WO2021219327A2 - Eisenbahnanlage mit diagnosesystem und verfahren zu deren betrieb - Google Patents

Eisenbahnanlage mit diagnosesystem und verfahren zu deren betrieb Download PDF

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WO2021219327A2
WO2021219327A2 PCT/EP2021/058898 EP2021058898W WO2021219327A2 WO 2021219327 A2 WO2021219327 A2 WO 2021219327A2 EP 2021058898 W EP2021058898 W EP 2021058898W WO 2021219327 A2 WO2021219327 A2 WO 2021219327A2
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railway
diagnostic system
component
diagnostic
data
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Karsten Blum
Witali Sauter
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Siemens Mobility GmbH
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
    • B61K9/08—Measuring installations for surveying permanent way

Definitions

  • the invention relates to railway systems which are equipped with a diagnostic system for monitoring railway components of the railway system.
  • diagnostic systems for monitoring railway components of a railway system
  • these must be made known to the diagnostic system so that they can be taken into account in the diagnosis.
  • the diagnostic system must map both the railway component as such (i.e. its design) and the specific instance (i.e. in the form of component-specific identification data, such as serial number, individual address data for communication, etc.) as a diagnostic object in the memory and know both the properties and the methods / rules for the respective diagnostic object.
  • the data required for the diagnosis form a data record for the individual railway components.
  • the data records are usually entered in that they are entered into the diagnostic system as project planning data as part of programming, configuration or system planning.
  • the invention has for its object to improve a Eisenbahnanla ge with a view to a simple configuration of the diagnostic system.
  • the Eisenbahnkom component is designed in such a way that it automatically transmits a self-describing data set after being connected to the diagnostic system as part of a plug-and-play process and / or allows the diagnostic system to query such a data set and the diagnostic system is designed in such a way that it receives the data record from the railroad component and, on the basis of the data record, integrates the railroad component into the further diagnostic operation.
  • a major advantage of the railway system according to the invention is that the diagnostic system provided according to the invention ensures automatic, i.e. automatic reconfiguration or automatic adaptation of the diagnosis to the current or new system situation, i.e. without manual intervention by maintenance personnel necessary would be when new railway components are connected to the diagnostic system. In other words, after adding new railway components, there is no need to re-plan, let alone new integration tests, change impact analyzes or regression tests.
  • the diagnostic system is preferably designed in such a way that it receives or can receive the data record from the Eisenbahnkompo component during the ongoing diagnostic operation relating to other railway components and integrates or can integrate the Eisenbahnkomponen te into the further diagnostic operation.
  • the integration of new railway components takes place preferably during the diagnostic operation of the other railway components already integrated.
  • the railroad component prefferably has a first component that reaches or exceeds a predetermined safety standard and a second component that does not achieve the mentioned safety standard, and the data set is stored in the second component part is.
  • the second component part automatically transmits the data record to the diagnostic system after it has been connected to the diagnostic system.
  • the diagnostic system enables the diagnostic system to query the data record.
  • the first and second component parts are connected via a data diode that has an egg Permits data flow exclusively from the first component part into the second component part, and information from the first component part, which is to be transmitted to the diagnosis system for the purpose of diagnosis, is transmitted via the data diode to the second component part and from this to the diagnosis system.
  • the railway component is connected to the diagnostic system via a data diode that allows data to flow exclusively from the railway component to the diagnostic system, and the railway component after being connected to the diagnostic system as part of plug-and-play -
  • the method automatically transmits the data set and subsequent information that is to be transmitted to the diagnostic system for the purpose of diagnosis, via the data diode to the diagnostic system.
  • the or at least one of the railway components is preferably a switch that transmits current values and / or switch cycle times to the diagnostic system as information that is to be transmitted to the diagnostic system for the purpose of diagnosis.
  • the or at least one of the railway components is preferably a signaling device which transmits current values to the diagnostic system as information that is to be transmitted to the diagnostic system for the purpose of diagnosis.
  • the or at least one of the railway components is preferably a signal box, which is used as information for the purpose of diag- nose are to be transmitted to the diagnostic system, transmitted interlocking data to the diagnostic system.
  • the or at least one of the railroad components is preferably an axle counter which transmits axle counter data to the diagnostic system as information to be transmitted to the diagnostic system for the purpose of diagnosis.
  • the or at least one of the railway components is preferably a route control center, in particular an ETCS route control center, which transmits route control data to the diagnostic system as information that is to be transmitted to the diagnostic system for the purpose of diagnosis.
  • a route control center in particular an ETCS route control center, which transmits route control data to the diagnostic system as information that is to be transmitted to the diagnostic system for the purpose of diagnosis.
  • the data record that reaches the diagnostic system after being connected to the diagnostic system as part of the plug-and-play method is a complete data record in the sense that it completely describes the railway component itself and alone the subsequent diagnosis is made possible by the diagnosis system.
  • the data record that arrives at the diagnostic system after being connected to the diagnostic system as part of the plug-and-play process merely identifies the railway components, so that the diagnostic system can by adding additional component data from another source, for example a central database that can supplement the data record received from the railroad component to form a complete data record that fully describes the railroad component and enables the subsequent diagnosis by the diagnostic system.
  • additional component data for example a central database that can supplement the data record received from the railroad component to form a complete data record that fully describes the railroad component and enables the subsequent diagnosis by the diagnostic system.
  • the diagnostic system can diagnose railway components in a particularly simple manner, for example can save and evaluate the status data of the railway component, the data record that is transmitted from the railway components to the diagnostic system, or that is subsequently generated supplemented data set preferably at least the following information:
  • component-specific information e.g. B. alarm messages in different languages, symbols that graphically represent the components, etc.
  • the diagnostic system can advantageously be implemented as a cloud application in a cloud or as a software module of a computing system of the railway system.
  • the invention also relates to a Eisenbahnkompo component for a railway system.
  • the railway component that it is designed in such a way that it automatically transmits a self-describing data set and / or queries the diagnostic system as part of a plug-and-play process after connection to a diagnostic system of the railway system such a data record is allowed.
  • the data record preferably enables a subsequent diagnosis itself or at least after adding additional component data from another source.
  • the railway component has a computing device that is programmed in software or hardware such that it is connected to a
  • the diagnostic system of the railway system automatically transmits a self-describing data record as part of a plug-and-play process and / or allows the diagnostic system to query such a data record.
  • the invention also relates to a diagnostic system for a railway installation. According to the invention it is provided with regard to the diagnostic system that the diagnostic system is designed in such a way that it receives a data record from a railroad component newly connected to the diagnostic system and incorporates the railroad component into the further diagnostic operation on the basis of the data record.
  • the diagnostic system has a computing device that is programmed in software or hardware such that it receives a data record from a railway component newly connected to the diagnostic system and incorporates the railway component into further diagnostic operations on the basis of the data record.
  • the invention also relates to a method for operating a railway system which has a diagnostic system for monitoring railway components of the railway system.
  • the railway component automatically transmits a self-describing data record as part of a plug-and-play method and / or allows the diagnosis system to query such a data record and that Diagnostic system receives the data set from the railway component and on the basis of the data set integrates the railway component in further diagnostic operations.
  • FIG. 1 components of a first exemplary embodiment for a railroad installation which is equipped with a diagnostic system, namely before a new railroad component is connected, the new railroad component having a safe and a non-safe component part,
  • FIG. 2 shows the railway system according to FIG. 1 after the connection of the new railway component and during the plug-and-play reconfiguration of the diagnostic system
  • FIG. 3 shows the railway system according to FIG. 1 after completion of the plug-and-play reconfiguration and during further diagnostic operation, including the newly connected railway components,
  • Figure 4 shows a variant of the railway system according to Figures 1 to 3, in which an additional communication network is integrated, and
  • Fig. 5-8 exemplary embodiments for railway systems in which a new railway component is integrated without a non-safe component part.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment for a railway system 10 which is equipped with a diagnostic system 20.
