WO2023138859A1 - Adaptereinrichtung, nachrüstsatz und schienenfahrzeug - Google Patents

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WO2023138859A1
WO2023138859A1 PCT/EP2022/086848 EP2022086848W WO2023138859A1 WO 2023138859 A1 WO2023138859 A1 WO 2023138859A1 EP 2022086848 W EP2022086848 W EP 2022086848W WO 2023138859 A1 WO2023138859 A1 WO 2023138859A1
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WO
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interface
adapter device
train protection
vehicle
signals
Prior art date
Application number
PCT/EP2022/086848
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English (en)
French (fr)
Inventor
Rene Conradi
Peer Miebach
Andreas Pradel
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0072—On-board train data handling
    • 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
    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation
    • 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
    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation
    • B61L2027/202—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation using European Train Control System [ETCS]

Definitions

  • the invention relates to an adapter device for a connection between at least one train protection device, in particular an ETCS train protection device, and a rail vehicle.
  • Modern rail vehicles nowadays include a train protection device on the vehicle side, by means of which they can be operated in a train protection system, such as ETCS—European Train Control System. It is necessary here for numerous signals, which can also include status information and commands, to be exchanged between the rail vehicle, in particular its vehicle controller, and the train protection device. Since there are many different vehicle architectures, for example due to different vehicle manufacturers and model series, it is usually necessary to adapt an interface on the vehicle so that the required signals arrive at the train protection device. In this case, a complex adaptation of the vehicle control technology or the vehicle software may be necessary. The structure and requirements for signals and interfaces are precisely defined by specifications such as TS I ZZS - Technical Specification Interoperability.
  • an adapter device for a connection between at least one train protection device, in particular an ETCS train protection device, and a rail vehicle.
  • the adapter device comprises at least one vehicle interface, by means of which the adapter device can be connected to the rail vehicle for transmitting signals, at least one train protection interface, by means of which the adapter device can be connected to the train protection device for transmitting signals, and at least one signal processing device which is connected to both the vehicle interface and the train protection interface and which is used to process received signals from the vehicle interface and/or train protection interface and to provide signals at the Train protection interface and / or the vehicle interface is formed.
  • the solution according to the invention has the advantage that it can be easily connected in the rail vehicle between an existing communication interface of the rail vehicle and the train protection device to be connected.
  • the adapter device can be set up in such a way that the necessary signals for the train protection device are provided when corresponding signals are present at the vehicle interface.
  • the vehicle interface of the adapter device is designed in such a way that a large number of different vehicle types can be connected to it with their communication interface. For example, different types of vehicle buses or direct hardware wiring can be used for the connection.
  • the train protection interface of the adapter device is in turn designed for the train protection device to be connected in order to transmit the necessary signals in this way.
  • the train protection device is an ETCS train protection device
  • the type of interface as well as the protocol and the signals are precisely defined.
  • the received signals are processed within the adapter device and then if necessary. bundled before being output as an output signal.
  • certain input signals can be converted directly into certain output signals.
  • an output signal z. B. is only set to the train protection device when several predetermined input signals have been received from the vehicle interface of the adapter device. This can be different for different vehicle types.
  • the signal processing device can be designed for different vehicle types, and when it is put into operation, the necessary data set for the vehicle type used can be selected. This can be done in a simple manner via a projecting interface of a software tool.
  • the signal processing device is designed to process the received signals, which z. B. includes processing and also converting the signals.
  • the adapter device according to the invention can be used both for retrofitting old vehicles and for new vehicles.
  • the adapter device can have at least one listening device arranged between the vehicle interface and the signal processing device, by means of which at least some of the signals received from the rail vehicle can be listened to without reaction.
  • This has the advantage that it is ensured that the signals received from the vehicle cannot be changed by the listening device. This simplifies a safety-related approval of the Rail vehicle that is equipped with the adapter device, or even makes a new registration superfluous.
  • the listening device can also be designed for reaction-free listening of signals from the vehicle bus of the rail vehicle.
  • a so-called data diode, also known as a data tap can be used as a monitoring device, for example, which can only monitor data traffic but does not change it. Interference-free eavesdropping is particularly suitable for retrofitting old vehicles, because re-registering the entire vehicle is not necessary or at least easier.
  • the signal processing device can only provide at least one predetermined signal to the train protection interface if one or more predetermined signals have previously been transmitted by the vehicle interface.
  • the at least one predetermined signal at the train protection interface can advantageously be designed in accordance with the ETCS specifications.
  • the train protection interface can be designed for connection to an ETCS vehicle computer. This has the advantage that the adapter device is set up for the ETCS standard without further adjustment and can be put into operation very quickly.
  • the ETCS standard is widespread throughout Europe, which means that a large number of vehicles can be retrofitted very quickly.
  • the adapter device can have at least one display interface, by means of which the adapter device can be configured to be connected to an additional display device for transmitting display signals.
  • an additional display device for transmitting display signals.
  • another display device such as For example, an ETCS display can be easily connected.
  • the adapter device In order to be able to connect further devices to the adapter device according to the invention, it can have at least one further interface, by means of which the adapter device is designed to transmit signals for automatic train control, for completeness of the train, for ETCS Level 3, for the condition of the route and/or for diagnosis.
