SYSTEM UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER VERBINDUNG ZWISCHEN EINEM TCM-SYSTEM UND EINEM ETC-SYSTEM

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein System zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem TCM-System (2) und einem ETC-System (3) eines Schienenfahrzeugs, umfassend:
- mindestens eine ETCS-Signalschnittstelle (4),
- mindestens eine Signalumsetzeinrichtung (5),
- mindestens eine TCMS-Signalschnittstelle (6),
wobei die ETCS-Signalschnittstelle (4) mit der Signalumsetzeinrichtung (6) und die Signalumsetzeinrichtung (6) mit der TCMS-Signalschnittstelle (5) verbunden sind, wobei mit der Signalumsetzeinrichtung (6) ein über die ETCS-Signalschnittstelle (4) empfangenes Signal in ein TCMS-Signal und ein über die TCMS-Signalschnittstelle (5) empfangenes Signal in ein ETCS-Signal umsetzbar ist.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem TCM-System und einem ETC-System eines Schienenfahrzeugs.

[0002] In europäischen Ländern wird zur Steuerung von Schienenfahrzeugen z.T. bereits jetzt die Verwendung eines ETCS (European Train Control System) gefordert. Ein ETCS bezeichnet ein Zugbeeinflussungssystem, was es u.a. ermöglicht, fahrende Schienenfahrzeuge von außen, also von einem externen System, zu steuern und notfalls auch zu stoppen. Das ETCS überwacht insbesondere die zulässige Höchstgeschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs. Das ETCS soll hierzu u.a. eine vollautomatische Signalübertragung zwischen dem Schienenfahrzeug und dem externen System und/oder anderen Schienenfahrzeugen ermöglichen. Ebenfalls wird eine Informationsübertragung nicht nur von dem externen System zu einem Schienenfahrzeug, sondern auch umgekehrt ermöglicht. Um ein Schienenfahrzeug mit ETCS bewegen zu dürfen, ist in der Regel eine sogenannte ETCS-Fahrterlaubnis erforderlich, die in der Regel über Eurobalisen oder per Funk übertragen wird. Insbesondere in Verbindung mit einem sogenannten automatischen Fahrrechner (ATO) sollen ETCS also den Betrieb von Schienenfahrzeugen vereinfachen und sicherer machen. Auch eine teilautomatische Fahrzeugführung kann durch das ETCS in Zusammenwirken mit dem ATO ermöglicht werden. Ein solches ETCS soll in neuen Schienenfahrzeugen verbaut oder in existierenden Schienenfahrzeugen nachgerüstet werden.

[0003] Ebenfalls aus dem Stand der Technik bekannt ist ein so genanntes Train Control and Management System (TCM-System oder TCMS), welches ein Leitsystem eines Schienenfahrzeugs ist. Dieses System verbindet Fahrzeug-Subsysteme untereinander sowie mit einem übergeordneten Schienenfahrzeugsteuerungssystem. Ein solches Subsystem kann beispielsweise ein Steuerungssystem, ein Bremssystem oder ein Klimasystem sein.

[0004] Es ist wünschenswert, ETCS nicht nur in Neufahrzeuge sondern auch in Bestandsfahrzeuge zu integrieren, die zum Teil seit 20 Jahren und mehr in Betrieb sind und über unterschiedlichste Leittechniksysteme verfügen und die bisher nicht zwingend mit dem ETCS kompatibel sind.

[0005] Es stellt sich daher das technische Problem, ein System und ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem TCMS und einem ETCS eines Schienenfahrzeugs zu schaffen, welche eine zuverlässige Daten- und Signalübertragung zwischen den Systemen ermöglichen und insbesondere eine Betriebssicherheit des Schienenfahrzeugs erhöhen sowie einfach zu implementieren sind.

[0006] Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich durch die Unteransprüche.

[0007] Vorgeschlagen wird ein System zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem TCM (Train Control Management)-System (TCMS) und einem ETC (European Train Control)-System (ETCS) eines Schienenfahrzeugs. Das System umfasst mindestens eine ETCS-Signalschnittstelle. Diese mindestens eine ETCS-Signalschnittstelle kann zur Signalübertragung und/oder zur Datenübertragung zwischen dem vorgeschlagenen System und dem ETCS dienen und entsprechend ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass das System mehrere ETCS-Signalschnittstellen umfasst, wobei alle diese Schnittstellen zur Signalübertragung oder zur Datenübertragung ausgebildet sind oder wobei mindestens eine ETCS-Signalschnittstelle zur Signalübertragung und mindestens eine weitere ETCS-Signalschnittstelle zur Datenübertragung ausgebildet ist. Eine ETCS-Signalschnittstelle kann insbesondere eine Software-Schnittstelle oder eine Hardware-Schnittstelle sein oder eine kombinierte Software-Hardware-Schnittstelle, also eine Kombination aus beiden Schnittstellen. Eine Software-Schnittstelle kann eine Schnittstelle/einen Übergang zwischen unterschiedlichen Programmen bilden, insbesondere zwischen Programmen, die im vorgeschlagenen System und im ETCS ausgeführt werden, und ermöglichen den Datenaustausch zwischen diesen Programmen, insbesondere also eine Nutzdatenübertragung, z.B. in Form von binären Signalen. Eine Softwareschnittstelle kann beispielsweise eine Programmierschnittstelle (API) sein. Weiter können über eine Softwareschnittstelle Daten, Funktionen und Befehle eines Anwendungsprogramms ausgelesen und in ein anderes Anwendungsprogramm eingebunden werden. Mit anderen Worten können Softwareschnittstellen einen Austausch von Befehlen und Daten zwischen verschiedenen Prozessen und Komponenten verschiedener Systeme ermöglichen. Auch kann eine Softwareschnittstelle eine Interprozesskommunikation ermöglichen. Beispielhafte Softwareschnittstellen können als RPC-Schnittstellen, CORBA-Schnittstellen, SOAP-Schnittstellen oder COM-Schnittstellen ausgebildet sein. Selbstverständlich können jedoch auch andere Ausbildungen möglich sein. Im Sinne dieser Erfindung kann eine Verbindung von Komponenten des Systems eine Verbindung zur Daten- und/oder Signalübertragung sein. Eine Verbindung kann eine drahtlose Verbindung, vorzugsweise aber eine drahtgebundene Verbindung sein.

[0008] Eine Hardwareschnittstelle bezeichnet eine Schnittstelle zwischen physischen Systemen und kann beispielsweise als PCI-Bus-Schnittstelle, AGP-Schnittstelle, SCSI-Schnittstelle, USB-Schnittstelle, Firewire-Schnittstelle, RS422- oder RS232-Schnittstelle ausgebildet sein. Über eine Hardwareschnittstelle können insbesondere Schaltsignale übertragen werden, insbesondere binäre Schaltsignale. Eine Hardwareschnittstelle kann eine parallele oder serielle Hardwareschnittstelle sein. Hardwareschnittstellen können zum Anschluss von externen Geräten, die insbesondere in externe Systeme eingebunden sind, an ein System dienen. Über eine Hardwareschnittstelle können alternativ auch Analogwerte empfangen, insbesondere zur Erfassung z.B. durch eine Sensoreinrichtung, und/oder übertragen werden. So ist es z.B. möglich, Fahr-/Brems-Sollwerte über die Hardwareschnittstelle zu empfangen oder zu übertragen.

[0009] Ist die TCMS-Signalschnittstelle als Hardware-Schnittstelle ausgebildet, so kann sie zum Anschluss einer Hardwarekomponente des TCMS an das vorgeschlagene System dienen, beispielsweise eines Türsteuersystems. Ist die TCMS-Schnittstelle als Softwareschnittstelle ausgebildet, so kann hierdurch eine Datenübertragung zwischen Programmen realisiert werden, die in/von dem vorgeschlagenen System und in/von dem TCMS ausgeführt werden. Ist die ETCS-Signalschnittstelle als Hardware-Schnittstelle ausgebildet, so kann sie zum Anschluss einer Hardwarekomponente des ETCS an das vorgeschlagene System dienen, beispielsweise einer Schnellbremseinrichtung. Ist die ETCS-Schnittstelle als Softwareschnittstelle ausgebildet, so kann hierdurch eine Datenübertragung zwischen Programmen realisiert werden, die in/von dem vorgeschlagenen System und in/von dem ETCS ausgeführt werden.

