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DE102011085304A1 - Vorrichtung und Verfahren zur drahtlosen Kommunikation mit einem Schienenfahrzeug - Google Patents

Vorrichtung und Verfahren zur drahtlosen Kommunikation mit einem Schienenfahrzeug Download PDF

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DE102011085304A1
DE102011085304A1 DE102011085304A DE102011085304A DE102011085304A1 DE 102011085304 A1 DE102011085304 A1 DE 102011085304A1 DE 102011085304 A DE102011085304 A DE 102011085304A DE 102011085304 A DE102011085304 A DE 102011085304A DE 102011085304 A1 DE102011085304 A1 DE 102011085304A1
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DE
Germany
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rail vehicle
base station
interface
controller
point
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Application number
DE102011085304A
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English (en)
Inventor
Ulrich Bolik
Jörg Christian Heuer
Heiko Deumer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
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    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
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    • B61L27/50Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
    • B61L27/57Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades for vehicles or trains, e.g. trackside supervision of train conditions

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur drahtlosen Kommunikation mit einem Schienenfahrzeug (10), wobei eine Steuerung (12) des Schienenfahrzeugs (10) eine Schnittstelle (14) für eine drahtlose Punkt-zu-Punkt Verbindung umfasst und zur Herstellung einer kommunikativen Verbindung zu einer von Schienenfahrzeug (10) unabhängigen Basisstation (16) sowie zum Austausch von Daten mit der Basisstation (16) über die kommunikative Verbindung eingerichtet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit einem Schienenfahrzeug, also z.B. einem Personenzug und/oder dessen Reisezugwagen, einem Güterzug und/oder dessen Güterwagen, einer Straßenbahn, einem Triebwagen, usw., sowie der davon jeweils umfassten Einheiten, die im Folgenden zusammenfassend und ohne Verzicht auf eine weitergehende Allgemeingültigkeit einzeln und zusammen als Schienenfahrzeug bezeichnet sind. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren für eine solche drahtlose Kommunikation, insbesondere ein Verfahren, bei dem die eingangs genannte Vorrichtung verwendet wird.
  • Eine drahtlose Kommunikation mit einem Schienenfahrzeug ist günstig und in einzelnen Fällen auch erforderlich, um von dem Schienenfahrzeug, während sich dieses in Betrieb befindet, also während sich das jeweilige Schienenfahrzeug oder die jeweiligen Schienenfahrzeuge auf dem Schienenstrang in Bewegung oder im Stillstand befinden, Daten, z.B. Wartungs- und/oder Diagnosedaten, erhalten zu können. Bei der Wartung und Diagnose von Schienenfahrzeugen muss allerdings zwischen solchen Schienenfahrzeugen, die z.B. im Hochgeschwindigkeitsverkehr eingesetzt werden, und einfachen Anwendungen, wie z.B. bei Straßenbahnen und einfachen Schienenfahrzeugen, unterschieden werden.
  • Für den oben skizzierten Hochgeschwindigkeitsbereich ist bekannt, dass Diagnose- und Betriebsdaten einzelner Unterkomponenten des jeweiligen Schienenfahrzeugs in einem zentralen Steuergerät (ZSG) zusammengeführt und dann vom zentralen Steuergerät des Schienenfahrzeugs über eine üblicherweise als GSM-Funkverbindung (Global System for Mobile Communications) realisierten Funkverbindung an einen zentralen Server übermittelt werden. Der Austausch von z.B. Diagnosedaten mit dem zentralen Server kann auch während des Betriebs, d.h. während der Fahrt oder während eines Halts des Schienenfahrzeugs, erfolgen. Aus den Diagnose- und Betriebsdaten werden bei einer eventuell vorliegenden Ausnahmesituation erforderliche Abhilfemaßnahmen generiert, so dass beim nächsten planmäßigen Wartungshalt die Ausnahmesituation, also zum Beispiel ein Fehler oder ein sich ankündigender Fehler, behoben werden kann. Durch die Vormeldung der Diagnose- und Betriebsdaten über die Funkverbindung ergibt sich ein Vorteil bei der logistischen Vorbereitung der jeweils erforderlichen Arbeiten, nämlich z.B. Wartung und/oder Reparatur.
  • Nachteilig bei diesem Verfahren ist allerdings, dass eine Mobilfunk-Verbindung, also z.B. die oben erwähnte GSM-Verbindung, erforderlich ist.