  • the invention also relates to a retrofit kit for a rail vehicle with at least one train protection device, in particular an ETCS train protection device, and an adapter device for a connection between the train protection device and the rail vehicle.
  • the adapter device is designed according to one of the aforementioned embodiments.
  • the invention also relates to a rail vehicle with at least one communication interface, with at least one train protection device, in particular an ETCS train protection device, and with an adapter device for a connection between the train protection device and the communication interface, the adapter device being designed according to one of the aforementioned embodiments.
  • the only figure shows a rail vehicle 1, such as a locomotive, a long-distance or regional train, a tram, suburban train or subway, which travels on a route 2.
  • the rail vehicle 1 shown only schematically comprises an adapter device 3 according to the invention, a train protection device 4 and a communication interface 5 .
  • the adapter device 3 in turn has a vehicle interface 6 , a train protection interface 7 and a signal processing device 8 .
  • the rail vehicle 1 is connected to the vehicle interface 6 of the adapter device 3 via its communication interface 5 .
  • this connection is divided into one or more bidirectional cable connections 9 and at least one serial unidirectional connection 10 .
  • This serial connection 10 can be designed, for example, as a CAN-BUS, MVB-BUS or as another serial connection.
  • the serial connection 10 is unidirectional in that only data flows in the direction of the adapter device 3 . In contrast to this, the data or signals can be exchanged in both directions via the cable connection 9 .
  • the interface referred to here as communication interface 5 can be designed in different ways. It is usually present in known rail vehicles 1 and is used for data communication with a vehicle controller (not shown) of rail vehicle 1 . A large number of signals can be exchanged via the serial connection 10 . In contrast to this, a specific signal is always transmitted via the cable connections 9 . Particularly important signals, such as e.g. B. a driving direction activation, transmitted via a cable connection 9, because the exclusivity ensures a high level of security. Since the train protection device 4 has to communicate with the vehicle controller when the rail vehicle 1 is in operation, the adapter device 3 must be connected to it. In this case, the communication interface 5 is used for this purpose.
  • the existing communication interface 5 of the rail vehicle 1 essentially does not have to be changed for the use of the adapter device 3 according to the invention.
  • the communication interface 5 is designed for wired communication. This is also an advantage for security reasons. Theoretically, however, wireless communication from the adapter device 3 to the communication interface 5 and thus to the vehicle controller of the rail vehicle 1 would also be conceivable if this were to be used in rail vehicles in the future, for example.
  • the adapter device 3 is also connected to the train protection device 4 via a further serial connection 11 between the train protection device 4 and the train protection interface 7 on the adapter device 3 .
  • the train protection device 4 is designed as an ETCS train protection device, specifically as an EVC—European Vital Computer.
  • the European Vital Computer is a so-called safe vehicle computer in the European train control system ETCS.
  • the EVC is responsible for carrying out a large number of important actions while the rail vehicle 1 is traveling, for example compliance with braking curves.
  • Other safe tasks include e.g. B. the distance and speed monitoring and the processing of ETCS driving permits (Movement Authority) .
  • the serial connection 11 is designed on the basis of existing normative interface requirements in accordance with the ETCS standard, as specified, for example, in accordance with UNIS IG subset 119 and subset 139.
  • the UNIS IG - Union Industry of Signaling is an associated member of the railway industry association UNI FE and prepares specifications for ETCS.
  • the train protection device 4 in the exemplary embodiment of the figure is also directly connected to the com- communication interface 5 of the vehicle 1 connected via cable 12, the z here. B. are provided for an isolation signal and an emergency brake signal.
  • these cable connections 12 are designed unidirectionally in the direction of the communication interface 5, so that signals or data are transmitted.
  • the adapter device 3 also includes a listening device 13 , by means of which the data transmitted via the serial connection 10 can be listened to in a reaction-free manner.
  • a listening device 13 can also be referred to as a data tap or data diode.
  • signals and data are processed and forwarded.
  • the signal processing device 8 collects the existing data and signals, in particular from the communication interface 5 , evaluates them and generates output signals, either in the direction of the communication interface 5 or the train protection device 4 .
  • signals are made available via the serial connection 11 in the form of the standardized protocol in accordance with the ETCS specifications.
  • the signal processing device 8 includes a software-based projection interface (not shown) with which the adapter device 3 can be adapted.
  • a software-based projection interface (not shown) with which the adapter device 3 can be adapted.
  • ready-made settings with ready-made data sets for different vehicle types can be present which only has to be selected.
  • the data sets can include different instructions or rules according to which the input signals are processed into output signals. In this way, adaptation to different vehicle types can be accelerated and facilitated.
  • the signal processing device 8 could of course also be adjustable via hardware switches. However , this is rather unusual today .