[0010] Weiter umfasst das vorgeschlagene System mindestens eine Signalumsetzungseinrichtung, die zum Umsetzen eines ETCS-Signals in ein TCMS-Signal oder umgekehrt dient. Die Signalumsetzeinrichtung kann hierbei eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung sein oder von einer solchen ausgebildet werden. Eine Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung kann insbesondere einen Mikrocontroller oder eine integrierte Schaltung sein oder eine(n) solche(n) umfassen. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert.

[0011] Weiter umfasst das System mindestens eine TCMS-Signalschnittstelle. Analog zu den Ausführungen zur ETCS-Signalschnittstelle kann das vorgeschlagene System auch mehrere TCMS-Signalschnittstellen umfassen, die alle zur Datenübertragung oder zur Signalübertragung zwischen dem vorgeschlagenen System und dem TCMS ausgebildet sind oder wobei mindestens eine TCMS-Signalschnittstelle zur Datenübertragung und mindestens eine TCMS-Signalschnittstelle zur Signalübertragung ausgebildet ist. Auch kann eine TCMS-Signalschnittstelle eine Software- oder eine Hardwareschnittstelle sein. Es ist möglich, dass das System mindestens eine als Softwareschnittstelle ausgebildete TCMS-Signalschnittstelle und mindestens eine als Hardwareschnittstelle ausgebildete TCMS-Signalschnittstelle aufweist.

[0012] Weiter ist die ETCS-Signalschnittstelle mit der Signalumsetzeinrichtung und die Signalumsetzeinrichtung mit der TCMS-Signalschnittstelle verbunden. Es ist vorstellbar, dass diese Verbindung eine unmittelbare Verbindung ist, also eine Verbindung ohne Zwischenschaltung weiterer Komponenten. Vorzugsweise erfolgt die Verbindung jedoch über weitere Komponenten des Systems, die nachfolgend noch erläutert werden. Somit ist die mindestens eine ETCS-Signalschnittstelle über die Signalumsetzeinrichtung mit der TCMS-Signalschnittstelle verbunden.

[0013] Mit der Signalumsetzeinrichtung ist bzw. wird ein über die ETCS-Signalschnittstelle empfangenes Signal in ein TCMS-Signal und ein über die TCMS-Signalschnittstelle empfangenes Signal in ein ETCS-Signal umsetzbar bzw. umgesetzt. Mit anderen Worten ist also mit der ETCS-Signalschnittstelle ein vom ETCS an das vorgeschlagene System übertragene Signal empfangbar und an die Signalumsetzeinrichtung übertragbar. Gleichzeitig ist ein von der Signalumsetzeinrichtung erzeugtes ETCS-Signal über die mindestens eine ETCS-Signalschnittstelle an das ETCS übertragbar. Entsprechend ist ein vom TCMS übertragenes Signal über die TCMS-Signalschnittstelle an die Signalumsetzeinrichtung übertragbar sowie ein von der Signalumsetzeinrichtung erzeugtes TCMS-Signal über die TCMS-Signalschnittstelle an das TCMS übertragbar.

[0014] Ein TCMS-Signal bezeichnet hierbei ein Signal, welches ein TCMS-spezifisches bzw. TCMS-proprietäres Format aufweist, also ein in Bezug auf das TCMS proprietäres Signal ist. Auch kann ein TCMS-Signal gemäß einem TCMS-spezifischen Protokoll bzw. einem TCMS-proprietären Protokoll an die TCMS-Signalschnittstelle bzw. zur Signalumsetzeinrichtung übertragen werden. Entsprechend bezeichnet ein ETCS-Signal ein Signal, welches ein ETCS-spezifisches bzw. ETCS-proprietäres Format aufweist, also ein in Bezug auf das ETCS proprietäres Signal ist. Auch kann ein ETCS-Signal gemäß einem ETCS-spezifischen Protokoll bzw. einem ETCS-proprietären Protokoll an die ETCS-Signalschnittstelle bzw. zur Signalumsetzeinrichtung übertragen werden. Ein ETCS-Signal ist hierbei nicht mit einem TCMS-Signal kompatibel, kann also von einem TCMS nicht interpretiert werden. Ein TCMS-Signal ist hierbei nicht mit einem ETCS-Signal kompatibel, kann also von einem ETCS nicht interpretiert werden.

[0015] Es ist weiter möglich, dass ein TCMS-Signal mittels der TCMS-Signalschnittstelle in ein systemspezifisches bzw. systemproprietäres Signal umgesetzt wird oder umgekehrt. In einem solchen Fall kann das empfangene TCMS-Signal in ein systemspezifisches Signal umgesetzt und dann an die Signalumsetzeinrichtung übertragen werden. Auch kann ein systemspezifisches Signal von der Signalumsetzeinrichtung erzeugt und von der TCMS-Signalschnittstelle in ein TCMS-Signal umgesetzt werden. Entsprechend ist es möglich, dass ein ETCS-Signal mit der mindestens einen ETCS-Signalschnittstelle in ein systemspezifisches bzw. systemproprietäres Signal umgesetzt wird und umgekehrt, wobei die Ausführungen zum TCMS-Signal entsprechend gelten.

[0016] Eine Signalumsetzung kann die Umwandlung eines TCMS- in ein ETCS-Signal und umgekehrt bezeichnen, also von einem Signal in einem TCMS-proprietären Format in ein Signal in einem ETCS-proprietären Format. Diese Umsetzung kann insbesondere in Abhängigkeit einer vorbekannten Zuordnung von TCMS-Signalen zu ETCS-Signalen und umgekehrt, also zuordnungsbasiert, erfolgen. Wie nachfolgend noch näher erläutert, kann eine solche Zuordnung einen generischen und einen systemspezifisch konfigurierbaren Teil umfassen. Auch vorstellbar ist, dass eine Umsetzung funktionsbasiert erfolgt, wobei beispielsweise ein TCMS-Signal eine Eingangsgröße für eine Funktion und ein ETCS-Signal eine Ausgangsgröße der Funktion ist. Wie insbesondere nachfolgend noch näher erläutert, kann durch oder während der Signalumsetzung auch eine Überwachung mindestens eines Schienenfahrzeugzustands oder einer Schienenfahrzeugfunktion erfolgen.

[0017] Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein Sicherheits-Integritätslevel des Schienenfahrzeugs bzw. des vorgeschlagenen Systems erhöht werden, insbesondere auf ein vorbestimmtes Level von 1 bis 4 eingestellt werden. Weiter insbesondere können Signale durch die Umsetzung auf ein höheres SIL eingestellt werden. Dies kann z.B. durch eine Kombination oder Fusion eines ersten Signals mit einem weiteren Signal erfolgen. Auch kann ein erstes Signal mit bzw. in Abhängigkeit von einem weiteren Signal verifiziert werden.

[0018] Das erste Signal kann z.B. ein über eine Softwareschnittstelle zur Signalumsetzeinrichtung übertragenes Signal und das weitere Signal kann ein über eine Hardwareschnittstelle zur Signalumsetzeinrichtung übertragenes Signal sein. Z.B. kann ein Fahrtrichtungssignal über die Software-Schnittstelle und parallel über die Hardware-Schnittstelle aus dem TCMS empfangen werden, wobei das über die Software-Schnittstelle empfangene Signal verifiziert wird, wenn es dem über die Hardware-Schnittstelle empfangenen Signal entspricht oder umgekehrt.. Hierdurch kann z.B. eine Erhöhung des SIL des Fahrtrichtungssignals von SIL 0 auf SIL 2 erfolgen.