  • Bei einfachen Schienenfahrzeugen werden dagegen die Diagnose- und Betriebsdaten vom zentralen Steuergerät oder den jeweiligen Subkomponenten über eine drahtgebundene Verbindung ausgelesen, wenn sich das jeweilige Schienenfahrzeug an einer dafür ausgestatteten Stelle, z.B. in einem Depot, befindet. Hierbei kann das Auslesen der Diagnose- und Betriebsdaten präventiv oder korrektiv im Fehlerfall erfolgen. Eine eventuelle Zustandsbeobachtung von komplexen Systemen des Schienenfahrzeugs im Betrieb kann dabei drahtgebunden mit einer dafür vorgesehenen Überwachungsvorrichtung erfolgen. Die aufgenommenen Zustandsdaten und dergleichen werden über eine ebenfalls drahtgebundene Verbindung zu der Überwachungsvorrichtung ausgelesen, wenn sich das Schienenfahrzeug zum Beispiel in einem Depot befindet.
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht entsprechend darin, eine Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit einem Schienenfahrzeug und ein korrespondierendes Verfahren anzugeben, das einfach und kostengünstig ist und sich speziell für den Bereich einfacherer Schienenfahrzeuge (im Gegensatz zu Schienenfahrzeugen z.B. für den Hochgeschwindigkeitsverkehr) eignet. Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des ersten unabhängigen Anspruchs sowie mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Weiteren unabhängigen Anspruchs gelöst.
  • Hinsichtlich der Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit einem Schienenfahrzeug ist vorgesehen, dass eine Steuerung des Schienenfahrzeugs (schienenfahrzeugsseitige Steuerung) eine Schnittstelle für eine drahtlose Punkt-zu-Punkt Verbindung umfasst und zur Herstellung einer kommunikativen Verbindung zu einer vom Schienenfahrzeug unabhängigen Basisstation sowie zum Austausch von Daten mit der Basisstation über die kommunikative Verbindung eingerichtet ist. Als Schnittstelle für die drahtlose Punkt-zu-Punkt Verbindung kommt dabei insbesondere eine sogenannte DECT-Schnittstelle in Betracht (DECT = Digital Enhanced Cordless Communications). Die DECT-Schnittstelle ist ein Beispiel für eine drahtlose Punkt-zu-Punkt Verbindung, indem ein erstes Gerät mit einer solchen Schnittstelle eine Verbindung zu einem zweiten Gerät mit einer entsprechenden Schnittstelle aufbauen und über die so hergestellte kommunikative Verbindung unmittelbar mit dem anderen Gerät Daten austauschen kann. Der Begriff Punkt-zu-Punkt Verbindung wird hier also zur Abgrenzung gegenüber solchen drahtlosen Verbindungen verwendet, wie sie z.B. im Mobilfunkbereich, z.B. in Form einer GSM-Funkverbindung, verwendet werden, bei der eine Verbindung niemals direkt zwischen einem ersten und einem zweiten Endgerät, also z.B. einem Mobiltelefon und einer Steuerung mit einer Mobiltelefonfunkschnittstelle hergestellt wird, sondern im Gegenteil die Funkverbindungen über das Kommunikationssystem des jeweiligen Mobilfunkanbieters abgewickelt werden und dieses zumindest ein Mobilfunksendesystem mit zumindest einer sogenannten Basisstation, sodann ein Vermittlungsteilsystem als Schnittstelle zwischen Funknetz und drahtgebundenen Kommunikationsnetzen und schließlich eine zentrale Stelle, die das Mobilfunksendesystem und das Vermittlungssystem überwacht, umfasst.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht also in der Verwendung einer einfachen Schnittstelle für eine drahtlose Punkt-zu-Punkt Verbindung, insbesondere einer DECT-Schnittstelle als Schnittstelle für eine solche drahtlose Punkt-zu-Punkt Verbindung, wobei sich die Tatsache, dass es sich um eine vergleichsweise einfache Schnittstelle handelt, insbesondere dahingehend auswirkt, dass deren Integration in eine Steuerung des Schienenfahrzeugs oder ein Verfügbarmachen einer solchen Schnittstelle für eine Steuerung des Schienenfahrzeugs entsprechend einfach ist. Die Schnittstelle lässt sich dementsprechend leicht und kostengünstig warten. Zudem kommt vorteilhaft hinzu, dass, anders als z.B. bei GSM-Funkverbindungen, bei den über die hier vorgeschlagenen einfachen Schnittstellen abgewickelten Punkt-zu-Punkt Verbindungen keine Gebühren für Dienstleistungen eines Mobilfunkanbieters fällig werden, nachdem die jeweils hergestellte kommunikative Verbindung vollständig zwischen dem Schienenfahrzeug und dessen Steuerung einerseits und einer vom Schienenfahrzeug unabhängigen Basisstation andererseits abgewickelt wird.
