the physical contact 130 to another unit (another communication device another car/train, not shown). Due to the particularly low energy, with which no radio connection is possible, communication between the communication devices 112, 122 is nevertheless started or initialized.
- This initialization makes it possible to set up further data transmission, which is then implemented wirelessly 140, for example as a 2.4 GHz WLAN connection.
- the WLAN routers 112, 122 can go into normal operation and carry out further data transmission 140 via radio.
- Wireless communication can take place in a low range (e.g. around 1 mW) and does not require a high power range (e.g. 100 mW).
- a wire connection can be used for the short distance over the coupling, which would otherwise not be suitable due to the high attenuation, for example for a 2.4GHz signal.
- the short distance can also be achieved using other methods (e.g. transmission to surfaces).
- the IDs of communication devices 112, 122 are exchanged (e.g. MAC addresses, etc.) to ensure that the correct participants are connected. 4. Based on the exchanged unique IDs, communication between the two coupled cars 110, 120 can take place via the provided radio antennas 113, 123 with a low energy output (low power).
Abstract
Es wird ein Schienenfahrzeug (100) beschrieben, welches aufweist:i) einen ersten Wagen (110), welcher eine erste Kommunikationsvorrichtung (112) aufweist; undii) einen zweiten Wagen (120), welcher eine zweite Kommunikationsvorrichtung (122) aufweist.Der erste Wagen (110) ist mit dem zweiten Wagen (120) derart gekoppelt, dass die erste Kommunikationsvorrichtung (112) mit der zweiten Kommunikationsvorrichtung (122) zumindest zeitweise über einen physikalischen Kontakt (130) miteinander verbunden sind.Die erste Kommunikationsvorrichtung (112) und die zweite Kommunikationsvorrichtung (122) sind ferner eingerichtet einen Datenaustausch über den physikalischen Kontakt (130) zu betreiben mittels derart niedriger Energie, dass eine Sendefunktion von dem physikalischen Kontakt (130) zu einer weiteren Einheit verunmöglicht wird.A rail vehicle (100) is described which has:i) a first carriage (110) which has a first communication device (112); andii) a second carriage (120) which has a second communication device (122). The first carriage (110) is coupled to the second carriage (120) in such a way that the first communication device (112) is at least connected to the second communication device (122). are temporarily connected to one another via a physical contact (130).The first communication device (112) and the second communication device (122) are further set up to operate data exchange via the physical contact (130) using such low energy that a transmission function from the physical Contact (130) to another unit is impossible.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Schienenfahrzeug mit zumindest zwei Wagen, welche über jeweilige Kommunikationsvorrichtungen miteinander kommunizieren können. Weiterhin wird eine Schienenfahrzeug-Anordnung beschrieben, welche das Schienenfahrzeug und eine weitere Einheit aufweist. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Kommunizieren zwischen einer ersten Kommunikationsvorrichtung eines ersten Wagens und einer zweiten Kommunikationsvorrichtung eines zweiten Wagens eines Schienenfahrzeugs.The invention relates to a rail vehicle with at least two cars, which can communicate with each other via respective communication devices. Furthermore, a rail vehicle arrangement is described, which has the rail vehicle and another unit. The invention further relates to a method for communicating between a first communication device of a first car and a second communication device of a second car of a rail vehicle.
Die Erfindung kann sich somit auf das technische Gebiet von Schienenfahrzeugen, insbesondere in Hinblick auf (drahtlose) Kommunikation beziehen.The invention can therefore relate to the technical field of rail vehicles, particularly with regard to (wireless) communication.
Schienenfahrzeuge, insbesondere Züge, weisen gewöhnlich eine Mehrzahl von Wagen auf, welche in verschiedener Weise gekoppelt miteinander werden können. Eine solche Kopplung beinhaltet eine mechanische Wagenkopplung und in den meisten Fällen auch eine elektrische Kopplung, insbesondere über ein Stromkabel. Heutzutage sind die mechanische und elektrische Verbindung aber oftmals nicht mehr ausreichend, denn auch eine kommunikative Kopplung zur Datenübertragung kann erwünscht bzw. notwendig sein.Rail vehicles, especially trains, usually have a plurality of cars which can be coupled to one another in various ways. Such a coupling includes a mechanical carriage coupling and in most cases also an electrical coupling, in particular via a power cable. Nowadays, however, mechanical and electrical connections are often no longer sufficient, as a communicative coupling for data transmission can also be desired or necessary.
Es existiert mittlerweile eine Vielzahl von Signalen, welche zwischen den Wagen eines Zuges ausgetauscht werden (müssen).There are now a large number of signals that (have to) be exchanged between the cars of a train.
Diese umfassen beispielsweise fahrzeuginterne Netzwerke, insbesondere MVB (Multi-Vehicle-Bus) und WTB (Wire-Train-Bus), Ethernet Verbindungen, oder Kommunikation-basierte Zugsteuerung, z.B. TrainguardMT.These include, for example, in-vehicle networks, in particular MVB (Multi-Vehicle Bus) and WTB (Wire Train Bus), Ethernet connections, or communication-based train control, e.g. TrainguardMT.
Bei der kommunikativen Kopplung zweier Wagen kommt es aber oftmals zu dem Problem, dass nicht genug Kontakte/Anschlüsse oder nicht die richtigen Kontakte zur Verfügung stehen und dann mit einem großen Aufwand nach einer technischen Lösung gesucht werden muss. Zusätzlich kann die technische Realisierung von Kommunikationsverbindungen, welche zwischen Wagen ausgetauscht werden, technisch komplex, aufwändig und Kosten-intensiv sein. Diese Problematik kann ganz besonders bei sanierten ("refurbished") spurgebundenen Fahrzeugen auftreten.However, when two cars are communicatively coupled, the problem often arises that there are not enough contacts/connections or the right contacts are available and a technical solution then has to be searched for with great effort. In addition, the technical implementation of communication connections that are exchanged between cars can be technically complex, time-consuming and cost-intensive. This problem can occur particularly with refurbished track-bound vehicles.
Eine drahtlose Kommunikation (z.B. über WLAN) zwischen den Wagen wird hier nicht durchgeführt, denn zu groß ist das Risiko, dass eine weitere Einheit, also z.B. ein weiterer Wagen eines anderen Zuges auf einem benachbarten Gleis, in die Kommunikation miteinbezogen wird. Aus diesem Grund wird zur Datenübertragung auf eine Stromleitung 250 zurückgegriffen, welche eigentlich zur Übertragung höherer Ströme eingerichtet ist (in diesem Beispiel liegen 110 Volt an der Stromleitung an). Somit wird hier eine Kopplung über eine Hardware Drahtschnittstelle mit Hilfe von PLC (Power Line Communication) Technik eingesetzt.Wireless communication (e.g. via WLAN) between the cars is not carried out here, because the risk that another unit, for example another car from another train on a neighboring track, will be included in the communication is too great. For this reason, a
Dennoch kann der Einsatz einer Stromleitung zur Datenübertragung unsicher, unflexibel, und auch Kosten-intensiv sein.However, using a power line to transmit data can be unsafe, inflexible and cost-intensive.