[0019] Auch kann das vorgeschlagene System durch oder während der Signalumsetzung eine Supervisor-Funktion ausführen. So kann z.B. überwacht werden, ob ein Sollwert, z.B. ein Sperrsignal-Sollwert oder eine Soll-Schalterstellung, eingestellt wird, insbesondere während einer vorbestimmten Zeitdauer. Wird eine Abweichung detektiert, so kann eine entsprechende Maßnahme eingeleitet werden, z.B. durch Trennen von Sicherungen, z.B. der Hauptschütze.

[0020] Somit kann also eine Überwachung zur Erhöhung eines SIL oder zur Bereitstellung einer Supervisor-Funktionalität durchgeführt werden.

[0021] Wird ein TCMS-Signal in ein systemspezifisches Signal umgesetzt, so kann diese Umsetzung ebenfalls zuordnungsbasiert erfolgen. Entsprechend kann auch eine Umsetzung zwischen einem ETCS-Signal und einem systemspezifischen Signal zuordnungsbasiert oder funktionsbasiert erfolgen.

[0022] Das vorgeschlagene System ermöglicht in vorteilhafter Weise die Herstellung einer zuverlässigen Verbindung zur Daten- und Signalübertragung zwischen einem, insbesondere bereits existierenden, TCMS und einem ETCS. Somit wird also ein einfaches Nachrüsten und Anbinden eines ETCS in ein Schienenfahrzeug mit einem TCMS ermöglicht. Insbesondere wird ermöglicht, in zuverlässiger Weise z.B. Steuersignale zur Ausführung einer Funktion bzw. zur Steuerung eines Subsystems des Schienenfahrzeugs von dem ETCS über das vorgeschlagene System an das TCMS zu übertragen, dessen Subsystem dann z.B. die Funktion ausführen kann. Ebenfalls wird in vorteilhafter Weise ermöglicht, zuverlässig TCMS-Steuersignale an das ETCS zu übertragen, welche dann zur Ausführung einer Funktion im ETCS führen. Ebenfalls kann ermöglicht werden, TCMS-seitig erzeugte Daten über das vorgeschlagene System an das ETCS zu übertragen, wobei diese dann z.B. zu einem fahrzeugexternen System weiter übertragen und/oder gespeichert, insbesondere zeitreferenziert gespeichert, werden können. Z.B. können Ist-Zustandsdaten des Schienenfahrzeugs, z.B. Informationen über eine Ist-Geschwindigkeit, einen Ist-Türzustand, einen Ist-Beleuchtungszustand, einen Ist-Stromabnehmerzustand und/oder eine Zugnummer, von dem TCMS über das vorgeschlagene System an das ETCS übertragen werden. Es ist vorstellbar, aber nicht zwingend notwendig, dass diese Informationen durch einen Abfragebefehl, der im ETCS erzeugt und von diesem über das vorgeschlagene System an das TCMS übertragen wird, angefordert werden. Auch können z.B. Ist-Zustandsdaten, die einen Ist-Zustand des Schienenfahrzeugs oder des TCMS repräsentieren, von dem ATO, der Teil des ETCS sein kann, aus dem TCMS abgefragt werden, wobei diese Ist-Zustandsdaten dann im Rahmen einer von dem ATO durchgeführten Zugsteuerung verarbeitet werden. Es ist auch möglich, dass vom ATO erzeugte Signale, insbesondere Steuersignale, über das vorgeschlagene System an das TCMS übertragen werden. Ein solches Steuersignal kann z.B. ein vorzeichenbehafteter Sollwert einer Fahrbremshebelstellung sein. Es ist jedoch auch möglich, Diagnosedaten oder Ist-Zustandsdaten vom ETCS über das vorgeschlagene System an das TCMS zu übertragen.

[0023] Auch kann durch die Speicherung von TCMS-seitig erzeugten und über das vorgeschlagene System an das ETCS übertragenen Daten eine Unfallschreiberfunktionalität durch das ETCS bereitgestellt werden.

[0024] In einer weiteren Ausführungsform ist zumindest ein Teil einer Funktionalität der Signalumsetzeinrichtung generisch festgelegt. Ein weiterer Teil der Funktionalität ist konfigurierbar, insbesondere schienenfahrzeugspezifisch oder TCMS-spezifisch und/oder ETCS-spezifisch konfigurierbar. Durch eine generische Festlegung der Funktionalität kann die Funktionalität der Signalumsetzeinrichtung global, also für alle Systeme bzw. Schienenfahrzeuge, festgelegt sein. Beispielsweise kann durch eine generische Festlegung festgelegt sein, dass ein TCMS-Signal eines bestimmten Signaltyps, einer bestimmten Signalart oder eines bestimmten Signalformats in ein ETCS-Signal eines bestimmten Signaltyps, einer bestimmten Signalart oder eines bestimmten Signalformats umgesetzt wird. Durch einen konfigurierbaren Teil der Funktionalität kann festgelegt sein, wie genau die entsprechende Umsetzung erfolgt, also die konkrete Ausführung der Umsetzung. Es ist möglich, dass generisch festgelegte Funktionalitäten verbindungsprogrammiert sind, z.B. durch einen festverdrahtete Logikbaustein bereitgestellt werden. Konfigurierbare Funktionalitäten können speicherprogrammiert sein.

[0025] Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine globale und verbesserte Einsetzbarkeit des vorgeschlagenen Systems, insbesondere da durch die generische Festlegung sichergestellt werden kann, dass Zulassungsvoraussetzungen erfüllt sind, während dann durch den konfigurierbaren Teil sichergestellt werden kann, dass eine schienenfahrzeugspezifische bzw. eine ETCS-spezifische und/oder TCMS-spezifische Anpassung erfolgt.

[0026] In einer weiteren Ausführungsform umfasst das System mindestens eine ETCS-Gateway-Einrichtung, wobei die ETCS-Signalschnittstelle über die ETCS-Gateway-Einrichtung mit der Signalumsetzeinrichtung verbunden ist. Weiter ist mit der ETCS-Gateway-Einrichtung ein ETCS-Signal in ein Systemsignal und umgekehrt umsetzbar. Das Systemsignal bezeichnet hierbei das vorhergehend erläuterte systemspezifische oder systemproprietäre Signal. Alternativ oder kumulativ umfasst das System mindestens eine TCMS-Gateway-Einrichtung, wobei die TCMS-Signalschnittstelle über die TCMS-Gateway-Einrichtung mit der Signalumsetzeinrichtung verbunden ist, wobei mit der TCMS-Gateway-Einrichtung ein TCMS-Signal in ein Systemsignal umsetzbar ist und umgekehrt. Eine Signalumsetzung kann hierbei die Umwandlung eines TCMS- bzw. eines ETCS-Signal in ein Systemsignal und umgekehrt bezeichnen, also von einem Signal in einem TCMS- bzw. ETCS-proprietären Format in ein Signal in einem systemproprietären Format.

[0027] Es ist vorstellbar, dass das System mehr als eine ETCS-Gateway-Einrichtung und/oder mehr als eine TCMS-Gateway-Einrichtung umfasst. Eine Gateway-Einrichtung kann hierbei eine Hardwarekomponente oder eine Softwarekomponente bezeichnen, welche eine Verbindung zwischen einem Kommunikationssystem des vorgeschlagenen Systems und dem TCMS bzw. ETCS herstellt. Bei der Umsetzung durch die Gateways oder zur Umsetzung können die weitergeleiteten Daten bearbeitet werden, insbesondere zur Adressierung, aber auch zur Format- und oder Inhaltsänderung. Insbesondere können die Gateway-Einrichtungen sogenannte Layer2-Gatewayeinrichtungen sein, die unterschiedliche Netzwerktypen miteinander verbinden. So kann das TCMS ein MVB-System sein oder umfassen (Multi-Vehicle-Bus-System). Auch das ETCS kann ein solches MVB-System sein oder umfassen. Allerdings sind ein TCMS-MVB-System und ein ETCS-MVB-System voneinander verschieden und nicht kompatibel, insbesondere derart, dass keine unmittelbare Datenübertragung zwischen diesen Systemen ermöglicht ist. Auch ist möglich, dass die MVB-Systeme verschiedene Master aufweisen.