  • Hinsichtlich des Verfahrens zur drahtlosen Kommunikation mit einem Schienenfahrzeug ist vorgesehen, dass eine Steuerung des Schienenfahrzeugs eine Schnittstelle für eine drahtlose Punkt-zu-Punkt Verbindung, insbesondere eine DECT-Schnittstelle, umfasst, dass die Steuerung im Betrieb eine kommunikative Verbindung zu einer vom Schienenfahrzeug unabhängigen Basisstation herstellt und dass die Steuerung über die kommunikative Verbindung mit der Basisstation Daten austauscht. Das hier vorgeschlagene Verfahren korrespondiert also mit der oben und nachfolgend mit weiteren Details beschriebenen Vorrichtung, so dass die oben skizzierten Vorteile auch für dieses Verfahren und dessen Ausgestaltungen gelten.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.
  • In einer besonderen Ausführungsform der Vorrichtung zeichnet sich diese dadurch aus, dass mittels der Steuerung über die Schnittstelle dauerhaft, zum Beispiel kontinuierlich oder zu vorgegebenen oder vorgebbaren, insbesondere äquidistanten Zeitpunkten die Verfügbarkeit einer Basisstation in einem Sende- und Empfangsbereich der Schnittstelle überprüfbar ist oder überprüft wird und dass im Falle einer als verfügbar erkannten Basisstation durch die Steuerung über die Schnittstelle Zustandsdaten des Schienenfahrzeugs an die Basisstation übermittelbar sind oder übermittelt werden. Bei einer solchen Konfiguration der schienenfahrzeugsseitigen Vorrichtung wird permanent die Erreichbarkeit einer Basisstation überprüft und sobald eine solche Erreichbarkeit gegeben ist werden Daten, nämlich z.B. Zustandsdaten des Schienenfahrzeugs, an die Basisstation übertragen. Eine solche Basisstation kann an einem Fahrweg für Schienenfahrzeuge angeordnet sein oder durch einen Benutzer in eine solche Position gebracht werden. Dadurch kann im Betrieb des jeweiligen Schienenfahrzeugs z.B. beim Passieren der Basisstation die Übermittlung von z.B. Zustandsdaten erfolgen. Andererseits ermöglicht eine solche kommunikative Verbindbarkeit der Steuerung des Schienenfahrzeugs mit der Basisstation auch einen leichten und schnellen Abruf solcher Zustandsdaten und dergleichen für Servicepersonal, das dann keine ansonsten erforderliche drahtgebundene Verbindung zwischen der Basisstation und der Schienenfahrzeugssteuerung herstellen muss. In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, dass sich die schienenfahrzeugsseitige Steuerung normalerweise in weniger leicht zugänglichen Bereichen des Schienenfahrzeugs, nämlich z.B. in einem sogenannten Unterflurbereich oder im Dachbereich befindet, so dass die Möglichkeit des drahtlosen Zugriffs auf solche Daten speziell auch eine Arbeitserleichterung für Servicepersonal darstellt und insgesamt einen schnelleren und effizienteren Zugriff auf solche Daten ermöglicht.
  • Bei einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens zur drahtlosen Kommunikation mit einem Schienenfahrzeug ist vorgesehen, dass jeder Basisstation oder der jeweiligen Schnittstelle, insbesondere der DECT-Schnittstelle der Basisstation, eine eindeutige Kennung zugewiesen ist und dass die Steuerung nur kommunikative Verbindungen mit solchen Basisstationen aufbaut, deren Kennung in einer im Bereich der Steuerung vorgehaltenen Tabelle mit zugelassenen Kennungen gespeichert ist. Auf diese Art und Weise kann sichergestellt werden, dass nur mit autorisierten Basisstationen eine kommunikative Verbindung aufgenommen wird. Nur mit autorisierten Basisstationen können dann von der Steuerung des Schienenfahrzeugs Zustandsdaten und dergleichen des Schienenfahrzeugs und/oder der davon umfassten Steuerung sowie ggf. sonstiger Einheiten empfangen werden.
