[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung für die Überwachung eines schienengebundenen
Zuges bestehend aus einem Triebfahrzeug und mindestens einem Waggon, wobei
das Triebfahrzeug und die Waggons jeweils eine Kommunikationsausrüstung mit Bordcomputer,
mit einer Langstreckenkommunikationsanbindung an mindestens eine Zentrale und mit
einer eigenen, vom Zugbetrieb unabhängigen Energieversorgung aufweisen,
die Kommunikationsausrüstungen der Waggons mindestens einen den Fahrzeugbetrieb überwachenden
Sensor aufweisen, der über eine Sensorschnittstelle an den Bordcomputer angeschlossen
ist, und
in den Bordcomputern Fahrzeugdaten abgespeichert sind.
[0002] Langstreckenkommunikationsanbindung bezeichnet eine Einrichtung für eine funkgestützte
Verbindung zwischen den Kommunikationsausrüstungen der autarken Fahrzeugeinheiten
und einer oder mehreren Zentralen, wobei kommerzielle, datenfunkfähige Telekommunikationsnetze
zum Einsatz kommen.
[0003] Die Erfindung schließt an den Stand der Technik aus DE-A 44 08 261 an. Im Rahmen
der bekannten Maßnahmen ist eine zentrale Überwachung der Waggons unabhängig von ihrem
Standort und der Zugzusammenstellung möglich und ist jederzeit ein Datenaustausch
mit der Zentrale gewährleistet. Bei Eintritt eines von dem Sensor erfaßten, vorgegebenen
Betriebszustandes wird die Kommunikationsausrüstung des betreffenden Waggons aktiviert
und tritt diese selbsttätig über die Langstreckenkommunikationsanbindung mit der zentralen
Leitstelle in Kommunikation. Auch von außen ist bei entsprechender Zugriffsberechtigung
eine Abfrage der abgespeicherten Daten und ein etwaiger Eingriff auf Stell- und Steuereinrichtungen,
die an den Bordcomputer angeschlossen sind, möglich. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen
werden Zustandsdaten der Waggons erfaßt und zur weiteren Auswertung an eine oder mehrere
zentrale Leitstellen weitergeleitet. Bei Vorhandensein einer entsprechenden Sensorik
können die Fahrtstrecke und die Zahl der Rangierstöße exakt erfaßt werden, was z.
B. eine kilometerbezogene Abrechnung des Fahrzeugbetriebs, die Planung von Instandhaltungen
u. dgl. ermöglicht. Sicherheitsrelevante Betriebsdaten, z. B. die Lagertemperatur
eines heißlaufenden Radlagers, können über die Langstreckenkommunikationsanbindung
der Leitstelle gemeldet und von dort an den Zugführer weitergeleitet werden. Bei Tunneldurchfahrten
und im gebirgigen Gelände kann die Datenübertragung jedoch erheblich eingeschränkt
sein. Die Übertragung sicherheitsrelevanter Daten ist sowohl in bezug auf die Sicherheit
der Datenübertragung als auch in bezug auf die Schnelligkeit der Datenübertragung
verbesserungsbedürftig.
[0004] Im Rahmen einer aus DE-Z: SIGNAL + DRAHT (1997), Heft 11, Seite 22 bis 25 bekannten
Überwachung ist zwischen der Lok und dem Zugende eine unidirektionale oder bidirektionale
Funkverbindung vorgesehen. Letztere ermöglicht eine Statusabfrage eines am Zugende
angebrachten Gerätes zur Überwachung der Hauptluftleitung sowie eine Überprüfung weiterer
Parameter wie Ladezustand der Batterie, Überwachung der Zugschlußleuchte usw..
[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung für die Überwachung eines
schienengebundenen Zuges mit den eingangs beschriebenen Merkmalen so weiter zu entwickeln,
daß sicherheitsrelevante Störungsmeldungen, die an den Waggons oder an der Ladung
erfaßt werden, ohne Verzögerung betriebssicher an die Kommunikationsausrüstung des
Triebfahrzeuges weitergeleitet werden, so daß manuell oder automatisch geeignete sicherheitstechnische
Maßnahmen eingeleitet werden können.
