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Title:
METHOD FOR MONITORING FUNCTIONS OF A BALISE AND READER SUITABLE THEREFOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/058220
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for monitoring functions of a balise (BL). At least one balise signal emitted from the balise (BL) is read by a reader (LG) via a first interface (S1) and output to a second interface (S2) for further processing. The reader (LG) is operated in a vehicle (FZ) simultaneously with a vehicle balise antenna (FZBA), which activates the balise by means of an activation signal via a third interface (S3). The activated balise (BL) transmits the balise signal to the vehicle balise antenna (FZBA) and the reader (LG) reads the balise signal. The invention furthermore relates to a reader (LG) for balises (BL) and to a vehicle (FZ) having a reader (LG) for balises (BL) and a balise antenna (BLA).

Inventors:
LIEBIG ANDREAS (DE)
Application Number:
EP2020/073800
Publication Date:
April 01, 2021
Filing Date:
August 26, 2020
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS MOBILITY GMBH (DE)
International Classes:
B61L3/12; B61L15/00; B61L27/00
Foreign References:
US20130337856A12013-12-19
KR101899381B12018-10-29
EP2873585A12015-05-20
BE1022851A12016-09-21
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum Überwachen von Funktionen einer Balise (BL), bei dem mit einem Lesegerät (LG) über eine erste Schnittstelle (Sl) mindestens ein von der Balise (BL) ausgesendetes Balisensignal ausgelesen wird und an einer zweiten Schnittstelle (S2) zur Weiterverarbeitung ausgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Lesegerät in einem Fahrzeug (FZ) gleichzeitig mit einer Fahrzeug-Balisenantenne (FZBA) betrieben wird, wobei

• die Fahrzeug-Balisenantenne (FZBA) die Balise (BL) über eine dritte Schnittstelle (S3) mit einem Aktivierungssignal (ACT) aktiviert,

• die aktivierte Balise (FZ) das Balisensignal aussendet,

• das Lesegerät (LG) das Balisensignal ausliest.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Computer (C2), der das Balisensignal über die zweite Schnittstelle (S2) erhält, als Balisensignal zumindest das Uplink-Signal der Balise (BL) analysiert und die charakteristischen Parameter des Uplink-Signals ermittelt, insbesondere auch nach elektromagnetischen Störungen durch das Fahrzeug (FZ) und die Strecke sucht.

3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der folgenden Balisensignale ausgelesen wird:

• Uplink-Level,

• Start-up Time,

• FSK-Frequencies,

• Data-Rate,

• Bit-Errors.

4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Lesegerät (LG) über eine vierte Schnittstelle (S4) auch das Aktivierungssignal (ACT) ausgelesen wird 5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lesegerät (LG) zumindest das Balisensignal über die siebte Schnittstelle (S7) an einen außerhalb des Fahrzeugs (FZ) angeordneten zweiten Computer (C2) oder in eine Cloud (CLD), übermittelt .

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragung über die zweite Schnittstelle (S2) nach einem Mobilfunkstandard, insbesondere GPRS, und/oder IOT-Übertragungsstandard, insbesondere LTE-M und/oder NB-IOT, erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Balisensignal vor der Übertragung in einer ersten Speichereinrichtung (SE) zwischengespeichert wird.

8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Balisensignal in einem im Lesegerät (LG) integrierten ersten Computer (CI) verarbeitet oder zumindest vorverarbeitet wird, und das vorverarbeitete oder verarbeitete Balisensignal zwischengespeichert und/oder über die zweite Schnittstelle (S2) ausgegeben wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nur vorverarbeitete und/oder bearbeitete Balisensignale über die zweite Schnittstelle (S2) ausgegeben werden, bei denen Abweichungen von den zu erwartenden Ergebnissen festgestellt wurden.

10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von den übermittelten Balisensignalen und/oder vorverarbeiteten Balisensignalen und/oder den verarbeiteten Balisensignalen, ein Bedarf für Maßnahmen abgeleitet wird und diese dazu in einer zweiten Speichereinrichtung (SE2) gespeichert werden.

11. Lesegerät (LG) für Balisen (BL) dadurch gekennzeichnet, dass dieses zum Einbau in einem Fahrzeug (FZ) parallel zu einer Fahrzeug-Balisenantenne (FZBA) ausgebildet ist, wobei eine vierte Schnittstelle (S4) vorgesehen ist zum Empfang eines für die Balise (BL) ausgesendeten Aktivierungssignals (ACT) der Fahrzeug-Balisenantenne (FZBA).

12. Lesegerät (LG) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.

13. Fahrzeug mit Lesegerät (LG) für Balisen (BL) und einer Balisenantenne (BLA) dadurch gekennzeichnet, dass das Lesegerät (LG) in dem Fahrzeug (FZ) parallel zu einer Fahrzeug-Balisenantenne (FZBA) eingebaut ist, wobei eine vierte Schnittstelle (S4) vorgesehen ist zum Empfang eines für die Balise (BL) ausgesendeten Aktivierungssignals (ACT) der Fahrzeug-Balisenantenne (FZBA).

