Zugintegrität eines Zugverbands

Die Erfindung betri f ft ein Verfahren und ein System zur automatisierten Ermittlung der Zugintegrität eines Zugverbands , insbesondere zur Freischaltung von Streckenabschnitten z . B . im Rahmen von ETCS Level 3 .

Mit dem geplanten Betrieb mit ETCS Level 3 ist normativ eine Zugvollständigkeitskontrolle ( engl . „Train Integrity Monitoring" TIM) vorgeschrieben . Ein automatisches Zugsicherheits- System ( „ATP-System" für engl . „Automatic Train Protection" ) erwartet dafür an der Schnittstelle zum Fahrzeug eine Zugvollständigkeitsinformation ( engl . „Train Integrity Information" über das Fahrzeug . Die Train Integrity Information gibt den aktuellen Status der Zugvollständigkeit wieder . Die Train Integrity Information muss mit einem bestimmten Sicherheits- Integritätslevel , „S IL 2" , abgesichert sein .

S ILs sind das Maß für die Leistung bzw . die Zuverlässigkeit von Sicherheits funktionen und sind in den Normen IEC61508 und EC61511 zur „Funktionalen Sicherheit elektrischer / elektronischer / programmierbarer elektronischer (E/E/PE ) Systeme" festgelegt . Es gibt insgesamt vier S IL Stufen, wobei der erforderliche Schutz mit steigender Stufe höher ist .

Der wichtigste Aspekt , der bei S IL 2 hier berücksichtigt werden muss , ist die ununterbrochene Kontrolle der Zugintegrität durch eine Sicherheitssteuerung, welche redundante CPUs und Stromversorgungen, redundante Netzwerkkommunikations- Infrastrukturen und Verarbeitungseinheiten aufweisen sollten, damit im Falle eines Geräteaus falls eine weitere Kontrolle der Zugintegrität möglich ist .

Da der Betrieb mit ETCS Level 3 bisher nicht umgesetzt wurde , war die automatisierte Kontrolle der Zugintegrität in der Praxis bisher nicht relevant .

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives , komfortableres Verfahren und ein entsprechendes System zur automatisierten Ermittlung der Zugintegrität anzugeben, mit dem die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden und insbesondere einen sicheren Zugbetrieb im Rahmen des ETCS Level 3 ermöglicht .

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 , einem System gemäß Patentanspruch 10 und einem Zugverband gemäß Patentanspruch 11 gelöst .

Das erfindungsgemäße Verfahren zur automatisierten Ermittlung der Zugintegrität eines Zugverbands umfasst die folgenden Schritte :

- Optional : Bereitstellen von Zusammenstellungs-Daten zum Aufbau des Zugverbands umfassend zumindest Informationen zu den Wagen, aus denen der Zugverband zusammengestellt ist , an ein erstes zentrales Steuergerät des Zugverbands ,

- Ermitteln des Schlusswagens des Zugverbands ,

- Senden von Daten des Schlusswagens an das erste zentrale Steuergerät des Zugverbands während der Fahrt des Zugverbands , wobei diese Daten kontinuierlich über die gesamte Fahrt hinweg gesendet werden und das Senden der Daten so gestaltet ist , dass diese dem Schlusswagen zugeordnet werden können, - Generieren einer Statusinformation basierend auf den Daten des Schlusswagens , wobei in dem Falle , dass korrekte Daten von dem Schlusswagen von dem ersten zentralen Steuergerät empfangen werden, eine Statusinformation generiert wird, die eine korrekte Zugintegrität angibt und in dem Falle , dass innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne keine korrekten Daten von dem Schlusswagen von dem ersten zentralen Steuergerät empfangen werden, eine Statusinformation generiert wird, die eine gestörte Zugintegrität angibt ,

- Ausgabe der Statusinformation .

Bei einer automatisierten Ermittlung der Zugintegrität eines Zugverbands wird überprüft , ob der Zugverband noch vollständig ist , d . h . dass er keine Wagen verloren hat . Bei einem Betrieb im Rahmen von ETCS Level 3 erfolgt eine Gleis freimeldung und Zugvollständigkeitskontrolle nicht mehr durch ein Stellwerk, sondern durch die Züge . Eine streckenseitige Gleis freimeldung, beispielsweise durch Achs zähler oder Gleisstromkreise ist nicht mehr unbedingt vorhanden . Um in ETCS Level 3 fahren zu können, müssen Züge daher über ein System zur Zugvollständigkeitskontrolle verfügen, was das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht .

Die optional bereitgestellten Zusammenstellungs-Daten geben Informationen zum Aufbau des Zugverbands wieder, also zu seinen Wagen und ggf . auch der Wagenreihung (was nicht unbedingt notwendig ist , j edoch die Ermittlung des Schlusswagens vereinfachen kann) . Es können auch Informationen zur Länge des Zugverbands vorhanden sein . Wohlgemerkt kann das Verfahren durchaus auch ohne Zusammenstellungs-Daten sinnvolle Ergebnisse liefern, j edoch sind diese Daten sehr vorteilhaft , da mit diesen überprüft werden kann, ob die Ermittlung des Schlusswagens korrekt war . Sie stellen damit eine Redundanz dar, die der Sicherheit dient . Beispielsweise kann in dem Falle , dass ein Wagen aufgrund fehlerhafter Sensoren in seiner Kupplung irrtümlich als Schlusswagen ermittelt wurde , dieser Irrtum aufgrund einer Information zur Wagenreihung ausgeräumt werden .

Das Ermitteln des Schlusswagens kann wie vorangehend angedeutet durch eine vorgegebene Wagenreihung erfolgen . Bevorzugt wird sie j edoch unabhängig davon ermittelt , nämlich besonders bevorzugt mit Komponenten, die einem Wagen für den Fährbetrieb zur Verfügung stehen . Dies sind z . B . Sensoren an einer Kupplung, die messen, ob diese Kupplung mit einem anderen Wagen gekuppelt ist . In einem Zugverband sind normalerweise alle Wagen bis auf zwei mit ihren beiden Kupplungen gekuppelt . Nur die beiden Wagen am Anfang und am Ende des Zuges sind nur mit einer einzigen Kupplung gekuppelt . Da sich im Wagen am Anfang des Zuges der Fahrzeugführer befindet , kann der Wagen am Zugende ( ohne Fahrzeugführer ) dadurch und durch seinen Kuppel zustand als Schlusswagen ermittelt werden . Also könnten die Informationen „Wagen nur an einer Kupplung gekuppelt" und „Wagen nicht mit Fahrzeugführer besetzt" dazu dienen, automatisch den Schlusswagen zu ermitteln . Bei Zugverbänden, die aus zwei oder mehreren Triebzügen zusammengesetzt sind, kann es genügen, den Zustand der Endwagen der Triebzüge zu überprüfen, um den Schlusswagen zu ermitteln . In einem solchen Zugverband aus Triebzügen kann z . B . ein zentrales Steuergerät ( ZSG) in den Triebzügen anhand von den Signalen " Führerraum besetzt" und " gekuppelt" ein Endwagen automatisch feststellen, ob er sich im Zugverband an der Zugspitze , in der Zugmitte oder am Zugende befindet . In der Praxis kann dann das ZSG in j edem Triebzug des Zugverbandes den Zustand seiner beiden Endwagen ermitteln und diesen Zustand an das erste ( oder auch „führende" ) zentrale Zugsteuergerät im Zugverband weiterleiten . Ein Zugverband kann ein einziges zentrales Steuergerät aufweisen, was jedoch selten ist. Häufiger existieren in einem Zugverband mehrere ZSGs, insbesondere in einem Zugverband der aus mehreren Triebzügen zusammengesetzt ist. Auch kann es vorkommen, dass in einem Triebzug mehrere ZSGs vorhanden sind, z.B. in jedem der beiden Endwagen des Triebzugs. Es sollte dann ein „erstes" zentrales Steuergerät gewählt werden. Dies geschieht in der Regel derzeit automatisch, wobei dasjenige ZSG als erstes (führendes) ZSG ausgewählt wird, welches sich in dem Triebzug (bzw. dem Endwagen) befindet, der durch den Fahrzeugführer besetzt ist.

Sehr wichtig für das Verfahren ist, dass der Schlusswagen während der gesamten Fahrt des Zugverbands kontinuierlich Daten an das erste zentrale Steuergerät sendet. Dies kann auf direktem Wege geschehen, in der Praxis ist es jedoch häufig so, dass Grenzen zu verschiedenen Hierarchien bei der Datensendung überschritten werden müssen. Beispielsweise können die Daten des Schlusswagens auf einer Wagenebene erhoben werden, an das zentrale Steuergerät eines Triebzugs gesendet werden (Triebzugebene) und von dort an das erste ZSG (Zugverbandsebene) gesendet werden.