  • the input signals can also be evaluated in such a way that even if certain input signals are not present, corresponding output signals can nevertheless be set. For example, several predetermined signals at the communication interface 5 can result in the signal processing device 8 reporting a specific signal to the train protection device 4 via the serial connection 11, although this is not directly apparent from the signals received. Since the signal processing device 8 can be programmed, it can also carry out intelligent evaluations. So could the train protection device 4 z. B. expect a signal that the rail vehicle 1 is moving. Such a movement status is z. B. not displayed on the communication interface 8 in the existing type of rail vehicle 1 . But it will z. B. a current speed is displayed. The signal processing device 8 could then be designed in such a way that the movement signal is reported to the train protection device 4 when the speed is not equal to zero.
  • the adapter device 3 in the exemplary embodiment in the figure also includes a display interface 14 and a further interface 15 with which the adapter device 3 can be connected to a display device 16 or can be connected to an automatic train control 17 .
  • a display interface 14 and a further interface 15 with which the adapter device can be connected to other devices that, for example, check the completeness of the train, the status of the route, are trained for diagnosis or for ETCS Level 3 .
  • the display interface 14 and the further interface 15 make it possible to easily integrate further devices into the rail vehicle 1 .
  • the adapter device 3 provides new interfaces that are necessary, for example, when converting for a new ETCS display to be integrated or for signal exchange with an automatic train control 17 .
  • the automatic train control 17 is connected to the adapter device 3 by a further serial connection 18 and the display device 16 by a display connection 19 .
  • the adapter device 3 has the advantage that it provides the required signals for the train protection device 4 independently of the type of rail vehicle 1 . This can be advantageous in particular when retrofitting the train protection device 4 on older rail vehicles 1, because the signals present at the already existing communication interface 5 of the rail vehicle 1 can be used without changes to the vehicle controller.
  • the signal processing device 8 of the adapter device 3 can be prepared for a large number of different vehicle types, so that only the corresponding data set on the signal processing device 8 has to be selected during assembly and commissioning.
  • the adapter device 3 according to the invention can, of course, also be used for new vehicles.
  • access to the vehicle BUS via a unidirectional serial interface (not shown) can also be possible for this purpose.

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Adaptereinrichtung (3) für eine Verbindung zwischen wenigstens einem Zugsicherungsgerät (4), insbesondere einem ETCS-Zugsicherungsgerät, und einem Schienenfahrzeug (1), mit wenigstens einer Fahrzeugschnittstelle (6), mittels der die Adaptereinrichtung (3) mit dem Schienenfahrzeug (1) zum Übermitteln von Signalen verbindbar ausgestaltet ist, mit wenigstens einer Zugsicherungsschnittstelle (7), mittels der die Adaptereinrichtung (3) mit dem Zugsicherungsgerät (4) zum Übermitteln von Signalen verbindbar ausgestaltet ist, und mit wenigstens einer Signalverarbeitungseinrichtung (8), die sowohl mit der Fahrzeugschnittstelle (6) als auch mit der Zugsicherungsschnittstelle (7) verbunden ist und die zum Verarbeiten von empfangenen Signalen von der Fahrzeugschnittstelle (6) und/oder Zugsicherungsschnittstelle (7) und zum Bereitstellen von Signalen an der Zugsicherungsschnittstelle (7) und/oder der Fahrzeugschnittstelle (6) ausgebildet ist. Durch die erfindungsgemäße Adaptereinrichtung (3) kann eine Umrüstung und Inbetriebnahme des Schienenfahrzeugs (1) auf besonders einfache Weise erfolgen. Die Erfindung betrifft weiterhin einen Nachrüstsatz und ein Schienenfahrzeug (1).

Description

Beschreibung
Adaptereinrichtung, Nachrüstsatz und Schienenfahrzeug
Die Erfindung betri f ft eine Adaptereinrichtung für eine Verbindung zwischen wenigstens einem Zugsicherungsgerät , insbesondere einem ETCS-Zugsicherungsgerät , und einem Schienenfahrzeug .
Moderne Schienenfahrzeuge umfassen heutzutage fahrzeugseitig ein Zugsicherungsgerät , mittels dem sie in einem Zugsicherungssystem, wie beispielsweise ETCS - European Train Control System, betrieben werden können . Hierbei ist es erforderlich, dass zahlreiche Signale , die auch Statusinformationen und Kommandos umfassen können, zwischen dem Schienenfahrzeug, insbesondere dessen Fahrzeugsteuerung, und dem Zugsicherungsgerät ausgetauscht werden müssen . Da es eine Viel zahl von unterschiedlichen Fahrzeugarchitekturen gibt , beispielsweise bedingt durch unterschiedliche Fahrzeughersteller und Baureihen, ist meist eine Anpassung einer fahrzeugseitigen Schnittstelle nötig, damit die benötigten Signale beim Zugsicherungsgerät ankommen . Dabei kann eine aufwendige Anpassung der Fahrzeugleittechnik oder auch der Fahrzeugsoftware nötig sein . Durch Spezi fikationen wie beispielsweise TS I ZZS - Technische Spezi fikation Interoperabilität , sind die Struktur und Anforderungen an Signale und Schnittstellen genau definiert . Für das Nachrüsten von Zugsicherungsgeräten in alte Schienenfahrzeuge ist teilweise eine weitreichende Anpassung der Fahrzeugleittechnik bzw . Fahrzeugsoftware inklusive dem Fahrzeugbussystem notwendig . Diese Anpassungen können mit hohem Aufwand verbunden sein und eine erneute sicherheitstech- nische Zulassung des Schienenfahrzeugs erforderlich machen . Dies führt insgesamt zu einem hohen Kosten- und Zeitaufwand bei der Integration der Zugsicherungsgeräte in den Schienenfahrzeugen .