14. Fahrzeug (FZ) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass dieses eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.

15. Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10.

16. Bereitstellungsvorrichtung für das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 15, wobei die Bereitstellungsvorrichtung das Computerprogrammprodukt speichert und/oder bereitstellt.

Description:
Beschreibung

Verfahren zum Überwachen von Funktionen einer Balise und hierfür geeignetes Lesegerät

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Überwachen von Funktionen einer Balise, bei dem mit einem Lesegerät über eine erste Schnittstelle mindestens ein von der Balise ausgesendetes Balisensignal ausgelesen und an einer zweiten Schnittstelle zur Weiterverarbeitung ausgegeben wird. Außerdem betrifft die Erfindung ein Lesegerät für Balisen sowie ein Fahrzeug, in das ein solches Lesegerät eingebaut ist. Zuletzt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie eine

Bereitstellungsvorrichtung für dieses Computerprogrammprodukt, wobei das Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung dieses Verfahrens ausgestattet ist.

Eurobalisen und KER-Balisen werden genutzt, um den Zügen an definierten Orten Informationen zu übermitteln (Ortsinformation, Bremskurven, Signalzustände usw.). Ein Ausfall einer solchen Balise kann betrieblich störend sein, weil eine fehlende oder gestörte Datenübertragung zu einer Zwangsbremsung des betroffenen Zuges führen kann. Die Fahrzeuge sind zum Lesen mit einem Balisenlesegerät ausgerüstet, welches in einer Balisen-Onboardunit, Balisen-OBU, integriert ist. Dieses Balisenlesegerät besteht aus der Antenne und einer Elektronik-Einheit (BTM = Balise Transmission Module). Die Balisen-Antenne strahlt kontinuierlich ein elektromagnetisches Signal bei 27,095 MHz zur Aktivierung der Balise aus. Sobald die Antenne eine Balise überfährt und diese mit ausreichend Energie versorgt, antwortet die Balise mit Ihrem Antwortsignal bei 4,2 MHz (Eurobalise) bzw. 4,5 MHz (KER-Balise als Vorgängersystem der Eurobalise, welches noch im Einsatz ist). Das Eurobalisen- Uplink-Signal ist in [SUBSET-036] spezifiziert.Das Uplink-Signal der KER-Balisen ist in [SUBSET-100] spezifiziert. Um Zugausfallzeiten zu vermeiden, besteht der Wunsch nach einer frühzeitigen Ausfallerkennung der streckenseitigen Balisen.Diese Funktion sollte möglichst von den in den Fahrzeugen eingebauten Balisenlesegeräten geleistet werden. Eine bekannte Lösung in Richtung eines sogenannten Predictive Maintenance von Balisen wird von ERTMS Solutions angeboten. Diese Lösung ist im Internet unter www.ertmssolutions.com/ balise-lifecheck-automate-balise maintenance beschrieben. ERTMS Solutions bietet ein vollständiges Balisenlesegerät an, welches ausschließlich eine Funktion zur Diagnose besitzt. Vorzugweise wird es in spezialisierten Wartungszügen eingesetzt.Dies bedeutet aber, dass Aussagen über die Funktionsfähigkeit von Balisen immer nur dann ermittelt werden können, wenn der Wartungszug eingesetzt wird. Dies ist aus Kostengründen und auch aus Gründen der Einhaltung des Fahrplans allerdings nur eingeschränkt möglich.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Überwachung der Funktionen von Balisen anzugeben, welches die Überwachung zuverlässig durchführen kann und kostengünstig in der Implementierung ist. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Lesegerät für Balisen bzw.ein Fahrzeug mit einem solchen Lesegerät anzugeben, mit welchen sich das genannte Verfahren durchführen lässt. Zuletzt ist es Aufgabe der Erfindung, ein

Computerprogrammprodukt bzw. eine Bereitstellungsvorrichtung für ein solches anzugeben, welche zur Durchführung des Verfahrens vorgesehen sind.

Diese Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen

Anspruchsgegenstand (Verfahren) erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Lesegerät in einem Fahrzeug gleichzeitig mit einer Fahrzeug-Balisenantenne betrieben wird, wobei

• die Fahrzeug-Balisenantenne die Balise über eine dritte Schnittstelle mit einem Aktivierungssignal aktiviert,

• die aktivierte Balise das Balisensignal aussendet,

• das Lesegerät das Balisensignal ausliest.

Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Verfahrens hat den Vorteil, dass das Lesegerät parallel zur Fahrzeug-Balisenantenne der Balisen-OBU angeordnet werden kann. Als parallele Anordnung wird im Sinne der Erfindung verstanden, dass das Lesegerät zusätzlich zu der Funktionseinheit der Balisen-OBU (mit

Fahrzeug-Balisenantenne) eine eigene Funktionseinheit darstellt. Mit anderen Worten werden diese beiden Funktionseinheiten unabhängig voneinander betrieben und kommunizieren bei Bedarf über eine Schnittstelle miteinander.