Es könnte ein Bedarf bestehen, zwei Wagen eines Schienenfahrzeugs auf effiziente und sichere Weise kommunikativ zu koppeln.There may be a need to communicatively couple two cars of a rail vehicle in an efficient and safe manner.
Ein Schienenfahrzeug, eine Schienenfahrzeug-Anordnung, ein Verfahren, und ein Verwenden werden im Folgenden beschrieben.A rail vehicle, a rail vehicle assembly, a method, and using are described below.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Schienenfahrzeug (insbesondere ein Zug) beschrieben, welches aufweist:
- i) einen ersten Wagen (z.B. Fahrzeugteil), welcher eine erste Kommunikationsvorrichtung (z.B. einen WLAN Router) aufweist; und
- ii) einen zweiten Wagen, welcher eine zweite Kommunikationsvorrichtung aufweist.
- i) a first car (e.g. vehicle part) which has a first communication device (e.g. a WLAN router); and
- ii) a second car which has a second communication device.
Der erste Wagen ist mit dem zweiten Wagen derart gekoppelt (insbesondere benachbart, insbesondere mechanisch gekuppelt), dass die erste Kommunikationsvorrichtung mit der zweiten Kommunikationsvorrichtung (zumindest zeitweise) über einen physikalischen (insbesondere elektrisch leitfähigen) Kontakt (beispielsweise drahtgebunden oder durch sich kontaktierende Metallflächen) miteinander verbunden sind.The first carriage is coupled to the second carriage (in particular adjacent, in particular mechanically coupled) in such a way that the first communication device communicates with the second communication device (at least temporarily) via a physical (in particular electrically conductive) contact (for example wired or through contacting metal surfaces). are connected.
Die erste Kommunikationsvorrichtung und die zweite Kommunikationsvorrichtung sind ferner eingerichtet einen (initialisierenden) Signalaustausch (insbesondere Datenaustausch) über den physikalischen Kontakt zu betreiben mittels derart niedriger Energie, dass eine Sendefunktion von dem physikalischen Kontakt zu einer weiteren Einheit (z.B. eine weitere Kommunikationsvorrichtung eines weiteren Schienenfahrzeuges) verunmöglicht wird.The first communication device and the second communication device are further set up to operate an (initializing) signal exchange (in particular data exchange) via the physical contact using such low energy that a transmission function from the physical Contact with another unit (eg another communication device of another rail vehicle) is impossible.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Schienenfahrzeug Anordnung beschrieben, aufweisend:
- i) ein Schienenfahrzeug wie oben beschrieben; und
- ii) die weitere Einheit, welche einen weiteren Wagen aufweist, welcher an das Schienenfahrzeug gekoppelt ist oder sich in der Umgebung des Schienenfahrzeugs befindet, und welcher eine weitere Kommunikationsvorrichtung aufweist, welche nicht über einen physikalischen Kontakt mit der ersten Kommunikationsvorrichtung und der zweiten Kommunikationsvorrichtung gekoppelt ist.
- i) a rail vehicle as described above; and
- ii) the further unit, which has a further carriage which is coupled to the rail vehicle or is located in the vicinity of the rail vehicle, and which has a further communication device which is not coupled to the first communication device and the second communication device via physical contact .
Der Datenaustausch über den physikalischen Kontakt wird mit derart niedriger Energie betrieben, dass eine Sendefunktion (bzw. drahtlose Kommunikation) von dem physikalischen Kontakt zu der weiteren Kommunikationsvorrichtung verunmöglicht ist.The data exchange via the physical contact is operated with such low energy that a transmission function (or wireless communication) from the physical contact to the further communication device is impossible.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren beschrieben zum Kommunizieren zwischen einer ersten Kommunikationsvorrichtung eines ersten Wagens und einer zweiten Kommunikationsvorrichtung eines zweiten Wagens eines Schienenfahrzeugs, das Verfahren aufweisend: Betreiben eines Signal- /Datenaustauschs zwischen der ersten Kommunikationsvorrichtung und der zweiten Kommunikationsvorrichtung über den physikalischen Kontakt mittels derart niedriger Energie, dass eine Sendefunktion von dem physikalischen Kontakt zu einer weiteren Einheit verunmöglicht wird.According to a third aspect of the invention, a method is described for communicating between a first communication device of a first car and a second communication device of a second car of a rail vehicle, the method comprising: operating a signal/data exchange between the first communication device and the second communication device via the physical Contact using such low energy that a transmission function from the physical contact to another unit is impossible.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird ein Verwenden beschrieben eines physikalischen Kontakts zwischen Kommunikationsvorrichtungen zweier gekoppelter Wagen eines Schienenfahrzeugs, um mittels eines Niedrigenergie-Signals eine weitere Kommunikation zu initiieren.According to a fourth aspect of the invention, using physical contact between communication devices of two coupled cars of a rail vehicle is described, to initiate further communication using a low energy signal.
Im Kontext des vorliegenden Dokuments kann der Begriff "Kommunikationsvorrichtung" insbesondere jegliche Vorrichtung bzw. Einheit bezeichnen, welche eingerichtet ist Signale bzw. Daten zu senden und/oder zu empfangen. Die Kommunikation kann drahtgebunden oder drahtlos sein. Bevorzugt ist die Kommunikationsvorrichtung für beide Betriebsarten konfiguriert. Für den drahtlosen Betrieb kann die Kommunikationsvorrichtung eine oder mehr Antennen aufweisen. Bezüglich des drahtgebundenen Betriebs kann die Kommunikationsvorrichtung ein oder mehr Anschlüsse (z.B. Ethernet, Stromkabel, USB, etc.) aufweisen. In einem Beispiel kann die Kommunikationsvorrichtung als Radiosender-/empfänger vorgesehen sein. In einem weiteren Beispiel kann die Kommunikationsvorrichtung als Router, insbesondere WLAN-Router, ausgestaltet sein.In the context of the present document, the term “communication device” can in particular refer to any device or unit that is set up to send and/or receive signals or data. Communication can be wired or wireless. The communication device is preferably configured for both operating modes. For wireless operation, the communication device can have one or more antennas. Regarding wired operation, the communication device may have one or more ports (e.g., Ethernet, power cable, USB, etc.). In one example, the communication device may be provided as a radio transmitter/receiver. In a further example, the communication device can be designed as a router, in particular a WLAN router.
