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Patent Searching and Data


Title:
METHOD, DEVICE, AND RAIL VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/043538
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for operating an electronic input and output unit (3) for a rail vehicle (1) to which the input and output unit (3) and a control unit (4) which is at a distance from the input and output unit (3) are assigned, said units being coupled to one another for signalling purposes. The method comprises detecting an input process at the input and output unit (3) and transmitting an input signal to the control unit (4) by means of the input and output unit (3) in accordance with the detected input process. The method also comprises outputting an indication element (5) by means of the input and output unit (3) in accordance with the detected input process, wherein the transmission of the input signal to the control unit (4) and the outputting of the indication element (5) by means of the input and output unit (3) are carried out independently of one another.

Inventors:
SCHMIDT HOLGER (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/072402
Publication Date:
March 11, 2021
Filing Date:
August 10, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS MOBILITY GMBH (DE)
International Classes:
B61L15/00
Foreign References:
CA2437133A12005-02-13
EP2551787A12013-01-30
Other References:
O GEMINE ET AL: "ERTMS UNIT ETCS DRIVER MACHINE INTERFACE Edited by Quality review Approved by", 14 April 2009 (2009-04-14), XP055374667, Retrieved from the Internet [retrieved on 20170519]
ALBERT NG ET AL: "Designing for Low-Latency Direct-Touch Input General terms: Design, Human Factors", PROCEEDINGS OF UIST '12, 7 October 2012 (2012-10-07), pages 453 - 463, XP055141925, Retrieved from the Internet [retrieved on 20140922]
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Ein- und Ausgabeeinheit (3) für ein Schienenfahrzeug (1), dem die Ein- und Ausgabeeinheit (3) und eine zu der Ein- und Ausgabeeinheit (3) beabstandete Steuereinheit (4) zugeordnet sind, die signaltechnisch miteinander gekoppelt sind, umfassend:

- Erfassen eines Eingabevorgangs an der Ein- und Ausgabeeinheit (3),

- Senden eines Eingabesignals an die Steuereinheit (4) mittels der Ein- und Ausgabeeinheit (3) in Abhängigkeit von dem erfassten Eingabevorgang, und

- Ausgeben eines Hinweiselements (5) mittels der Ein- und Ausgabeeinheit (3) in Abhängigkeit von dem erfassten Eingabevorgang, wobei das Senden des Eingabesignals an die Steuereinheit (4) und das Ausgeben des Hinweiselements (5) mittels der Ein- und Ausgabeeinheit (3) unabhängig voneinander durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Ein- und Ausgabeeinheit (3) als berührungsempfindlicher Bildschirm (6) ausgebildet ist und das Hinweiselement (5) als visuelles Symbol ausgegeben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Ausgeben des Hinweiselements (5) mittels der Ein- und Ausgabeeinheit (3) unabhängig von einem Verarbeiten des Eingabesignals mittels der Steuereinheit (4) durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Ausgeben des Hinweiselements (5) mittels der Ein- und Ausgabeeinheit (3) unabhängig von einer Signallaufzeit des Eingabesignals, welche das Eingabesignal von der Ein- und Ausgabeeinheit (3) bis zu der Steuereinheit (4) benötigt, durchgeführt wird. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Ein- und Ausgabeeinheit (3) und die Steuereinheit (4) einen vorgegebenen Signallaufweg für das Eingabesignal aufweisen und bei dem das Ausgeben des Hinweiselements (5) mittels der Ein- und Ausgabeeinheit (3) ab dem Erfassen des Eingabevorgangs innerhalb eines Ausgabezeitraums durchgeführt wird, der kleiner ist als eine Signallaufzeit, die das Eingabesignal für den doppelten Signallaufweg zwischen der Ein- und Ausgabeeinheit (3) und der Steuereinheit (4) benötigt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem das Ausgeben des Hinweiselements (5) mittels der Ein- und Ausgabeeinheit (3) ab dem Erfassen des Eingabevorgangs für einen vorgegebenen Ausgabezeitraum von 100-200 ms durchgeführt wird.

7. Vorrichtung zum Betreiben einer elektronischen Ein- und Ausgabeeinheit (3) für ein Schienenfahrzeug (1), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.