  • Bei einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens kommt in Betracht, dass als kommunikative Verbindung eine verschlüsselte kommunikative Verbindung zwischen der Steuerung und der Basisstation aufgebaut wird. Bei einer solchen verschlüsselten kommunikativen Verbindung können die übermittelten Daten, auch wenn sie in unberechtigter Art und Weise durch ein Gerät mit einer für deren Empfang geeigneten Schnittstelle abgefangen werden, nicht weiter verwendet werden. Speziell ist eine solche verschlüsselte Verbindung auch bei Konstellationen sinnvoll, bei denen eine bidirektionale Datenübertragung stattfindet, bei der also nicht nur z.B. Zustandsdaten vom Schienenfahrzeug an die Basisstation übermittelt werden, sondern bei denen auch Daten von der Basisstation an das Schienenfahrzeug und/oder dessen Steuerung übermittelt werden, nämlich z.B. Parametrierungsdaten oder Daten für eine Softwareaktualisierung. Bei einer solchen verschlüsselten Verbindung können bei der schienenfahrzeugsseitigen Steuerung etwa eingehende Daten von einem nicht autorisierten Gerät, die nicht der erwarteten Verschlüsselung entsprechen, entweder gar nicht interpretiert oder zumindest als nicht zulässig zurückgewiesen werden. Auf diese Weise ist sinnvoll verhindert, dass unberechtigte Dritte Zugang zur Funktionalität der Steuerung des Schienenfahrzeugs erhalten.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass über die drahtlose Punkt-zu-Punkt Verbindung die Steuerung von der Basisstation Daten zur Aktualisierung eines von der Steuerung ausgeführten Steuerungsprogramms erhält. Auf diese Weise sind Softwareaktualisierungen im Bereich der schienenfahrzeugsseitigen Steuerung leicht einspielbar und das damit betraute Servicepersonal muss z.B. nicht mehr wie bisher eine drahtgebundene Verbindung mit der jeweiligen Steuerung in einem schwer zugänglichen Bereich des Schienenfahrzeugs wie oben beschrieben (Unterflurbereich, Dachbereich) herstellen.
  • Insgesamt betrifft die Erfindung damit auch ein Schienenfahrzeug mit einer Vorrichtung wie hier und nachfolgend beschrieben sowie einer Verarbeitungseinheit in Form von oder nach Art eines Mikroprozessors und einem Speicher, in den ein Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln geladen ist, um alle Schritte des Verfahrens und ggf. seiner Ausgestaltungen durchzuführen, wenn das Computerprogramm durch eine Steuerung des Schienenfahrzeugs ausgeführt wird. Die Erfindung ist dabei in Software implementiert. Die Erfindung ist damit einerseits auch ein Computerprogramm mit durch einen Computer, nämlich die als Computer fungierende Steuerung, ausführbaren Programmcodeanweisungen und andererseits ein Speichermedium mit einem derartigen Computerprogramm sowie schließlich auch eine schienenfahrzeugsseitige Steuerung, in deren Speicher als Mittel zur Durchführung des Verfahrens und seiner Ausgestaltungen ein solches Computerprogramm geladen oder ladbar ist.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Das oder jedes Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten und Kombinationen, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder der Zeichnung enthaltenen Merkmalen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen.
  • Es zeigen
  • 1 ein Schienenfahrzeug mit einer Steuerung und einer Schnittstelle für eine drahtlose Punkt-zu-Punkt Verbindung sowie einen Verbund aus zwei Schienenfahrzeugen, der selbst wieder ein Schienenfahrzeug darstellt, bei dem jedes Schienenfahrzeug zumindest eine Steuerung und eine Schnittstelle für eine drahtlose Punkt-zu-Punkt Verbindung aufweist,
  • 2 einen Verbund aus zwei Schienenfahrzeugen, bei denen ein Schienenfahrzeug keine eigene Schnittstelle aufweist, bei denen aber dessen Steuerung mit der Steuerung eines anderen Schienenfahrzeugs desselben Verbunds kommunikativ verbunden ist, so dass die Steuerung zumindest mittelbar Zugriff auf die Schnittstelle des anderen Schienenfahrzeugs hat,
  • 3 einen Verbund aus zwei Schienenfahrzeugen gemäß 1 oder 2 mit einer im Kommunikationsbereich befindlichen, von dem oder jedem Schienenfahrzeug unabhängigen Basisstation, mit der ein Austausch von Daten erfolgen kann und
  • 4 ein Flussdiagramm für ein von einer Steuerung eines Schienenfahrzeugs im Zusammenhang mit der Herstellung einer kommunikativen Verbindung mit einer Basisstation oder beim Transfer von Daten zur Basisstation oder von der Basisstation ausgeführtes Steuerungsprogramm.
  • 1 zeigt schematisch vereinfacht ein Schienenfahrzeug 10. Dabei ist auf der linken Seite der Darstellung ein einzelnes Schienenfahrzeug, also z.B. ein Güterwaggon oder eine Straßenbahn mit nur einem Wagen, usw. und auf der rechten Seite ein Schienenfahrzeug 10 mit zwei Wagen gezeigt. Das Schienenfahrzeug 10 und jede davon umfasste Garnitur wird im Folgenden als Schienenfahrzeug bezeichnet, also z.B. eine Straßenbahn mit eventuell mehreren gekoppelten Garnituren und die oder jede davon umfasste Garnitur oder ein Güterzug mit einer Lokomotive und Güterwaggons einerseits und die Lokomotive und jeder Waggon andererseits.