Zur Datensendung existieren bereits Protokolle wie z.B. „Flexicom", „Profisafe" oder „SPCSsafe", die zur sicheren Datensendung verwendet werden können.

Wichtig ist, dass Daten kontinuierlich gesendet werden, also immer wieder ein Datensatz vom Schlusswagen bei dem ersten ZSG eintrifft. Diese Datensätze können durchaus von Zeitintervallen getrennt sein, die jedoch bevorzugt kürzer als eine Sekunde sein sollten. In der Praxis kann es durchaus vorkommen, dass die Daten des Schlusswagens nach 0,1 s bei dem ersten ZSG eintreffen. Das Senden der Daten muss so gestaltet sein, dass diese dem Schlusswagen zugeordnet werden können. Dies bedeutet, dass die Daten selber Informationen enthalten, z.B. eine Adresse oder Identifikationsinformation, die diese Zuordnung möglich machen und/oder der Datenkanal, auf dem die Sendung erfolgt, diese Zuordnung ermöglicht, z.B. weil die Daten über ein spezielles Kabel oder eine spezielle Frequenz gesendet werden, die dem Schlusswagen zugeordnet werden kann. Wichtig ist hierbei im Grunde nur, dass das erste ZSG sicher feststellen kann, dass der empfangene Datensatz auch vom Schlusswagen stammt .

Aus dem Wissen über den Empfang oder Nichtempfang der Daten des Schlusswagens kann nun die Statusinformation generiert werden, die im Grunde nur zwei Zustände wiedergeben muss: einen Zustand (z.B. „OK") , der eine korrekte Zugintegrität anzeigt und ein Zustand (z.B. „Lost") , der eine inkorrekte Zugintegrität anzeigt. Von Vorteil ist noch ein dritter Zustand (z.B. „Unknown") , der bevorzugt nur bei Stillstand des Zugverbands erreicht werden kann und anzeigt, dass sich die Architektur des Zugverbands geändert hat, z.B. durch Anoder Abkuppeln von Zugkomponenten.

Die Statusinformation wird basierend auf den Daten des Schlusswagens generiert. Beim Empfang korrekter Daten wird z.B. eine Statusinformation mit dem Zustand „OK" generiert und wenn innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne keine korrekten Daten empfangen wurden, eine Statusinformation mit dem Zustand „Lost" .

Es sollte beachtet werden, dass mit „korrekten Daten" Daten gemeint sind, die normalerweise vom Schlusswagen gesendet werden bzw. eine vorgegebene Information umfassen. Der Ausdruck „keine korrekten Daten" bedeutet hier, dass kein Datensatz bei dem ersten ZSG eintraf oder dieser Datensatz nicht vollständig war oder auf andere Weise nicht korrekt war, auf einem falschen Datenkanal eintraf oder dessen Sendung sonst wie verfälscht oder gestört war . Jeder Datensatz des Schlusswagens , dessen Sendung (womit auch dessen Inhalt gemeint ist ) anders war als vorgegeben, wird als nicht korrekt angesehen . Dies bedeutet , dass in diesem Falle keine korrekten Daten des Schlusswagens von dem ersten zentralen Steuergerät empfangen worden sind . Es ist diesbezüglich bevorzugt , dass der Schlusswagen im Falle eines erkannten Fehlers , z . B . wenn etwas von dem Wagen verloren ging, dessen Verbindung zum Rest des Zuges beeinträchtigt ist , oder ein sonstiger ( schwerwiegender ) Fehlerzustand vorliegt , keine Daten mehr sendet oder einen vom Normalen abweichenden Datensatz sendet , der vom ersten ZSG als „keine korrekten Daten" interpretiert werden kann .

Die Ausgabe der Statusinformation kann an ein weiteres Steuergerät erfolgen, z . B . an einen sogenannten „European Vital Computer" (EVC ) , der im Rahmen von ETCS Level 3 Steueraufgaben zum Betriebsablauf übernehmen bzw . diesbezügliche Informationen weitergeben kann . Bevorzugt wird also die Statusinformation dem EVC zur Verfügung gestellt . Der EVC liest den Status ein und leitet den Status über die Funk- Land-Verbindung an eine Leitstelle weiter . Wenn der Status „Unknown" oder „Lost" gemeldet wird, wird der als letztes vom Zugverband überfahrene Streckenabschnitt für nachfolgende Züge nicht mehr freigegeben .