Ein großer Vorteil dieser parallelen Anordnung ist, dass die Balise und auch die Balisen-OBU, die nach einem festgelegten Standard funktionieren, in ihrer Funktion nicht modifiziert werden müssen. Hierdurch werden vorteilhaft erneute Zulassungsverfahren vermieden. Die Funktion des Lesegerätes wird über Schnittstellen sichergestellt, die die Balise bzw. die Balisenantenne des Fahrzeugs ohnehin zur Verfügung stellen. Dies ermöglicht vorteilhaft auch eine Nachrüstung von Fahrzeugen, die bereits nach dem Stand der Technik mit einer Balisenantenne am Fahrzeug für eine Kommunikation mit den in der Strecke verbauten Balisen ausgerüstet sind, da das Lesegerät im Verhältnis zu der Balisenantennne und/oder zur Balisen-Onboardunit eine autarke Funktionseinheit darstellt. Diese Funktionseinheit steht jedoch über Schnittstellen, vorzugsweise Funkschnittstellen, mit der Balisenantenne und/oder der Balisen-Onboardunit in Verbindung.

Dabei werden erfindungsgemäß zusätzlich die folgenden Probleme gelöst: a) Zur Früherkennung von Ausfällen der Balisen sind detaillierte Analysen des AntwortSignals der Balise notwendig. Diese Analysen können durch das auf diese Aufgabe spezialisierte erfindungsgemäße Lesegerät durchgeführt werden. b) Einige Parameter des AntwortSignals der Balisen hängen von den Einbaubedingungen ab (z.B. der Pegel des AntwortSignals ist eine Funktion der Einbauhöhe) und sie können zeitlich schwanken (z.B. durch Temperaturschwankungen und Wettereinflüsse (Schnee oder Wasser auf der Balise) und auch von der dynamisch variierenden Position der Fahrzeugantenne (z.B. Ausfedern). Das erfindungsgemäße Lesegerät kann diese Effekte abmildern, da es auf die Leseaufgabe spezialisiert sein kann. Beispielsweise kann eine empfindlichere Antenne verwendet werden, um auch schwache Signale zuverlässig empfangen zu können. Außerdem ist es sinnvoll, die Bewertung der Parameter über eine größere Anzahl von Überfahrten durchzuführen (statistische Auswertung). Hierdurch können Schwankungen bei der Messwertgenerierung erfasst und berücksichtigt werden. Ein Teil der statischen Auswertung kann dabei in der Cloud vorgenommen werden, weil hier die typischen und die auffälligen Daten von vielen Lesegeräten vorliegen. Eine auffällige Balise kann durch die Auswertung vieler Lesegeräte schneller entdeckt werden als durch die Beobachtung eines Lesegerätes . c) Informationen zu Auffälligkeiten sind zügig an die Streckenwartung zu leiten.Dies kann dadurch gewährleistet werden, dass das erfindungsgemäße Lesegerät eine direkte Schnittstelle zu einer Cloud oder einer Leitzentrale hat, sodass eventuelle Fehlermeldungen über eine hierfür vorgesehene Verbindung sofort weitergeleitet werden können. d) Die Vorverarbeitung des Lesegerätes dient auch dazu, die in die Cloud zu übertragende Datenmenge zu reduzieren.

Sofern es in der nachfolgenden Beschreibung nicht anders angegeben ist, beziehen sich die Begriffe "erstellen", "berechnen", "rechnen", "feststellen", "generieren", "konfigurieren", "modifizieren" und dergleichen vorzugsweise auf Handlungen und/oder Prozesse und/oder Verarbeitungsschritte, die Daten verändern und/oder erzeugen und/oder die Daten in andere Daten überführen. Dabei liegen die Daten insbesondere als physikalische Größen vor, beispielsweise als elektrische Impulse oder auch als Messwerte. Die erforderlichen Anweisungen/Programmbefehle sind in einem Computerprogramm als Software zusammengefasst. Weiterhin beziehen sich die Begriffe „empfangen" „aussenden", „einiesen", „auslesen", „übertragen" und dergleichen auf das Zusammenwirken einzelner Hardwarekomponenten und/oder Softwarekomponenten über Schnittstellen. Die Schnittstellen können hardwaretechnisch, beispielsweise kabelgebunden oder als Funkverbindung, und/oder softwaretechnisch, beispielweise als Interaktion zwischen einzelnen Programmmodulen oder Programmteilen eines oder mehrerer Computerprogramme, realisiert sein.

Unter "rechnergestützt" oder "computerimplementiert" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise eine Implementierung des Verfahrens verstanden werden, bei dem ein Computer oder mehrere Computer mindestens einen Verfahrensschritt des Verfahrens ausführt oder ausführen. Der Ausdruck "Computer" ist breit auszulegen, er deckt alle elektronischen Geräte mit Datenverarbeitungseigenschaften ab. Computer können somit beispielsweise Personal Computer, Server,

Handheld-Computer-Systeme, Pocket-PC-Geräte, Mobilfunkgeräte und andere Kommunikationsgeräte, die rechnergestützt Daten verarbeiten, Prozessoren und andere elektronische Geräte zur Datenverarbeitung sein, die vorzugsweise auch zu einem Netzwerk zusammengeschlossen sein können. Unter einer "Speichereinheit" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise ein computerlesbarer Speicher in Form eines Arbeitsspeichers (engl. Random-Access Memory, RAM) oder Datenspeichers, wie einer Festplatte oder eines Datenträgers, verstanden werden.