  • the diagnostic system 20 comprises a computing device 21 which works together with a memory 22.
  • a diagnostic module DM is stored, which enables a diagnosis of railway components connected to the diagnostic system 20.
  • three railway components are connected to the diagnostic system 20, namely a signaling device 31, an axle counter 32 and an interlocking 33.
  • the three railway components 31, 32 and 33 each transmit information INF to a diagnostic module of the diagnostic system 20 the basis of which should be a diagnosis of the respective component.
  • an associated data set DS31, DS32 and DS33 is stored in the diagnosis module DM for each of the connected railway components, i.e. the signal device 31, the axle counter 32 and the interlocking 33.
  • the data record DS31 relates to a diagnosis of the signal device 31, the data record DS32 to a diagnosis of the axle counter 32 and the data record DS33 to a diagnosis of the interlocking 33.
  • FIG. 1 shows another railway component, which can be a switch 34, for example.
  • the switch 34 comprises a first “safe” component part 100 which reaches or exceeds a predetermined safety standard, such as the safety standard SIL4.
  • the first component part 100 comprises a computing device 110 and a memory 120.
  • a control program module SPM is stored in the memory 120, which enables operation or cooperation with connected devices.
  • an actuator 130 is connected to the first component part 100 or to the control program module SPM, which is for example a switch drive of the switch 34 can act.
  • the actuator 130 is controlled by the first component part 100 or its control program module SPM by means of control commands SB.
  • further actuators can be connected to the first component part 100 or its control program module SPM, one of which is shown by way of example in FIG. 1 and is identified there with the reference numeral 131.
  • the activation of the further actuator or actuators 131 can or is carried out with control commands SB from the control program module SPM.
  • sensors 140 and 141 are also connected to the first component part 100;
  • the sensor 140 is, for example, a current sensor that detects the current curve when switching the switch 34 and transmits the corresponding current values I, for example in the form of maximum values or in the form of the entire current curve, to the first component part 100.
  • the sensor 141 can be, for example, a timer that records the cycle time of the switch 34 when switching and transmits a corresponding cycle time value T to the first component part 100.
  • control of the actuators 130 and 131 by the control program module SPM can advantageously be based on the measurement results or signals from the connected sensors 140 and 141 and possibly other sensors not shown in FIG.
  • a transmission module SM is stored in the memory 120 of the first component part 100, which when executed by the computing device 110 of the first component part 100 forms a transmission device.
  • the transmission module SM receives the signals from the connected sensors 140 and 141 in processed or unprocessed form as information INF to a second component part 200 of the switch 34.
  • the information INF is transmitted via a data diode 300, which ensures freedom from feedback between the two component parts 100 and 200 or prevents the second component part 200 from being able to access the first component part 100.
  • the second component part 200 is, for example, not “safe” because it does not itself achieve the specified safety standard that the first component part 100 achieves or exceeds.
  • the second component part 200 comprises a computing device 210 and a memory 220.
  • An information transfer module IM, a data record DS34 and a data record transmission module DSSM are stored in the memory 220.
  • the switch 34 is not yet connected to the diagnostic system 20, so that the diagnostic system 20 or its diagnostic module DM cannot take the switch 34 into account in the context of its diagnosis.
  • FIG. 2 shows the arrangement according to FIG. 1 after the switch 34 has been connected to the diagnostic system 20.
  • the data record transmission module DSSM of the second component part 200 of the switch 34 is activated automatically or alternatively in response to a corresponding request from the Diagnostic system 20 transmit data record DS34, which is stored in memory 220, to diagnostic system 20.
  • FIG. H. it describes the switch 34 itself completely and enables the subsequent diagnosis by the diagnosis system 20 itself or by itself.
  • a receiving module DSEM stored in the memory 22 of the diagnosis system 20 will receive the data record DS34 when executed by the computing device 21 and then transmit it to the diagnosis module DM for the purpose of integration.
  • FIG. 3 shows the arrangement according to FIGS. 1 and 2 after the data record DS34 of the switch 34 has been transmitted via the data record transmission module DSSM and the reception module DSEM and has been implemented by the diagnostic module DM.
  • the diagnostic module DM can diagnose the switch 34 on the basis of the information INF of the switch 34.
  • the information INF which is preferably based on the measurement results of the sensors 140 and 141, is transmitted from the data transmission module SM of the first component part 100 via the data diode 300 to the second component part 200 and then from the information transfer module IM of the second component part 200 forwards to the diagnostic system 20 or its diagnostic module DM.
  • the diagnosis of the switch 34 on the basis of the data record DS34 can be carried out in the usual way, for example by evaluating the current values or current curves I that occur when switching the switch 34 and / or cycle times T when switching the switch 34 to ensure compliance with specified parameters or Limit values are monitored. If, for example, it can be seen that the current profile I is too high when switching the switch 34 and / or the cycle time T is too long, a certain stiffness of the switch can be inferred and a corresponding maintenance order for the maintenance of the switch 34 can be triggered.
  • the diagnostic system 20 or its diagnostic module DM determines, for example, that the signaling device 31 does not transmit any information INF in the form of electrical signals that indicate correct operation a corresponding maintenance order for he set parts of the signaling device 31 can be triggered.
  • the track components 31 to 34 to be monitored or included in the diagnosis are connected directly to the diagnosis system 20.
  • FIG. 4 it is alternatively possible to provide a connection between the components via a network, for example the Internet.
  • a network for example the Internet.
  • FIG. 4 Such an embodiment is shown by way of example in FIG. 4, in which the railroad components 31 to 34 are connected to the diagnostic system 20 via a communication network 400.
  • FIG. 5 shows, by way of example, an embodiment variant in which a data record DS34 ', which merely identifies the switch 34, is transmitted to the diagnostic system 20.
  • the diagnostic system 20 will supplement the received data record DS34 ', for example by adding supplementary component data EKD from another source, for example a central database DB, which is connected to the diagnostic system 20 directly or indirectly via the communication network 400.
  • supplementary component data EKD from another source, for example a central database DB, which is connected to the diagnostic system 20 directly or indirectly via the communication network 400.
  • FIG. 6 shows a further exemplary embodiment for a railway component in the form of a switch 34 which is connected to the diagnosis system 20 according to FIGS. 1 to 3.
  • the switch 34 according to FIG. 6 comprises only one safe component part 100 'which reaches or exceeds a predetermined safety standard, such as the safety standard SIL4.
  • the component part 100 ′ corresponds to the first component part 100 according to FIGS
  • the data set DS34 reaches the diagnostic system 20 from the information transfer module IM of the memory 120 via the data diode 300.
  • the component part 100 ′ transmits the data record DS34 itself to the receiving module DSEM via the data diode 300 after a connection to the diagnosis system 20 and then the information INF itself to the diagnosis module DM of the diagnosis system 20.
  • the data diode 300 is also used here for any external access to the switch 34.
  • the data diode 300 is connected directly to the diagnostic system 20;
  • a communication network 400 can also be interposed, as has already been explained in connection with FIG.
  • FIG. 8 shows, by way of example, an embodiment variant of the embodiment according to FIG. 7, in which a data record DS34 ', which merely identifies the switch 34, is transmitted to the diagnostic system 20.
  • a data record DS34 ' which merely identifies the switch 34
  • the railway system 10 according to FIGS. 1 to 8 can have one, several or all of the following advantages or features, which are again listed in bullet points:
  • the diagnostic system may be able to use a
  • the components can log into the diagnostic system and send it not only their own ID but also the type configuration (the data model that maps their diagnosis) and other information such as methods that describe the diagnosis and data for language switching and symbols.