[0006] Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung, daß die Kommunikationsausrüstung des
Triebfahrzeuges eine Führungs-Sende/Empfangseinheit für ein Kurzstreckenkommunikationsmedium
aufweist, welches im Polling-Betrieb ständig elektromagnetische Wellen zur Datenkommunikation
mit den Kommunikationsausrüstungen der Waggons aussendet, daß die Kommunkationsausrüstungen
der Waggons in einen Sleep-Modus versetzbare Sende/Empfangseinheiten für die Kurzstreckenkommunikation
aufweisen, die im Polling-Betrieb Datensätze zur Identifizierung des Waggons abgeben,
wobei die Sende/Empfangseinheiten der in die Waggons eingebauten Kommunikationsausrüstungen
von dem zugeordneten Bordcomputer bei Eintritt eines von dem Sensor erfaßten Betriebszustandes
aktivierbar sind und ein Signal abgeben, welches von der Kommunikationsausrüstung
des Triebfahrzeuges empfangen wird, und wobei die Kommunikationsausrüstung des Triebfahrzeuges
eine oder mehrere Benutzerdialogschnittstellen aufweist, in der die Informationen
der Waggon-Kommunikationsausrüstungen zusammenlaufen.
[0007] Zusätzlich zu der autarken Anbindung des Triebfahrzeuges und der Waggons an eine
oder mehreren Zentralen über die Langstreckenkommunikationsanbindung ist eine Kommunikationsverbindung
der Fahrzeuge innerhalb des Zugverbundes über ein Kurzstreckenkommunikationsmedium
hergestellt. Über das Kurzstreckenkommunikationsmedium sind die Fahrzeuge zu einem
"virtuellen Zugbus" zusammengeführt. Das Kurz streckenkommunikationsmedium soll eine
Datenübertragung über die Länge des Zugverbundes, bis maximal 1,5 km, erlauben. Geeignete
Übertragungsmedien sind der Kurzstreckenfunk, z. B. im 433 MHz-Band, und die Mikrowellen-
bzw. Oberflächenwellentechnik.
[0008] Die Führungs-Sende/Empfangseinheit sendet permanent elektromagnetische Wellen zur
Datenkommunikation mit den Kommunikationsausrüstungen der Waggons aus und stellt eine
ständige Kommunikationsverbindung mit den im Übertragungsbereich des Kurzstreckenkommunikationsmediums
liegenden Sende/Empfangseinheiten der Waggons her. Mit dem Begriff "Polling" ist gemeint,
daß die Sende/Empfangseinheiten der Waggon-Kommunikationsausrüstungen von der Führungs-Sende/Empfangseinheit
aus angesprochen und abgefragt werden und auf Sendeabruf einen Datensatz zur Idenfizierung
des Waggons an die Kommunikationsausrüstung des Triebfahrzeuges abgeben. Der Datensatz
zur Identifizierung der Waggons kann logistische Informationen z. B. über die Ladung,
Aufgabe- und Zielort, u. dgl. enthalten. Mittels einer Zugriffsberechtigungslogik
unter Verwendung von Paßwortabfragen und Zugriffscodes kann sichergestellt werden,
daß nur die zu einem Zugverbund zusammengeschlossenen Fahrzeuge miteinander in Kommunikationsverbindung
stehen und keine Störung durch Fahrzeuge auf Parallelgleisen ausgehen kann.
[0009] Die in den Sleep-Modus bzw. Standby-Betrieb versetzten Sende/Empfangseinheiten der
Waggon-Kommunikationsausrüstungen haben nur einen geringen Energiebedarf, solange
sie nicht von dem Bordcomputer aktiviert werden. Die Aktivierung durch den Bordcomputer
geschieht nur bei Erfassung bzw. Detektion eines von einem oder mehreren Sensoren
erfaßten Betriebszustandes, beispielsweise bei der Detektion einer Entgleisung oder
einer Ladetemperatur-Über/Unterschreitung, u. dgl. Nach Aktivierung durch den Bordcomputer
sendet die Waggon-Kommunikationsausrüstung so lange ein Datenpaket an die Führungs-Sende/Empfangseinheit
des Triebfahrzeuges ab, bis diese den Empfang quittiert.