8. Schienenfahrzeug (1), aufweisend:

- eine Ein- und Ausgabeeinheit (3),

- eine Steuereinheit (4), die signaltechnisch mit der Ein- und Ausgabeeinheit (3) gekoppelt ist und beabstandet zu der Ein- und Ausgabeeinheit (3) angeordnet ist, und

- eine Vorrichtung nach Anspruch 7.

Description:
Beschreibung

Verfahren, Vorrichtung und Schienenfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Ein- und Ausgabeeinheit für ein Schienenfahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens sowie ein Schienenfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.

In einem Führerstand eines Schienenfahrzeugs sind üblicherweise eine Mehrzahl von Displays und

Anzeigevorrichtungen vorgesehen, die einen Fahrzeugführer mit für die Fahrt relevanten Informationen versorgen. Solche Anzeigevorrichtungen können auch als kombinierte Ein- und Ausgabegeräte ausgebildet sein, die einen berührungsempfindlichen Bildschirm aufweisen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Ein- und Ausgabeeinheit für ein Schienenfahrzeug bereitzustellen, das zu einem sichereren und zuverlässigeren Betrieb des Schienenfahrzeugs beitragen kann.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Ein- und Ausgabeeinheit für ein Schienenfahrzeug gemäß dem unabhängigen Patentanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betreiben einer elektronischen Ein- und Ausgabeeinheit ein Erfassen eines Eingabevorgangs an der Ein- und Ausgabeeinheit und ein Senden eines Eingabesignals an eine Steuereinheit mittels der Ein- und Ausgabeeinheit in Abhängigkeit von dem erfassten Eingabevorgang. Die Ein- und Ausgabeeinheit wie auch die Steuereinheit sind dabei beabstandet voneinander dem Schienenfahrzeug zugeordnet und signaltechnisch miteinander gekoppelt. Das Verfahren umfasst weiter ein Ausgeben eines Hinweiselements mittels der Ein- und Ausgabeeinheit in Abhängigkeit von dem erfassten Eingabevorgang, wobei das Senden des Eingabesignals an die Steuereinheit und das Ausgeben des Hinweiselements mittels der Ein- und Ausgabeeinheit unabhängig durchgeführt wird.

Mittels des beschriebenen Verfahrens ist eine zeitnahe Rückmeldung für einen Operator bei einer manuellen Eingabe an der Ein- und Ausgabeeinheit realisierbar. Die Rückmeldung in Form der Ausgabe des Hinweiselements informiert den Operator zeitnah darüber, ob ein Eingabevorgang erkannt und verarbeitet wird. Der Operator ist zum Beispiel in Bezug auf ein Schienenfahrzeug der Fahrzeugführer in einem Führerstand des Schienenfahrzeugs.

Es ist eine Erkenntnis im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung, dass insbesondere bei einer Verwendung von gemeinschaftlichen Displays oder Bildschirmen (engl.: Unified Display System, UDS) eine Bilderzeugung von einer Bildanzeige räumlich getrennt ist. Somit werden Bildinhalte auf einem Gerät erzeugt und auf einem anderen angezeigt. Das Gerät zur Bilderzeugung und das Gerät zur Bildanzeige realisieren somit ein verteiltes und signaltechnisch gekoppeltes System. Dabei ist es zum Beispiel ferner für die Generierung der Bildinhalte erforderlich, ein Hilfsprogramm zu verwenden, welches zyklisch aufgerufen wird. Aufgrund des verteilten Systems und einer zyklischen Berechnung sind gewisse Signallaufzeiten gegeben, die gegebenenfalls deutlich länger sind als vorgegebene Anforderung bezüglich Rückmeldungen erfolgter Betätigungsversuche.

Zum Beispiel ist durch eine länderspezifische Norm eine Reaktion innerhalb von 100 ms nach einem Betätigen eines berührungsempfindlichen Bildschirms in einem Führerstand eines Schienenfahrzeugs gefordert. Dies betrifft zum Beispiel eine Bestätigung in Bezug auf ein Betätigen einer Schaltfläche an einem mittels Berührung steuerbaren Displays. Die Rückmeldung soll einem Benutzer des Displays verdeutlichen, dass sein Touch bzw. seine Bedienung erfolgreich von dem zugehörigen System erkannt wurde. In Bezug auf ein verteiltes System ist das Einhalten vorgegebener Reaktionszeiten eine Herausforderung.