[0028] Durch das Vorhandensein von Gateway-Einrichtungen wird in vorteilhafter Weise eine Einsetzbarkeit des vorgeschlagenen Systems erhöht. Insbesondere ist es durch die von den Gateway-Einrichtungen bereitgestellte Signalumsetzung in ein systeminternes Kommunikationssystem möglich, das System in einer Vielzahl von Fahrzeugen mit voneinander verschiedenen TCMS einzusetzen, wobei ein Adaptionsaufwand reduziert ist, insbesondere da nicht jedes System bezüglich der Signalumsetzung an das spezifische TCMS angepasst werden muss, sondern die Umsetzung auf Ebene des Systemkommunikationssystems stattfindet. Ferner führt die Signalumsetzung über Gateway-Einrichtungen in vorteilhafter Weise zu einer Rückwirkungsfreiheit der Datenübertragung. Eine Datenübertragung zwischen zwei Netzwerken ist dann rückwirkungsfrei, wenn bei oder durch die Datenübertragung keine Signale bzw. Daten in das sendende Netzwerk eingebracht werden oder Daten in diesem Netz verändert werden können.

[0029] In einer weiteren Ausführungsform ist das Systemsignal ein TRDP-Signal (Train Real Time Data Protocol-Signal). Ein TRDP-Signal bezeichnet hierbei ein Signal, welches gemäß dem so genannten Train Real Time Data Protokoll übertragen wird. Dieses Protokoll dient zur Kommunikation über IP-basierte Netzwerke in Zügen und ermöglicht den Austausch von Prozessdaten und Message-Daten. Das Protokoll ist in der Norm IEC61375-2-3:2015, Electronic railway equipment- Train communication network (TCN)-Part 2-3: TCN communication profile, Ausgabedatum 2015-07, Edition 1.0 standardisiert Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine möglichst einfach zu implementierende und für Schienenfahrzeuge angepasste Daten- bzw. Signalübertragung.

[0030] In einer weiteren Ausführungsform ist zumindest ein Teil einer Funktionalität einer Gateway-Einrichtung generisch festgelegt und ein weiterer Teil der Funktionalität ist konfigurierbar. Wie vorhergehend erläutert, kann durch eine generische Festlegung festgelegt sein, dass ein TCMS-Signal bzw. ein ETCS-Signal eines bestimmten Signaltyps, einer bestimmten Signalart oder eines bestimmten Signalformats in ein Systemsignal eines bestimmten Signaltyps, einer bestimmten Signalart oder eines bestimmten Signalformats umgesetzt wird. Durch einen konfigurierbaren Teil der Funktionalität kann festgelegt sein, wie genau die entsprechende Umsetzung erfolgt. Hierdurch ergibt sich - ebenfalls wie bereits erläutert - in vorteilhafter Weise eine globale und verbesserte Einsetzbarkeit des vorgeschlagenen Systems.

[0031] In einer weiteren Ausführungsform wird durch die Umsetzung mit einer Gateway-Einrichtung oder mit der Signalumsetzeinrichtung eine Kommunikationssicherheit erhöht. Beispielsweise kann bei der Umsetzung mit einer Gateway-Einrichtung ein Sicherheits-Integritätslevel der empfangenen Daten eingefügt, implementiert und/oder erhöht werden, wobei derart erweiterte/veränderte Daten dann weiter übertragen werden können. Insbesondere kann durch die Umsetzung ein Sicherheits-Integritätslevel (SIL) von mindestens 2, aber auch von 4, insbesondere in Hard- und Software, bereitgestellt werden. Alternativ oder kumulativ kann bei der Umsetzung geprüft werden, ob eine durch ein Sicherheits-Integritätslevel festgelegte Sicherheitsanforderung erfüllt ist, wobei überprüfte Daten nur dann weiter übertragen werden, wenn dies der Fall ist. Ist eine Sicherheitsanforderung nicht erfüllt, so kann eine Fehlermeldung erzeugt werden. Selbstverständlich sind auch andere Formen der Erhöhung der Kommunikationssicherheit vorstellbar. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise erhöhte Betriebssicherheit für ein Schienenfahrzeug in einem System, da insbesondere eine Kommunikationssicherheit erhöht ist.

[0032] In einer weiteren Ausführungsform umfasst das System mindestens eine Switch-Einrichtung, wobei die Signalumsetzeinrichtung über die Switch-Einrichtung mit der ETCS-Signalschnittstelle und/oder mit der TCMS-Signalschnittstelle oder mit einer Gateway-Einrichtung verbunden ist. Es ist vorstellbar, dass die Signalumsetzeinrichtung über eine Switch-Einrichtung mit einer Gateway-Einrichtung und diese dann mit der ETCS-Signalschnittstelle verbunden ist. Auch ist es vorstellbar, dass die Signalumsetzeinrichtung über die Switch-Einrichtung mit einer weiteren Gateway-Einrichtung und diese dann mit der TCMS-Signalschnittstelle verbunden ist. Eine Switch-Einrichtung bezeichnet eine Kopplungseinrichtung, die Netzwerksegmente, hier also die Segmente des vorgeschlagenen Systems, miteinander verbindet und ein entsprechendes Datenrouting durchführt. Die Switch-Einrichtung kann hierbei ausgebildet sein, Datenpakete an ausgewählte Ports weiterzuleiten, wobei an diese Ports die Komponenten des Systems, also die Signalumsetzeinrichtung, die Gateway-Einrichtungen und/oder die Signalschnittstellen angeschlossen sind. Eine Switch-Einrichtung kann insbesondere eine sogenannte Multiport-Bridge-Einrichtung sein. Es ist jedoch auch vorstellbar, dass die eine Switch-Einrichtung Daten auf einer Netzwerkschicht 3 oder höher verarbeitet und somit als Layer-3-Switch-Einrichtung oder Multilayer-Switch-Einrichtung ausgebildet ist. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine gerichtete und somit zuverlässige Datenübertragung im System gewährleistet, wodurch wiederum Zuverlässigkeit der Herstellung der Verbindung zwischen ETCS und TCMS erhöht wird. Es ist selbstverständlich möglich, dass die Switch-Einrichtung mit weiteren Schnittstellen des Systems verbunden ist, z.B. mit Schnittstellen zur Anbindung eines Fahrzeuginfotainmentsystems, eines Kamerasystems, eines Systems zur Fahrzeugdiagnose oder eines Systems zur Erhöhung/Sicherstellung einer Systemsicherheit. Diese Systeme können insbesondere TCMS-systemexterne oder ETCS-systemexterne Systeme sein, also Systeme, die nicht mit dem TCMS oder ETCS verbunden sind.

[0033] In einer weiteren Ausführungsform umfasst das System mindestens eine ETCS-Hardwareschnittstelle und mindestens eine ETCS-Softwareschnittstelle. Alternativ oder kumulativ umfasst das System mindestens eine TCMS-Hardwareschnittstelle und mindestens eine TCMS-Softwareschnittstelle. Dies und entsprechende Vorteile wurden vorhergehend bereits erläutert.