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Adaptereinrichtung eingangs genannter Art bereitzustellen, die eine Integration von dem Zugsicherungsgerät im Schienenfahrzeug vereinfacht .
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine Adaptereinrichtung für eine Verbindung zwischen wenigstens einem Zugsicherungsgerät , insbesondere einem ETCS-Zugsicherungs- gerät , und einem Schienenfahrzeug . Die Adaptereinrichtung umfasst wenigstens eine Fahrzeugschnittstelle , mittels der die Adaptereinrichtung mit dem Schienenfahrzeug zum Übermitteln von Signalen verbindbar ausgestaltet ist , wenigstens eine Zugsicherungsschnittstelle , mittels der die Adaptereinrichtung mit dem Zugsicherungsgerät zum Übermitteln von Signalen verbindbar ausgestaltet ist , und wenigstens eine Signalverarbeitungseinrichtung, die sowohl mit der Fahrzeugschnittstelle als auch mit der Zugsicherungsschnittstelle verbunden ist und die zum Verarbeiten von empfangenen Signalen von der Fahrzeugschnittstelle und/oder Zugsicherungsschnittstelle und zum Bereitstellen von Signalen an der Zugsicherungsschnittstelle und/oder der Fahrzeugschnittstelle ausgebildet ist .
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil , dass sie auf einfache Weise in dem Schienenfahrzeug zwischen einer vorhandenen Kommunikationsschnittstelle des Schienenfahrzeugs und dem anzuschließenden Zugsicherungsgerät angeschlossen werden kann . Mit Hil fe der Signalverarbeitungseinrichtung kann die Adaptereinrichtung so eingerichtet werden, dass die nötigen Signale für das Zugsicherungsgerät bereitgestellt werden, wenn entsprechende Signale an der Fahrzeugschnittstelle anliegen . Die Fahrzeugschnittstelle der Adaptereinrichtung ist so ausgebildet , dass eine Viel zahl von unterschiedlichen Fahrzeugtypen mit ihrer Kommunikationsschnittstelle hiermit verbunden werden können . Zur Verbindung können beispielsweise verschiedene Arten von Fahrzeugbussen oder auch direkte Hardwareverdrahtung genutzt werden .
Die Zugsicherungsschnittstelle der Adaptereinrichtung ist wiederum für das anzuschließende Zugsicherungsgerät ausgebildet , um so nötige Signale zu übermitteln . Wenn das Zugsicherungsgerät beispielsweise ein ETCS Zugsicherungsgerät ist , ist sowohl die Art der Schnittstelle als auch das Protokoll und die Signale genau definiert .
Durch die Signalverarbeitungseinrichtung werden die empfangenen Signale innerhalb der Adaptereinrichtung aufbereitet und anschließend ggf . gebündelt , bevor sie als Ausgangssignal ausgegeben werden . Hier können bestimmte Eingangssignale in bestimmte Ausgangssignal direkt umgesetzt werden . Es kann aber auch sein, dass ein Ausgangssignal z . B . zum Zugsicherungsgerät nur gesetzt wird, wenn mehrere vorbestimmte Eingangssignale von der Fahrzeugschnittstelle der Adaptereinrichtung empfangen worden sind . Dies kann für verschiedene Fahrzeugtypen unterschiedlich sein . Die Signalverarbeitungseinrichtung kann hierbei für verschiedenen Fahrzeugtypen ausgebildet sein und bei Inbetriebnahme kann der nötige Datensatz für den genutzten Fahrzeugtyp ausgewählt werden . Dies kann auf einfache Weise über eine Proj ektierungsoberfläche eines Softwaretools geschehen . Die Signalverarbeitungseinrichtung ist zum Verarbeiten der empfangenen Signale ausgebildet , was z . B . ein Verarbeiten und auch Umsetzen der Signale umfasst .
Die erfindungsgemäße Adaptereinrichtung kann sowohl für die Nachrüstung von Alt f ahrzeugen als auch bei Neufahrzeugen genutzt werden .
Die erfindungsgemäße Lösung kann durch vorteilhafte Ausgestaltung weiterentwickelt werden, wie sie im Folgenden beschrieben sind .