Im Kontext des vorliegenden Dokuments kann sich der Begriff "physikalischer Kontakt" insbesondere darauf beziehen, dass die Kommunikationsvorrichtungen (zeitweise) physikalisch, also körperlich, miteinander verbunden werden. In einem einfachen Beispiel kann dies mittels eines Drahts bzw. Kabels verwirklicht werden. In einem weiteren Beispiel können Oberflächen (z.B. der mechanischen Wagenkupplung) der benachbarten Wagen in physikalischen Kontakt miteinander gebracht werden. In einem anderen Beispiel ist der physikalische Kontakt in einer vorhandenen Verbindung, z.B. einer Stromleitung, eingebaut. In einem bevorzugten Beispiel kann der physikalische Kontakt elektrisch leitfähig sein, insbesondere aus Metall bestehen.In the context of the present document, the term "physical contact" can refer in particular to the fact that the communication devices are (temporarily) physically, i.e. physically, connected to one another. In a simple example, this can be achieved using a wire or cable. In another example, surfaces (e.g., the mechanical carriage coupling) of adjacent carriages may be brought into physical contact with one another. In another example, the physical contact is built into an existing connection, such as a power line. In a preferred example, the physical contact can be electrically conductive, in particular made of metal.
Im Kontext des vorliegenden Dokuments kann sich der Begriff "niedrige Energie" insbesondere darauf beziehen, dass eine Niedrigenergie oder extrem niedrige Energiemenge verwendet wird, welche deutlich geringer ist als eine hohe Energie. Bereiche für Niedrigenergie und Hochenergie hängen von dem jeweils verwendeten System ab. Aus diesem Grund kann der Begriff "Signalübertragung mit niedriger Energie" so verstanden werden, dass die Energie der Signalübertragung derart niedrig gewählt wird, dass diese nicht ausreichend ist, um eine drahtlose Kommunikation mit einer weiteren (nicht physikalisch gekoppelten) Einheit (außerhalb des Schienenfahrzeugs, insbesondere außerhalb der beiden Wagen) zu ermöglichen.In the context of this document, the term "low energy" may specifically refer to using a low energy or extremely low amount of energy which is significantly lower than high energy. Low energy and high energy ranges depend on the particular system used. For this reason, the term "low energy signal transmission" can be understood to mean that the energy of the signal transmission is chosen to be so low that it is not sufficient to enable wireless communication with another (not physically coupled) unit (outside the rail vehicle, especially outside of the two cars).
In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel können Energiebereiche beispielsweise wie folgt definiert sein:
- Hochenergie (high power) mit einer Empfangsleistung von - 100 dBm (Dezibel Milliwatt) oder mehr (insbesondere -90 dBm oder mehr, weiter insbesondere -80 dBm oder mehr).
- Niedrigenergie (low power) mit einer Empfangsleistung im Bereich -110 dBm bis -80 dBm.
- Extrem niedrige Energie (extrem low power) mit einer Empfangsleistung von -90 dBm oder weniger (insbesondere -100 dBm oder weniger, weiter insbesondere -110 dBM oder weniger).
- High energy (high power) with a reception power of -100 dBm (decibel milliwatt) or more (in particular -90 dBm or more, further in particular -80 dBm or more).
- Low energy (low power) with a reception power in the range -110 dBm to -80 dBm.
- Extremely low power with a reception power of -90 dBm or less (in particular -100 dBm or less, further in particular -110 dBM or less).
Im Kontext des vorliegenden Dokuments kann sich der Begriff "weitere Einheit" insbesondere auf eine Einheit (z.B. ein weiterer Wagen, ein weiterer Zug) beziehen, welche nicht Teil der Einheit "Schienenfahrzeug" ist. Während also das Schienenfahrzeug die weitere Einheit in einem Beispiel nicht aufweist, so können Schienenfahrzeug und weitere Einheit aber Teil einer Schienenfahrzeug Anordnung sein. In einer solchen Anordnung können Schienenfahrzeug und weitere Einheit innerhalb einer gewissen räumlichen Nähe zueinander angeordnet sein. Der Begriff "räumliche Nähe" kann sich in diesem Zusammenhang insbesondere darauf beziehen, dass eine drahtlose Kommunikation zwischen Schienenfahrzeug und weiterer Einheit prinzipiell ermöglicht ist, insbesondere bei einer Hochenergie Datenübertragung. Eine gewisse Energie ist für eine solche Datenübertragung (insbesondere zu einer Kommunikationsvorrichtung der weiteren Einheit) allerdings notwendig, so dass die beschriebene niedrige Energie in einem Beispiel nicht ausreichend für eine Signalübertragung ist. In einem Beispiel ist die weitere Einheit nicht physikalisch mit dem Schienenfahrzeug gekoppelt. In einem weiteren Beispiel ist die weitere Einheit nicht physikalisch mit den beschriebenen Wagen gekoppelt.In the context of this document, the term "additional unit" can refer in particular to a unit (e.g. another wagon, another train) which is not part of the "rail vehicle" unit. While the rail vehicle does not have the additional unit in one example, the rail vehicle and the additional unit can be part of a rail vehicle arrangement. In such an arrangement, the rail vehicle and other unit can be arranged within a certain spatial proximity to one another. In this context, the term “spatial proximity” can refer in particular to the fact that wireless communication between the rail vehicle and another unit is in principle possible, especially at high energy levels Data transfer. However, a certain amount of energy is necessary for such data transmission (in particular to a communication device of the further unit), so that the low energy described is not sufficient for signal transmission in one example. In one example, the additional unit is not physically coupled to the rail vehicle. In a further example, the further unit is not physically coupled to the carriages described.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann die Erfindung auf der Idee basieren, dass zwei Wagen eines Schienenfahrzeugs auf sichere und zuverlässige Weise kommunikativ gekoppelt werden können, wenn über einen physikalischen Kontakt zwischen den Kommunikationsvorrichtungen der Wagen eine Signalübertragung stattfindet mittels derart niedriger Energie, dass eine Sendefunktion zu einer weiteren Einheit verunmöglicht wird.According to an exemplary embodiment, the invention can be based on the idea that two cars of a rail vehicle can be communicatively coupled in a safe and reliable manner if a signal transmission takes place via physical contact between the communication devices of the cars using such low energy that a transmission function becomes one further unity is made impossible.