Ein erfindungsgemäßes System zur automatisierten Ermittlung der Zugintegrität eines Zugverbands , verwendet insbesondere ein erfindungsgemäßes Verfahren und umfasst die folgenden

Komponenten : - Optional : eine Datenschnittstelle ausgelegt zum Empfang von Zusammenstellungs-Daten zum Aufbau des Zugverbands umfassend zumindest Informationen zu den Wagen, aus denen der Zugverband zusammengestellt ist ,

- eine Ermittlungseinheit ausgelegt zum Ermitteln des Schlusswagens des Zugverbands ,

- eine Datenübertragungseinheit ausgelegt zum Übertragen von Daten des Schlusswagens an ein erstes zentrales Steuergerät des Zugverbands während der Fahrt des Zugverbands , wobei diese Daten kontinuierlich über die gesamte Fahrt hinweg übertragen werden und das Übertragen der Daten so gestaltet ist , dass diese dem Schlusswagen zugeordnet werden können,

- ein erstes zentrales Steuergerät ( eben j enes , an das die Daten gesendet werden) ausgelegt zum Generieren einer Statusinformation basierend auf den Daten des Schlusswagens , wobei in dem Falle , dass korrekte Daten von dem Schlusswagen von dem ersten zentralen Steuergerät empfangen werden, eine Statusinformation generiert wird, die eine korrekte Zugintegrität angibt und in dem Falle , dass keine korrekten Daten von dem Schlusswagen von dem ersten zentralen Steuergerät empfangen werden, eine Statusinformation generiert wird, die eine gestörte Zugintegrität angibt ,

- eine Datenschnittstelle ausgelegt zur Ausgabe der Status information .

Ein erfindungsgemäßer Zugverband umfasst eine Anzahl von Triebzügen und ein erfindungsgemäßes System .

Die Erfindung kann insbesondere in Form einer Rechnereinheit , insbesondere in einer Steuereinrichtung, mit geeigneter Software realisiert sein . Die Rechnereinheit kann z . B . hierzu einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen aufweisen . Insbesondere kann sie in Form von geeigneten Softwareprogrammteilen in der Rechnereinheit reali- siert sein . Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil , dass auch schon bisher verwendete Rechnereinheiten in Triebzügen oder Zugverbänden bzw . in deren Wagen auf einfache Weise durch ein Software- bzw . Firmware-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten . Insofern wird die Aufgabe auch durch ein entsprechendes Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm gelöst , welches direkt in eine Speichereinrichtung einer Rechnereinheit ladbar ist , mit Programmabschnitten, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens aus zuführen, wenn das Programm in der Rechnereinheit ausgeführt wird . Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile wie z . B . eine Dokumentation und/oder zusätzliche Komponenten, auch Hardware- Komponenten, wie z . B . Hardware-Schlüssel ( Dongles etc . ) zur Nutzung der Software , umfassen . Zum Transport zur Rechnereinheit und/oder zur Speicherung an oder in der Rechnereinheit kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memorystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit einlesbaren und aus führbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind . Weitere , besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den Ansprüchen und Beschreibungsteilen zu einer anderen Anspruchskategorie weitergebildet sein können und insbesondere auch einzelne Merkmale verschiedener Aus führungsbeispiele bzw . Varianten zu neuen Aus führungsbeispielen bzw . Varianten kombiniert werden können .

Gemäß einem bevorzugten Verfahren wird zur Ermittlung des

Schlusswagens ermittelt , welcher Wagen des Zugverbands an einer seiner beiden Kupplungen nicht angekuppelt ist (bzw . nur an einer Kupplung angekuppelt ist ) und ob dieser Wagen mit einem Fahrzeugführer besetzt ist und in dem Falle , dass bei einem Wagen eine seiner beiden Kupplungen nicht angekuppelt ist , dieser also am Anfang oder Ende des Zugverbands fährt , und er nicht (mit besagtem Fahrzeugführer ) besetzt ist , dieser Wagen als Schlusswagen bestimmt wird . Es können dazu die üblichen Kuppelsignale und „Führerraum besetzt" Signale verwendet werden, die während des Zugbetriebs sowieso vorliegen . Es kann also der Schlusswagen automatisch ermittelt werden und es müssen dazu keine zusätzlichen Geräte verwendet werden, sondern es können Signale verwendet werden, die üblicherweise bei einer Zugfahrt vorliegen . Im Vergleich zum Ermitteln des Schlusswagens aus einer vorgegebenen Wagenreihung hat diese automatische Ermittlung den Sicherheitsvorteil , dass wirklich der aktuelle Zug betrachtet wird . Somit wird eine fälschliche Annahme eines Schlusswagens aufgrund einer fehlerhaften Wagenreihung ausgeschlossen . Jedoch kann die Information der Wagenreihung eine vorteilhafte Überprüfung darstellen, indem geschaut wird, ob der automatisch ermittelte Schlusswagen mit dem vorgegebenen Schlusswagen der Wagenreihung übereinstimmt . Als „Wagen" im Sinne dieser Aus führungs form können nur die Endwagen eines Triebzugs angesehen werden da diese den Triebzug zu seinen Enden hin abschließen .