[0010] Die Daten, die nach Aktivierung durch den Bordcomputer von den Sende/Empfangseinheiten
der Waggonausrüstungen an die Kommunikationsausrüstung des Triebfahrzeuges übertragen
werden, enthalten zeit- oder sicherheitskritische Informationen für den Lokführer.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist an die Sensorschnittstelle
der Waggon-Kommunikationsausrüstungen zumindest ein Entgleisungsdetektor angeschlossen.
Die an die Kommunikationsausrüstung des Triebfahrzeuges übermittelten Daten werden
in einer an die Benutzerdialogschnittstellen angeschlossenen Anzeigeeinheit visualisiert.
Bei Anschluß von Steuereinrichtungen an die Benutzerdialogschnittstellen ist auch
ein direkter Eingriff in die Zugsteuerung, z. B. durch Auslösung einer Zugbremsung,
möglich.
[0011] In weiterer Ausgestaltung gehört zu der erfindungsgemäßen Einrichtung zumindest ein
zusätzliches mobiles Datenerfassungsgerät mit einer Sende/Empfangseinheit für ein
Kurzstreckenkommunikationsmedium, welches im Polling-Betrieb elektromagnetische Wellen
zur Datenkommunikation mit den Kommunikationsausrüstungen der Waggons aussendet, wobei
die in den Bordcomputer gespeicherten Fahrzeugdaten über das Kurzstreckenkommunikationsmedium
in das mobile Datenerfassungsgerät übertragbar sind. Das mobile Datenerfassungsgerät
kann für Zugzusammenstellungen, die sogenannte Zugtaufe, vorteilhaft eingesetzt werden.
Alle oder Teile der Fahrzeugdaten mit Logistikinformationen, die in den Bordcomputern
der Waggon-Kommunikationsausrüstungen elektronisch abgespeichert sind, können über
das Kurzstreckenkommunikationsmedium in das mobile Datenerfassungsgerät übertragen
werden. Bei Verwendung des mobilen Datenerfassungsgerätes durch das Bahnbetriebspersonal,
beispielsweise Wagenmeister, Rangiermeister u. dgl., entfällt die nach dem Stand der
Technik notwendige visuelle Erfassung der Fahrzeugdaten und ihre manuelle Übertragung
in Bücher oder ihre manuelle Eingabe über eine Tastatur in mobile Datenerfassungsgeräte.
Bei einem Unfall, an dem Waggons mit einer gefährlichen Ladung beteiligt sind, können
Rettungsdienste unter Verwendung des mobilen Datenerfassungsgerätes Informationen
über die Ladung über eine sichere Distanz von einigen hundert Metern abrufen.
[0012] Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Zugtaufe durch die Langstreckenkommunikationsanbindung
der Kommunikationseinrichtungen des Triebfahrzeuges und der Waggons an die Zentrale
automatisierbar. Dabei können alle in einem zentralen Planungs- und Dispositionssystem
vorliegenden Informationen mit den Ist-Daten eines Zugverbundes abgeglichen werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann dies dadurch erfolgen, daß die zentral
vorliegenden Planungsdaten durch die Langstreckenkommunikationsanbindung an die Kommunikationseinrichtung
im Triebfahrzeug weitergegeben werden und diese Kommunikationseinrichtung im Triebfahrzeug
gibt über die Führungs-Sende/Empfangseinheit und das Kurzstreckenkommunikationsmedium
Überprüfungsfragen an die tatsächlich im Zugverbund vorhandenen Waggons weiter. Nach
einer anderen Ausführungsform kann das zentrale Planungs- und Dispositionssystem die
Planungsdaten auch direkt über das Langstreckenkommunikationsmedium an die - gemäß
Plan - zu einem Zugverbund zusammenzuschließenden Waggons weitergeben, so daß diese
nach Erhalt der Daten über das Kurzstreckenkommunikationsmedium die Kommunikationseinrichtung
des Triebfahrzeuges informieren. Dadurch kann letztendlich ein automatisierter Abgleich
des Planungszustandes und des Ist-Zustandes erfolgen. Im Ergebnis kann mit den vorstehend
dargelegten erfindungsgemäßen Maßnahmen und durch die beschriebenen funktionalen Verknüpfungen
in vorteilhafter Weise eine automatisierte Dispositions- und Zugplanungskontrolle
erreicht werden.