[0034] Eine TCMS-Softwareschnittstelle kann hierbei insbesondere zur Anbindung eines Kommunikationssystems des TCMS dienen. Durch die TCMS-Hardwareschnittstelle kann beispielsweise ein Fahrbremshebelsystem, ein Türsteuersystem, ein Stromabnehmersystem oder ein Hauptschaltersystem, die jeweils ein Subsystem des TCMS sein können, an das vorgeschlagene System angebunden sein. Somit kann vom System ein Hardwaresignal zur Steuerung des entsprechenden Systems erzeugt werden, beispielsweise ein Signal zur Einstellung einer Soll-Fahrbremshebelstellung, eine Türfreigabesignal, ein Steuersignal zum Heben oder Senken des Stromabnehmers oder ein Steuersignal zum Ein- oder Ausschalten des Hauptschalters des Schienenfahrzeugs. Entsprechend kann eine ETCS-Softwareschnittstelle zur Anbindung eines Kommunikationssystems des ETCS dienen. Durch die ETCS-Hardwareschnittstelle kann beispielsweise ein Schnellbremssystem, das ein Subsystem des ETCS sein kann, an das vorgeschlagene System angebunden sein. Somit kann vom System ein Hardwaresignal zur Steuerung des entsprechenden Systems erzeugt werden, beispielsweise ein Signal zur Schnellbremsung des Schienenfahrzeugs.

[0035] Durch das Vorhandensein von Software- und Hardwareschnittstelle ergibt sich in vorteilhafter Weise eine verbesserte Anbindung des ETCS an ein TCMS und umgekehrt, da auch ein direkter Zugriff auf Hardwarekomponenten bzw. durch Hardwareschnittstellen angesteuerte Systeme ermöglicht wird.

[0036] In einer weiteren Ausführungsform umfasst das System mindestens eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung mindestens eines Schienenfahrzeugzustands oder einer Schienenfahrzeugfunktion. Der Schienenfahrzeugzustand kann einen TCMS-Systemzustand oder einen ETCS-Systemzustand oder den Zustand eines Subsystems bezeichnen. Ein TCMS-Systemzustand bezeichnet hierbei einen Zustand des TCMS oder Subsystems des TCMS und kann insbesondere durch mindestens ein TCMS-Signal repräsentiert werden. Weiter bezeichnet ein ETCS-Systemzustand einen Zustand des ETCS oder eines Subsystems und kann insbesondere durch ein ETCS-Signal repräsentiert werden. Insbesondere kann überwacht werden, ob ein Ist-Systemzustand einem Soll-Systemzustand entspricht oder nicht mehr als ein vorbestimmtes Maß davon abweicht. So kann beispielsweise überwacht werden, ob eine Ist-Fahrbremshebelstellung einer Soll-Stellung entspricht. Es kann aber auch ein Kopplungszustand mehrerer Schienenfahrzeuge überwacht werden, wobei jedes Schienenfahrzeug ein vorgeschlagenes System umfasst, wobei eine Datenübertragung zwischen den Systemen der verschiedenen Schienenfahrzeuge möglich ist, beispielsweise über die ETCS des jeweiligen Schienenfahrzeugs.

[0037] Eine Schienenfahrzeugfunktion kann hierbei eine vom TCMS oder vom ETCS durchgeführte Funktion bezeichnen. Eine TCMS-Funktion kann durch mindestens ein TCMS-Signal gesteuert werden. Entsprechend kann eine ETCS-Funktion durch mindestens ein ETCS-Signal gesteuert werden. Insbesondere kann überwacht werden, ob eine Funktion in einer ordnungsgemäßen Weise durchgeführt wird, z.B. indem überwacht wird, ob sich der Soll-Systemzustand einstellt, der sich bei einer ordnungsgemäßen Funktionsdurchführung einstellt. Die Überwachungseinrichtung kann hierbei durch die Signalumsetzeinrichtung bereitgestellt werden oder als von dieser Signalumsetzeinrichtung ausgebildet sein.

[0038] Beispiele zur Überwachung, insbesondere einer Überwachung zur Erhöhung der Kommunikationssicherheit, wurden vorhergehend bereits erläutert. Die Überwachungseinrichtung kann hierbei auch ein Alarmsignal erzeugen und z.B. an das ETCS, das TCMS und/oder an eine externe Einrichtung übertragen, falls der Ist-Zustand von einem Soll-Zustand abweicht, insbesondere mehr als ein vorbestimmtes Maß, und/oder falls eine Funktion nicht in ordnungsgemäßer Weise durchgeführt wird. Auch kann das Alarmsignal an ein übergeordnetes System übertragen werden und/oder über eine Ausgabeeinrichtung ausgegeben werden, beispielsweise an einen Fahrzeugführer des Schienenfahrzeugs. Auch kann das Alarmsignal ein Steuersignal zur Durchführung einer Sicherheitsmaßnahme sein. Beispielsweise kann durch die Überwachungseinrichtung ein Türzustand überwacht werden. Der Türzustand kann hierbei ein TCMS-Systemzustand sein. Weiter kann durch die Überwachungseinrichtung die Durchführung einer Geschwindigkeitsreduktionsfunktion überwacht werden. Die Geschwindigkeitsreduktion kann hierbei eine TCMS-Funktion oder eine ETCS-Funktion sein. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise eine Betriebssicherheit des Schienenfahrzeugs erhöht.

[0039] In einer weiteren Ausführungsform stellt eine TCMS-Signalschnittstelle eine Portfunktionalität bereit. Mit anderen Worten kann eine TCMS-Schnittstelle einen Port aufweisen oder ausbilden, dem wiederum eine Adresse zugeordnet sein kann. Es ist möglich, dass der/die von der TCMS-Signalschnittstelle bereitgestellte(n) Port(s) dem/den Port(s) einer TCMS-Komponente oder eines TCMS-Subsystems entspricht/entsprechen, beispielsweise dem/den Port(s) einer Multifunktionsanzeige. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ermöglicht, eine solche Komponente durch das vorgeschlagene System und/oder durch das ETCS zu simulieren bzw. die Funktionalität der TCMS-Komponente bzw. des TCMS-Subsystems in das vorgeschlagene System und/oder das ETCS zu integrieren. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine erhöhte Funktionalität des vorgeschlagenen Systems, insbesondere durch die Simulation einer TCMS-Komponente. Beispielsweise kann durch die TCMS-Signalschnittstelle ein standardmäßig verwendeter TCMS-Port, also ein im TCMS bereits verwendeter Port, bereitgestellt werden, also mit einer bisher im TCMS verwendeten Adresse. Es ist auch vorstellbar, dass eine ETCS-Signalschnittstelle eine Portfunktionalität bereitstellt. Hierfür gelten die Ausführungen zur TCMS-Signalschnittstelle entsprechend.

[0040] In einer weiteren Ausführungsform umfasst das System mindestens eine Ein- und/oder Ausgabeschnittstelle. Die Ein- und/oder Ausgabeschnittstelle kann hierbei von der mindestens einen ETCS-Signalschnittstelle sowie von der mindestens einen TCMS-Signalschnittstelle verschieden sein. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise ermöglicht, das System auch an weitere Einrichtungen und/oder Systeme, die vom ETCS und TCMS verschieden sind, anzubinden. Dies wiederum ermöglicht eine verbesserte Funktionalität des vorgeschlagenen Systems.

[0041] In einer weiteren Ausführungsform ist die Ein- und/oder Ausgabeschnittstelle zur Verbindung mit einer TCMS-systemexternen oder einer ETCS-systemexternen Einrichtung ausgebildet, insbesondere also zur Verbindung mit Einrichtungen und/oder Systemen, die nicht mit dem TCMS und/oder das ETCS verbunden sind. Eine solche Einrichtung kann insbesondere eine Zugfunkeinrichtung, also eine Einrichtung zur Übertragung von Funksignalen, oder ein Fahrzeuginfotainmentsystem sein. Die erläuterte Schnittstelle kann z.B. als RS422-Schnittstelle ausgebildet sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine verbesserte Funktionalität des vorgeschlagenen Systems.