  • Bei der Darstellung ist gezeigt, dass jedes Schienenfahrzeug 10 zumindest eine im Folgenden mitunter auch nur kurz als Steuerung 12 bezeichnete schienenfahrzeugsseitige Steuerung umfasst. Einzelne Schienenfahrzeuge 10 können auch mehrere Steuerungen 12, z.B. als Antriebssteuerung, als Steuerung für Klimatisierungs- und Belüftungseinheiten, als Logistikeinheit, usw. umfassen. Jeder Steuerung 12 ist eine Schnittstelle 14 für eine kommunikative Punkt-zu-Punkt Verbindung zugeordnet. Die Beschreibung der Schnittstelle 14 als der Steuerung 12 zugeordnet meint, dass entweder die Steuerung 12 die Schnittstelle 14 umfasst oder dass die Steuerung 12 mit der Schnittstelle 14, die z.B. als separate modulare Einheit ausgeführt sein kann, in geeigneter Art und Weise verbunden ist, so dass die Steuerung 12 Zugriff auf die Schnittstelle 14 hat. Die Kombination aus Steuerung 12 und Schnittstelle 14 ist also ein Beispiel für eine Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit einem Schienenfahrzeug 10 und der eine Teil eines Systems zur drahtlosen Kommunikation mit einem Schienenfahrzeug 10, wobei eine Basisstation 16 (3) oder dergleichen den komplementären anderen Teil des Systems bildet und beide Teile als Sender und/oder Empfänger fungieren.
  • 2 zeigt eine Darstellung ähnlich wie 1 auf der rechten Seite. Gezeigt ist ein Schienenfahrzeug 10 mit zwei Garnituren. Die Besonderheit gegenüber der in 1 gezeigten Situation besteht darin, dass jedes Schienenfahrzeug 10 eine Steuerung 12 umfasst, dass aber nur eine Steuerung 12 in einem der Schienenfahrzeuge 10 eine Schnittstelle 14 für eine kommunikative Punkt-zu-Punkt Verbindung aufweist und dass die Steuerung 12, die keine eigene Schnittstelle 14 aufweist oder auf eine solche keinen direkten Zugriff hat, mit der Steuerung 12 im anderen Schienenfahrzeug 10 kommunikativ verbunden ist, so dass zumindest eine indirekte Zugriffsmöglichkeit auf deren Schnittstelle 14 besteht.
  • 3 zeigt eine nochmals andere Konstellation eines Schienenfahrzeugs 10 mit zwei davon umfassten Schienenfahrzeugen 10, wobei jedes Schienenfahrzeug 10 eine eigene Steuerung 12 aufweist und jede Steuerung 12 entweder eine Schnittstelle 14 für eine kommunikative Punkt-zu-Punkt Verbindung umfasst oder auf eine solche Schnittstelle 14 Zugriff hat. Zusätzlich ist eine vom Schienenfahrzeug 10 unabhängige Basisstation 16 gezeigt. Diese kann als mobile Basisstation 16 ausgeführt sein und insofern von einem Verwender der Basisstation 16 mitgeführt werden, z.B. für Diagnose- und Wartungszwecke. Des Weiteren kann die Basisstation 16 auch benachbart zu z.B. einem Fahrweg für das Schienenfahrzeug 10 installiert sein und auf diese Weise z.B. Zustandsdaten von einem oder mehreren Schienenfahrzeugen 10 aufnehmen, wenn dieses oder diese den Bereich der Basisstation 16 passieren. Dazu weist die Basisstation 16 eine eigene Steuerung 18 und eine zu der Schnittstelle 14 für eine kommunikative Punkt-zu-Punkt Verbindung der Schienenfahrzeuge 10 passende Schnittstelle 20 für eine solche kommunikative Punkt-zu-Punkt Verbindung auf. Sowohl die schienenfahrzeugsseitige Steuerung 14 wie auch die basisgerätsseitige Steuerung 18 umfasst zumindest eine Verarbeitungseinheit in Form von oder nach Art eines Mikroprozessors (nicht dargestellt) sowie einen Speicher (nicht dargestellt), in den ein Steuerungsprogramm für die jeweilige Steuerung 12, 18 geladen oder ladbar ist. Beim Betrieb des Schienenfahrzeugs 10 oder beim Betrieb der Basisstation 16 führt die jeweilige Steuerung 12, 18, also deren Verarbeitungseinheit, das jeweilige Steuerungsprogramm aus und bewirkt damit die Umsetzung der durch das jeweilige Steuerungsprogramm implementierten Funktionalität. Zu dieser Funktionalität gehört für die schienenfahrzeugsseitige Steuerung 12 auch die Bedienung der Schnittstelle 14. Ebenso gehört zu dieser Funktionalität für die Steuerung 18 der Basisstation 16 die Bedienung von deren Schnittstelle.