Als "Cloud" soll eine Umgebung für ein "Cloud-Computing" (deutsch Rechnerwolke oder Datenwolke) verstanden werden. Gemeint ist eine IT-Infrastruktur, welche über ein Netzwerk wie das Internet verfügbar gemacht wird.Sie beinhaltet in der Regel Speicherplatz, Rechenleistung oder Anwendungssoftware als Dienstleistung, ohne dass diese auf dem die Cloud nutzenden lokalen Rechner installiert sein müssen.Angebot und Nutzung dieser Dienstleistungen erfolgen dabei ausschließlich durch technische Schnittstellen und Protokolle, etwa mittels eines Webbrowsers. Die Spannbreite der im Rahmen des Cloud-Computings angebotenen Dienstleistungen umfasst das gesamte Spektrum der Informationstechnik und beinhaltet unter anderem Infrastruktur, Plattformen und Software.

Unter einem "Prozessor" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise eine Maschine, wie einem Sensor zur Erzeugung von Messwerten oder eine elektronische Schaltung, verstanden werden. Bei einem Prozessor kann es sich insbesondere um einen Hauptprozessor (engl. Central Processing Unit, CPU), einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller, beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder einen digitalen Signalprozessor, möglicherweise in Kombination mit einer Speichereinheit zum Speichern von Programmbefehlen, etc.handeln. Bei einem Prozessor kann es sich beispielsweise auch um einen IC (integrierter Schaltkreis, engl. Integrated Circuit), insbesondere einen FPGA (engl.Field Programmable Gate Array) oder einen ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung, engl. Application-Specific Integrated Circuit), oder einen DSP (Digitaler Signalprozessor, engl. Digital Signal Processor) handeln. Auch kann unter einem Prozessor ein virtualisierter Prozessor oder eine Soft-CPU verstanden werden. Es kann sich beispielsweise auch um einen programmierbaren Prozessor handeln, der mit einer Konfiguration zur Ausführung eines rechnergestützten Verfahrens ausgerüstet ist.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein erster Computer CI, der das Balisensignal über die erste Schnittstelle S1 erhält, als Balisensignal zumindest das Uplink-Signal der Balise analysiert und die charakteristischen Parameter des Uplink-Signals ermittelt, insbesondere auch nach elektromagnetischen Störungen durch das Fahrzeug und die Strecke sucht.

Unter dem Uplink-Signal der Balise versteht man das Signal,welches die Balise an das Fahrzeug sendet, wobei dieses durch die Fahrzeugantenne empfangen wird. Dieses Uplink-Signal enthält unter anderem eine Balisenkennung, welche nicht zuletzt Aufschluss darüber gibt, an welchem Ort sich das Fahrzeug gerade befindet (die Lage der Balise ist nämlich bekannt). Deswegen ist es besonders wichtig, dass es bei der Übertragung des Uplink-Signals nicht zu Fehlern kommt, da eine zweifelsfreie Ortung des Fahrzeugs während der Überfahrt über die Balise auf diesem Wege nicht sichergestellt werden könnte.

Nach elektromagnetischen Störungen kann zusätzlich gesucht werden, weil das Fahrzeug und die Strecke, wenn diese elektromagnetische Störungen bewirken, ebenfalls die Übertragung zwischen der Balise und dem Fahrzeug stören könnte.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eines der folgenden Balisensignale ausgelesen wird:

• Uplink-Level,

• Start-up Time,

• FSK-Frequencies,

• Data-Rate,

• Bit-Errors. Beim Uplink-Level handelt es sich um den Pegel des Balisensignals. Dieser muss genügend hoch sein, damit die teilweise in hoher Geschwindigkeit über die Balise fahrenden Fahrzeuge das betreffende Signal der Balise empfangen können. Die Überwachung des Uplink-Levels bietet somit vorteilhaft eine Möglichkeit, die Wahrscheinlichkeit einzuschätzen, mit der ein gesendetes Uplink-Signal nicht durch die Fahrzeugantenne empfangen werden kann.

Bei der Start-up Time handelt es sich um die Reaktionszeit der Balise, nachdem sie mit ausreichender Energie versorgt wurde. Da dieser Zeitpunkt fahrzeugseitig nicht bekannt ist, kann diese Zeit anhand der Symmetrie abgeschätzt werden, die sich aus dem Downlink und dem Uplink ergibt. Dieses Prüfungskriterium lässt es zu, eine Aussage zu überprüfen, ob die Reaktionszeit der Balise nach deren Aktivierung ausreicht, um rechtzeitig das Uplink-Signal zu senden so dass dieses durch die Fahrzeugantenne noch empfangen werden kann.