Gemäß einem bevorzugten Verfahren werden die vom Schlusswagen gesendeten Daten über einen Kommunikationskanal gesendet , der dem Schlusswagen zugeordnet werden kann, z . B . über ein bestimmtes Kabel , eine bestimmte Funkfrequenz oder einen sonstigen bestimmten Datenkanal . Alternativ oder zusätzlich weisen die Daten des Schlusswagens eine

Identi fikationsinformation auf , z . B . eine Adresse oder eine

Identi fikationsnummer, die dem Schlusswagen zugeordnet werden kann . Theoretisch könnte einfach das Vorhandensein von Daten bereits eine Zuordnung darstellen, wenn einzig Daten vom Schlusswagen gesendet werden . In der Praxis ist es j edoch häufig so , dass zumindest die Endwagen eines Triebzugs Daten senden . In diesem Falle solle klar sein, welche Daten vom Schlusswagen stammen .

Gemäß einem bevorzugten Verfahren wird nach einem Kuppelvorgang, bei dem eine Anzahl von Wagen von dem Zugverband abgekuppelt worden ist oder eine Anzahl von Wagen an den Zugverband angekuppelt worden ist , zunächst ( erneut ) ein Schlusswagen und ein erstes zentrales Steuergerät ermittelt . Hier sollte beachtet werden, dass sich nach einem Kuppelvorgang, z . B . wenn ein Zugverband getrennt wurde oder Triebzüge zu einem Zugverband hinzugefügt worden sind, in der Regel der Schlusswagen ändert oder das erste zentrale Steuergerät , zumindest wenn der Fahrzeugführer den Endwagen gewechselt hat .

Das Verfahren kann bevorzugt auch mit dem Bereitstellen von (neuen) Zusammenstellungs-Daten zum Aufbau des Zugverbands neu initialisiert werden .

Gemäß einem bevorzugten Verfahren wird der Zugverband aus einer Mehrzahl von Triebzügen gebildet . Dabei umfasst j eder Triebzug bevorzugt mindestens ein zentrales Steuergerät . Als erstes ( führendes ) zentrales Steuergerät wird dann bevorzugt das zentrale Steuergerät desj enigen Triebzugs oder desj enigen Endwagens gewählt , der bei der Fahrt einen besetzten Führerraum aufweist . Es ist dabei bevorzugt , dass die Daten des Schlusswagens von einem zentralen Steuergerät des diesen Schlusswagen umfassenden Triebzugs zum ersten zentralen Steuergerät eines anderen Triebzugs gesendet werden, da der Fahrzeugführer sich normalerweise im vordersten Triebzug befindet und der Schlusswagen am hintersten . Gemäß einem bevorzugten Verfahren werden zumindest die Daten des Schlusswagens mittels eines Datenübertragungsprotokolls von einer Wagenhierarchie , bevorzugt über eine Triebzughierarchie , an eine Zugverbandhierarchie übertragen . Alternativ oder zusätzlich erfolgt die Ausgabe der Statusinformation mittels eines Datenübertragungsprotokolls von einer Zugverbandhierarchie , bevorzugt über eine Triebzughierarchie , an eine Wagenhierarchie . Es ist dabei bevorzugt , dass die Daten des Schlusswagens und/oder die Statusinformation mittels Checksummen gesichert sind und bevorzugt mit Architekturmustern übermittelt werden, die für S IL 2 definiert worden sind . Dies garantiert eine ausreichend sichere Datenübertragung .