  • Wie 3 schematisch vereinfacht darstellt, gehört zu jeder Schnittstelle 14, 20 ein im Folgenden kurz als Kommunikationsbereich 22 bezeichneter Sende-/Empfangsbereich. Über zwei Schnittstellen 14, 20, die sich wechselseitig innerhalb ihrer jeweiligen Kommunikationsbereiche 22 befinden, können Daten zwischen einem Schienenfahrzeug 10 und der Basisstation 16 ausgetauscht werden, nämlich zwischen der Steuerung 12 des jeweiligen Schienenfahrzeugs 10 und der Steuerung 18 der Basisstation 16. Dabei kann z.B. vorgesehen sein, dass mittels der Steuerung 12 über die Schnittstelle 14 dauerhaft oder zu vorgegebenen oder vorgebbaren, insbesondere äquidistanten Zeitpunkten die Verfügbarkeit einer Basisstation 16, nämlich der Schnittstelle 20 einer solchen Basisstation 16, in einem Kommunikationsbereich 22 der schienenfahrzeugsseitigen Schnittstelle 14 befindet. Im Falle einer als verfügbar erkannten Basisstation 16 können dann durch die Steuerung 12 des Schienenfahrzeugs 10 über die schienenfahrzeugsseitige Schnittstelle 14 Daten, z.B. Zustandsdaten des Schienenfahrzeugs 10, an die Basisstation 16, nämlich zunächst deren Schnittstelle 20 und sodann deren Steuerung 18, übermittelt werden.
  • Alternativ zu einer solchen undirektionalen Datenübertragung, bei der also nur Daten vom Schienenfahrzeug 10 zur Basisstation 16 übertragen werden, kommt auch eine bidirektionale Datenübertragung in Betracht, z.B. in Form von Parametrierungsdaten, die die Steuerung 18 der Basisstation 16 mittels ihrer Schnittstelle 20 an die Schnittstelle 14 des Schienenfahrzeugs und sodann die Steuerung 12 des Schienenfahrzeugs 10 überträgt, um dort eine veränderte Parametrierung zu bewirken. Bevor eine solche Datenübertragung von der Basisstation 16 zum Schienenfahrzeug 10 erfolgt, und erst dies macht die Datenübertragung zu einer bidirektionalen Datenübertragung, werden z.B. über die Schnittstellen 14, 20 Konfigurationsdaten oder sonstige Kennungen der schienenfahrzeugsseitigen Steuerung 12 abgefragt, um sicherzustellen, dass die zu übermittelnden Parametrierungsdaten für die jeweilige Steuerung 12 passend sind. Ein anderes Beispiel für eine bidirektionale Datenübertragung, bei der zunächst eine Autorisierung und/oder eine Eignung von Daten für die jeweilige Gegenstelle überprüft wird, sind Softwareaktualisierungen zur Ergänzung oder Modifikation des auf der schienenfahrzeugsseitigen Steuerung 12 ausgeführten Steuerungsprogramms, usw.
  • Bei bidirektionalen Datenübertragungen zwischen einer schienenfahrzeugsseitigen Schnittstelle 14 und einer Schnittstelle 20 einer Basisstation 16 kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass eine Kennung oder ein sonst zur Identifikation der Basisstation 16 geeigneter Bezeichner abgefragt und mit einer Liste zulässiger Kennungen/Bezeichner, auf die die Steuerung 12 Zugriff hat, verglichen wird, um eine Kommunikation mit einer nicht autorisierten Basisstation 16 zu vermeiden. Die Datenübertragung zwischen der schienenfahrzeugsseitigen Steuerung 12 und der Basisstation 16 kann darüber hinaus verschlüsselt sein. Für die Verschlüsselung kommt jedes an sich bekannte Verschlüsselungsverfahren in Betracht.