  • the project planning data can be loaded directly into the railway components. As soon as a (new) railway component is put into operation in a railway system, the railway component logs on to the diagnostic system and the data record, which includes the data model of the diagnostic data and the methods that describe the diagnosis of this type of component, is transferred to the diagnostic system .
  • the configuration can be simplified, since costs are saved because no more instances have to be configured. These are automatically generated in the diagnostic system as soon as the railway components register (and removed again if the railway components are no longer available).
  • the railway components to be diagnosed can be non-safe in the signaling sense as well as those with safety relevance, which can be designed up to SIL 4.
  • the railway components can consist of at least one non-safe part, which can be operated retroactively to become the safe part (e.g. EM platform).
  • the safe part e.g. EM platform
  • the following data can be stored in the non-safe part of the railway component: the diagnostic data model; customer-specific data, such as z. B. Languages and symbols; Methods applicable to fault analysis of this type of railway component; Methods that can be used in conjunction with other types of components for error analysis.
  • the diagnostic system There is the option of designing the diagnostic system as a cloud application.
  • the status data can be transmitted as usual.
  • the diagnostic system or the cloud application designed as a diagnostic system preferably have the option of recording the models and methods, storing them and processing them in the same way as in the case of an input via a conventional project planning system.
  • the diagnostic system preferably maps the instance data automatically. -
  • the upgrade is preferably done while the system is running. Even when the components are software updated, the data in the diagnostic system are preferably updated automatically so that data consistency is guaranteed at all times.

Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf eine Eisenbahnanlage (10) mit einem Diagnosesystem (20) zur Überwachung von Eisenbahnkomponenten (31-34) der Eisenbahnanlage (10) und zumindest einer an das Diagnosesystem (20) angeschlossenen Eisenbahnkomponente (31-34). Erfindungsgemäß ist bezüglich der Eisenbahnanlage (10) vorgesehen, dass die Eisenbahnkomponente (31-34) derart ausgestaltet ist, dass sie nach dem Anschluss an das Diagnosesystem (20) im Rahmen eines Plug-and-Play-Verfahrens selbsttätig einen sich selbst beschreibenden Datensatz (DS34, DS34') übermittelt und/oder dem Diagnosesystem (20) ein Abfragen eines solchen Datensatzes (DS34, DS34') erlaubt und das Diagnosesystem (20) derart ausgestaltet ist, dass es den Datensatz (DS34, DS34') von der Eisenbahnkomponente (31-34) empfängt und auf der Basis des Datensatzes (DS34, DS34') die Eisenbahnkomponente (31-34) in den weiteren Diagnosebetrieb einbindet.

Description

Beschreibung
Eisenbahnanlage mit Diagnosesystem und Verfahren zu deren Be trieb
Die Erfindung bezieht sich auf Eisenbahnanlagen, die mit ei nem Diagnosesystem zur Überwachung von Eisenbahnkomponenten der Eisenbahnanlage ausgestattet sind.
Wenn bei Diagnosesystemen zur Überwachung von Eisenbahnkompo nenten einer Eisenbahnanlage neue, zu diagnostizierende Ei senbahnkomponenten (System- oder Anlagenteile) eingebracht werden, müssen diese dem Diagnosesystem bekannt gemacht wer den, damit sie bei der Diagnose berücksichtigt werden können. Das Diagnosesystem muss nämlich sowohl die Eisenbahnkomponen te als solche (also von ihrer Bauart her) als auch die kon krete Instanz (also in Form komponentenindividueller Identi fikationsdaten, wie zum Beispiel Seriennummer, individuelle Adressdaten für die Kommunikation usw.) als Diagnoseobjekt im Speicher abbilden und sowohl die Eigenschaften als auch die Methoden/Regeln für das jeweilige Diagnoseobjekt kennen.
Die für die Diagnose nötigen Daten formen einen eisenbahnkom ponentenindividuellen Datensatz. Die Eingabe der Datensätze geschieht heute in der Regel dadurch, dass diese im Rahmen einer Programmierung, einer Konfigurierung oder im Rahmen der Anlagenprojektierung als Projektierungsdaten in das Diagnose system eingegeben werden.
Die Eingabe der Datensätze in heutige Diagnosesysteme erfolgt zeitlich unabhängig von dem Anschluss der jeweiligen Eisen bahnkomponenten an die Eisenbahnanlage. Dies kann dazu füh ren, dass die Projektierungsdaten bzw. Datensätze nicht zu den angeschlossenen Eisenbahnkomponenten passen. Hierfür gibt es beispielsweise folgende Szenarien:
- Eine oder mehrere Eisenbahnkomponenten wurden zu der Ei senbahnanlage hinzugefügt, ohne dass die Projektierungsda- ten bzw. die Datensätze auf dem Diagnosesystem entspre chend geändert bzw. aktualisiert wurden.
- Datensätze bzw. Projektierungsdaten passen nicht zur aktu ellen Eisenbahnanlage, da bei der Projektierung Fehler ge macht worden sind, weil z. B. Eisenbahnkomponenten verges sen worden sind.
Insbesondere bei Umbauarbeiten muss, nachdem eine oder mehre re neue Eisenbahnkomponenten in die zu diagnostizierende Ei senbahnanlage eingebracht wurden, die Projektierung bzw. Kon figuration des Diagnosesystems nachgezogen werden, was zu Konsistenzproblemen zwischen der realen Eisenbahnanlage und dem Diagnosesystem führen kann. Oft sind auch aufwändige Re gressionstests notwendig, um nachweisen zu können, dass die eingebrachten Änderungen keine Auswirkungen auf die vorhande ne Projektierung haben (sogenannte Änderungsauswirkungsanaly se).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eisenbahnanla ge mit Blick auf eine einfache Konfigurierung des Diagnose systems zu verbessern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Eisenbahnanlage mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Eisenbahnanlage sind in Unteransprüchen angegeben.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Eisenbahnkom ponente derart ausgestaltet ist, dass sie nach dem Anschluss an das Diagnosesystem im Rahmen eines Plug-and-Play- Verfahrens selbsttätig einen sich selbst beschreibenden Da tensatz übermittelt und/oder dem Diagnosesystem ein Abfragen eines solchen Datensatzes erlaubt und das Diagnosesystem der art ausgestaltet ist, dass es den Datensatz von der Eisen bahnkomponente empfängt und auf der Basis des Datensatzes die Eisenbahnkomponente in den weiteren Diagnosebetrieb einbin det. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Eisenbahnanla ge ist darin zu sehen, dass das erfindungsgemäß vorgesehene Diagnosesystem eine automatische, also selbsttätige Umkonfi guration bzw. eine automatische Anpassung der Diagnose an die jeweils aktuelle bzw. neue Anlagensituation gewährleistet, also ohne dass manuelle Eingriffe durch Wartungspersonal nö tig wären, wenn neue Eisenbahnkomponenten an das Diagnosesys tem angeschlossen werden. Mit anderen Worten muss also nach einem Hinzufügen neuer Eisenbahnkomponenten keine Neuprojek tierung erfolgen, geschweige denn neue Integrationstests, Än derungsauswirkungsanalysen oder Regressions-Tests durchge führt werden.
Das Diagnosesystem ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass es während des laufenden, andere Eisenbahnkomponenten betref fenden Diagnosebetriebs den Datensatz von der Eisenbahnkompo nente empfängt bzw. empfangen kann und die Eisenbahnkomponen te in den weiteren Diagnosebetrieb einbindet bzw. einbinden kann. Mit anderen Worten findet das Einbinden neuer Eisen bahnkomponenten vorzugsweise während des Diagnosebetriebs der anderen bereits eingebundenen Eisenbahnkomponenten statt.