Konventionell werden Wagen zur kommunikativen Kopplung verdrahtet, denn im Bereich Schienenfahrzeuge spielt Sicherheit eine besonders wichtige Rolle und drahtlose Übertragungen können fehleranfälliger sein, insbesondere wenn sie eine unerwünschte Kommunikation zu weiteren Einheiten aufbauen. Verdrahtungen können aber technisch herausfordernd sein, beispielsweise bei sanierten Wagen, denen schlicht die notwendigen Anschlüsse fehlen. Wie in
Es wurde nun erkannt, dass eine überraschend effiziente und sichere Kommunikation etabliert werden kann, wenn eine erste kurze Signalübertragung (bzw. Initialisierung) drahtgebunden stattfindet, während die weitere Datenübertragung drahtlos erfolgt. Die Energie für die erste kurze Signalübertragung wird hierbei so niedrig eingestellt, dass keine betriebstypische Datenmenge übertragen und keine Sendefunktion erhalten werden kann. Entsprechend wird auf diese Weise kein drahtloses Signal erzeugt, welches zu einer weiteren Einheit eine Kommunikation aufbauen könnte.It has now been recognized that surprisingly efficient and secure communication can be established if a first short signal transmission (or initialization) is wired takes place while further data transmission takes place wirelessly. The energy for the first short signal transmission is set so low that no typical amount of data can be transmitted and no transmission function can be maintained. Accordingly, no wireless signal is generated in this way that could establish communication with another unit.
Die beschriebene Kommunikationsfunktion kann sich auf einfache Weise in bestehende Systeme integrieren lassen. Besonders effektiv kann eine Verwendung in sanierten Wagen sein, aber auch Neuwagen können von der Verbindung aus Energieeffizienz und Kommunikationssicherheit profitieren.The communication function described can be easily integrated into existing systems. Use in renovated cars can be particularly effective, but new cars can also benefit from the combination of energy efficiency and communication security.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist der Signal- /Datenaustausch über den physikalischen Kontakt eine Initialisierung auf. Insbesondere besteht der Datenaustausch über den physikalischen Kontakt aus einer Initialisierung. Dies kann den Vorteil haben, dass eine effiziente, sichere, und Kosten-günstige Möglichkeit geschaffen ist den Datenaustausch zu beginnen, wobei die eigentliche Datenübertragung dann über einen anderen Kanal durchgeführt wird.According to one exemplary embodiment, the signal/data exchange via the physical contact has an initialization. In particular, data exchange via physical contact consists of initialization. This can have the advantage of creating an efficient, secure and cost-effective way to start exchanging data, with the actual data transmission then being carried out via another channel.
Die niedrige Energie, welche über den physikalischen Kontakt übertragen wird, kann derart vorgesehen werden, dass sie nicht ausreichend ist, um eine effiziente Datenübertragung zwischen den Kommunikationsvorrichtungen bereitzustellen. Dies ist aber auch nicht beabsichtigt, denn in diesem Ausführungsbeispiel ist der Datenaustausch über den physikalischen Kontakt lediglich als Initialisierung vorgesehen, der eigentliche Datenaustausch zwischen den Kommunikationsvorrichtungen erfolgt danach über einen anderen Kanal, z.B. drahtlos/WLAN.The low power transmitted over the physical contact may be designed to be insufficient to provide efficient data transmission between the communication devices. However, this is not intended, because in this exemplary embodiment the data exchange via the physical contact is only intended as an initialization; the actual data exchange between the communication devices then takes place via another channel, for example wireless/WLAN.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die erste Kommunikationsvorrichtung und die zweite Kommunikationsvorrichtung eingerichtet nach der Initialisierung in eine drahtlose Kommunikation, insbesondere über ein drahtloses lokales Netzwerk (wireless local area network, WLAN), umzuschalten. Dies hat den Vorteil, dass eine robuste Datenübertragung bereitgestellt wird, welche auf sichere Weise initialisiert wurde.According to a further exemplary embodiment, the first communication device and the second communication device are set up to switch to wireless communication, in particular via a wireless local area network (WLAN), after initialization. This has the advantage of providing robust data transmission that has been initialized in a secure manner.
Der Beginn der Datenübertragung wird bevorzugt über den physikalischen Kontakt hergestellt, wobei die folgende Kommunikation bevorzugt drahtlos erfolgt. Eine Hochenergie Datenübertragung, welche über einen ganzen Zug hinweg geführt werden könnte, ist in einem Beispiel aber nicht beabsichtigt. Stattdessen kann in diesem Beispiel die Übertragungsenergie ausreichend sein, welche ausreichend ist, um die Kommunikationsvorrichtungen zweier benachbarten Wagen kommunikativ zu koppeln. Dies kann beispielsweise im Niedrigenergie-Bereich geschehen und dabei Kosten sparen bei vergleichbarer Zuverlässigkeit.The start of the data transmission is preferably established via physical contact, with the following communication preferably taking place wirelessly. However, a high-energy data transmission that could be carried out over an entire train is not intended in one example. Instead, in this example, the transmission energy may be sufficient to communicatively couple the communication devices of two adjacent cars. This can be done, for example, in the low-energy sector and save costs with comparable reliability.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die erste Kommunikationsvorrichtung und die zweite Kommunikationsvorrichtung eingerichtet nach der Initialisierung eine drahtgebundene Kommunikation über den physikalischen Kontakt fortzusetzen. Hierdurch kann eine besonders kostengünstige Datenübertragung im Niedrigenergiebereich umgesetzt werden. Insbesondere bei kleinen Datenmengen kann dies eine effiziente Betriebsfunktion sein.According to a further exemplary embodiment, the first communication device and the second communication device are set up to continue wired communication via the physical contact after initialization. This makes it possible to implement particularly cost-effective data transmission in the low-energy range. This can be an efficient operating function, especially for small amounts of data.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die erste Kommunikationsvorrichtung eine erste Antenne auf und/oder die zweite Kommunikationsvorrichtung weist eine zweite Antenne auf. Die Kommunikationsvorrichtungen können eingerichtet sein über die Antennen drahtlos zu kommunizieren. Dies kann den Vorteil haben, dass eine effiziente Datenübertragung ohne zusätzlichen Aufwand sicher umgesetzt werden kann. Insbesondere kann eine drahtlose Kommunikation es ermöglichen auf (spezielle) Kontakte/Anschlüsse zum Koppeln von Kommunikationsvorrichtungen zu verzichten.According to a further exemplary embodiment, the first communication device has a first antenna and/or the second communication device has a second antenna. The communication devices can be set up to communicate wirelessly via the antennas. This can have the advantage that efficient data transmission can be implemented securely without additional effort. In particular, wireless communication can make it possible to dispense with (special) contacts/connections for coupling communication devices.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Schienenfahrzeug ferner eingerichtet, eine drahtlose Übertragung von Hochenergie Signalen zwischen den Kommunikationsvorrichtungen zumindest während des Datenaustauschs zu reduzieren, insbesondere abzuschalten. Dies kann den Vorteil haben, dass Energiekosten gespart werden.According to a further exemplary embodiment, the rail vehicle is further set up to reduce, in particular to switch off, wireless transmission of high-energy signals between the communication devices at least during data exchange. This can have the advantage of saving energy costs.