  • Der Vorteil der hier vorgeschlagenen Lösung besteht insbesondere darin, dass Zustands-, Diagnose- sowie Betriebsdaten und dergleichen ohne eine drahtgebundene Verbindung ausgelesen werden können, dass keine GSM-Funkverbindung oder eine sonstige, die Dienstleistungen eines Mobilfunkanbieters erfordernde Funkverbindung notwendig ist und damit die sich ansonsten ergebenden laufenden Betriebskosten nicht anfallen. Zudem können Zustands-, Diagnose- und Betriebsdaten automatisch erfasst und weiterverarbeitet werden. Wenn eine Basisstation 16 wie oben beschrieben z.B. im Zufahrtsbereich eines Depots für Schienenfahrzeuge 10 angeordnet ist, kann jedes Mal, wenn ein Schienenfahrzeug 10 in das Depot einfährt oder dieses verlässt, eine Aufnahme der jeweils relevanten Daten erfolgen, so dass aus den Daten unmittelbar jeweils erforderliche Maßnahmen, z.B. eine Wartung, abgeleitet werden können. Eine Schnittstelle 14, 20 zur kommunikativen Punkt-zu-Punkt Verbindung mit einer anderen Schnittstelle 14, 20 ist kostengünstig und kann auf einfache und ebenfalls kostengünstige Art und Weise in bereits bestehende Systeme integriert oder dort nachgerüstet werden, z.B. durch Integration in eine schienenfahrzeugsseitige Steuerung 12 oder durch eine geeignete Anbindung an eine solche Steuerung 12.
  • Als einfache Schnittstelle 14 für eine drahtlose Punkt-zu-Punkt Verbindung kommt eine sogenannte DECT-Schnittstelle 14 in Betracht. Bei Verwendung einer DECT-Schnittstelle 14 bzw. bei Verwendung des DECT-Protokolls mit jeweils zwei kommunikativ verbundenen Schnittstellen 14, 20 für eine drahtlose Punkt-zu-Punkt Verbindung ist gleichzeitig der Forderung nach einer kostengünstigen und hinsichtlich der kommunikativen Funktionalität vergleichsweise einfach zu implementierenden Schnittstelle Genüge getan. Zudem handelt es sich bei einer DECT-Schnittstelle um eine ausgereifte Technik, die sich in vielen Anwendungsfällen bewährt hat und die auch zur Verwendung bei der Diagnose, Softwareaktualisierung, usw. von Schienenfahrzeugen 10 in Betracht kommt.
  • 4 zeigt schematisch vereinfacht ein Steuerungsprogramm 24 wie es z.B. von der schienenfahrzeugsseitigen Steuerung 12 ausgeführt wird. Hinsichtlich des Steuerungsprogramms 24 sind nur diejenigen Aspekte erläutert, die im Zusammenhang mit der hier vorgelegten Beschreibung relevant sind. Das Steuerungsprogramm 24 kann also weitere, hier nicht beschriebene Funktionalitäten ausführen oder mit anderen Steuerungsprogrammen 24 in an sich bekannter Art und Weise interagieren. In einem ersten Schritt 26 überprüft die Steuerung 12 über deren Schnittstelle 14 die Verfügbarkeit einer Basisstation 16 mit einer entsprechenden Schnittstelle 20 im Kommunikationsbereich 22 der eigenen Schnittstelle 14. Solange keine solche Basisstation 16 erkannt ist, wird ggf. wieder vor den ersten Schritt 26 verzweigt (zweiter Schritt 28) und die Steuerung 12 setzt die Überprüfung auf eine erreichbare Basisstation 16 fort. Wird allerdings eine Basisstation 16 im Kommunikationsbereich 22 der schienenfahrzeugsseitigen Schnittstelle 14 erkannt, wird mit einem dritten Schritt 30 des Steuerungsprogramms 24 eine kommunikative Verbindung über die schienenfahrzeugsseitige Schnittstelle 14 und die korrespondierende Schnittstelle 20 der Basisstation 16 zwischen der steuerungsseitigen Schnittstelle 12 und der Steuerung 18 der Basisstation 16 hergestellt und dabei z.B. eine Kennung der Basisstation 16 abgefragt. Schlägt der Aufbau der kommunikativen Verbindung fehl oder lässt sich die Basisstation 16 anhand von deren Kennung nicht als eine zum Datenaustausch mit der schienenfahrzeugsseitigen Steuerung 12 zugelassene Basisstation 16 identifizieren, wird der Versuch des Verbindungsaufbaus abgebrochen oder eine hergestellte kommunikative Verbindung beendet und im Steuerungsprogramm 24 vor den ersten Schritt 26 verzweigt (vierter Schritt 32).