[0042] Die vorhergehend erläuterten Komponenten des Systems, wie beispielsweise die Signalumsetzeinrichtung, eine Gateway-Einrichtung, eine Switcheinrichtung, eine die Signalschnittstelle bereitstellende Einrichtung, können hierbei gemeinsam in einem Gehäuse oder an einer Haltevorrichtung, das z.B. als Rack ausgebildet sein kann, angeordnet bzw. befestigt sein. Auch ist es möglich, dass einige, aber nicht alle, Komponenten gemeinsam in dem Gehäuse oder an der Haltevorrichtung angeordnet sind, wobei verbleibende Komponenten nicht in dem Gehäuse/an der Haltevorrichtung angeordnet sind. Auch können alle oder die verbleibenden Komponenten verteilt angeordnet sein, also ein verteiltes System bilden.

[0043] Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem TCMS und einem ETCS eines Schienenfahrzeugs mit einem System gemäß einer der in dieser Offenbarung beschriebenen Ausführungsform.

[0044] Hierbei wird mindestens ein ETCS-Signal, also ein vom oder im ETCS erzeugtes Signal, über die mindestens eine ETCS-Signalschnittstelle empfangen. Weiter wird das ETCS-Signal an die mindestens eine Signalumsetzeinrichtung übertragen. Alternativ wird das ETCS-Signal, insbesondere mittels der Signalschnittstelle oder einer ETCS-Gateway-Einrichtung, in ein Systemsignal umgesetzt, welches das ETCS-Signal repräsentiert, wobei das Systemsignal an die mindestens eine Signalumsetzeinrichtung übertragen wird. Weiter wird das an die Signalumsetzeinrichtung übertragene Signal in ein TCMS-Signal oder in ein das TCMS-Signal repräsentierendes Systemsignal umgesetzt, insbesondere durch die Signalumsetzeinrichtung, wobei dann das TCMS-Signal dann an die mindestens eine TCMS-Signalschnittstelle übertragen bzw. an dieser bereitgestellt wird. Alternativ wird das Systemsignal, welches das TCMS-Signal repräsentiert, in das TCMS-Signal umgesetzt, beispielsweise mittels der TCMS-Signalschnittstelle oder einer TCMS-Gateway-Einrichtung, und dann an die TCMS-Signalschnittstelle übertragen.

[0045] Alternativ oder kumulativ wird mindestens ein TCMS-Signal über die mindestens eine TCMS-Signalschnittstelle empfangen, wobei dieses TCMS-Signal an die mindestens eine Signalumsetzeinrichtung übertragen wird. Alternativ wird das TCMS-Signal in ein Systemsignal umgesetzt, beispielsweise mittels der Signalschnittstelle oder einer Gateway-Einrichtung, und dann an die Signalumsetzeinrichtung übertragen, die das TCMS-Signal oder das Systemsignal dann in ein ETCS-Signal oder in ein das ETCS-Signal repräsentierendes Systemsignal umsetzt. Wird das Signal in ein ETCS-Signal umgesetzt, kann dieses an die ETCS-Signalschnittstelle übertragen bzw. an dieser bereitgestellt werden. Wird ein Systemsignal erzeugt, so kann dieses beispielsweise mit der Signalschnittstelle oder einer Gateway-Einrichtung in ein ETCS-Signal umgesetzt werden und dann an die ETCS-Signalschnittstelle übertragen werden. Entsprechende Vorteile wurden vorhergehend bereits erläutert. Ein an eine Signalschnittstelle übertragenes bzw. an einer Signalschnittstelle bereitgestelltes Signal kann dann an das mit der Schnittstelle verbundene System übertragen werden.

[0046] In einer weiteren Ausführungsform wird eine signalbasierte Überwachung mindestens eines Schienenfahrzeugzustands oder einer Schienenfahrzeugfunktion durchgeführt, insbesondere mittels einer Überwachungseinrichtung. Hierzu kann das empfangene ETCS-Signal, ein empfangenes TCMS-Signal und/oder ein aus diesen Signalen erzeugtes, insbesondere durch Umsetzung, Systemsignal ausgewertet werden. Dies und entsprechende Vorteile wurden vorhergehend bereits erläutert.

[0047] In einer weiteren Ausführungsform wird durch die Umsetzung mit einer Gateway-Einrichtung eine Kommunikationssicherheit erhöht. Dies und entsprechende Vorteile wurden ebenfalls vorhergehend erläutert.

[0048] Die Erfindung wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren zeigen:

Fig. 1

ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems,

Fig. 2

ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems in einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 3

ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems in einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 4

ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 5

ein schematisches Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren Ausführungsform.

[0049] Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen.

[0050] Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines Systems 1 zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem TCMS 2 und einem ETCS 3 eines Schienenfahrzeugs (nicht dargestellt). Die Verbindung kann zur Übertragung von Signalen und/oder Daten dienen. Es ist vorstellbar, dass die Verbindung eine bidirektionale Verbindung ist. Allerdings kann die Verbindung auch eine unidirektionale Verbindung sein, die entweder eine Übertragung von TCMS 2 zum ETCS 3 oder umgekehrt ermöglicht.

[0051] Das System 1 umfasst eine ETCS-Signalschnittstelle 4 und eine TCMS-Signalschnittstelle 5 sowie eine Signalumsetzeinrichtung 6. Dargestellt ist, dass das TCMS 2 ebenfalls eine Signalschnittstelle 7 und das ETCS eine Signalschnittstelle 8 umfasst, wobei diese Signalschnittstellen 7, 8 mit den korrespondierenden Signalschnittstellen 4, 5 des vorgeschlagenen Systems 1 verbunden sind. Weiter dargestellt ist ein Bussystem 9 des TCMS 2 und ein Bussystem 10 des ETCS 3, wobei die dargestellten Bussysteme als MVB-Bussysteme ausgebildet sein können und mit den jeweiligen Schnittstellen 7, 8 verbunden sind. Die TCMS-Signalschnittstelle 5 ist mit der Signalumsetzeinrichtung 6 verbunden. Ebenfalls ist die ETCS-Signalschnittstelle 4 mit der Signalumsetzeinrichtung 6 verbunden. Im Sinne dieser Beschreibung kann eine Verbindung zur Daten- und/oder Signalübertragung ausgebildet sein. Mit der Signalumsetzeinrichtung 6 ist ein über die ETCS-Signalschnittstelle 4 empfangenes Signal, also ein ETCS Signal, in ein TCMS-Signal umsetzbar. Weiter ist ein über die TCMS-Signalschnittstelle 5 empfangenes Signal, also ein TCMS-Signal, in ein ETCS-Signal umsetzbar. Ein durch Umsetzung erzeugtes Signal kann dann über die entsprechende Signalschnittstelle 4, 5 an das ETCS 3 bzw. das TCMS 2 übertragen werden, wobei es dort über das entsprechende Bussystem 10, 9 weiter übertragen wird.

[0052] Fig. 2 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems 1 in einer weiteren Ausführungsform. Dargestellt ist, dass das System 1 eine erste und eine weitere TCMS-Gateway-Einrichtung 11a, 11b sowie eine ETCS-Gateway-Einrichtung 12 umfasst. Weiter umfasst das System 1 eine Switch-Einrichtung 13. Die TCMS-Signalschnittstelle 5 ist hierbei über die TCMS-Gateway-Einrichtungen 11a, 11b mit der Switch-Einrichtung 13 verbunden. Ebenfalls ist die ETCS-Signalschnittstelle 4 über die ETCS-Gateway-Einrichtung 12 mit der Switch-Einrichtung 13 verbunden. Mit anderen Worten sind an die Switch-Einrichtung 13 die Gateway-Einrichtungen 11a, 11b, 12 sowie die Signalumsetzeinrichtung 6 angeschlossen. Weiter dargestellt ist, dass das System 1 eine TCMS-Hardwareschnittstelle 14 umfasst, über die eine Hardwarekomponente 15 des TCMS 2 an das System 1 angeschlossen ist. Diese Hardwarekomponente kann beispielsweise eine Steuereinrichtung eines Subsystems des TCMS 2 sein, beispielsweise eines Türsteuersystems.