Gemäß einem bevorzugten Verfahren ist das Generieren der Statusinformation und die Ausgabe der Statusinformation so gestaltet , dass dieser gesamte Vorgang weniger als eine Sekunde dauert . Normalerweise dauert eine Datenübertragung nur einen Bruchteil einer Sekunde . Wenn j edoch mehrere Hierarchien überschritten werden und besondere Sicherheitsprotokolle angewandt werden, so kann durchaus eine Übertragung von einer Hierarchie zu einer anderen bis zu 200 ms dauern . Bevorzugt sind Übertragungs zeiten zwischen Hierarchien von mehr als 10 ms oder mehr als 50 ms und können typischerweise mit 100 ms angenommen werden . Zudem können Zeitintervalle zwischen der Übersendung von Datensätzen liegen und die Sendung von aufeinanderfolgenden Sätzen von Daten des Schlusswagens trennen . Diese Zeitintervalle sollten kürzer als 1 s sein, da schnell auf einen Verlust eines Wagens reagiert werden sollte .

Es ist besonders bevorzugt , dass die vorgegebene Zeitspanne nach der eine Statusinformation generiert wird, die eine gestörte Zugintegrität angibt , wenn keine Daten von dem Schlusswagen von dem ersten zentralen Steuergerät empfangen werden, länger ist als die Zeit der Sendung von aufeinanderfolgenden Sätzen von Daten des Schlusswagens , insbesondere länger als das Doppelte dieser Zeit . Damit wird sichergestellt , dass bei einer kurzen Störung der Übertragung nicht vorschnell ein „Lost" Status gesetzt wird . Immerhin würde in einem solchen Fall die Strecke komplett gesperrt und erst wieder geöf fnet , wenn sie komplett abgefahren und untersucht worden ist . Damit sollte ein „Lost" Status nur generiert werden, wenn wirklich eine Notsituation vorliegt und nicht bei einer kurz zeitigen Störung einer Datenübertragung . Beispielsweise sollte die Zeit in der ein „Lost"-Status nach einem Wagenverlust angenommen werden muss in Deutschland unter einer Sekunde liegen . Somit wäre es von Vorteil , wenn der Schlusswagen innerhalb einer Sekunde mindestens zwei Mal seine Daten senden kann, damit in dem Falle , dass ein Datensatz durch eine kurz zeitige Störung nicht bei der ersten ZSG ankommt , der zweite Datensatz noch innerhalb der Sekunde bei der ersten ZSG eintref fen kann und kein „Lost"-Status gesetzt wird .

Gemäß einem bevorzugten Verfahren erfolgt die Ausgabe der Statusinformation an ein EVC-Steuergerät (EVC : European Vital Computer ) .

Gemäß einem bevorzugten Verfahren wird bei der Generierung der Statusinformation zusätzlich eine dem Schlusswagen zugeordnete Schnellbremsschlei fe ( SBS ) überprüft . Dabei ist bevorzugt , dass in dem Falle , dass die Schnellbremsschlei fe of fen oder fehlerhaft ist , eine Statusinformation generiert wird, die eine gestörte Zugintegrität angibt und in dem Fall , dass die Schnellbremsschlei fe intakt ist , noch einmal eine vorgegebene Zeitspanne auf Daten des Schlusswagens gewartet wird . Die SBS stellt also eine zweite Instanz dar, damit ein Status zuverlässiger ermittelt werden kann ( schließlich hat ein falsch ermitteltes "Lost" Signal erhebliche Auswirkungen auf den Betrieb ) . I st die SBS of fen, so ist ein Wagenabriss sehr wahrscheinlich ( j edoch ist die alleinige Information der SBS nicht sicher genug) . In Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren stellt die Überprüfung der SBS j edoch ein sehr vorteilhaftes Mittel dar, die Sicherheit der Aussage zu erhöhen . I st die SBS nicht of fen, so kann trotzdem ein Wagenabriss erfolgt sein . Hier wird j edoch sicherheitshalber noch einmal auf Daten des Schlusswagens gewartet . Tref fen diese korrekt ein, so war die Information der SBS fehlerhaft und es kann mit dem Status „OK" weitergefahren werden . Bleiben die Daten des Schlusswagens aus ( oder sind inkorrekt ) , müsste der Status auf „Lost" gesetzt werden .

Gemäß einem bevorzugten Zugverband umfasst j eder Triebzug ein zentrales Steuergerät , welches dazu ausgelegt ist , eine Statusinformation basierend auf den Daten des Schlusswagens zu generieren . Bevorzugt wird in dem Falle , dass Daten von dem Schlusswagen von dem ersten zentralen Steuergerät empfangen werden, eine Statusinformation generiert , die eine bestehende Zugintegrität angibt und in dem Falle , dass keine Daten von dem Schlusswagen von dem ersten zentralen Steuergerät empfangen werden, eine Statusinformation generiert wird, die eine gestörte Zugintegrität angibt .