  • Wenn eine kommunikative Verbindung besteht und ggf. auch sichergestellt ist, dass die kommunikative Verbindung zu einer autorisierten Basisstation 16 hergestellt wurde, kann in einem fünften Schritt 34 die eigentliche Übertragung von Nutzdaten beginnen. Dabei kommt in Betracht, dass die schienenfahrzeugsseitige Steuerung 12 an die Basisstation 16 und deren Steuerung 18 Zustandsdaten und dergleichen des Schienenfahrzeugs 10 und/oder deren Steuerung 12 und/oder weiterer Einheiten oder Aggregate des Schienenfahrzeugs 10 übermittelt oder dass die schienenfahrzeugsseitige Steuerung 12 von der Basisstation 16 und deren Steuerung 18 Daten empfängt, also z.B. Daten für eine Aktualisierung des Steuerungsprogramms 24, Parametrierungsdaten, Konfigurationsdaten, usw. Nach Abschluss der Datenübertragung wird normalerweise wieder vor den ersten Schritt 26 des Steuerungsprogramms 24 verzweigt, damit die Steuerung z.B. dann, wenn sich das Schienenfahrzeug 10 in Fahrt befindet, bei Erreichen einer Streckenposition mit einer weiteren Basisstation 16 deren Verfügbarkeit erkennen und auch mit dieser die jeweils vorgesehenen Daten austauschen kann oder damit bei einer mobilen, von einem Bediener mitgeführten Basisstation 16 nach Abschluss eines Serviceeinsatzes die schienenfahrzeugsseitige Steuerung 12 bei einem späteren Serviceeinsatz automatisch die Erreichbarkeit der Basisstation 16 erkennt und mit dieser über die Schnittstelle 14 eine Punkt-zu-Punkt Verbindung herstellen kann.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit einem Schienenfahrzeug (10), dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (12) des Schienenfahrzeugs (10) eine Schnittstelle (14) für eine drahtlose Punkt-zu-Punkt Verbindung umfasst und zur Herstellung einer kommunikativen Verbindung zu einer vom Schienenfahrzeug (10) unabhängigen Basisstation (16) sowie zum Austausch von Daten mit der Basisstation (16) über die kommunikative Verbindung eingerichtet ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schnittstelle für eine drahtlose Punkt-zu-Punkt Verbindung eine DECT-Schnittstelle (14) ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei mittels der Steuerung (12) über die Schnittstelle (14) dauerhaft die Verfügbarkeit einer Basisstation (16) in einem Sende- und Empfangsbereich der Schnittstelle (12) überprüfbar ist und wobei im Falle einer als verfügbar erkannten Basisstation (16) durch die Steuerung (12) über die Schnittstelle (14) Zustandsdaten des Schienenfahrzeugs (10) an die Basisstation (16) übermittelbar sind.
  4. System mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3 sowie einer vom Schienenfahrzeug (10) unabhängigen Basisstation (16), wobei die Basisstation (16) mobil und von einem Verwender der Basisstation (16) mitführbar ist.
  5. Verfahren zur drahtlosen Kommunikation mit einem Schienenfahrzeug (10), dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung (12) des Schienenfahrzeugs (10) eine Schnittstelle (14) für eine drahtlose Punkt-zu-Punkt Verbindung, insbesondere eine DECT-Schnittstelle, umfasst, dass die Steuerung (12) im Betrieb eine kommunikative Verbindung zu einer vom Schienenfahrzeug (10) unabhängigen Basisstation (16) herstellt und dass die Steuerung (12) über die kommunikative Verbindung mit der Basisstation (16) Daten austauscht.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Steuerung (12) über die Schnittstelle (14) dauerhaft die Verfügbarkeit einer Basisstation (16) im Sende- und Empfangsbereich des Schnittstelle (14) überprüft und wobei die Steuerung (12) im Falle einer als verfügbar erkannten Basisstation (16) über die Schnittstelle (14) Zustandsdaten des Schienenfahrzeugs (10) an die Basisstation (16) übermittelt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei jeder Basisstation (16) eine eindeutige Kennung zugewiesen ist und wobei die Steuerung (12) nur kommunikative Verbindungen mit solchen Basisstationen (16) aufbaut, deren Kennung in einer im Bereich der Steuerung (12) vorgehaltenen Tabelle mit zugelassenen Kennungen gespeichert ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei als kommunikative Verbindung eine verschlüsselte kommunikative Verbindung zwischen der Steuerung (12) und der Basisstation (16) aufgebaut wird.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 5, 6, 7 oder 8, wobei die Steuerung (12) von der Basisstation (16) Daten zur Aktualisierung eines von der Steuerung (12) ausgeführten Steuerungsprogramms erhält.
  10. Schienenfahrzeug mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 sowie einer Verarbeitungseinheit und einem Speicher, in den ein Computerprogramm mit Programmcode-Mitteln geladen ist, um alle Schritte von jedem beliebigen der Ansprüche 5 bis 9 durchzuführen, wenn das Programm durch eine Steuerung (12) des Schienenfahrzeugs (10) ausgeführt wird.
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