So kann die Adaptereinrichtung wenigstens eine zwischen der Fahrzeugschnittstelle und der Signalverarbeitungseinrichtung angeordnete Abhöreinrichtung aufweisen, mittels der zumindest ein Teil der vom Schienenfahrzeug empfangenen Signale rückwirkungs frei abhörbar sind . Dies hat den Vorteil , dass sichergestellt ist , dass die vom Fahrzeug empfangenen Signale durch die Abhöreinrichtung nicht verändert werden können . Dies vereinfacht eine sicherheitstechnische Zulassung des Schienenfahrzeugs , das mit der Adaptereinrichtung ausgerüstet wird, oder macht eine Neu-Zulassung gegebenenfalls sogar überflüssig . Hierfür kann die Abhöreinrichtung ferner zum rückwirkungs freien Abhören von Signalen vom Fahrzeugbus des Schienenfahrzeugs ausgebildet sein . Als Abhöreinrichtung kann beispielsweise eine sogenannte Datendiode , auch Data Tap genannt , eingesetzt werden, die einen Datenverkehr lediglich mithören kann, aber diesen nicht verändert . Das rückwirkungsfreie Abhören eignet sich insbesondere bei der Nachrüstung von Alt f ahrzeugen, weil so eine Neuzulassung des gesamten Fahrzeugs nicht nötig oder zumindest einfacher ist .
In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung kann die Signalverarbeitungseinrichtung nur dann wenigstens ein vorbestimmtes Signal an der Zugsicherungsschnittstelle bereitstellen, wenn zuvor ein oder mehrere vorbestimmte Signale von der Fahrzeugschnittstelle übermittelt worden sind . Dies hat den Vorteil , dass beispielsweise nötige Signale für das Zugsicherungsgerät , die aber von der Fahrzeugschnittstelle nicht eins zu eins verfügbar sind, durch vorbestimmte Regeln ermittelt und dann ausgegeben werden können . Dafür kann vorteilhafterweise das wenigstens eine vorbestimmte Signal an der Zugsicherungsschnittstelle entsprechend den ETCS-Spezi f ikationen ausgebildet sein .
Ferner kann die Zugsicherungsschnittstelle zum Verbinden mit einem ETCS-Fahrzeugrechner ausgebildet sein . Dies hat den Vorteil , dass die Adaptereinrichtung ohne weitere Anpassung für den ETCS Standard eingerichtet ist und sehr schnell in Betrieb genommen werden kann . Der ETCS-Standard ist in ganz Europa verbreitet und dadurch können eine Viel zahl von Fahrzeugen sehr schnell nachgerüstet werden .
Weiterhin kann die Adaptereinrichtung wenigstens eine Anzeigeschnittstelle aufweisen, mittels der die Adaptereinrichtung mit einer zusätzlichen Anzeigeeinrichtung zum Übermitteln von Anzeigesignalen verbindbar ausgestaltet ist . Dies hat den Vorteil , dass auch eine weitere Anzeigeeinrichtung wie bei- spielsweise ein ETCS-Display auf einfache Weise angeschlossen werden kann .
Um weitere Geräte an die erfindungsgemäße Adaptereinrichtung anschließen zu können, kann diese wenigstens eine weitere Schnittstelle aufweisen, mittels der die Adaptereinrichtung zum Übermitteln von Signalen zur automatischen Zugsteuerung, zur Zugvollständigkeit , zum ETCS Level 3 , zum Streckenzustand und/oder zur Diagnose ausgestaltet ist .
Die Erfindung betri f ft weiterhin einen Nachrüstsatz für ein Schienenfahrzeug mit wenigstens einem Zugsicherungsgerät , insbesondere ein ETCS-Zugsicherungsgerät , und einer Adaptereinrichtung für eine Verbindung zwischen dem Zugsicherungsgerät und dem Schienenfahrzeug . Erfindungsgemäß ist die Adaptereinrichtung nach einer der zuvor genannten Aus führungs formen ausgebildet .
Schließlich betri f ft die Erfindung auch ein Schienenfahrzeug mit wenigstens einer Kommunikationsschnittstelle , mit wenigstens einem Zugsicherungsgerät , insbesondere einem ETCS- Zugsicherungsgerät , und mit einer Adaptereinrichtung für eine Verbindung zwischen dem Zugsicherungsgerät und der Kommunikationsschnittstelle , wobei die Adaptereinrichtung nach einer der zuvor genannten Aus führungs formen ausgebildet ist .
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung erläutert .
Die einzige Figur zeigt ein Schienenfahrzeug 1 , wie beispielsweise eine Lokomotive , einen Fern- oder Regional zug, eine Straßenbahn, S-Bahn oder eine U-Bahn, das auf einer Fahrstrecke 2 fährt . Das lediglich schematisch dargestellte Schienenfahrzeug 1 umfasst eine erfindungsgemäße Adaptereinrichtung 3 , ein Zugsicherungsgerät 4 und eine Kommunikationsschnittstelle 5 . Die Adaptereinrichtung 3 weist wiederum eine Fahrzeugschnittstelle 6 , eine Zugsicherungsschnittstelle 7 und eine Signalverarbeitungseinrichtung 8 auf .
Das Schienenfahrzeug 1 ist über seine Kommunikationsschnittstelle 5 mit der Fahrzeugschnittstelle 6 der Adaptereinrichtung 3 verbunden . Diese Verbindung unterteilt sich bei der dargestellten beispielhaften Aus führungs form in eine oder mehrere bidirektionale Kabelverbindungen 9 und wenigstens eine serielle unidirektionale Verbindung 10 . Diese serielle Verbindung 10 kann beispielsweise als CAN-BUS , MVB-BUS oder als eine andere serielle Verbindung ausgebildet sein . Die serielle Verbindung 10 ist insofern unidirektional , dass lediglich Daten in Richtung der Adaptereinrichtung 3 fließen . Im Gegensatz dazu können über die Kabelverbindung 9 die Daten oder Signale in beide Richtungen ausgetauscht werden .