In konventionellen Systemen werden Bildinhalte in dem gleichen Gerät generiert, mit dem sie angezeigt werden. Dabei werden die Bildinhalte meistens auch in dem Prozess verarbeitet, der auch für die Bildanzeige verwendet wird. Ein verteiltes System, bei dem die Ein- und Ausgabeeinheit und die Steuereinheit nicht in einem Gerät verbaut sind, sondern voneinander beabstandet angeordnet sind, bietet sich insbesondere für Schienenfahrzeuge an, die im Führerstand begrenzt zur Verfügung stehenden Bauraum aufweisen. Mittels eines verteilten Systems können Anzeigegeräte oder separate Recheneinheiten oder weitere Gerätschaften eingespart und somit Kosten reduziert werden. Bildinhalte werden zum Beispiel aus unterschiedlichen Quellen auf einem gemeinschaftlichen Display dargestellt.

Mittels des beschriebenen Verfahrens kann auch bei einem verteilten System mit Ein- und Ausgabeeinheit und Steuereinheit zeitnah eine Rückmeldung oder ein Feedback in Bezug auf einen Eingabevorgang ausgegeben werden. Es wird somit dazu beigetragen, dass ein Benutzer der Ein- und Ausgabeeinheit des verteilten Systems instantan Kenntnis darüber erlangt, ob sein bedienender Eingabevorgang erfolgreich erkannt wurde.

Dabei erfolgen das Ausgeben des Hinweiselements und das Senden eines Eingabesignals an die Steuereinheit unabhängig voneinander und kann insbesondere gleichzeitig durchgeführt werden. In diesem Zusammenhang bezieht sich eine Gleichzeitigkeit nicht zwingend auf einen exakt übereinstimmenden Zeitpunkt oder eine exakt übereinstimmende Zeitspanne, sondern kann insbesondere einen überlappenden Zeitraum umfassen, in dem das Hinweiselement ausgegeben und das Eingabesignal versendet wird. Anders formuliert ist das Ausgeben des Hinweiselements nicht durch das Senden des Eingabesignals, ein Verarbeiten des Eingabesignals und/oder ein Rücksenden eines Antwort- oder Steuersignals bedingt. Insbesondere wird nicht abgewartet, bis ein Verarbeiten des Eingabesignals durch die Steuereinheit abgeschlossen und eine Antwort an der Ein- und Ausgabeeinheit eingegangen ist. Ein Ausgeben des Hinweiselements wird somit nicht erst nachfolgend zu einem Senden und Verarbeiten des Eingabesignals durchgeführt. Beispielsweise wird das Eingabesignal zum Verarbeiten an die Steuereinheit gesendet und 50 ms nach dem Absenden des Eingabesignals das Hinweiselement mittels der Ein- und Ausgabeeinheit ausgegeben .

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens ist die Ein- und Ausgabeeinheit als berührungsempfindlicher Bildschirm ausgebildet und das Hinweiselement wird als visuelles Symbol ausgegeben. Die Ein- und Ausgabeeinheit realisiert somit vorzugsweise einen Touchscreen, der berührungssensitiv ist und ein Einleiten eines Bedienungsvorgangs und das Ausgeben des Hinweiselements ermöglicht. Das Hinweiselement wird mittels des Touchscreen nach einen empfangenen Touch bzw. einer erfassten Eingabe direkt durch ein Ersatzelement, wie zum Beispiel einen Kreis oder ein Viereck, visualisiert. Alternativ oder zusätzlich ist die Ein- und Ausgabeeinheit dazu befähigt akustische Signale auszugeben und das Hinweiselement kann als ein akustisches Signal ausgeben werden.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens bzw. der oben beschriebenen Weiterbildung des Verfahrens wird das Ausgeben des Hinweiselements mittels der Ein- und Ausgabeeinheit unabhängig von einem Verarbeiten des Eingabesignals mittels der Steuereinheit durchgeführt. Das Ausgeben des Hinweiselements erfolgt vorzugsweise direkt nach der erfassten Eingabe und bedarf keiner Verarbeitung des Eingabesignals oder einer Bereitstellung eines Ausgabesignals seitens der Steuereinheit.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens bzw. der oben beschriebenen Weiterbildungen des Verfahrens wird das Ausgeben des Hinweiselements mittels der Ein- und Ausgabeeinheit unabhängig von einer Signallaufzeit des Eingabesignals, welche das Eingabesignal von der Ein- und Ausgabeeinheit bis zu der Steuereinheit benötigt, durchgeführt .