Bei einer als vorteilhaft angesehenen Variante ist vorgese hen, dass die Eisenbahnkomponente einen ersten Komponenten teil, der einen vorgegebenen Sicherheitsstandard erreicht o- der überschreitet, und einen zweiten Komponententeil, der den genannten Sicherheitsstandard nicht erreicht, aufweist, und der Datensatz in dem zweiten Komponententeil abgespeichert ist.
Bei der letztgenannten Variante ist es vorteilhaft, wenn der zweite Komponententeil den Datensatz nach einem Anschluss an das Diagnosesystem selbsttätig an das Diagnosesystem übermit telt.
Alternativ oder zusätzlich kann in vorteilhafter Weise vorge sehen sein, dass der zweite Komponententeil nach einem An- Schluss an das Diagnosesystem dem Diagnosesystem das Abfragen des Datensatzes ermöglicht.
Mit Blick auf eine Abschottung des genannten ersten, "siche ren" Komponententeils vor einem unbefugten Zugriff von außen und/oder mit Blick auf sogenannte Rückwirkungsfreiheit wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der erste und der zweite Komponententeil über eine Datendiode verbunden sind, die ei nen Datenfluss ausschließlich von dem ersten Komponententeil in den zweiten Komponententeil zulässt, und Informationen des ersten Komponententeils, die zwecks Diagnose zum Diagnosesys tem zu übermitteln sind, über die Datendiode zum zweiten Kom ponententeil und von diesem zum Diagnosesystem übertragen werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Ei senbahnkomponente an das Diagnosesystem über eine Datendiode angeschlossen ist, die einen Datenfluss ausschließlich von der Eisenbahnkomponente zu dem Diagnosesystem zulässt, und die Eisenbahnkomponente nach dem Anschluss an das Diagnose system im Rahmen des Plug-and-Play-Verfahrens selbsttätig den Datensatz und nachfolgend Informationen, die zwecks Diagnose zum Diagnosesystem zu übermitteln sind, über die Datendiode zu dem Diagnosesystem übermittelt.
Die oder zumindest eine der Eisenbahnkomponenten ist vorzugs weise eine Weiche, die als Informationen, die zwecks Diagnose zum Diagnosesystem zu übermitteln sind, Stromwerte und/oder WeichenumlaufZeiten zu dem Diagnosesystem übermittelt.
Die oder zumindest eine der Eisenbahnkomponenten ist vorzugs weise eine Signaleinrichtung, die als Informationen, die zwecks Diagnose zum Diagnosesystem zu übermitteln sind, Stromwerte zum Diagnosesystem übermittelt.
Die oder zumindest eine der Eisenbahnkomponenten ist vorzugs weise ein Stellwerk, das als Informationen, die zwecks Diag- nose zum Diagnosesystem zu übermitteln sind, Stellwerksdaten zu dem Diagnosesystem übermittelt.
Die oder zumindest eine der Eisenbahnkomponenten ist vorzugs weise ein Achszähler, der als Informationen, die zwecks Diag nose zum Diagnosesystem zu übermitteln sind, Achszählerdaten zu dem Diagnosesystem übermittelt.
Die oder zumindest eine der Eisenbahnkomponenten ist vorzugs weise eine Streckenzentrale, insbesondere eine ETCS-Strecken- zentrale, die als Informationen, die zwecks Diagnose zum Di agnosesystem zu übermitteln sind, Streckenzentralendaten zu dem Diagnosesystem übermittelt.
Der Datensatz, der nach dem Anschluss an das Diagnosesystem im Rahmen des Plug-and-Play-Verfahrens zum Diagnosesystem ge langt, ist bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ein vollständiger Datensatz in dem Sinne, dass dieser die Eisen bahnkomponente selbst vollständig beschreibt und selbst al lein die nachfolgende Diagnose durch das Diagnosesystem er möglicht.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Datensatz, der nach dem Anschluss an das Diagnosesystem im Rahmen des Plug-and- Play-Verfahrens zum Diagnosesystem gelangt, die Eisenbahnkom ponenten lediglich identifiziert, sodass das Diagnosesystem durch Hinzufügen von ergänzenden Komponentendaten aus einer anderen Quelle, beispielsweise einer zentralen Datenbank, den von der Eisenbahnkomponente empfangenen Datensatz zu einem vollständigen Datensatz ergänzen kann, der die Eisenbahnkom ponente vollständig beschreibt und die nachfolgende Diagnose durch das Diagnosesystem ermöglicht.
Damit das Diagnosesystem Eisenbahnkomponenten in besonders einfacher Weise diagnostizieren kann, beispielsweise die Zu standsdaten der Eisenbahnkomponente abspeichern und auswerten kann, umfasst der Datensatz, der von den Eisenbahnkomponenten zum Diagnosesystem übermittelt wird, oder der nachfolgend er- gänzte Datensatz vorzugsweise zumindest folgende Informatio nen:
- eine eindeutige Identifizierung der jeweiligen Eisenbahn komponente,
- eine Datenstruktur der Informationen bzw. Diagnosedaten der Eisenbahnkomponente,
- Regeln, die zu einer Diagnoseaussage führen können, und/oder
- weitere komponentenspezifische Informationen, z. B. Alarm meldungen in unterschiedliche Sprachen, Symbole die die Komponenten grafisch repräsentieren usw.
Das Diagnosesystem kann in vorteilhafter Weise als Cloudan- wendung in einer Cloud oder als Softwaremodul einer Rechenan lage der Eisenbahnanlage realisiert sein.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Eisenbahnkompo nente für eine Eisenbahnanlage. Erfindungsgemäß ist bezüglich der Eisenbahnkomponente vorgesehen, dass diese derart ausge staltet ist, dass sie nach dem Anschluss an ein Diagnosesys tem der Eisenbahnanlage im Rahmen eines Plug-and-Play- Verfahrens selbsttätig einen sich selbst beschreibenden Da tensatz übermittelt und/oder dem Diagnosesystem ein Abfragen eines solchen Datensatzes erlaubt.
Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Eisenbahnkompo nente sowie bezüglich vorteilhafter Ausgestaltungen der er findungsgemäßen Eisenbahnkomponente sei auf die obigen Aus führungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Eisen bahnanlage und deren vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.
Vorzugsweise ermöglicht der Datensatz eine nachfolgende Diag nose selbst oder zumindest nach Hinzufügung ergänzender Kom ponentendaten aus anderer Quelle.
Vorteilhaft ist es, wenn die Eisenbahnkomponente eine Rechen einrichtung aufweist, die softwaremäßig oder hardwaremäßig derart programmiert ist, dass sie nach dem Anschluss an ein Diagnosesystem der Eisenbahnanlage im Rahmen eines Plug-and- Play-Verfahrens selbsttätig einen sich selbst beschreibenden Datensatz übermittelt und/oder dem Diagnosesystem ein Abfra gen eines solchen Datensatzes erlaubt.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Diagnose system für eine Eisenbahnanlage. Erfindungsgemäß ist bezüg lich des Diagnosesystems vorgesehen, dass das Diagnosesystem derart ausgestaltet ist, dass es einen Datensatz von einer neu an das Diagnosesystem angeschlossenen Eisenbahnkomponente empfängt und auf der Basis des Datensatzes die Eisenbahnkom ponente in den weiteren Diagnosebetrieb einbindet.
Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Diagnosesystems sowie bezüglich vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungs gemäßen Diagnosesystems sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Eisenbahnanlage und deren vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.