Es hat sich in einem Beispiel herausgestellt, dass auch Niedrigenergie Signale ausreichend sein können, insbesondere wenn die Kommunikation zwischen benachbarten (gekoppelten) Wagen stattfindet und nicht über eine Mehrzahl von Wagen hinweg.In one example, it has been found that low-energy signals can also be sufficient, especially if the communication takes place between neighboring (coupled) cars and not across a plurality of cars.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der physikalische Kontakt eine Drahtverbindung auf. Bevorzugt ist der physikalische Kontakt elektrisch leitfähig ausgebildet. Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen kann die elektrisch leitfähige Verbindung (direkt) von einer zur anderen Kommunikationsvorrichtung als Draht bzw. Kabel verwirklicht werden. In einem Beispiel ist hierfür eine eigenständige Drahtverbindung vorgesehen. In einem weiteren Beispiel kann die Drahtverbindung in einer weiteren elektrisch leitfähigen Verbindung vorgesehene werden. Beispielsweise kann eine Stromleitung auch als physikalischer Kontakt eingesetzt werden.According to a further exemplary embodiment, the physical contact has a wire connection. The physical contact is preferably designed to be electrically conductive. In order to increase reliability, the electrically conductive connection (directly) from one communication device to another can be implemented as a wire or cable. In one example, an independent wire connection is provided for this purpose. In a further example, the wire connection can be provided in a further electrically conductive connection. For example, a power line can also be used as a physical contact.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der physikalische Kontakt eine Berührung von zumindest zwei, insbesondere elektrisch leitfähigen, Oberflächen auf. Zusätzlich oder alternativ zu der Drahtverbindung kann auch eine Oberfläche des ersten Wagens mit einer Oberfläche des zweiten Wagens in Berührung (zeitweiser physikalischer Kontakt) kommen. Bevorzugt können hierbei Metalloberflächen sein, insbesondere solche die bereits am Wagen verbaut sind wie z.B. die mechanische Wagenkupplung.According to a further exemplary embodiment, the physical contact has contact between at least two, in particular electrically conductive, surfaces. Additionally or alternatively In addition to the wire connection, a surface of the first carriage can also come into contact with a surface of the second carriage (temporary physical contact). Metal surfaces can be preferred here, especially those that are already installed on the car, such as the mechanical car coupling.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Schienenfahrzeug ferner auf: einen Signaldämpfer, welcher eingerichtet ist, die Signalenergie des Datenaustausches über den physikalischen Kontakt zu dämpfen (um zu verhindern, dass ein Signal eines Zuges des benachbarten Gleis zum Kommunikationsaufbau führt). Um sicherzustellen, dass die Energie der Signalübertragung über den physikalischen Kontakt derart niedrig ist, dass keine Funkverbindung zu einer weiteren Einheit aufgebaut werden kann, können ein oder mehr Signaldämpfer eingesetzt werden. Beispielsweise können diese in der Drahtverbindung des physikalischen Kontakts angeordnet werden. Mittels dieser Maßnahme kann sichergestellt werden, dass die Übertragungsenergie in dem beschriebenen niedrigen Energiebereich eingestellt ist.According to a further exemplary embodiment, the rail vehicle further has: a signal damper, which is set up to dampen the signal energy of the data exchange via the physical contact (to prevent a signal from a train on the adjacent track from leading to the establishment of communication). In order to ensure that the energy of the signal transmission via the physical contact is so low that no radio connection can be established to another unit, one or more signal attenuators can be used. For example, these can be arranged in the wire connection of the physical contact. This measure can be used to ensure that the transmission energy is set in the low energy range described.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist das Niedrigenergie Signal ein Extremniedrigenergie, ELP (extreme low power), Signal. Durch diese Maßnahme kann besonders viel Energie eingespart werden, während die Sicherheit (keine unerwünschte Kommunikationsverbindung aufzubauen) weiter erhöht werden kann.According to a further exemplary embodiment, the low energy signal is an extremely low power, ELP (extreme low power) signal. This measure can save a particularly large amount of energy, while security (not setting up an unwanted communication connection) can be further increased.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist der Datenaustausch zumindest eines der folgenden auf: Austauschen einer Identifizierung zwischen den Kommunikationsvorrichtungen, Verschlüsseln, Kodieren, Verifizieren einer Kupplung zwischen den Kommunikationsvorrichtungen, Detektieren einer Kommunikationsvorrichtung.According to a further exemplary embodiment, the data exchange comprises at least one of the following: exchanging an identification between the communication devices, encrypting, encoding, verifying a coupling between the communication devices, detecting a communication device.
Dies kann den Vorteil haben, dass die Datenübertragung besonders sicher und zuverlässig ausgestaltet ist. Im Bereich der Schienenfahrzeuge kann das Thema Sicherheit eine übergeordnete Rolle spielen, da die Folgen eines Unfalls besonders schwerwiegend sein können. Aus diesem Grund können die Sicherheitsanforderungen bei Schienenfahrzeugen deutlich höher angesetzt sein als in anderen technischen Bereichen.This can have the advantage that the data transmission is particularly secure and reliable. In the area of rail vehicles, the issue of safety can play a major role, as the consequences of an accident can be particularly serious. For this reason, the safety requirements for rail vehicles can be significantly higher than in other technical areas.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist zumindest einer der Wagen zumindest einen Sanierungsprozess auf. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das Verfahren bei oder nach der Sanierung zumindest eines der Wagen eingesetzt.According to a further exemplary embodiment, at least one of the cars has at least one renovation process. According to a further exemplary embodiment, the method is used during or after the renovation of at least one of the cars.