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens bzw. der oben beschriebenen Weiterbildungen des Verfahrens weisen die Ein- und Ausgabeeinheit und die Steuereinheit einen vorgegebenen Signallaufweg für das Eingabesignal auf und das Ausgeben des Hinweiselements mittels der Ein- und Ausgabeeinheit wird ab dem Erfassen des Eingabevorgangs innerhalb eines Ausgabezeitraums durchgeführt, der kleiner ist als eine Signallaufzeit, die das Eingabesignal für den doppelten Signallaufweg zwischen der Ein- und Ausgabeeinheit und der Steuereinheit benötigt. Das Hinweiselement wird folglich nicht nachfolgend zu dem Senden des Eingabesignals und einem Empfangen eines Antwort- oder Steuersignals der Steuereinheit durchgeführt, sondern zeitnah zu einer erfassten Eingabe, um einem Operator der Touchbedienung ein schnelles Feedback zu geben. Anders formuliert, wird das Hinweiselement vor einer auf den Eingabevorgang basierenden Reaktion der Steuereinheit zur Bilderzeugung durchgeführt.

Gemäß einer Weiterbildung des Verfahrens bzw. der oben beschriebenen Weiterbildungen des Verfahrens wird das Ausgeben des Hinweiselements mittels der Ein- und Ausgabeeinheit ab dem Erfassen des Eingabevorgangs für einen vorgegebenen Ausgabezeitraum von 100-200 ms durchgeführt wird. Das Hinweiselement, zum Beispiel in Form eines visualisierten Kreises wird somit für eine kurze Zeit angezeigt, bis die eigentliche Reaktion der Bilderzeugung erfolgt .

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betreiben einer elektronischen Ein- und Ausgabeeinheit für ein Schienenfahrzeug, die dazu eingerichtet ist, eines der zuvor beschriebenen Verfahren durchzuführen. Die Vorrichtung ist zum Beispiel als Bordcomputer oder Steuereinheit realisiert, die eine Recheneinheit und einen Datenspeicher aufweist und ein Bereitstellen des zu visualisierenden Hinweiselements und ein Auswerten und Verarbeiten des erfassten Eingabevorgangs ermöglicht. Beispielsweise ist die Vorrichtung als verteiltes System realisiert, das die Ein- und Ausgabeeinheit und die Steuereinheit umfasst.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Schienenfahrzeug eine Ein- und Ausgabeeinheit, eine Steuereinheit, die signaltechnisch mit der Ein- und Ausgabeeinheit gekoppelt ist und beabstandet zu der Ein- und Ausgabeeinheit angeordnet ist, und die zuvor beschriebene Vorrichtung .

Dadurch, dass die Vorrichtung und das Schienenfahrzeug dazu eingerichtet sind, eines der zuvor beschriebenen Verfahren durchzuführen, sind beschriebene Eigenschaften und Merkmale des Verfahrens auch für die Vorrichtung und für das Schienenfahrzeug offenbart und umgekehrt.

Die oben genannten Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung und die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden durch die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den entsprechenden Figuren weitergehend erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs mit einer Vorrichtung zum Betreiben einer Ein- und Ausgabeeinheit für das Schienenfahrzeug, und

Figur 2 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Betreiben der Ein- und Ausgabeeinheit für das Schienenfahrzeug.

Figur 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Schienenfahrzeug 1 mit einem ersten Wagon und einem zweiten Wagon 8. Der erste Wagon bildet einen Führerstand 7 des Schienenfahrzeugs 1 aus, welcher mit dem zweiten Wagon 8 gekoppelt ist. In dem Führerstand 7 ist eine Ein- und Ausgabeeinheit 3 angeordnet, die einen bedienungsempfindlichen Bildschirm 6 (Touchscreen) umfasst. Die Ein- und Ausgabeeinheit 3 ist insbesondere als betriebsgemäßes Funktionselement in dem Führerstand 7 vorgesehen, um einen Operator oder Fahrzeugführer mit für eine Fahrt erforderlichen Informationen zu versorgen und/oder ein Einleiten von Funktionalitäten des Schienenfahrzeugs 1 zu ermöglichen .