Die hier als Kommunikationsschnittstelle 5 bezeichnete Schnittstelle kann in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein . Sie ist üblicherweise bei bekannten Schienenfahrzeugen 1 vorhanden und dient der Datenkommunikation mit einer Fahrzeugsteuerung (nicht dargestellt ) des Schienenfahrzeugs 1 . Uber die serielle Verbindung 10 können eine Viel zahl von Signalen ausgetauscht werden . Im Gegensatz dazu werden über die Kabelverbindungen 9 immer ein bestimmtes Signal übermittelt . Üblicherweise werden besonders wichtige Signale , wie z . B . eine Fahrtrichtungsaktivierung, über eine Kabelverbindung 9 übermittelt , weil durch die Exklusivität eine hohe Sicherheit gewährleistet ist . Da das Zugsicherungsgerät 4 im Betrieb des Schienenfahrzeugs 1 mit dessen Fahrzeugsteuerung kommuni zieren muss , ist eine Anbindung der Adaptereinrichtung 3 an diese zwingend erforderlich . Hierfür dient in diesem Fall die Kommunikationsschnittstelle 5 . Die vorhandene Kommunikationsschnittstelle 5 des Schienenfahrzeugs 1 muss für die Verwendung der erfindungsgemäßen Adaptereinrichtung 3 im Wesentlichen nicht verändert werden . Dies ist ein bedeutender Vorteil der erfindungsgemäßen Adaptereinrichtung 3 , weil hierdurch lediglich die Adaptereinrichtung 3 bei einer Inbetriebnahme angepasst werden muss , aber nicht die Kommunikationsschnittstelle 5 .
Bei der Aus führungs form in der Figur ist die Kommunikationsschnittstelle 5 für eine kabelgebundene Kommunikation ausgebildet . Diese ist aus Sicherheitsgründen auch von Vorteil . Theoretisch wäre aber auch eine drahtlose Kommunikation von der Adaptereinrichtung 3 mit der Kommunikationsschnittstelle 5 und damit mit der Fahrzeugsteuerung des Schienenfahrzeugs 1 denkbar, wenn diese beispielsweise in Zukunft bei Schienenfahrzeugen verwendet werden würde .
Die erfindungsgemäße Adaptereinrichtung 3 ist weiterhin mit dem Zugsicherungsgerät 4 verbunden, und zwar über eine weitere serielle Verbindung 11 zwischen dem Zugsicherungsgerät 4 und der Zugsicherungsschnittstelle 7 an der Adaptereinrichtung 3 . Das Zugsicherungsgerät 4 ist in der beispielhaften Aus führungs form der Figur als ein ETCS-Zugsicherungsgerät ausgebildet , und zwar als EVC - European Vital Computer . Der European Vital Computer ist im europäischen Zugbeeinflussungssystem ETCS ein sogenannter sicherer Fahrzeugrechner .
Dem EVC obliegt während der Fahrt des Schienenfahrzeugs 1 die Durchführung einer Viel zahl wichtiger Aktionen, beispielsweise die Einhaltung von Bremskurven . Zu den weiteren sicheren Aufgaben zählen z . B . die Weg- und Geschwindigkeitsüberwachung und die Verarbeitung von ETCS-Fahrerlaubnissen (Movement Authority) .
Die serielle Verbindung 11 ist in der beispielhaften Aus führungs form der Figur auf Basis von existierenden normativen Schnittstellenanforderungen entsprechend dem ETCS-Standard ausgebildet , wie beispielsweise gemäß UNIS IG Subset 119 und Subset 139 vorgegeben ist . Die UNIS IG - Union Industry of Signalling ist ein assoziiertes Mitglied des Eisenbahnindustrie-Verbands UNI FE und erstellt Spezi fikationen für ETCS .
Weiterhin ist das Zugsicherungsgerät 4 in der beispielhaften Aus führungs form der Figur zusätzlich auch direkt mit der Kom- munikationsschnittstelle 5 des Fahrzeugs 1 über Kabel 12 verbunden, die hier z . B . für ein I solationssignal und ein Notbremssignal vorgesehen sind . Diese Kabelverbindungen 12 sind bei der beispielhaften Aus führungs form in der Figur unidirek- tional in Richtung der Kommunikationsschnittstelle 5 ausgebildet , so dass nur in Richtung des Fahrzeugs Signale bzw . Daten übermittelt werden .
Die Unidirektionalität oder Bidirektionalität der verschiedenen Verbindungen innerhalb der beispielhaften Aus führungs form in der Figur sind zeichnerisch durch einfache Pfeile bzw . Doppelpfeile zum Ausdruck gebracht . Weiterhin stellen gestrichelt dargestellte Verbindungen optionale Verbindungen und mit durchgezogenen Linien dargestellte Verbindungen zwingend vorhandene Verbindungen dar .