Gemäß einem bevorzugten Zugverband ist j eder Endwagen eines Triebzugs dazu ausgelegt , den Zustand seiner Kupplungen und den Besetzungs zustand eines Führerraums zu ermitteln und Daten an ein zentrales Steuergerät zu senden .

Ein großer Vorteil dieser Erfindung ist , dass sie mit schon vorhanden Kommunikationsmitteln umgesetzt werden kann . Es ist kein weiterer Hardwareeinsatz notwendig . Sie kann sofort in j edem Zug auf einfache Weise umgesetzt werden . Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Aus führungsbeispielen noch einmal näher erläutert . Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugs zi f fern versehen . Die Figuren sind in der Regel nicht maßstäblich . Es zeigen :

Figur 1 ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Zugverband mit zwei Triebzügen,

Figur 2 ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes System,

Figur 3 ein Blockdiagramm für ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens ,

Figur 4 ein Ablaufplan für eine Aus führung eines bevorzugten Verfahrens .

Figur 1 zeigt ein Beispiel für einen erfindungsgemäßen Zugverband 1 mit zwei Triebzügen 2 . Der Zugverband 1 fährt von links nach rechts , was durch den ski z zierten Fahrzeugführer F im rechten Endwagen E des rechten Triebzugs 2 angedeutet wird . Der Zugverband 1 weist ein erfindungsgemäßes System 4 auf , wie es z . B . in Figur 2 genauer ausgeführt wird . In Figur 1 sind dafür die zentralen Steuergeräte 3 in den Endwagen E dargestellt , von denen das zentrale Steuergerät im Endwagen E mit dem Fahrzeugführer F als erstes zentrales Steuergerät 3a angesehen wird . Jeder Endwagen E eines Triebzugs 2 ist hier dazu ausgelegt , den Zustand seiner Kupplungen und den Besetzungs zustand eines Führerraums zu ermitteln und Daten an ein zentrales Steuergerät 3 zu senden . Figur 2 zeigt ein Beispiel für ein erfindungsgemäßes System 4 , zur automatisierten Ermittlung der Zugintegrität eines Zugverbands 1 , wie er z . B . in Figur 1 dargestellt ist . Das System 4 umfasst die folgenden Komponenten :

Eine Ermittlungseinheit 6 ausgelegt zum Ermitteln des Schlusswagens S des Zugverbands 1 . In diesem Beispiel sendet die Ermittlungseinheit eine Identi fikationsnummer des ermittelten Schlusswagens S an die erste zentrale Steuereinheit 3a, was mit einem Pfeil angedeutet ist . eine Ermittlungseinheit 6 kann durchaus ein zentrales Steuergerät 3 eines Endwagens E sein bzw . alle zentralen Steuergeräte 3 der Endwagen E wie in Figur 1 gezeigt .

Eine Datenübertragungseinheit 7 ausgelegt zur Übertragung ( Pfeil ) von Daten D des Schlusswagens S an das erstes zentrales Steuergerät 3a des Zugverbands 1 während der Fahrt des Zugverbands 1 , wobei diese Daten D kontinuierlich über die gesamte Fahrt hinweg übertragen werden und das Übertragen der Daten D so gestaltet ist , dass diese dem Schlusswagen S zugeordnet werden können .

Besagtes erstes zentrales Steuergerät 3a ausgelegt zum Generieren einer Statusinformation St basierend auf den Daten D des Schlusswagens S , wobei in dem Falle , dass korrekte Daten D von dem Schlusswagen S von dem ersten zentralen Steuergerät 3a empfangen werden, eine Statusinformation St generiert wird, die eine korrekte Zugintegrität angibt und in dem Falle , dass innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne keine korrekten Daten D von dem Schlusswagen S von dem ersten zentralen Steuergerät 3a empfangen werden, eine Statusinformation St generiert wird, die eine gestörte Zugintegrität angibt . Eine Datenschnittstelle 5 ausgelegt zur Ausgabe der

Statusinformation St .

Figur 3 zeigt ein Blockdiagramm für ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur automatisierten Ermittlung der Zugintegrität eines Zugverbands 1 .