Wie eingangs bereits erwähnt, kann es insbesondere bei sanierten/renovierten Wagen zu Schwierigkeiten bei der kommunikativen Wagenkopplung kommen, denn benötigte Kontakte, z.B. Ethernet Anschluss, fehlen dann häufig. Es kann in einem Beispiel nun aber ein Schienenfahrzeug bereitgestellt werden, welches zumindest einen sanierten Wagen aufweist, welcher ohne nennenswerten zusätzlichen Aufwand zuverlässig und sicher in die Kommunikation mit einem benachbarten Wagen eingebunden werden kann.As already mentioned at the beginning, there can be difficulties with the communicative wagon coupling, especially with renovated/renovated wagons, because the required contacts, e.g. Ethernet connection, are often missing. In one example, however, a rail vehicle can now be provided which has at least one renovated car, which can be reliably and safely integrated into communication with a neighboring car without any significant additional effort.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel weist das Verfahren ferner auf: Durchführen einer Kompensationsaktion, insbesondere einer Notbremsung, in Erwiderung darauf, dass der Signal-/Datenaustausch ein betriebsrelevantes Kriterium nicht erfüllt.According to a further exemplary embodiment, the method further comprises: carrying out a compensation action, in particular emergency braking, in response to the fact that the signal/data exchange does not meet an operationally relevant criterion.
Der Begriff "betriebsrelevantes Kriterium" kann sich in diesem Zusammenhang auf ein Kriterium beziehen, welches für einen sicheren Betrieb des Schienenfahrzeuges notwendig ist. Beispielsweise kann es ein betriebsrelevantes Kriterium sein, dass eine stabile Kommunikation zwischen den beiden Wagen etabliert ist. In einem anderen Beispiel kann es ein betriebsrelevantes Kriterium sein, dass eine sichere Datenübertragung, insbesondere mit einer Mindestgeschwindigkeit, stattfindet. Im Falle, dass ein solches Kriterium nicht erfüllt ist, z.B. wenn sich keine Kommunikation einstellen lässt, kann es aus sicherheitstechnischen Gründen notwendig sein, die Kompensationsaktion zu initiieren.In this context, the term “operationally relevant criterion” can refer to a criterion that is important for you Safe operation of the rail vehicle is necessary. For example, it can be an operationally relevant criterion that stable communication is established between the two cars. In another example, it may be an operationally relevant criterion that secure data transmission takes place, in particular at a minimum speed. In the event that such a criterion is not met, for example if communication cannot be set up, it may be necessary to initiate the compensation action for safety reasons.
Eine solche Kompensationsaktion kann eine Reaktion zum Garantieren der Sicherheit des Schienenfahrzeuges sein, beispielsweise wird die Geschwindelt gedrosselt, ein Notruf wird abgesetzt, oder eine Notbremse wird aktiviert.Such a compensatory action can be a reaction to guarantee the safety of the rail vehicle, for example the dizziness is reduced, an emergency call is made, or an emergency brake is activated.
In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel wird eine Lösung vorgeschlagen, wo die Initialisierung für eine Signalübertragung zwischen unterschiedlichen spurgebundenen Fahrzeugteilen über eine Drahtverbindung (bzw. einer
drahtähnlichen Verbindung) zwischen zwei WLAN-Routern oder ähnlichem erfolgt und nachträglich über eine drahtlose Verbindung, z.B. WLAN-Verbindung 2,4 GHz, stattfindet.In an exemplary embodiment, a solution is proposed where the initialization for signal transmission between different track-bound vehicle parts via a wire connection (or a
wire-like connection) between two WLAN routers or similar and subsequently takes place via a wireless connection, e.g. WLAN connection 2.4 GHz.
In einem exemplarischen Ausführungsbeispiel kann das beschriebene Schienenfahrzeug bzw. das beschriebene Verfahren folgende Vorteile aufweisen:
- 1. Realisierbarkeit der Datenübertragung für "refurbishment" spurgebundene Fahrzeuge mit einer Kuppelfunktion durch eine Datenübertragung mittels Drahtverbindung zwischen WLAN-Routern oder Vergleichbarem.
- 2. Möglichkeit der Nutzung der existierenden Hardware (HW) seitens des Schienenfahrzeugs oder eine minimale Anpassung, somit keine umfangreiche HW Anpassung an bereits vorhandenen Elementen.
- 3. Datensicherheit gegenüber einer Funkübertragung von einem Fahrzeugteil zu anderem Fahrzeugteil.
- 4. Flexibilität durch eine mögliche Erweiterung der Lösung.
- 5. Hohe Robustheit gegenüber EMV (elektromagnetische Verträglichkeit) Einwirkung.
- 1. Feasibility of data transmission for "refurbishment" track-bound vehicles with a coupling function through data transmission using a wire connection between WLAN routers or similar.
- 2. Possibility of using the existing hardware (HW) on the rail vehicle side or minimal adjustment, therefore no extensive HW adjustments to existing elements.
- 3. Data security compared to radio transmission from one part of the vehicle to another part of the vehicle.
- 4. Flexibility through possible expansion of the solution.
- 5. High robustness against EMC (electromagnetic compatibility) influences.
Es ist zu beachten, dass Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf verschiedene Gegenstände beschrieben wurden. Insbesondere wurden einige Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Verfahrensansprüche beschrieben, während andere Ausführungsformen unter Bezugnahme auf Vorrichtungsansprüche beschrieben wurden. Ein Fachmann wird jedoch aus dem Vorstehenden und der folgenden Beschreibung entnehmen, dass, sofern nicht anders angegeben, neben jeder Kombination von Merkmalen, die zu einer Art von Gegenstand gehören, auch jede Kombination von Merkmalen, die sich auf verschiedene Gegenstände beziehen, als von diesem Dokument offenbart gilt. Dies insbesondere auch zwischen Merkmalen der Verfahrensansprüche und Merkmalen der Vorrichtungsansprüche.It should be noted that embodiments of the invention have been described with reference to various subject matter. In particular, some embodiments have been described with reference to method claims, while other embodiments have been described with reference to device claims. However, a person skilled in the art will understand from the foregoing and the following description that, unless otherwise stated, in addition to any combination of features belonging to one type of object, also any combination of features relating to different objects than from this Document disclosed applies. This is particularly true between features of the method claims and features of the device claims.
Die oben definierten Aspekte und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den nachstehend zu beschreibenden Beispielen der Ausführungsformen und werden unter Bezugnahme auf die Beispiele der Ausführungsformen erläutert. Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf Ausführungsformen, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, näher beschrieben.The aspects defined above and other aspects of the present invention emerge from the examples of the embodiments to be described below and will be explained with reference to the examples of the embodiments. The invention is described in more detail below with reference to embodiments to which the invention is, however, not limited.
-
Figur 1 zeigt ein Schienenfahrzeug mit zwei kommunikativ gekoppelten Wagen gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Erfindung.Figure 1 shows a rail vehicle with two communicatively coupled cars according to an exemplary embodiment of the invention. -
Figur 2 zeigt ein konventionelles Beispiel eines Zuges mit zwei über eine Stromleitung kommunikativ gekoppelten Wagen.Figure 2 shows a conventional example of a train with two cars communicatively coupled via a power line.