Vorteilhaft ist es, wenn das Diagnosesystem eine Rechenein richtung aufweist, die softwaremäßig oder hardwaremäßig der art programmiert ist, dass sie einen Datensatz von einer neu an das Diagnosesystem angeschlossenen Eisenbahnkomponente empfängt und auf der Basis des Datensatzes die Eisenbahnkom ponente in den weiteren Diagnosebetrieb einbindet.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Verfahren zum Betreiben einer Eisenbahnanlage, die ein Diagnosesystem zur Überwachung von Eisenbahnkomponenten der Eisenbahnanlage aufweist.
Erfindungsgemäß ist bezüglich des Verfahrens vorgesehen, dass nach einem Anschluss einer Eisenbahnkomponente an das Diagno sesystem die Eisenbahnkomponente im Rahmen eines Plug-and- Play-Verfahrens selbsttätig einen sich selbst beschreibenden Datensatz übermittelt und/oder dem Diagnosesystem ein Abfra gen eines solchen Datensatzes erlaubt und das Diagnosesystem den Datensatz von der Eisenbahnkomponente empfängt und auf der Basis des Datensatzes die Eisenbahnkomponente in den wei teren Diagnosebetrieb einbindet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie len näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
Figur 1 Bestandteile eines ersten Ausführungsbeispiels für eine Eisenbahnanlage, die mit einem Diagnosesystem ausgestattet ist, und zwar vor dem Anschluss einer neuen Eisenbahnkomponente, wobei die neue Eisen bahnkomponente einen sicheren und einen nicht si cheren Komponententeil aufweist,
Figur 2 die Eisenbahnanlage gemäß Figur 1 nach dem An schluss der neuen Eisenbahnkomponente und während der Plug-and-Play-Umkonfiguration des Diagnosesys tems,
Figur 3 die Eisenbahnanlage gemäß Figur 1 nach Abschluss der Plug-and-Play-Umkonfiguration und während des weiteren Diagnosebetriebs unter Einschluss der neu angeschlossenen Eisenbahnkomponente,
Figur 4 eine Ausführungsvariante der Eisenbahnanlage gemäß den Figuren 1 bis 3, bei der ein zusätzliches Kom munikationsnetz eingebunden ist, und
Fig. 5-8 Ausführungsbeispiele für Eisenbahnanlagen, bei der eine neue Eisenbahnkomponente ohne nichtsicheren Komponententeil eingebunden wird.
In den Figuren werden für identische oder vergleichbare Kom ponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
Die Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Eisenbahn anlage 10, die mit einem Diagnosesystem 20 ausgestattet ist. Das Diagnosesystem 20 umfasst eine Recheneinrichtung 21, die mit einem Speicher 22 zusammenarbeitet. In dem Speicher 22 ist ein Diagnosemodul DM abgespeichert, das eine Diagnose von an das Diagnosesystem 20 angeschlossenen Eisenbahnkomponenten ermöglicht .
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 sind drei Eisen bahnkomponenten an das Diagnosesystem 20 angeschlossen, näm liche eine Signaleinrichtung 31, ein Achszähler 32 und ein Stellwerk 33. Die drei Eisenbahnkomponenten 31, 32 und 33 übermitteln jeweils Informationen INF an ein Diagnosemodul des Diagnosesystems 20, auf deren Basis eine Diagnose der je weiligen Komponente erfolgen soll.
Um dem Diagnosemodul DM eine komponentenindividuelle Diagnose zu ermöglichen, ist in dem Diagnosemodul DM für jede der an geschlossenen Eisenbahnkomponenten, also der Signaleinrich tung 31, dem Achszähler 32 und dem Stellwerk 33, jeweils ein zugehöriger Datensatz DS31, DS32 und DS33 abgespeichert. Der Datensatz DS31 bezieht sich dabei auf eine Diagnose der Sig naleinrichtung 31, der Datensatz DS32 auf eine Diagnose des Achszählers 32 und der Datensatz DS33 auf eine Diagnose des Stellwerks 33.
In der Figur 1 erkennt man darüber hinaus eine weitere Eisen bahnkomponente, bei der es sich beispielsweise um eine Weiche 34 handeln kann. Die Weiche 34 umfasst einen ersten "siche ren" Komponententeil 100, der einen vorgegebenen Sicherheits standard, wie beispielsweise den Sicherheitsstandard SIL4, erreicht oder überschreitet.
Der erste Komponententeil 100 umfasst eine Recheneinrichtung 110 und einen Speicher 120. In dem Speicher 120 ist ein Steu erprogrammmodul SPM abgespeichert, das einen Betrieb bzw. ei ne Zusammenarbeit mit angeschlossenen Einrichtungen ermög licht.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ist an den ersten Komponententeil 100 bzw. an das Steuerprogrammmodul SPM ein Aktor 130 angeschlossen, bei dem es sich beispielsweise um einen Weichenantrieb der Weiche 34 handeln kann. Der Aktor 130 wird mittels Steuerbefehlen SB von dem ersten Komponen tenteil 100 bzw. deren Steuerprogrammmodul SPM angesteuert.
Zusätzlich zu dem Aktor 130 können weitere Aktoren an den ersten Komponententeil 100 bzw. deren Steuerprogrammmodul SPM angeschlossen sein, von denen beispielhaft einer in der Figur 1 gezeigt und dort mit dem Bezugszeichen 131 gekennzeichnet ist. Auch die Ansteuerung des oder der weiteren Aktoren 131 kann bzw. wird mit Steuerbefehlen SB des Steuerprogrammmoduls SPM durchgeführt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 sind an den ersten Komponententeil 100 darüber hinaus Sensoren 140 und 141 ange schlossen; bei dem Sensor 140 handelt es sich beispielsweise um einen Stromsensor, der den Stromverlauf beim Umstellen der Weiche 34 erfasst und die entsprechenden Stromwerte I, bei spielsweise in Form von Maximalwerten oder in Form des gesam ten Stromverlaufs, zu dem ersten Komponententeil 100 übermit telt.
Bei dem Sensor 141 kann es sich beispielsweise um einen Zeit messer handeln, der die Umlaufzeit der Weiche 34 beim Um schalten erfasst und einen entsprechenden UmlaufZeitwert T an den ersten Komponententeil 100 übermittelt.
Die Steuerung der Aktoren 130 und 131 durch das Steuerpro grammmodul SPM kann in vorteilhafter Weise auf den Messergeb nissen bzw. Signalen der angeschlossenen Sensoren 140 und 141 und ggf. weiterer, in der Figur 1 nicht gezeigter Sensoren beruhen.
In dem Speicher 120 des ersten Komponententeils 100 ist dar über hinaus ein Sendemodul SM abgespeichert, das bei Ausfüh rung durch die Recheneinrichtung 110 des ersten Komponenten teils 100 eine Sendeeinrichtung bildet. Das Sendemodul SM wird die Signale der angeschlossenen Sensoren 140 und 141 in verarbeiteter oder unverarbeiteter Form als Informationen INF an einen zweiten Komponententeil 200 der Weiche 34 senden.
Das Übermitteln der Informationen INF erfolgt dabei über eine Datendiode 300, die eine Rückwirkungsfreiheit zwischen den beiden Komponententeilen 100 und 200 gewährleistet bzw. ver hindert, dass seitens des zweiten Komponententeils 200 auf den ersten Komponententeil 100 zugegriffen werden kann.
Der zweite Komponententeil 200 ist - im Unterschied zu dem ersten Komponententeil 100 - beispielsweise nicht "sicher", da er den vorgegebenen Sicherheitsstandard, den der erste Komponententeil 100 erreicht oder überschreitet, selbst nicht erreicht.
Der zweite Komponententeil 200 umfasst eine Recheneinrichtung 210 und einen Speicher 220. In dem Speicher 220 sind ein In formationstransfermodul IM, ein Datensatz DS34 und ein Daten- satzsendemodul DSSM abgespeichert.