[0013] Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Zeichnung erläutert. Die einzige Figur zeigt die schematische Anordnung einer erfindungsgemäßen
Einrichtung für die Überwachung eines schienengebundenen Zuges, der aus einem Triebfahrzeug
1 und mehreren Waggons 2 besteht.
[0014] Das Triebfahrzeug 1 und die Waggons 2 weisen jeweils eine eigene Kommunikationsausrüstung
3a, 3b mit Bordcomputer, einer Langstreckenkommunikationsanbindung 4 an mindestens
eine Zentrale 5 und einer eigenen, vom Zugbetrieb unabhängige Energieversorgung auf.
Zu den Kommunikationsausrüstungen 3b der Waggons 2 gehören außerdem mindestens ein
den Fahrzeugbetrieb überwachender Sensor, der über eine Sensorschnittstelle an den
Bordcomputer angeschlossen ist. In dem Bordcomputer sind Fahrzeugdaten abgespeichert.
[0015] Die Kommunkationsausrüstung 3a des Triebfahrzeuges 1 ist mit einer Führungs-Sende/Empfangseinheit
für ein Kurzstreckenkommunikationsmedium 6 ausgestattet, welches im Polling-Betrieb
ständig elektromagnetische Wellen zur Datenkommunikation mit den Kommunikationsausrüstungen
3b der Waggons 2 aussendet. Diese weisen in einen Sleep-Modus versetzbare Sende/Empfangseinheiten
für die Kurzstreckenkommunikation auf, die im Polling-Betrieb Datensätze zur Identifizierung
des betreffenden Waggons abgeben. Als Kurzstreckenkommunikationsmedium 6 ist der Kurzstreckenfunk,
z. B. im 433 MHz-Band, einsetzbar. Geeignet ist auch eine Datenübertragung durch Mikrowellen-
bzw. Oberflächenwellentechnik. Die Reichweite des Kurzstreckenkommunikationsmediums
6 ist etwas größer als die übliche Zuglänge und beträgt maximal 1,5 km. Mit dem Kurzstreckenkommunikationsmedium
6 ist eine Kombinationsverbindung zwischen dem Triebfahrzeug 1 und den Waggons 2 innerhalb
des Zugverbundes hergestellt. Außerdem sind alle Fahrzeuge 1, 2 über die Langstreckenkommunikationsanbindung
4 an eine oder mehrere Zentralen 5, z. B. Betriebsleitzentralen, Leitzentralen von
Bahnbetrieben, Wagenbetreibern, Transporteuren u. dgl. angeschlossen. Bei der Langstreckenkommunikationsanbindung
4 kann auf kommerzielle, datenfunkfähige Telekommunikationsnetze (z. B. GSM, Modacom,
Inmarsat, Eutelsat, Orbcomm, Iridium, Globalstar) zurückgegriffen werden. Über die
Langstreckenkommunikationsanbindung ist eine Kommunikation zwischen jedem Fahrzeug
1, 2 und der Zentrale 5 unabhängig von der Zugeinbindung gewährleistet.