[0053] Auch diese TCMS-Hardwareschnittstelle 14 ist an die Switch-Einrichtung 13 angeschlossen. Es ist möglich, dass die Signalumsetzeinrichtung 6, insbesondere aus einem über die ETCS-Signalschnittstelle empfangenen Signal, durch Umsetzung ein TCMS-Hardwaresignal erzeugt und über die Switch-Einrichtung 13 an die TCMS-Hardwareschnittstelle 14 überträgt, wodurch dieses Signal dann wiederum über eine TCMS-seitige Hardwareschnittstelle 16 an die Hardwarekomponente 15 übertragen wird und diese beispielsweise steuert. Beispielsweise kann so ein Türfreigabesignal von dem System 1 an das TCMS 2 übertragen werden. In dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel kann die TCMS-Signalschnittstelle 5 als TCMS-Softwareschnittstelle ausgebildet sein. Ebenfalls kann die dargestellte ETCS-Signalschnittstelle 4 als Softwareschnittstelle ausgebildet sein.

[0054] Es ist möglich, dass die TCMS-Gateway-Einrichtungen 11a, 11b eine Umsetzung eines TCMS-Signals, welches über die TCMS-Signalschnittstelle 5 empfangen wird, in ein Systemsignal durchführen kann, wobei ein Systemsignal beispielsweise ein IPT-COM-Signal sein kann. Mit anderen Worten wird also ein Signaltyp bzw. ein Signalformat von einem TCMS-proprietären Typ/Format in ein systemtypisches/-proprietäres Format durchgeführt. Ebenfalls können diese Gateway-Einrichtungen 11a, 11b ein systemspezifisches Signal in ein TCMS-Signal umsetzen. Entsprechend kann die ETCS-Gateway-Einrichtung 12 ein ETCS-Signal in ein systemspezifisches Signal oder ein Systemsignal in ein ETCS-Signal umsetzen. Die erste TCMS-Gatewayeinrichtung 11a kann hierbei einen ersten Port des Systems 1 und die weitere TCMS-Gatewayeinrichtung 11b einen weiteren Port des Systems 1 bereitstellen, wobei diesen Ports Adressen zugeordnet sind über die das System 1 aus dem TCMS 2 heraus adressierbar ist.

[0055] Fig. 3 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Systems 1 in einer weiteren Ausführungsform. Im Unterschied zu der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform ist dargestellt, dass das System eine ETCS-Hardwareschnittstelle 17 umfasst, an die eine Hardwarekomponente 18 des ETCS 3 angeschlossen ist. Somit kann die Signalumsetzeinrichtung 6 beispielsweise ein Steuersignal für diese Hardwarekomponente 18 erzeugen und über die Switch-Einrichtung 13, die ETCS-Hardwareschnittstelle 17, eine Hardwareschnittstelle 19 des ETCS 3 an diese Hardwarekomponente 18 übertragen. Diese Hardwarekomponente 18 kann beispielsweise eine Steuereinrichtung sein, die eine Schnellbremsung des Schienenfahrzeugs steuern kann. Ein an diese Hardwarekomponente übertragenes Signal kann also ein Schnellbremssignal sein. Dieses Signal kann beispielsweise, aber nicht zwingend, aus einem TCMS-Signal eine Umsetzung erzeugt werden, wobei dieses über die TCMS-Signalschnittstelle 5 empfangen wurde.

[0056] Weiter dargestellt ist eine Hardwareschnittstelle 20 des Systems 1, über die Hardwarekomponenten 21 des Schienenfahrzeugs angeschlossen werden können. Ebenfalls dargestellt ist eine weitere Software- oder Hardwareschnittstelle 22 des Systems 1, über die weitere externe Geräte, beispielsweise ein Zugfunkgerät, angeschlossen werden können. Eine Hardwarekomponenten des Schienenfahrzeugs und ein externes Gerät können hierbei nicht Teil des ETCS 3 oder des TCMS 2 oder mit einem dieser Systeme 2, 3 verbunden sein. Über diese Signalschnittstellen 20, 22 kann beispielsweise ein empfangenes Signal von der Signalumsetzeinrichtung 6 in ein TCMS-Signal oder in ein ETCS-Signal umgesetzt werden. Auch ist es vorstellbar, dass ein von der Signalumsetzeinrichtung 6 erzeugtes Signal, welches beispielsweise, aber nicht zwingend, aus einem TCMS-Signal oder einem ETCS-Signal durch Umsetzung erzeugt wird, an die Geräte 21, 23 übertragen wird, beispielsweise zur Steuerung. So ist es beispielsweise vorstellbar, dass das System 1 über die ETCS-Signalschnittstelle 4 ein ETCS-Signal erzeugt und die Signalumsetzeinrichtung 6 aus dem Signal extrahierte Informationen über die Signalschnittstelle 22 an ein Zugfunkgerät 23 überträgt, welches Informationen dann weiter, beispielsweise an ein übergeordnetes System, überträgt.

[0057] Fig. 4 zeigt ein schematisches Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem TCMS 2 und einem ETCS 3 (siehe Fig. 1) eines Schienenfahrzeugs unter Nutzung eines Systems 1.

[0058] Hierbei wird in einem ersten Schritt S1 mindestens ein ETCS-Signal über die mindestens eine ETCS-Signalschnittstelle 4 empfangen, wobei dieses ETCS-Signal an die mindestens eine Signalumsetzeinrichtung 6 übertragen wird, von dieser in ein TCMS-Signal umgesetzt wird (zweiter Schritt S2) und dann in einem dritten Schritt S3 das TCMS-Signal an der TCMS-Signalschnittstelle 5 bereitgestellt wird. Alternativ kann im ersten Schritt S1 mindestens ein TCMS-Signal über die mindestens eine TCMS-Signalschnittstelle 5 empfangen werden und an die mindestens eine Signalumsetzungseinrichtung 6 übertragen werden. In einem zweiten Schritt S2 kann dann eine Umsetzung in ein ETCS-Signal erfolgen, wobei in einem dritten Schritt S3 das derart erzeugte ETCS-Signal dann an die mindestens eine ETCS-Signalschnittstelle 4, 17 übertragen bzw. an dieser bereitgestellt wird.

[0059] Fig. 5 zeigt ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer weiteren Ausführungsform. Hierbei wird in einem ersten Schritt S1 ein ETCS-Signal über eine ETCS-Signalschnittstelle 4 empfangen, wobei dieses ETCS-Signal in ein Systemsignal umgesetzt wird, welches das ETCS-Signal repräsentiert bzw. teile des ETCS-Signals repräsentiert. Diese Umsetzung kann durch eine ETCS-Gateway-Einrichtung 12 (siehe Fig. 2) in einem zweiten Schritt S2 erfolgen. Das Systemsignal wird dann an die Signalumsetzeinrichtung 6 übertragen und in einem dritten Schritt S3 von dieser in ein Systemsignal umgesetzt, welches ein TCMS-Signal repräsentiert (oder Teile davon). Dieses Systemsignal kann dann in einem vierten Schritt S4 in ein TCMS-Signal umgesetzt werden, beispielsweise durch eine TCMS-Gateway-Einrichtung 11a, 11b, wobei dieses Signal dann in einem fünften Schritt S5 an einer TCMS-Signalschnittstelle 5, 14 bereitgestellt wird.