Die Adaptereinrichtung 3 umfasst weiterhin eine Abhöreinrichtung 13 , mittels der die über die serielle Verbindung 10 übermittelten Daten rückwirkungs frei abgehört werden können . Solch eine Abhöreinrichtung 13 kann auch als Data Tap oder Datendiode bezeichnet werden .
Mit Hil fe der erfindungsgemäßen Adaptereinrichtung 3 werden Signale und Daten aufbereitet und weitergegeben . Hierfür sammelt die Signalverarbeitungseinrichtung 8 die vorhandenen Daten und Signale insbesondere von der Kommunikationsschnittstelle 5 , wertet diese aus und generiert Ausgangssignale , entweder in Richtung der Kommunikationsschnittstelle 5 oder dem Zugsicherungsgerät 4 . In Richtung des Zugsicherungsgeräts 4 werden Signale über die serielle Verbindung 11 in Form des standardisierten Protokolls gemäß der ETCS Vorgaben zur Verfügung gestellt .
Die Signalverarbeitungseinrichtung 8 umfasst eine nicht dargestellte softwarebasierte Proj ektierungsoberfläche , mit der die Adaptereinrichtung 3 angepasst werden kann . Hierbei können vorgefertigte Einstellungen mit vorgefertigten Datensätzen für unterschiedliche Fahrzeugtypen vorhanden sein, aus denen lediglich ausgewählt werden muss . Die Datensätze können unterschiedliche Anweisungen oder Regeln umfassen, nach denen die Eingangssignal zu Ausgangssignalen verarbeitet werden . So kann eine Adaptierung an unterschiedliche Fahrzeugtypen beschleunigt und erleichtert werden . Alternativ könnte die Signalverarbeitungseinrichtung 8 selbstverständlich auch über Hardwareschalter einstellbar sein . Dies ist heute aber eher unüblich .
Eine Auswertung der Eingangssignale kann auch in solcher Weise erfolgen, dass auch wenn bestimmte Eingangssignale nicht vorhanden sind, trotzdem entsprechende Ausgangssignale gesetzt werden können . So können beispielsweise mehrere vorbestimmte Signale an der Kommunikationsschnittstelle 5 dazu führen, dass die Signalverarbeitungseinrichtung 8 ein bestimmtes Signal über die seriellen Verbindung 11 an das Zugsicherungsgerät 4 meldet , obwohl dies nicht direkt aus den eingegangenen Signalen hervorgeht . Da die Signalverarbeitungseinrichtung 8 programmiert werden kann, kann sie auch intelligente Auswertungen vornehmen . So könnte das Zugsicherungsgerät 4 z . B . ein Signal erwarten, dass das Schienenfahrzeug 1 in Bewegung ist . Ein solcher Bewegungsstatus wird aber z . B . bei dem vorhandenen Typ Schienenfahrzeug 1 nicht an der Kommunikationsschnittstelle 8 angezeigt . Es wird aber z . B . eine aktuelle Geschwindigkeit angezeigt . Dann könnte die Signalverarbeitungseinrichtung 8 so ausgestaltet sein, dass dem Zugsicherungsgerät 4 das Bewegungssignal gemeldet wird, wenn die Geschwindigkeit ungleich null ist .
Die erfindungsgemäße Adaptereinrichtung 3 bei der beispielhaften Aus führungs form in der Figur umfasst weiterhin eine Anzeigeschnittstelle 14 und eine weitere Schnittstelle 15 , mit der die Adaptereinrichtung 3 mit einer Anzeigeeinrichtung 16 bzw . mit einer automatischen Zugsteuerung 17 verbunden werden können . Alternativ oder zusätzlich sind auch weitere Schnittstellen möglich, mit der die Adaptereinrichtung mit weiteren Einrichtungen verbunden werden kann, die beispielsweise zur Zugvollständigkeitskontrolle , zum Streckenzustand, zur Diagnose oder für ETCS-Level 3 ausgebildet sind . Durch die Anzeigeschnittstelle 14 und die weitere Schnittstelle 15 ist es möglich, weitere Vorrichtungen auf einfache Weise in dem Schienenfahrzeug 1 zu integrieren . Hierdurch stellt die Adaptereinrichtung 3 neue Schnittstellen zur Verfügung, die beispielsweise bei einer Umrüstung für ein neu zu integrierendes ETCS-Display oder zum Signalaustausch mit einer automatischen Zugsteuerung 17 nötig sind . Die automatischen Zugsteuerung 17 ist mit der Adaptereinrichtung 3 durch eine weitere serielle Verbindung 18 und die Anzeigeeinrichtung 16 durch eine Anzeigeverbindung 19 .
Die erfindungsgemäße Adaptereinrichtung 3 hat den Vorteil , dass sie unabhängig vom Typ des Schienenfahrzeugs 1 die erforderlichen Signale für das Zugsicherungsgerät 4 zur Verfügung stellt . Dies kann insbesondere beim Nachrüsten des Zugsicherungsgeräts 4 auf älteren Schienenfahrzeugen 1 von Vorteil sein, weil die an der bereits vorhandenen Kommunikationsschnittstelle 5 des Schienenfahrzeugs 1 vorhandenen Signale ohne Änderungen an der Fahrzeugsteuerung verwendet werden können . Die Signalverarbeitungseinrichtung 8 der Adaptereinrichtung 3 kann dabei für eine Viel zahl unterschiedlicher Fahrzeugtypen vorbereitet sein, so dass bei der Montage und Inbetriebnahme lediglich der entsprechende Datensatz an der Signalverarbeitungseinrichtung 8 ausgewählt werden muss .