[0016] Werden das Triebfahrzeug und Waggons zu einem Zugverbund zusammengestellt, erfolgt
dies in der Praxis nach Maßgabe eines Dispositionssystems. Aus dem Dispositionssystem
wird die Zugzusammenstellung an den Rangierbetrieb weitergeleitet, der die Waggons
und das Triebfahrzeug nach Maßgabe des Rangierauftrages zusammenstellt. Dieser Vorgang
wird auch als Zugtaufe bezeichnet. Gleichzeitig erfolgt aus dem Dispositionssystem
heraus via Langstreckenkommunikationsanbindung 4 eine Information an die Kommunikationsausrüstung
3a des Triebfahrzeuges 1, die ihrerseits über das Kurzstreckenkommunikationsmedium
6 Informationen über die Zugzusammenstellung aussendet. Die Kommunikationsausrüstungen
3b der in dem Zugverbund eingebundenen Waggons 2 geben Rückmeldungen. Nach vollständiger
Rückmeldung aller im Zugverbund zusammengeschlossener Waggon-Kommunikationsausrüstungen
3b erfolgt eine "ok-Rückmeldung" von der Kommunikationsausrüstung 3a des Triebfahrzeuges
1 via Fernkommunikationsmedium an die Zentrale 5. Fehlen ein oder mehrere Waggons,
wird eine Unvollständigkeitsmeldung an die Zentrale 5 abgegeben, so daß Maßnahmen
zum Abgleich der Plan-und Istdaten eingeleitet werden können. Ist eine ordnungsgemäße
Konstellation des Zugverbundes aus systemtechnischer Sicht gegeben, werden die Sende/Empfangseinheiten
der Waggon-Kommunikationsausrüstungen 3b in einen Sleep-Modus bzw. einen Standby-Betrieb
versetzt. Im Sleep-Modus bzw. im Standby-Betrieb ist der Energiebedarf der Kommunikationsausrüstungen
3b gering.
[0017] Unabhängig von dem Betriebsmodus der Waggon-Kommunikationsausrüstungen 3b sendet
die für die Kurzstreckenkommunikation vorgesehene Führungs-Sende/Empfangseinheit der
Kommunikationsausrüstung 3a des Triebfahrzeuges 1 im Polling-Betrieb elektromagnetische
Wellen zur Datenkommunikation aus. Dadurch ist eine permanente Abfrage der Waggon-Kommunikationsausrüstungen
3b im Zugverbund sichergestellt. Eine Zugriffsberechtigungslogik mit Codierungen,
Paßwortabfragen u. dgl. verhindert Störungen der Kommunikation, wenn der Zugverbund
in Bahnhöfen oder auf freien Strecken anderen Zügen mit entsprechender Ausrüstung
begegnet.
[0018] Die Kommunikationsausrüstungen 3b der Waggons weisen einen oder mehrere, den Fahrzeugbetrieb
überwachende Sensoren auf. Bei einem von den Sensoren erfaßten Betriebszustand werden
die Sende/Empfangseinheiten der in die Waggons eingebauten Kommunikationsausrüstungen
3b von dem zugeordneten Bordcomputer aktiviert und geben ein Signal ab, welches von
der Kommunikationsausrüstung 3a des Triebfahrzeuges 1 empfangen wird. Diese ist mit
einer oder mehreren Benutzerdialogschnittstellen 7 ausgestattet, in der die Informationen
der Waggon-Kommunikationsausrüstungen 3b zusammenlaufen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist an die Sensorschnittstelle der Waggon-Kommunikationsausrüstungen
3b zumindest ein Entgleisungsdetektor, also ein elektronisches System zur Erkennung
von Entgleisungen, angeschlossen. Wird nun im Zugverbund eine Entgleisung detektiert,
so wird umgehend das Kurzstreckenmedium der Waggon-Kommunikationsausrüstung geschaltet
und die detektierte Entgleisung praktisch verzögerungsfrei an die Kommunikationsausrüstung
3a des Triebfahrzeuges 1 gemeldet. Über die Benutzerdialogschnittstelle 7 erhält der
Fahrzeugführer ein Signal und kann sicherheitstechnische Maßnahmen einleiten. Darüber
hinaus kann, vorzugsweise mit einer geringen Zeitverzögerung, eine automatische Bremsung
oder eine andere Reaktion über die Lokausrüstung eingeleitet werden. Zusätzlich wird
die detektierte Meldung durch die Langstreckenkommunikationsanbindung 4 an die Zentrale
5 weitergegeben. Es versteht sich, daß entsprechende Szenarien für andere detektierte
Zustandsänderungen gelten.