Bei den FSK-Frequencies handelt es sich um die Frequenzen des Balisensignals. Die Balise überträgt 0-bits durch ein Signal bei 3,9 MHz und 1-bits bei 4,5 MHz. Die Frequenzen müssen eingehalten werden, um das Uplink Signal zuverlässig identifizieren zu können. Bei Abweichungen der Frequenzen ist dieses Ziel im Zweifel nicht mehr sichergestellt.

Bei der Datenrate handelt es sich um die Datenrate des Balisensignals. Die Einhaltung der Datenrate garantiert, dass die zu übermittelnden Inhalte in der zur Verfügung stehenden Zeit an das Fahrzeug übermittelt werden können. Weicht die Datenrate zu stark vom Sollwert ab, kann die Balisen-OBU möglicherweise die Information der Balise nicht mehr fehlerfrei empfangen. Das Datenraten-Fenster des Empfängers ist nämlich begrenzt.

Bei den Bit Errors handelt es sich um die Anzahl oder den Anteil defekter Bits im Balisensignal. Eine bestimmte Fehlerrate lässt sich durch das Vorsehen redundanter Signale sowie durch Fehlerkorrekturmechanismen bei der Auswertung des Uplink-Signals noch vertreten. Jenseits einer gewissen Schwelle besteht jedoch die Gefahr, dass bei der Übertragung und Auswertung der Signale fehlerhafte Interpretationen des Signals erfolgen. Um dies zu vermeiden, kann das Lesegerät bei Bedarf einen entsprechenden Fehler ausgeben.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mit dem Lesegerät über eine vierte Schnittstelle S4 auch das Aktivierungssignal ausgelesen wird.

Das Auslesen des Aktivierungssignals ermöglicht es vorteilhaft, auch Fehler festzustellen, die durch die Balisen-Onboardunit auftreten. Hierbei kann ausgeschlossen werden, dass ein fehlerhaftes Funktionieren der Balise indirekt durch Fehler hervorgerufen wird, die eigentlich vom Fahrzeug herrühren. In diesem Fall ist die Reparatur des Fahrzeugs erforderlich und kann durch das Lesegerät über die zweite Schnittstelle ausgegeben werden.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lesegerät zumindest das Balisensignal über eine siebte Schnittstelle an einen außerhalb des Fahrzeugs angeordneten ersten Computer oder über die zweite Schnittstelle in eine Cloud übermittelt .

Durch die Übermittlung nach extern ist sichergestellt, dass die ermittelten Daten sofort in einer übergeordneten Einheit wie einer Leitzentrale verarbeitet werden können. Gleichzeitig ist es möglich, die übermittelten Daten mit den Daten zu vergleichen, die durch andere Fahrzeuge erhoben werden. Hierdurch ist es möglich, auszuschließen, dass die Übermittlung von Fehlern vielleicht auch durch ein defektes Fahrzeug bzw. ein defektes Lesegerät hervorgerufen werden. Dadurch ist somit auch eine größere Sicherheit vor einer Fehlinterpretation der Messergebnisse in ihrer Gesamtheit gegeben.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Übertragung über die zweite Schnittstelle nach einem Mobilfunkstandard, insbesondere GPRS, und/oder IOT-Übertragungsstandard, insbesondere LTE-M und/oder NB-IOT, erfolgt.

Die Verwendung bereits vorhandener Mobilfunkstandards hat den Vorteil, dass auf ein Mobilfunknetz zurückgegriffen werden kann, welches als Infrastruktur bereits installiert ist. Dabei ist es von untergeordneter Bedeutung, dass diese Mobilfunknetze eventuell nicht zu jedem Zeitpunkt eine Übertragung der Daten ermöglichen. Dadurch, dass die durch das Lesegerät ermittelten Daten keinen direkten Einfluss auf die Funktion des Fahrzeugs im Schienennetz (auf dem Gleis) haben, können die Daten ausgewertet werden, sobald eine Funkverbindung in dem gewählten Funknetz besteht.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Balisensignal vor der Übertragung in einer ersten Speichereinrichtung zwischengespeichert wird.