[0060] Es ist weiter möglich, dass durch die Signalumsetzeinrichtung 6, die auch eine Auswerteeinrichtung und/oder Steuereinrichtung sein kann, eine Überwachung mindestens eines Schienenfahrzeugzustands erfolgen kann. Ebenfalls kann die Ausführung einer Schienenfahrzeugfunktion, insbesondere durch das TCMS 2 oder durch das ETCS 3 überwacht werden, insbesondere durch Auswertung von ETCS-Signalen, die über die ETCS-Signalschnittstelle 4 an das System 1 übertragen werden oder über die Auswertung von TCMS-Signalen, die über die TCMS-Signalschnittstelle 5 an das System 1 übertragen werden. Es ist weiter möglich, dass, insbesondere durch die Signalumsetzeinrichtung 6, auch Schritte zur Erhöhung einer Kommunikationssicherheit durchgeführt werden. So kann z.B. die Umsetzung gemäß einem SDTv2 oder SDTv4-Protokoll erfolgen, insbesondere unter Nutzung eines dieser Protokolle, wobei die Nutzung des SDTv2 ein SIL von 2 und die Nutzung de SDTv4 ein SIL von 4 bereitstellt. Diese Protokolle sind Teil des vorhergehend erläuterten TRDP und ebenfalls in der in diesem Zusammenhang angeführten Norm spezifiziert. Alternativ oder kumulativ kann eine proprietäre Absicherung der Datenübertragung innerhalb des vorgeschlagenen Systems und/oder zwischen dem System und einem externen System, durchgeführt werden. Eine proprietäre Absicherung kann z.B. durch die Integration und Prüfung einer systemspezifischen, also proprietären, Prüfsumme erfolgen.

[0061] Das System 1, insbesondere die Funktionalität des Systems 1 und weiter insbesondere die Funktionalität der Komponenten, beispielsweise der Signalumsetzeinrichtung 6, der Gateway-Einrichtungen 11a, 11b, 12, kann teilweise generisch und teilweise konfigurierbar sein. Ein generischer Teil der Funktionalität kann hierbei übergreifend für alle Systeme, also Systeme, die in verschiedenen Schienenfahrzeugen, insbesondere verschiedenen Typs, zum Einsatz kommen, gleich sein. Über den konfigurierbaren Teil kann dann die generisch festgelegte Funktionalität an das entsprechende Schienenfahrzeug bzw. den Schienenfahrzeugtyp angepasst werden.

Bezugszeichenliste

[0062] 

1

System

2

TCMS

3

ETCS

4

ETCS-Signalschnittstelle

5

TCMS-Signalschnittstelle

6

Signalumsetzeinrichtung

7

Schnittstelle

8

Schnittstelle

9

Bussystem

10

Bussystem

11a, 11b

TCMS-Gateway-Einrichtungen

12

ETCS-Gateway-Einrichtung

13

Switch-Einrichtung

14

TCMS-Hardwareschnittstelle

15

Hardwarekomponente

16

Schnittstelle

17

ETCS-Hardwareschnittstelle

18

Hardwarekomponente

19

Schnittstelle

20

Schnittstelle

21

externes Gerät

22

Schnittstelle

23

Externes Gerät

S1

erster Schritt

S2

zweiter Schritt

S3

dritter Schritt

S4

vierter Schritt

S5

fünfter Schritt

Ansprüche

1. System zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem TCM-System (2) und einem ETC-System (3) eines Schienenfahrzeugs, umfassend:

- mindestens eine ETCS-Signalschnittstelle (4),

- mindestens eine Signalumsetzeinrichtung (5),

- mindestens eine TCMS-Signalschnittstelle (6),

wobei die ETCS-Signalschnittstelle (4) mit der Signalumsetzeinrichtung (6) und die Signalumsetzeinrichtung (6) mit der TCMS-Signalschnittstelle (5) verbunden sind, wobei mit der Signalumsetzeinrichtung (6) ein über die ETCS-Signalschnittstelle (4) empfangenes Signal in ein TCMS-Signal und ein über die TCMS-Signalschnittstelle (5) empfangenes Signal in ein ETCS-Signal umsetzbar ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil einer Funktionalität der Signalumsetzeinrichtung (6) generisch festgelegt und ein weiterer Teil der Funktionalität konfigurierbar ist.

3. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, weiter umfassend mindestens eine ETCS-Gateway-Einrichtung (12), wobei die ETCS-Signalschnittstelle (4) über die ECTS-Gateway-Einrichtung (12) mit der Signalumsetzeinrichtung (6) verbunden ist, wobei mit der ETCS-Gateway-Einrichtung (12) ein ECTS-Signal in ein Systemsignal und umgekehrt umsetzbar ist und/oder umfassend mindestens eine TCMS-Gateway-Einrichtung (11, 11b), wobei die mindestens eine TCMS-Signalschnittstelle (5) über die TCMS-Gateway-Einrichtung (11a, 11b) mit der Signalumsetzeinrichtung (6) verbunden ist, wobei mit der TCMS-Gateway-Einrichtung (11a, 11b) ein TCMS-Signal in ein Systemsignal umsetzbar ist und umgekehrt.

4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Systemsignal ein TRDP-Signal ist.

5. System nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei zumindest ein Teil einer Funktionalität einer Gateway-Einrichtung (11a, 11b, 12) generisch festgelegt und ein weiterer Teil der Funktionalität konfigurierbar ist.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei durch die Umsetzung mit einer Gateway-Einrichtung (11a, 11b, 12) oder mit der Signalumsetzeinrichtung (6) eine Kommunikationssicherheit erhöht wird.

7. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, weiter umfassend mindestens eine Switch-Einrichtung (13), wobei die Signalumsetzeinrichtung (6) über die Switch-Einrichtung (13) mit der ECTS-Signalschnittstelle (4) und/oder mit der TCMS-Signalschnittstelle (5) und/oder mit einer Gateway-Einrichtung (11a, 11b, 12) verbunden ist.

8. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend mindestens eine ETCS-Hardwareschnittstelle (17) und mindestens eine ETCS-Softwareschnittstelle und/oder mindestens eine TCMS-Hardwareschnittstelle (14) und mindestens eine TCMS-Softwareschnittstelle.

9. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, umfassend eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung mindestens eines Schienenfahrzeugzustands oder einer Schienenfahrzeugfunktion.

10. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine TCMS-Signalschnittstelle (5) eine Portfunktionalität bereitstellt.

11. System nach einem der vorangegangenen Ansprüche, weiter umfassend mindestens eine Ein- und/oder Ausgabeschnittstelle (20, 22).

12. System nach Anspruch 11, wobei die Ein- und/oder Ausgabeschnittstelle (20, 22) zur Verbindung mit einer TCM-systemexternen und/oder einer ECT-systemexternen Einrichtung ausgebildet ist.

13. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einem TCM-System (2) und einem ETC-System (3) eines Schienenfahrzeugs mit einem System (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei

- mindestens ein ETCS-Signal über die mindestens eine ETCS-Signalschnittstelle (4) empfangen wird, wobei das ETCS-Signal oder ein das ETCS-Signal repräsentierende Systemsignal an die mindestens eine Signalumsetzeinrichtung (6) übertragen wird, von dieser in ein TCMS-Signal oder in ein das TCMS-Signal repräsentierende Systemsignal umgesetzt wird, wobei das TCMS-Signal dann über die mindestens eine TCMS-Signalschnittstelle (5) übertragen wird und/oder

- mindestens ein TCMS-Signal über die mindestens eine TCMS-Signalschnittstelle (55) empfangen wird, wobei das TMCS-Signal oder ein das TCMS-Signal repräsentierende Systemsignal an die mindestens eine Signalumsetzeinrichtung (6) übertragen wird, von dieser in ein ECTS-Signal oder in ein das ECTS-Signal repräsentierende Systemsignal umgesetzt wird, wobei das ECTS-Signal dann über die mindestens eine ETCS-Signalschnittstelle (4) übertragen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine signalbasierte Überwachung mindestens eines Schienenfahrzeugzustands oder einer Schienenfahrzeugfunktion durchgeführt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Umsetzung mit einer Gateway-Einrichtung (11a, 11b, 12) eine Kommunikationssicherheit erhöht wird.

Zeichnung