Die Darstellung in den Zeichnungen sind schematisch. Es wird darauf hingewiesen, dass in unterschiedlichen Abbildungen ähnliche oder identische Elemente oder Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen oder mit Bezugszeichen versehen sind, die sich von den entsprechenden Bezugszeichen nur innerhalb der ersten Ziffer unterscheiden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, werden Elemente oder Merkmale, die bereits in Bezug auf eine zuvor beschriebene Ausführungsform erläutert wurden, an einer späteren Stelle der Beschreibung nicht noch einmal erläutert.The representation in the drawings are schematic. It should be noted that in different figures, similar or identical elements or features are provided with the same reference numerals or with reference numerals that differ from the corresponding reference numerals only within the first digit. In order to avoid unnecessary repetition, elements or features that have already been explained in relation to a previously described embodiment will not be explained again at a later point in the description.
Darüber hinaus werden räumlich relative Begriffe wie "vorne" und "hinten", "oben" und "unten", "links" und "rechts" usw. verwendet, um die Beziehung eines Elements zu einem anderen Element zu beschreiben, wie in den Abbildungen dargestellt. So können die räumlich relativen Begriffe auf verwendete Orientierungen zutreffen, die von der in den Abbildungen dargestellten Orientierung abweichen. Offensichtlich beziehen sich diese räumlich relativen Begriffe lediglich auf eine Vereinfachung der Beschreibung und die in den Abbildungen gezeigte Orientierung und sind nicht notwendigerweise einschränkend, da eine Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung andere Orientierungen als die in den Abbildungen dargestellten annehmen kann, insbesondere wenn sie verwendet wird.In addition, spatially relative terms such as "front" and "back", "top" and "bottom", "left" and "right", etc. are used to describe the relationship of one element to another element, as in the figures shown. Thus, the spatially relative terms can apply to orientations used that differ from the orientation shown in the figures. Obviously, these spatially relative terms refer only to simplification of the description and the orientation shown in the figures and are not necessarily limiting, since a device according to an embodiment of the invention may assume orientations other than those shown in the figures, particularly when in use .
Der erste Wagen 110 ist mit dem zweiten Wagen 120 derart gekoppelt, dass die erste Kommunikationsvorrichtung 112 mit der zweiten Kommunikationsvorrichtung 122 über einen physikalischen Kontakt 130 miteinander verbunden sind. In diesem Beispiel ist der physikalische Kontakt 130 über einen Draht bzw. ein Kabel realisiert, welches die erste Kommunikationsvorrichtung 112 und die zweite Kommunikationsvorrichtung 122 direkt elektrisch leitfähig miteinander verbindet. In dieser Drahtverbindung 130 werden Signaldämpfer 135 vorgesehen, welche das übertragene Signal derart dämpfen, dass die oben beschriebene niedrige Energie vorliegt.The
Eine (optionale) Stromleitung 150 verbindet ebenfalls die beiden Kommunikationsvorrichtungen 112, 122 miteinander. Im gezeigten Beispiel ist der physikalische Kontakt 130 zur Datenübertragung von der Stromleitung 150 separat ausgebildet, beide können in einem anderen Beispiel aber auch als eine Leitung bereitgestellt werden.An (optional)
Die erste Kommunikationsvorrichtung 112 und die zweite Kommunikationsvorrichtung 122 sind eingerichtet einen Signal- /Datenaustausch bzw. die Datenübertragung über den physikalischen Kontakt 130 zu betreiben mittels derart niedriger Energie, dass eine Sendefunktion von dem physikalischen Kontakt 130 zu einer weiteren Einheit (einer weiteren Kommunikationsvorrichtung eines weiteren Wagens/Zuges, nicht gezeigt) verunmöglicht wird. Durch die besonders niedrige Energie, mit welcher keine Funkverbindung möglich ist, wird aber dennoch eine Kommunikation zwischen den Kommunikationsvorrichtungen 112, 122 gestartet bzw. initialisiert.The
Diese Initialisierung ermöglicht das Einrichten der weiteren Datenübertragung, welche dann auf drahtlose Weise 140, z.B. als WLAN-Verbindung 2,4 GHz, umgesetzt wird. Hierfür können die WLAN-Router 112, 122 in Normalbetrieb gehen und über Funk die weitere Datenübertragung 140 betreiben. Die drahtlose Kommunikation kann in einem niedrigen Bereich (z.B. um 1 mW) stattfinden und benötigt keinen hohen Energiebereich (z.B. 100 mW).This initialization makes it possible to set up further data transmission, which is then implemented wirelessly 140, for example as a 2.4 GHz WLAN connection. For this purpose, the
Der Ablauf von Kopplungsmanöver und Verbindungaufbau kann im gezeigten Beispiel wie folgt implementiert werden (siehe Nummerierung der Schritte in
- 1.
112, 122 anDetektieren von Kommunikationsvorrichtungen 110, 120, dass Kopplungsmanöver erfolgt. Dies wird im Beispiel über diebeiden Wagen Stromleitung 150 realisiert. - 2. Abschalten von drahtloser Hochenergie (high power) Kommunikation 160, welche über die
113, 123Radioantennen 110, 120 stattfinden kann.der Wagen - 3. Initialisieren der Kommunikation/Datenübertragung durch ein Signal mit einer
niedrigen Sendeleistung 130, so genannter extremly low power (ELP), zwischen 110, 120. Durch die niedrige Energie wird ausgeschlossen, dass nicht gekuppelte/benachbarte Fahrzeuge in die Kommunikation aufgenommen werden.den Wagen
- 1. Detecting
112, 122 on bothcommunication devices 110, 120 that coupling maneuvers are taking place. In the example, this is implemented via thecars power line 150. - 2. Switching off wireless
high power communication 160, which can take place via the 113, 123 of theradio antennas 110, 120.cars - 3. Initializing the communication/data transmission by a signal with a
low transmission power 130, so-called extremely low power (ELP), between the 110, 120. The low energy prevents uncoupled/adjacent vehicles from being included in the communication .cars
Für die ELP-Verbindung kann für die kurze Distanz über der Kupplung eine Drahtverbindung verwendet werden, welche ansonsten aufgrund der hohen Dämpfung, z.B. für ein 2,4GHz Signal, nicht geeignet wäre. Alternativ kann die kurze Distanz auch über andere Verfahren (z.B. Übertragung an Oberflächen) realisiert werden. In Laufe der Initialisierung werden die IDs von Kommunikationsvorrichtungen 112, 122 ausgetauscht (z.B. MAC Adressen, o.ä.), um dafür zu sorgen, dass zu den richtigen Teilnehmern verbunden wurde.