Die Speicherung der Daten (Balisensignal) in einer ersten Speichereinrichtung ermöglicht es, während des Betriebs des Lesegerätes Daten zu vergleichen, die zu unterschiedlichen Zeitpunkten von einer Balise aufgenommen wurden. Hierdurch wird es möglich, langsame Veränderungen des Verhaltens der betreffenden Balise darzustellen und ausfindig zu machen. Dies ist besonders für eine vorausschauende Wartung (predictive maintenance) besonders vorteilhaft, wobei Balisen oder deren Komponenten ausgewechselt werden können, bevor diese endgültig versagen. Letztendlich wird über das Lesegerät in diesen Fällen keine „Nichtfunktion", sondern bereits eine „Schlechtfunktion" über die zweite Schnittstelle ausgegeben.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Balisensignal in einem im Lesegerät integrierten ersten Computer verarbeitet oder zumindest vorverarbeitet wird, und das vorverarbeitete oder verarbeitete Balisensignal zwischengespeichert und/oder über die zweite Schnittstelle ausgegeben wird. Dies ermöglicht vorteilhaft eine schnelle Verarbeitung der aufgenommenen Daten. Diese ist vor allem nicht von einer Übertragung der Daten über die zweite Schnittstelle abhängig, die, wie schon erläutert, von der Übertragungsqualität im verwendeten Funknetz beeinträchtigt werden kann.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass nur vorverarbeitete und/oder bearbeitete Balisensignale über die zweite Schnittstelle ausgegeben werden, bei denen Abweichungen von den zu erwartenden Ergebnissen festgestellt wurden. Durch die Vorverarbeitung kann überdies die Auslastung im Übertragungsnetz vermindert werden.Beispielsweise ist es möglich, Signale über die zweite Schnittstelle nur zu senden, wenn eine Nichtfunktion oder eine Schlechtfunktion bereits festgestellt wurde. Denn nur in einem solchen Fall entsteht der Handlungsbedarf einer Wartung oder eines Austausche der Balise. Von den Meldungen, dass die Balise ordnungsgemäß funktioniert, wäre das Übertragungsnetz, dem die zweite Schnittstelle angehört, dann entlastet.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass von den übermittelten Balisensignalen und/oder vorverarbeiteten Balisensignalen und/oder den verarbeiteten Balisensignalen, ein Bedarf für Maßnahmen abgeleitet wird und diese dazu in einer zweiten Speichereinrichtung gespeichert werden.

Diese Ausprägung der Erfindung ist besonders vorteilhaft, da zwischen einem ersten Computer, der bereits im Lesegerät eine Vorverarbeitung der Daten ermöglicht, und einem zweiten Computer, beispielsweise in einer Leitzentrale (alternativ in der Cloud), eine Arbeitsteilung stattfinden kann.Vorteilhaft kann der zweite Computer eine endgültige Verarbeitung der Daten, insbesondere einen Abgleich mit bereits vorhandenen Daten aus früheren Sendesignalen des Lesegerätes, vornehmen. Hierdurch ist eine Kombination der Vorteile, nämlich einerseits eine möglichst effiziente Vorverarbeitung der durch das Lesegerät aufgenommenen Daten zu ermöglichen und andererseits einen Abgleich mit der Historie von Messungen (eventuell auch anderer Lesegeräte, die ebenfalls Daten über eine Schnittstelle an die Leitzentrale gesendet haben) zu gewährleisten. Die genannte Aufgabe wird alternativ mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Lesegerät) erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, dass dieses zum Einbau in einem Fahrzeug parallel zu einer Fahrzeug-Balisenantenne ausgebildet ist, wobei eine vierte Schnittstelle vorgesehen ist zum Empfang eines für die Balise ausgesendeten Aktivierungssignals der Fahrzeug-Balisenantenne.

Was unter dem parallelen Einbau des Lesegerätes und der Fahrzeug-Balisenantenne, die Teil der Balisen-Onboardunit sein kann, oder der Balisen-Onboardunit selbst zu verstehen ist, ist bereits oben stehend erwähnt worden.Damit ist gemeint, dass diese beiden Geräte unabhängig voneinander aufgebaut sind, so dass das Lesegerät eine die Funktion von Balisen-Onboardunit und Balise beeinträchtigende Wirkung nicht entfalten kann. Beispielsweise können die Balisen-Onboardunit und das Lesegerät in zwei voneinander getrennten Gehäusen oder in zwei voneinander getrennten Gehäuseräumen eines Gehäuses untergebracht sein.

Die genannte Aufgabe wird alternativ mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Fahrzeug) erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, dass das Lesegerät in dem Fahrzeug parallel zu einer Fahrzeug-Balisenantenne eingebaut ist, wobei eine vierte Schnittstelle vorgesehen ist zum Empfang eines für die Balise ausgesendeten Aktivierungssignals der Fahrzeug-Balisenantenne.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Lesegerät bzw. das Fahrzeug mit dem Lesegerät eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der oben genannten auf das Verfahren gerichteten Ansprüche auszuführen.

Hinsichtlich der weiteren Vorteile, die mit dem erfindungsgemäßen Lesegerät, dem erfindungsgemäßen Fahrzeug sowie der Anwendung der oben genannten Verfahren in dem erfindungsgemäßen Lesegerät und in dem erfindungsgemäßen Fahrzeug verbunden sind, wird an dieser Stelle nicht noch einmal eingegangen.Es wird auf die zum Verfahren erläuterten Eigenschaften und Vorteile verwiesen.

Des Weiteren wird ein Computerprogrammprodukt mit

Programmbefehlen zur Durchführung des genannten erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder dessen Ausführungsbeispielen beansprucht, wobei mittels des Computerprogrammprodukts jeweils das erfindungsgemäße Verfahren und/oder dessen Ausführungsbeispiele durchführbar sind.