[0019] Zu der erfindungsgemäßen Einrichtung gehört ferner ein mobiles Datenerfassungsgerät
8 mit einer Sende/Empfangseinheit für ein Kurzstreckenkommunikationsmedium 6, welches
im Polling-Betrieb elektromagnetische Wellen zur Datenkommunikation mit den Kommunikationsausrüstungen
3b der Waggons 2 aussendet. Die in den Bordcomputern der Waggon-Kommunikationsausrüstungen
gespeicherten Fahrzeugdaten, einschließlich etwaiger Logistikinformationen, sind über
das Kurzstreckenkommunikationsmedium 6 in das mobile Datenerfassungsgerät 8 übertragbar.
Bei der Zugtaufe entfällt dadurch das nach dem Stand der Technik notwendige visuelle
manuelle Erfassen der Fahrzeugdaten. Auch besteht die Möglichkeit, das mobile Datenerfassungsgerät
vorteilhaft bei Rettungsdiensten einzusetzen, um Informationen über die Waggons oder
deren Ladung abzurufen.
1. Einrichtung für die Überwachung eines schienengebundenen Zuges bestehend aus einem
Triebfahrzeug (1) und mindestens einem Waggon (2), wobei
das Triebfahrzeug (1) und die Waggons (2) jeweils eine Kommunikationsausrüstung (3a,
3b) mit Bordcomputer, mit einer Langstreckenkommunikationsanbindung (4) an mindestens
eine Zentrale (5) und mit einer eigenen, vom Zugbetrieb unabhängigen Energieversorgung
aufweisen,
die Kommunikationsausrüstungen (3b) der Waggons (2) mindestens einen den Fahrzeugbetrieb
überwachenden Sensor aufweisen, der über eine Sensorschnittstelle an den Bordcomputer
angeschlossen ist, und
in den Bordcomputern Fahrzeugdaten abgespeichert sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationsausrüstung des Triebfahrzeuges (3a) eine Führungs-Sende/Empfangseinheit
für ein Kurzstreckenkommunikationsmedium (6) aufweist, welche im Polling-Betrieb ständig
elektromagnetische Wellen zur Datenkommunikation mit den Kommunikationsausrüstungen
(3b) der Waggons aussendet, daß die Kommunikationsausrüstungen (3b) der Waggons in
einen Sleep-Modus versetzbare Sende/Empfangseinheiten für die Kurzstreckenkommunikation
(6) aufweisen, die im Polling-Betrieb Datensätze zur Identifizierung des Waggons (2)
abgeben, wobei die Sende/Empfangseinheiten der in die Waggons eingebauten Kommunikationsausrüstungen
(3b) von dem zugeordneten Bordcomputer bei Eintritt eines von dem Sensor erfaßten
Betriebszustandes aktivierbar sind und ein Signal abgeben, welches von der Kommunikationsausrüstung
(3a) des Triebfahrzeuges (1) empfangen wird, und wobei die Kommunikationsausrüstung
(3a) des Triebfahrzeuges eine oder mehrere Benutzerdialogschnittstellen (7) aufweist,
in der die Informationen der Waggon-Kommunikationsausrüstungen (3b) zusammenlaufen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Sensorschnittstelle
der Kommunikationsausrüstungen (3b) der Waggons (2) zumindest ein Entgleisungsdetektor
angeschlossen ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch zumindest ein weiteres mobiles
Datenerfassungsgerät (8) mit einer Sende/Empfangseinheit für ein Kurzstreckenkommunikationsmedium
(6), welches im Polling-Betrieb elektromagnetische Wellen zur Datenkommunikation mit
den Kommunikationsausrüstungen (3b) der Waggons (2) aussendet, wobei in den Bordcomputern
gespeicherte Fahrzeugdaten über das Kurzstreckenkommunikationsmedium (6) in das mobile
Datenerfassungsgerät (8) übertragbar sind.