Alternativ kann die erfindungsgemäße Adaptereinrichtung 3 selbstverständlich auch für Neufahrzeuge eingesetzt werden . Hierfür kann dann in einer alternativen Aus führungs form beispielsweise auch ein Zugri f f auf den Fahrzeug-BUS über eine unidirektionale serielle Schnittstelle (nicht dargestellt ) möglich sein .

Claims

Patentansprüche
1. Adaptereinrichtung (3) für eine Verbindung zwischen wenigstens einem Zugsicherungsgerät (4) , insbesondere einem ETCS-Zugsicherungsgerät , und einem Schienenfahrzeug (1) , mit wenigstens einer Fahrzeugschnittstelle (6) , mittels der die Adaptereinrichtung (3) mit dem Schienenfahrzeug (1) zum Übermitteln von Signalen verbindbar ausgestaltet ist, mit wenigstens einer Zugsicherungsschnittstelle (7) , mittels der die Adaptereinrichtung (3) mit dem Zugsicherungsgerät (4) zum Übermitteln von Signalen verbindbar ausgestaltet ist, und mit wenigstens einer Signalverarbeitungseinrichtung (8) , die sowohl mit der Fahrzeugschnittstelle (6) als auch mit der Zugsicherungsschnittstelle (7) verbunden ist und die zum Verarbeiten von empfangenen Signalen von der Fahrzeugschnittstelle (6) und/oder Zugsicherungsschnittstelle (7) und zum Bereitstellen von Signalen an der Zugsicherungsschnittstelle
(7) und/oder der Fahrzeugschnittstelle (6) ausgebildet ist.
2. Adaptereinrichtung (3) 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 die Adaptereinrichtung (3) wenigstens eine zwischen der Fahrzeugschnittstelle (6) und der Signalverarbeitungseinrichtung
(8) angeordnete Abhöreinrichtung (13) aufweist, mittels der zumindest ein Teil der vom Schienenfahrzeug (1) empfangenen Signale rückwirkungsfrei abhörbar sind.
3. Adaptereinrichtung (3) nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Abhöreinrichtung (13) zum rückwirkungsfreien Abhören von Signalen einer seriellen Verbindung (10) , insbesondere zu einem Fahrzeugbus, ausgebildet ist.
4. Adaptereinrichtung (3) nach einem der oben genannten Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Signalverarbeitungseinrichtung (8) ausgebildet ist, nur dann wenigstens ein vorbestimmtes Signal an der Zugsiche- rungsschnittstelle (7) bereitzustellen, wenn zuvor ein oder mehrere vorbestimmte Signale von der Fahrzeugschnittstelle (6) übermittelt worden sind.
5. Adaptereinrichtung (3) nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das wenigstens eine vorbestimmte Signal an der Zugsicherungsschnittstelle (6) entsprechend den ETCS Spezifikationen ausgebildet ist.
6. Adaptereinrichtung (3) nach einem der oben genannten Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Zugsicherungsschnittstelle (6) zum Verbinden mit einem sicheren ETCS-Fahrzeugrechner ausgebildet ist.
7. Adaptereinrichtung (3) nach einem der oben genannten Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Adaptereinrichtung (3) wenigstens eine Anzeigeschnittstelle (14) aufweist, mittels der die Adaptereinrichtung (3) mit einer Anzeigeeinrichtung (14) zum Übermitteln von Anzeigesignalen verbindbar ausgestaltet ist.
8. Adaptereinrichtung (3) nach einem der oben genannten Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Adaptereinrichtung (3) wenigstens eine weitere Schnittstelle (15) aufweist, mittels der die Adaptereinrichtung (3) zum Übermitteln von Signalen zur automatischen Zugsteuerung, zur Zugvollständigkeit, zum ETCS Level 3, zum Streckenzustand und/oder zur Diagnose ausgestaltet ist.
9. Nachrüstsatz für ein Schienenfahrzeug (1) , mit wenigstens einem Zugsicherungsgerät (2) , insbesondere einem ETCS-Zugsicherungsgerät , und einer Adaptereinrichtung (3) für eine Verbindung zwischen dem Zugsicherungsgerät (2) und dem Schienenfahrzeug (1) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Adaptereinrichtung (3) nach einem der oben genannten An- Sprüche ausgebildet ist.
10. Schienenfahrzeug (1) mit wenigstens einer Kommunikationsschnittstelle (5) , mit wenigstens einem Zugsicherungsgerät (2) , insbesondere einem ETCS-Zugsicherungsgerät , und mit einer Adaptereinrichtung (3) für eine Verbindung zwischen dem Zugsicherungsgerät (2) und der Kommunikationsschnittstelle (5) , wobei die Adaptereinrichtung (3) nach einem der oben genannten Ansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
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