Darüber hinaus wird eine Bereitstellungsvorrichtung zum Speichern und/oder Bereitstellen des Computerprogrammprodukts beansprucht. Die Bereitstellungsvorrichtung ist beispielsweise ein Datenträger, der das Computerprogrammprodukt speichert und/oder bereitstellt . Alternativ und/oder zusätzlich ist die Bereitstellungsvorrichtung beispielsweise ein Netzwerkdienst, ein Computersystem, ein Serversystem, insbesondere ein verteiltes Computersystem, ein cloudbasiertes Rechnersystem und/oder virtuelles Rechnersystem, welches das Computerprogrammprodukt vorzugsweise in Form eines Datenstroms speichert und/oder bereitstellt .

Die Bereitstellung erfolgt beispielsweise als Download in Form eines Programmdatenblocks und/oder Befehlsdatenblocks, vorzugsweise als Datei, insbesondere als Downloaddatei, oder als Datenstrom, insbesondere als Downloaddatenstrom, des vollständigen Computerprogrammprodukts. Diese Bereitstellung kann beispielsweise aber auch als partieller Download erfolgen, der aus mehreren Teilen besteht und insbesondere über ein Peer-to-Peer Netzwerk heruntergeladen oder als Datenstrom bereitgestellt wird. Ein solches Computerprogrammprodukt wird beispielsweise unter Verwendung der Bereitstellungsvorrichtung in Form des Datenträgers in ein System eingelesen und führt die Programmbefehle aus, sodass das erfindungsgemäße Verfahren auf einem Computer zur Ausführung gebracht wird oder das Erstellungsgerät derart konfiguriert, dass dieses das erfindungsgemäße Werkstück erzeugt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.

Es zeigen:

FIG. 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lesegeräts im schematischen Querschnitt,

FIG. 2 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Lesegeräts, wobei ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs strichpunktiert angedeutet ist, als Blockschaltbild.Die Anordnung des Lesegerätes könnte gemäß FIG. 1 ausgestaltet sein, wobei ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens in der Anordnung zum Einsatz kommt,

FIG. 3 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, durchgeführt gemäß FIG. 2, als Flussdiagramm, wobei die erfindungsgemäßen Komponenten der Anordnung strichpunktiert eingezeichnet sind.

In FIG. 1 ist ein Fahrzeug FZ dargestellt, welches mit seinen Rädern RD auf einem Gleis GL mit Schienen SI und Schwellen SW steht. In dem Gleis ist eine Balise BL angeordnet, welche eine Balisenantenne BLA aufweist. Über die Balisenantenne BLA kann die Balise BL mit einer Balisen-Onboardunit BOBU kommunizieren. Diese weist zu diesem Zweck eine Fahrzeug-Balisenantenne FZBA auf. Außerdem ist an dem Fahrzeug FZ ein Lesegerät LG angebracht, welches eine Lesegerät-Balisenantenne LGBA aufweist. Über diese Lesegerät-Balisenantenne LGBA kann das Lesegerät LG ebenfalls mit der Balise BL kommunizieren. Dabei benutzt diese ebenfalls die Balisenantenne BLA.

Weiterhin ist in FIG. 1 eine Cloud CLD dargestellt, in der Dienste zum Betrieb der Balisen-Onboardunit BOBU und des Lesegeräts LG zur Verfügung gestellt werden. Gleichzeitig können diese Dienste auch durch eine Leitzentrale LZ genutzt werden.Die Leitzentrale LZ ist zu diesem Zweck mit einem zweiten Computer C2 und einer zweiten Speichereinrichtung SE2 ausgestattet. Um mit der Cloud CLD zu kommunizieren, ist das Lesegerät LG mit einer Lesegerätantenne LGA sowie die Leitzentrale mit einer LeitZentralenantenne LZA ausgestattet (alternativ kann die Leitzentrale LZ auch mit einer Kabelverbindung ausgestattet sein, da diese ortsfest ist). Einzelheiten des Ablaufs des Verfahrens werden im Folgenden zu FIG. 2 beschrieben.

Der FIG. 2 lassen sich die Funktionszusammenhänge zwischen den einzelnen Komponenten entnehmen. So kann die Balise BL mittels der Balisenantenne BLA über eine dritte Schnittstelle S3 durch die Fahrzeug-Balisenantenne FZBA aktiviert werden (das über die dritte Schnittstelle S3 übermittelte Funksignal von der

Balisen-Onboardunit BOBU ist ausreichend stark, um die Balise BL mit Strom zu versorgen). Diese sendet ebenfalls über die dritte Schnittstelle S3 ein Balisensignal an die Balisen-Onboardunit BOBU, wo dieses beispielsweise durch einen dritten Computer C3 verarbeitet werden kann.

Das Lesegerät LG weist die Lesegerät-Balisenantenne LGBA auf und kann beispielsweise durch das von der Balisen-Onboardunit BOBU ausgesendete Aktivierungssignal über eine Schnittstelle S4 aktiviert werden. Alternativ ist eine externe Stromversorgung möglich, da das Lesegerät LG durch das Fahrzeug FZ mit Strom versorgt werden kann. In jedem Fall kann das aktivierte Lesegerät LG über eine Schnittstelle S1 ebenfalls das von der Balise BL mittels der Balisenantenne BLA ausgesendete und durch die Lesegerät-Balisenantenne LGBA empfangene Signal auswerten. Zu diesem Zweck weist das Lesegerät LG einen Computer CI auf, wobei Rechenergebnisse sowie Messwerte in einer ersten Speichereinrichtung SEI abgelegt werden können.