In der Figur 1 ist die Weiche 34 noch nicht an das Diagnose system 20 angeschlossen, sodass das Diagnosesystem 20 bzw. dessen Diagnosemodul DM die Weiche 34 im Rahmen ihrer Diagno se nicht berücksichtigen kann.
Zum Einbinden der Weiche 34 in die Diagnose des Diagnosesys tems 20 muss bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 ledig lich ein Anschluss der Weiche 34 an das Diagnosesystem 20 er folgen, da nach einem solchen Anschluss im Rahmen eines Plug- and-Play-Verfahrens eine selbstständige Erweiterung des Diag nosesystems 20 bzw. des Diagnosemoduls DM zwecks Einbindung der Weiche 34 durchgeführt wird; dies wird nachfolgend bei spielhaft näher erläutert:
Die Figur 2 zeigt die Anordnung gemäß Figur 1, nachdem die Weiche 34 an das Diagnosesystem 20 angeschlossen worden ist. Nach einem solchen Anschluss und dem Aufbau einer Datenver bindung zum Diagnosesystem 20 wird das Datensatzsendemodul DSSM des zweiten Komponententeils 200 der Weiche 34 selbsttä tig oder alternativ auf eine entsprechende Aufforderung des Diagnosesystems 20 hin den Datensatz DS34, der im Speicher 220 abgespeichert ist, zu dem Diagnosesystem 20 übermitteln.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 ist der Datensatz DS34, der zum Diagnosesystem 20 gelangt, ein vollständiger Datensatz, d. h. er beschreibt die Weiche 34 selbst vollstän dig und ermöglicht selbst bzw. allein die nachfolgende Diag nose durch das Diagnosesystem 20.
Ein im Speicher 22 des Diagnosesystems 20 abgespeichertes Empfangsmodul DSEM wird bei Ausführung durch die Rechenein richtung 21 den Datensatz DS34 empfangen und nachfolgend dem Diagnosemodul DM zwecks Einbindung übermitteln.
Die Figur 3 zeigt die Anordnung gemäß den Figuren 1 und 2, nachdem der Datensatz DS34 der Weiche 34 über das Datensatz- sendemodul DSSM und das Empfangsmodul DSEM übermittelt und von dem Diagnosemodul DM implementiert worden ist.
Nach einer solchen Implementierung des Datensatzes DS34 kann das Diagnosemodul DM die Weiche 34 anhand der Informationen INF der Weiche 34 diagnostizieren.
Die Informationen INF, die vorzugsweise auf den Messergebnis sen der Sensoren 140 und 141 basieren, werden von dem Daten- sendemodul SM des ersten Komponententeils 100 über die Daten diode 300 zu dem zweiten Komponententeil 200 übermittelt und von dem Informationstransfermodul IM des zweiten Komponenten teils 200 anschließend an das Diagnosesystem 20 bzw. dessen Diagnosemodul DM weiterleitet.
Die Diagnose der Weiche 34 auf der Basis des Datensatzes DS34 kann in üblicher Weise erfolgen, indem beispielsweise die beim Umstellen der Weiche 34 auftretenden Stromwerte oder Stromverläufe I ausgewertet und/oder Umlaufzeiten T beim Um stellen der Weiche 34 auf das Einhalten vorgegebener Parame ter bzw. Grenzwerte hin überwacht werden. Ist beispielsweise erkennbar, dass der Stromverlauf I beim Umstellen der Weiche 34 zu hoch ist und/oder die Umlaufzeit T zu lang ist, so kann auf eine gewisse Schwergängigkeit der Weiche geschlossen und ein entsprechender Wartungsauftrag zur Wartung der Weiche 34 ausgelöst werden.
Entsprechendes gilt bezüglich einer Diagnose der anderen Ei senbahnkomponenten 31, 32 und 33. Stellt das Diagnosesystem 20 bzw. dessen Diagnosemodul DM beispielsweise fest, dass die Signaleinrichtung 31 keine Informationen INF in Form elektri scher Signale übermittelt, die auf eine korrekte Arbeitsweise hindeuten, so kann ein entsprechender Wartungsauftrag zum Er setzen von Teilen der Signaleinrichtung 31 ausgelöst werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 3 sind die zu überwachenden bzw. in die Diagnose einzubindenden Ei senbahnkomponenten 31 bis 34 unmittelbar an das Diagnosesys tem 20 angeschlossen.
Wie in Figur 4 gezeigt, ist es alternativ möglich, eine Ver bindung zwischen den Komponenten auch über ein Netzwerk, bei spielsweise das Internet, vorzusehen. Eine solche Ausgestal tung zeigt beispielhaft die Figur 4, bei der die Eisenbahn komponenten 31 bis 34 über ein Kommunikationsnetz 400 an das Diagnosesystem 20 angeschlossen sind.
Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen zu den Figuren 1 bis 3, insbesondere im Zusammenhang mit der Arbeitsweise des Diagnosesystems 20 und der Arbeitsweise der daran angeschlos senen Eisenbahnkomponenten 31 bis 34, für die Anordnung gemäß Figur 4 entsprechend.
Die Figur 5 zeigt beispielhaft eine Ausführungsvariante, bei der ein Datensatz DS34', der die Weiche 34 lediglich identi fiziert, zu dem Diagnosesystem 20 übermittelt wird.
Zum Bilden des vollständigen Datensatzes DS34, der die Weiche 34 vollständig beschreibt und die nachfolgende Diagnose durch das Diagnosesystem ermöglicht, wird das Diagnosesystem 20 den empfangenen Datensatz DS34' ergänzen, beispielsweise durch Hinzufügen von ergänzenden Komponentendaten EKD aus einer an deren Quelle, beispielsweise einer zentralen Datenbank DB, die direkt mit oder indirekt über das Kommunikationsnetz 400 an das Diagnosesystem 20 angeschlossen ist.
Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen zu den Figuren 1 bis 4, insbesondere im Zusammenhang mit der Arbeitsweise des Diagnosesystems 20 und der Arbeitsweise der daran angeschlos senen Eisenbahnkomponenten 31 bis 34, für die Anordnung gemäß Figur 5 entsprechend.
Die Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Eisenbahnkomponente in Form einer Weiche 34, die an das Diag nosesystem 20 gemäß den Figuren 1 bis 3 angeschlossen wird.
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 bis 4 umfasst die Weiche 34 gemäß Figur 6 lediglich einen si cheren Komponententeil 100', der einen vorgegebenen Sicher- heitsstandard, wie beispielsweise den Sicherheitsstandard SIL4, erreicht oder überschreitet.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 6 entspricht der Komponententeil 100' dem ersten Komponententeil 100 gemäß den Figuren 1 bis 4 mit dem Unterschied, dass das Datensatzsende- modul DSSM, der Datensatz DS34 und das Informationstransfer modul IM in dem Speicher 120 abgespeichert sind und der Da tensatz DS34 von dem Informationstransfermodul IM des Spei chers 120 über die Datendiode 300 zu dem Diagnosesystem 20 gelangt. Der Komponententeil 100' übersendet über die Daten diode 300 nach einem Anschluss an das Diagnosesystem 20 den Datensatz DS34 selbst an das Empfangsmodul DSEM und anschlie ßend die Informationen INF selbst an das Diagnosemodul DM des Diagnosesystems 20.
Zur sicheren Trennung der Weiche 34 bzw. des sicheren Kompo nententeils 100' von dem Diagnosesystem 20 und zur Verhinde- rung jeglichen Zugriffs von außen auf die Weiche 34 dient auch hier die Datendiode 300.
Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen zu den Figuren 1 bis 4, insbesondere im Zusammenhang mit der Arbeitsweise des Diagnosesystems 20 und der Arbeitsweise der daran angeschlos senen Eisenbahnkomponenten 31 bis 34, für die Anordnung gemäß Figur 6 entsprechend.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 ist die Datendiode 300 unmittelbar an das Diagnosesystem 20 angeschlossen; al ternativ kann - wie in Figur 7 gezeigt - auch ein Kommunika tionsnetz 400 zwischengeschaltet sein, wie es bereits im Zu sammenhang mit der Figur 4 erläutert wurde.
Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen zu den Figuren 1 bis 4, insbesondere im Zusammenhang mit der Arbeitsweise des Diagnosesystems 20 und der Arbeitsweise der daran angeschlos senen Eisenbahnkomponenten 31 bis 34, für die Anordnung gemäß Figur 7 entsprechend.
Die Figur 8 zeigt beispielhaft eine Ausführungsvariante der Ausführungsform gemäß Figur 7, bei der ein Datensatz DS34', der die Weiche 34 lediglich identifiziert, zu dem Diagnose system 20 übermittelt wird. Diesbezüglich gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der Figur 5 entsprechend.
Zusammengefasst kann die Eisenbahnanlage 10 gemäß den Figuren 1 bis 8 eine, mehrere oder alle der nachfolgenden nochmals stichpunktartig aufgeführten Vorteile bzw. Merkmale aufwei sen:
- Das Diagnosesystem kann in der Lage sein, durch eine
"just-in-time Aufrüstung" (sobald eine neue Komponente an geschlossen und in Betrieb genommen wird), die erforderli chen Daten aus den Komponenten heraus zu lesen, sodass ei ne Projektierung des Diagnosesystems nicht mehr notwendig ist. - Die Komponenten können sich beim Diagnosesystem anmelden und ihm neben der eigenen Kennung auch die Typkonfigurati on (das Datenmodell, das ihre Diagnose abbildet), sowie weitere Informationen wie Methoden, die die Diagnose be schreiben sowie Daten für Sprachumschaltung und Symboliken senden.
- Die Projektierungsdaten können direkt in die Eisenbahnkom ponenten geladen werden. Sobald eine (neue) Eisenbahnkom ponente in einer Eisenbahnanlage in Betrieb genommen wird, meldet sich die Eisenbahnkomponente beim Diagnosesystem an und der Datensatz, der das Datenmodell der Diagnosedaten sowie die Methoden umfasst, die die Diagnose dieses Kompo nententyps beschreiben, wird in das Diagnosesystem über tragen.
- Die Instanzen (konkrete individuelle Eisenbahnkomponenten) müssen nicht mehr projektiert werden, sondern werden im Diagnosesystem "on-the-fly" gebildet.
- Es lässt sich eine Vereinfachung der Projektierung errei chen, da Kosten gespart werden, weil keine Instanzen mehr projektiert werden müssen. Diese werden automatisch im Di agnosesystem erzeugt, sobald sich die Eisenbahnkomponenten anmelden (und wieder entfernt, wenn die Eisenbahnkomponen ten entfallen).
- Eisenbahnkomponenten sind diagnostizierbar, sobald sie an eine Eisenbahnanlage angeschlossen werden.
- Bei Änderungen der Projektierungsdaten sind keine Ände rungs-Auswirkungsanalysen oder Regressions-Tests erforder lich, da keine Projektierungsdaten geändert werden müssen.
- Bei den zu diagnostizierenden Eisenbahnkomponenten kann es sich sowohl um nicht sichere im signaltechnischen Sinn als auch um solche mit Sicherheitsrelevanz, die bis SIL 4 aus gelegt sein können, handeln.
- Die Eisenbahnkomponenten können aus mindestens einem nicht sicheren Teil, der rückwirkungsfrei zum sicheren Teil be trieben werden kann (z. B. EM-Plattform), bestehen.
- In den Eisenbahnkomponenten können im nicht sicheren Teil der Eisenbahnkomponente folgende Daten hinterlegt sein: das Diagnose-Datenmodell; kundenspezifische Daten, wie z. B. Sprachen und Symbole; Methoden, die für eine Fehler analyse dieses Typs Eisenbahnkomponente anwendbar sind; Methoden, die in Verbindung mit anderen Komponententypen für eine Fehleranalyse anwendbar sind. - Es besteht die Möglichkeit, wahlweise das Diagnosesystem als Cloudanwendung auszugestalten.
- Die Zustandsdaten können wie gehabt übermittelt werden.
- Das Diagnosesystem oder die als Diagnosesystem ausgeführte Cloudanwendung verfügen vorzugsweise über die Möglichkeit, die Modelle und Methoden aufzunehmen, abzuspeichern und so zu verarbeiten, wie im Falle einer Eingabe über ein her kömmliches Projektierungssystem.
- Das Diagnosesystem bildet die Instanzendaten vorzugsweise automatisch ab. - Die Aufrüstung geschieht vorzugsweise im laufenden Be trieb. Auch bei einem Software-Update der Komponenten wer den die Daten im Diagnosesystem vorzugsweise automatisch aktualisiert, sodass die Datenkonsistenz jederzeit gewähr leistet ist.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungs beispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste
10 Eisenbahnanlage
20 Diagnosesystem
21 Recheneinrichtung
22 Speicher
31 Signaleinrichtung
32 Achszähler
33 Stellwerk
34 Weiche
100 Komponententeil 100' Komponententeil 110 Recheneinrichtung 120 Speicher
130 Aktor
131 weiterer Aktor
140 Sensor
141 Sensor
200 Komponententeil 210 Recheneinrichtung 220 Speicher 300 Datendiode 400 Kommunikationsnetz
DB Datenbank
DM Diagnosemodul
DS31 Datensatz
DS32 Datensatz
DS33 Datensatz
DS34 Datensatz
DS34' Datensatz
DSEM Empfangsmodul
DSSM Datensatzsendemodul
EKD ergänzende Komponentendaten
I Stromwert / Stromverlauf
IM Informationstransfermodul
INF Informationen SB Steuerbefehl
SM Sendemodul
SPM Steuerprogrammmodul
T UmlaufZeitwert

Claims

Patentansprüche
1. Eisenbahnanlage (10) mit einem Diagnosesystem (20) zur Überwachung von Eisenbahnkomponenten (31-34) der Eisenbahnan lage (10) und zumindest einer an das Diagnosesystem (20) an geschlossenen Eisenbahnkomponente (31-34), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die Eisenbahnkomponente (31-34) derart ausgestaltet ist, dass sie nach dem Anschluss an das Diagnosesystem (20) im Rahmen eines Plug-and-Play-Verfahrens selbsttätig einen sich selbst beschreibenden Datensatz (DS34, DS34') über mittelt und/oder dem Diagnosesystem (20) ein Abfragen ei nes solchen Datensatzes (DS34, DS34') erlaubt und
- das Diagnosesystem (20) derart ausgestaltet ist, dass es den Datensatz (DS34, DS34') von der Eisenbahnkomponente (31-34) empfängt und auf der Basis des Datensatzes (DS34, DS34') die Eisenbahnkomponente (31-34) in den weiteren Di agnosebetrieb einbindet.
2. Eisenbahnanlage (10) nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Diagnosesystem (20) derart ausgestaltet ist, dass es wäh rend des laufenden, andere Eisenbahnkomponenten (31-33) be treffenden Diagnosebetriebs den Datensatz (DS34, DS34') von der Eisenbahnkomponente (34) empfängt und die Eisenbahnkompo nente (34) in den weiteren Diagnosebetrieb einbindet.