Die Ein- und Ausgabeeinheit 3 ist beabstandet von einer Steuereinheit 4 angeordnet und mit dieser signaltechnisch gekoppelt. Die Steuereinheit 4 ist beispielhaft in dem zweiten Wagon 8 des Schienenfahrzeugs angeordnet. Alternativ kann die Steuereinheit 4 auch in dem Führerstand 7 beabstandet zu der Ein- und Ausgabeeinheit 3 angeordnet sein. Die Ein- und Ausgabeeinheit 3 und die Steuereinheit 4 realisieren ein verteiltes System von elektronisch zusammenwirkenden Komponenten in dem Schienenfahrzeug 1. Die Ein- und Ausgabeeinheit 3 und die Steuereinheit 4 sind somit nicht in einem gemeinsamen Gerät verbaut. Ein solches verteiltes System berücksichtigt, dass der Führerstand 7 einen begrenzt zur Verfügung stehenden Bauraum aufweist. Mittels des verteilten Systems kann der Touchscreen 6 als Anzeigegerät gemeinschaftlich genutzt werden, sodass zusätzliche Anzeigeelemente oder Gerätschaften eingespart und somit Kosten reduziert werden können. Bildinhalte werden zum Beispiel aus unterschiedlichen Quellen auf dem gemeinschaftlichen Display des Touchscreen dargestellt.

Figur 2 zeigt ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Betreiben der Ein- und Ausgabeeinheit 3 für das Schienenfahrzeug 1, das zu einem sicheren und zuverlässigen Betrieb des Schienenfahrzeugs 1 beitragen kann.

In einem Schritt S1 wird ein Eingabevorgang an der Ein- und Ausgabeeinheit 3 erfasst. Zum Beispiel betätigt der Fahrzeugführer eine digitale Schaltfläche auf dem Display des Touchscreen 6.

In einem Schritt S2 erfolgt ein Senden eines Eingabesignals an die Steuereinheit 4 mittels der Ein- und Ausgabeeinheit 3 basieren auf dem erfassten Eingabevorgang.

In einem Schritt S3 erfolgt ein Ausgeben eines Hinweiselements 5 mittels der Ein- und Ausgabeeinheit 3 in Abhängigkeit von dem erfassten Eingabevorgang. Das Hinweiselement 5 wird beispielsweise als Kreis oder Viereck visualisiert und teilt dem Fahrzeugführer mit, dass sein Eingabevorgang erkannt wurde.

Das Senden des Eingabesignals an die Steuereinheit 4 und das Ausgeben des Hinweiselements 5 mittels der Ein- und Ausgabeeinheit 3 wird unabhängig voneinander und insbesondere gleichzeitig durchgeführt, sodass nicht abgewartet werden muss, bis zum Beispiel eine durch die Steuereinheit 4 generierte Bilderzeugung wieder zurück zu der Ein- und Ausgabeeinheit 3 gelangt.

Mittels des beschriebenen Verfahrens liegt dem Benutzer bzw. dem Fahrzeugführer ein sofortiges Feedback vor und es kommt nicht zu einer Verzögerung bis zur eigentlichen Reaktion der Bilderzeugung. Auf dem Display des Touchscreen 6 wird somit anstelle der eigentlichen Reaktion, wie zum Beispiel einer Buttonbedienung, kurzzeitig das Hinweiselement als ein Ersatzelement angezeigt. Somit wird dem Benutzer auch bei einem verteilten System einfach und zuverlässig bestätigt, dass sein Eingabevorgang erfolgreich war und er nicht ein weiteres Mal den Touchscreen 6 betätigen muss, um die gewünschte Funktion einzuleiten. Das Hinweiselement 5 wird dem Benutzer zum Beispiel unterhalb einer Reaktionszeit von 100 ms und unabhängig von einer Signallaufzeit des Eingabesignals von der Ein- und Ausgabeeinheit 3 bis zur Steuereinheit 4 und zurück für einen Zeitraum von 100-200 ms angezeigt.

Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen detailliert dargestellt und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele und die darin erläuterten konkreten Merkmalskombinationen beschränkt. Weitere Variationen der Erfindung können von einem Fachmann erhalten werden, ohne den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung zu verlassen.

BezugsZeichen

1 Schienenfahrzeug

3 Ein- und Ausgabeeinheit

4 Steuereinheit

5 Hinweiselement

6 berührungsempfindlicher Bildschirm (Touchscreen)

7 erster Wagon / Führerstand des Schienenfahrzeugs

8 zweiter Wagon des Schienenfahrzeugs

S(i) Schritt eines Verfahrens zum Betreiben einer Ein- und Ausgabeeinheit für das Schienenfahrzeug