Gemäß FIG. 2 kommunizieren sowohl die Balisen-Onboardunit BOBU über eine Fahrzeugantenne FZA sowie das Lesegerät LG über die Lesegerätantenne LGA mit der Cloud CLD, wobei die Lesegerätantenne LGA die Schnittstelle S2 nutzt und die Fahrzeugantenne FZA eine Schnittstelle S5. Alternativ (nicht dargestellt) kann die Versendung der Signale des Lesegeräts LG auch über die Fahrzeugantenne FZA und die Schnittstelle S5 erfolgen.

Weiterhin ist dargestellt, dass die Leitzentrale LZ die über verschiedene Balisen im Schienennetz zusammengetragenen Daten über die Cloud CLD abrufen kann. Dabei nutzt die Leitzentrale LZ die LeitZentralenantenne LZA, die eine Schnittstelle S6 zur Cloud CLD bedient.

Alternativ zu einer Cloudlösung können die Komponenten auch direkt miteinander kommunizieren. Beispielsweise ist eine siebente Schnittstelle S7 zwischen der Lesegerätantenne LGA und der LeitZentralenantenne LZA dargestellt.

Gemäß FIG. 3 ist der Ablauf des Verfahrens näher dargestellt. Das Verfahren startet mit einem Aktivierungssignal ACT, welches durch die Fahrzeug-Balisenantenne FZBA ausgesendet wird. Dieses führt sowohl in der Balise BL als auch in dem Lesegerät LG zu einer Startprozedur START1, STRART2, mit der diese beiden Geräte sozusagen aufgeweckt werden.Hierzu wird die Schnittstelle S3 bzw. die Schnittstelle S4 verwendet.

Die Balise BL führt dann einen Sendeschritt SEND1 durch, bei dem diese ihre Identifikationskennung an die Fahrzeug-Balisenantenne FZBA sendet, wodurch eine genaue Ortung des Fahrzeugs FZ möglich wird. Hierzu wird die Schnittstelle S3 genutzt, wobei die Balisen-Onboardunit BOBU in einem Aufnahmeschritt REC3 dieses Identifikationssignal empfängt. Gleichzeitig wird durch den Sendeschritt SEND1 auch das Identifikationssignal der Balise BL über die Schnittstelle S1 an das Lesegerät und über die Schnittstelle S3 an die Balisen-OBU gesendet und löst dort je einen Aufnahmeschritt REC1 sowie REC3 aus.

Sowohl die Balisen-Onboardunit BOBU führt nun einen Rechenschritt CAL2 als auch das Lesegerät LG führt einen Rechenschritt CALI aus. Hierbei werden die Signale verarbeitet. Bei dem Lesegerät LG kann es sich bei der Verarbeitung beispielsweise um eine Überprüfung der Funktionen der Balise BL handeln.

In einem nächsten Schritt sendet die Balisen-Onboardunit BOBU in einem Sendeschritt SEND2 (dieser Schritt ist optional) und das Lesegerät LG in einem Sendeschritt SEND3 jeweils über die Schnittstellen S5 und S2 die berechneten bzw. aufgenommenen Daten in die Cloud CLD. Alternativ können die genannten Schritte auch die Schnittstellen S7, S8 bedienen, um die Daten gleich an die Leitzentrale LZ zu senden. Alternativ kann die Leitzentrale LZ diese Daten aus der Cloud CLD beziehen, wobei dafür die sechste Schnittstelle S6 verwendet wird. Dabei wird ein vierter Aufnahmeschritt REC4 durch die Leitzentrale LZ durchgeführt. Anschließend kann die Leitzentrale LZ einen dritten Rechenschritt CAL3 durchführen, wobei die Daten verarbeitet werden.

Die Speicherung der Daten durch die erste Speichereinrichtung SEI und die zweite Speichereinrichtung SE2 sind in FIG. 3 nicht näher dargestellt. Diese Speicherschritte können aber jederzeit als Zwischenspeicherschritte durchgeführt werden, um Daten vor oder nach deren Verarbeitung zu sichern. Bezugszeichenliste

FZ Fahrzeug

RD Rad

BOBU Balisen-Onboardunit

FZBA Fahrzeug-Balisenantenne

GL Gleis

SI Schiene

SW Schwelle

BL Balise

BLA Balisenantenne

LG Lesegerät

LGA Lesegerätantenne

LGBA Lesegerät-Balisenantenne

Sl ... S7 Schnittstellen

SEI ... SE2 Speichereinrichtung

CI ... C3 Computer

CLD Cloud

LZ Leitzentrale

LZA Leit Z entralenantenne

ACT Aktivierungssignal

STRART1 ... STRART2 Startprozedur

SEND1 ... SEND2 Senderschritt

REC1 ... REC4 Aufnahmeschritt

CALI ... CAL3 Rechenschritt