3. Eisenbahnanlage (10) nach einem der voranstehenden Ansprü che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die Eisenbahnkomponente (34) einen ersten Komponententeil (100, 100')/ der einen vorgegebenen Sicherheitsstandard erreicht oder überschreitet, und einen zweiten Komponen tenteil (200), der den genannten Sicherheitsstandard nicht erreicht, aufweist, und
- der Datensatz (DS34, DS34') in dem zweiten Komponententeil (200) abgespeichert ist.
4. Eisenbahnanlage (10) nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der zweite Komponententeil (200) den Datensatz (DS34, DS34') nach einem Anschluss an das Diagnosesystem (20) selbsttätig an das Diagnosesystem (20) übermittelt.
5. Eisenbahnanlage (10) nach einem der voranstehenden Ansprü che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der zweite Komponententeil (200) nach einem Anschluss an das Diagnosesystem (20) dem Diagnosesystem (20) das Abfragen des Datensatzes (DS34, DS34') ermöglicht.
6. Eisenbahnanlage (10) nach einem der voranstehenden Ansprü che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- der erste und der zweite Komponententeil (100, 200) über eine Datendiode (300) verbunden sind, die einen Datenfluss ausschließlich von dem ersten Komponententeil (100) in den zweiten Komponententeil (200) zulässt, und
- Informationen (INF) des ersten Komponententeils (100), die zwecks Diagnose zum Diagnosesystem (20) zu übermitteln sind, über die Datendiode (300) zum zweiten Komponenten teil (200) und von diesem zum Diagnosesystem (20) übertra gen werden.
7. Eisenbahnanlage (10) nach einem der voranstehenden Ansprü che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die Eisenbahnkomponente (34) an das Diagnosesystem (20) über eine Datendiode (300) angeschlossen ist, die einen Datenfluss ausschließlich von der Eisenbahnkomponente (34) zu dem Diagnosesystem (20) zulässt, und
- die Eisenbahnkomponente (34) nach dem Anschluss an das Di agnosesystem (20) im Rahmen des Plug-and-Play-Verfahrens selbsttätig den Datensatz (DS34, DS34') und nachfolgend Informationen (INF), die zwecks Diagnose zum Diagnosesys- tem (20) zu übermitteln sind, über die Datendiode (300) zu dem Diagnosesystem (20) übermittelt.
8. Eisenbahnanlage (10) nach einem der voranstehenden Ansprü che, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die oder zumindest eine der Eisenbahnkomponenten eine Wei che (34) ist, die als Informationen (INF), die zwecks Di agnose zum Diagnosesystem (20) zu übermitteln sind, Strom werte (I) und/oder WeichenumlaufZeiten (T) zu dem Diagno sesystem (20) übermittelt,
- die oder zumindest eine der Eisenbahnkomponenten eine Sig naleinrichtung (31) ist, die als Informationen (INF), die zwecks Diagnose zum Diagnosesystem (20) zu übermitteln sind, Stromwerte zum dem Diagnosesystem (20) übermittelt,
- die oder zumindest eine der Eisenbahnkomponenten ein Stellwerk (33) ist, das als Informationen (INF), die zwecks Diagnose zum Diagnosesystem (20) zu übermitteln sind, Stellwerksdaten zu dem Diagnosesystem (20) übermit telt,
- die oder zumindest eine der Eisenbahnkomponenten eine Streckenzentrale ist, die als Informationen (INF), die zwecks Diagnose zum Diagnosesystem (20) zu übermitteln sind, Streckenzentralendaten zu dem Diagnosesystem (20) übermittelt, und/oder
- die oder zumindest eine der Eisenbahnkomponenten ein Achs zähler (32) ist, der als Informationen (INF), die zwecks Diagnose zum Diagnosesystem (20) zu übermitteln sind, Achszählerdaten zu dem Diagnosesystem (20) übermittelt.
9. Eisenbahnkomponente (31-34) für eine Eisenbahnanlage (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Eisenbahnkomponente (31-34) derart ausgestaltet ist, dass sie nach dem Anschluss an ein Diagnosesystem (20) der Eisen bahnanlage (10) im Rahmen eines Plug-and-Play-Verfahrens selbsttätig einen sich selbst beschreibenden Datensatz (DS34, DS34') übermittelt und/oder dem Diagnosesystem (20) ein Ab fragen eines solchen Datensatzes (DS34, DS34') erlaubt.
10. Eisenbahnkomponente (31-34) nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Eisenbahnkomponente (31-34) eine Recheneinrichtung (110, 210) aufweist, die softwaremäßig oder hardwaremäßig derart programmiert ist, dass sie nach dem Anschluss an ein Diagno sesystem (20) der Eisenbahnanlage (10) im Rahmen eines Plug- and-Play-Verfahrens selbsttätig einen sich selbst beschrei benden Datensatz (DS34, DS34') übermittelt und/oder dem Diag nosesystem (20) ein Abfragen eines solchen Datensatzes (DS34, DS34') erlaubt.
11. Diagnosesystem (20) für eine Eisenbahnanlage (10) nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Diagnosesystem (20) derart ausgestaltet ist, dass es ei nen Datensatz (DS34, DS34') von einer neu an das Diagnosesys tem (20) angeschlossenen Eisenbahnkomponente (31-34) empfängt und auf der Basis des Datensatzes (DS34, DS34') die Eisen bahnkomponente (31-34) in den weiteren Diagnosebetrieb ein bindet.
12. Diagnosesystem (20) nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Diagnosesystem (20) eine Recheneinrichtung (21) aufweist, die softwaremäßig oder hardwaremäßig derart programmiert ist, dass sie einen Datensatz (DS34, DS34') von einer neu an das Diagnosesystem (20) angeschlossenen Eisenbahnkomponente (31— 34) empfängt und auf der Basis des Datensatzes (DS34, DS34') die Eisenbahnkomponente (31-34) in den weiteren Diagnosebe trieb einbindet.
13. Verfahren zum Betreiben einer Eisenbahnanlage (10), die ein Diagnosesystem (20) zur Überwachung von Eisenbahnkompo nenten (31-34) der Eisenbahnanlage (10) aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass - nach einem Anschluss einer Eisenbahnkomponente (31-34) an das Diagnosesystem (20) die Eisenbahnkomponente (31-34) im Rahmen eines Plug-and-Play-Verfahrens selbsttätig einen sich selbst beschreibenden Datensatz (DS34, DS34') über mittelt und/oder dem Diagnosesystem (20) ein Abfragen ei nes solchen Datensatzes (DS34, DS34') erlaubt und
- das Diagnosesystem (20) den Datensatz (DS34, DS34') von der Eisenbahnkomponente (31-34) empfängt und auf der Basis des Datensatzes (DS34, DS34') die Eisenbahnkomponente (31— 34) in den weiteren Diagnosebetrieb einbindet.
14. Diagnosesystem (20) nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Datensatz, der nach dem Anschluss an das Diagnosesystem (20) im Rahmen des Plug-and-Play-Verfahrens zum Diagnosesys tem (20) gelangt, ein vollständiger Datensatz (DS34) ist, der die Eisenbahnkomponente selbst vollständig beschreibt und selbst allein die nachfolgende Diagnose durch das Diagnose system (20) ermöglicht.
15. Diagnosesystem (20) nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Datensatz (DS34')/ der nach dem Anschluss an das Diagno sesystem (20) im Rahmen des Plug-and-Play-Verfahrens zum Di agnosesystem (20) gelangt, die Eisenbahnkomponenten identifi ziert, sodass das Diagnosesystem (20) durch Hinzufügen von ergänzenden Komponentendaten (EKD) aus einer anderen Quelle (DB) den von der Eisenbahnkomponente empfangenen Datensatz (DS34') zu einem vollständigen Datensatz (DS34) ergänzen kann, der die Eisenbahnkomponente vollständig beschreibt und die nachfolgende Diagnose durch das Diagnosesystem (20) er möglicht.
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