4. Auf Basis der ausgetauschten eindeutigen IDs kann die Kommunikation zwischen den beiden gekoppelten Wagen 110, 120 über die vorgesehenen Radioantennen 113, 123 mit einer niedrigen Energieleistung (low power) erfolgen.For the ELP connection, a wire connection can be used for the short distance over the coupling, which would otherwise not be suitable due to the high attenuation, for example for a 2.4GHz signal. Alternatively, the short distance can also be achieved using other methods (e.g. transmission to surfaces). During the initialization, the IDs of
4. Based on the exchanged unique IDs, communication between the two coupled
Es sei darauf hingewiesen, dass der Begriff "aufweisend" andere Elemente oder Schritte nicht ausschließt und die Verwendung des Artikels "ein" eine Vielzahl nicht ausschließt. Auch Elemente, die in Verbindung mit verschiedenen Ausführungsformen beschrieben werden, können kombiniert werden. Es ist auch darauf hinzuweisen, dass Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht so ausgelegt werden sollten, dass sie den Umfang der Ansprüche einschränken.It should be noted that the term "comprising" does not exclude other elements or steps, and the use of the article "a" does not exclude a variety. Elements described in connection with various embodiments can also be combined. It should also be noted that reference characters in the claims should not be construed as limiting the scope of the claims.
- 100100
- SchienenfahrzeugRail vehicle
- 110110
- Erster WagenFirst car
- 112112
- Erste KommunikationsvorrichtungFirst communication device
- 113113
- Erste AntenneFirst antenna
- 120120
- Zweiter WagenSecond car
- 122122
- Zweite KommunikationsvorrichtungSecond communication device
- 123123
- Zweite AntenneSecond antenna
- 130130
- Physikalischer KontaktPhysical contact
- 135135
- SignaldämpferSignal dampener
- 140140
- Drahtlose Kommunikation, NiedrigenergieWireless communication, low energy
- 150150
- Stromleitungpower line
- 160160
- Drahtlose Kommunikation, HochenergieWireless communication, high energy
- 170170
- Kommunikation-basierte ZugsteuerungCommunication-based train control
- 200200
- ZugTrain
- 210210
- Erster WagenFirst car
- 212212
- Erste KommunikationsvorrichtungFirst communication device
- 220220
- Zweiter WagenSecond car
- 222222
- Zweite KommunikationsvorrichtungSecond communication device
- 250250
- Stromleitungpower line
Claims (15)
wobei der Signalaustausch über den physikalischen Kontakt (130) eine Initialisierung aufweist, insbesondere aus einer Initialisierung besteht.The rail vehicle (100) according to claim 1,
wherein the signal exchange via the physical contact (130) has an initialization, in particular consists of an initialization.
wobei die erste Kommunikationsvorrichtung (112) und die zweite Kommunikationsvorrichtung (122) eingerichtet sind, nach der Initialisierung in eine drahtlose Kommunikation, insbesondere über ein drahtloses lokales Netzwerk, weiter insbesondere WLAN, umzuschalten.The rail vehicle (100) according to claim 2,
wherein the first communication device (112) and the second communication device (122) are set up to switch to wireless communication, in particular via a wireless local network, further in particular WLAN, after initialization.
ferner eingerichtet, eine drahtlose Übertragung von Hochenergie Signalen (160) zwischen den Kommunikationsvorrichtungen (112, 122) zumindest während einem Datenaustauschs zu reduzieren, insbesondere abzuschalten.The rail vehicle (100) according to any one of the preceding claims,
further set up to reduce, in particular to switch off, wireless transmission of high-energy signals (160) between the communication devices (112, 122) at least during data exchange.
einen Signaldämpfer (135), welcher eingerichtet ist, die Energie des Signalaustausch über den physikalischen Kontakt (130) zu dämpfen.The rail vehicle (100) according to any one of the preceding claims, further comprising:
a signal damper (135), which is set up to dampen the energy of the signal exchange via the physical contact (130).
wobei das Niedrigenergie Signal ein Extremniedrigenergie, ELP, Signal ist.The rail vehicle (100) according to any one of the preceding claims,
where the low energy signal is an extremely low energy, ELP, signal.
wobei der Datenaustausch zumindest eines der folgenden aufweist: Austauschen einer Identifizierung zwischen den Kommunikationsvorrichtungen (112, 122), Verschlüsseln, Kodieren, Verifizieren einer Kupplung zwischen den Kommunikationsvorrichtungen (112, 122), Detektieren einer Kommunikationsvorrichtung (112, 122).The rail vehicle (100) according to any one of the preceding claims,
wherein the data exchange comprises at least one of the following: exchanging an identification between the communication devices (112, 122), encrypting, encoding, verifying a coupling between the communication devices (112, 122), detecting a communication device (112, 122).
wobei zumindest einer der Wagen (110, 120) zumindest einen Sanierungsprozess aufweist.The rail vehicle (100) according to any one of the preceding claims,
wherein at least one of the cars (110, 120) has at least one renovation process.
Betreiben eines Signalaustauschs zwischen der ersten Kommunikationsvorrichtung (112) und der zweiten Kommunikationsvorrichtung über den physikalischen Kontakt (130) mittels derart niedriger Energie, dass eine Sendefunktion von dem physikalischen Kontakt (130) zu einer weiteren Einheit verunmöglicht wird.A method for communicating between a first communication device (112) of a first car (110) and a second communication device (122) of a second car (120) of a rail vehicle (100), the method comprising:
Operating a signal exchange between the first communication device (112) and the second communication device via the physical contact (130) using such low energy that a transmission function from the physical contact (130) to another unit is impossible.
Durchführen einer Kompensationsaktion, insbesondere einer Notbremsung, in Erwiderung darauf, dass der Signalaustausch ein betriebsrelevantes Kriterium nicht erfüllt.The method of claim 12, further comprising:
Carrying out a compensation action, in particular emergency braking, in response to the signal exchange not meeting an operationally relevant criterion.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102022210141.3A DE102022210141A1 (en) | 2022-09-26 | 2022-09-26 | Communication between cars in a rail vehicle |
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Family
ID=88020770
Family Applications (1)
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US8682513B2 (en) * | 2011-04-14 | 2014-03-25 | General Electric Company | Communication management system and method for a rail vehicle |
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- 2022-09-26 DE DE102022210141.3A patent/DE102022210141A1/en active Pending
-
2023
- 2023-09-13 EP EP23197183.9A patent/EP4342766A1/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8682513B2 (en) * | 2011-04-14 | 2014-03-25 | General Electric Company | Communication management system and method for a rail vehicle |
US20200139995A1 (en) * | 2018-11-02 | 2020-05-07 | General Electric Company | Secure locomotive communication system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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