In Schritt I werden Zusammenstellungs-Daten zum Aufbau des Zugverbands bereitgestellt , welche zumindest Informationen zu den Wagen umfassen, aus denen der Zugverband zusammengestellt ist . Die Bereitstellung erfolgt an das erste zentrale Steuergerät des Zugverbands ( s . z . B . Figur 2 ) . Dieser Schritt ist zwar im Grunde optional , j edoch sehr vorteilhaft .

In Schritt I I wird der Schlusswagen S des Zugverbands 1 ermittelt . Dazu wird bevorzugt ermittelt , welcher Wagen des Zugverbands 1 an einer seiner beiden Kupplungen nicht angekuppelt ist und ob dieser Wagen mit einem Fahrzeugführer F besetzt ist . In dem Falle , dass bei einem Wagen eine seiner beiden Kupplungen nicht angekuppelt ist und dieser Wagen nicht besetzt ist , wird dieser Wagen als Schlusswagen S bestimmt . In Figur 1 ist z . B . der Endwagen E ganz rechts der Schlusswagen S wie angedeutet .

Es ist dabei bevorzugt , dass nach einem Kuppelvorgang, bei dem eine Anzahl von Wagen von dem Zugverband 1 abgekuppelt worden ist oder eine Anzahl von Wagen an den Zugverband 1 angekuppelt worden ist , der Schlusswagen S und das erstes zentrales Steuergerät 3a erneut ermittelt wird . Es ist auch bevorzugt , die Zusammenstellungs-Daten erneut bereitzustellen, bzw . zu aktualisieren .

In Schritt I I I werden Daten D des Schlusswagens S an das erste zentrale Steuergerät 3a des Zugverbands 1 während der Fahrt des Zugverbands 1 gesendet . Diese Daten D werden dabei kontinuierlich über die gesamte Fahrt hinweg gesendet und das Senden der Daten D ist so gestaltet , dass diese dem Schlusswagen S zugeordnet werden können .

Die vom Schlusswagen S gesendeten Daten D können über einen Kommunikationskanal gesendet werden, der dem Schlusswagen S zugeordnet werden kann und/oder eine Identi fikationsinformation umfassen, die dem Schlusswagen S zugeordnet werden kann .

In Schritt IV wird eine Statusinformation St basierend auf den Daten D des Schlusswagens S generiert . In dem Falle , dass korrekte Daten D von dem Schlusswagen S von dem ersten zentralen Steuergerät 3a empfangen werden, wird eine Statusinformation St generiert , die eine korrekte Zugintegrität angibt . In dem Falle , dass innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne keine korrekten Daten D von dem Schlusswagen S von dem ersten zentralen Steuergerät 3a empfangen werden, wird eine Statusinformation St generiert , die eine gestörte Zugintegrität angibt .

Der dicke Pfeil an dem Symbol der Statusinformation St soll andeuten, dass die Statusinformation St danach ausgegeben wird .

Figur 4 zeigt ein Ablaufplan für eine Aus führung eines bevorzugten Verfahrens . Betrachtet man einen Zugverband 1 , der wie in Figur 1 zu sehen aus einer Mehrzahl von Triebzügen 2 gebildet wird, umfasst in der Regel j eder Triebzug 2 mindestens ein zentrales Steuergerät 3a ( in Figur 1 umfasst j eder Triebzug 2 zwei ) . Daten, die von Wagen stammen, werden oftmals durch mehrere Hierarchien gesendet , bis sie bei dem ersten zentralen Steuergerät 3a eintref fen . Dargestellt ist eine Tabelle , deren Spalten von rechts nach links unterschiedliche Hierarchien symbolisieren ( die im Folgenden als „Ebenen" bezeichnet werden . Die rechte Hierarchie ist die des European Vital Computer EVC, der hier in einem Endwagen positioniert ist und von der Wagenebene kontaktiert wird . Links neben der EVC-Ebene ist die Wagenebene gefolgt von der Triebzugebene und der Ebene des ersten zentralen Steuergerätes 3a, die auch die Zugverbandsebene sein kann . Ganz links und ganz rechts sind Ursprünge von Signalen dargestellt , die hier keiner bestimmten Ebene zugeordnet werden, j edoch durchaus auch aus den einzelnen Ebenen stammen können .

Der Prozess beginnt ganz rechts mit zwei Signalen, von denen eines den Beset zt-Stand eines Endwagens E mit einem Fahrzeugführer F angibt ( oben) und eines den Kuppel zustand . Die gestrichelte Kupplung soll andeuten, dass nach dem Fall gesucht wird, in dem ein Endwagen E nur mit einer Kupplung gekuppelt ist und die andere Kupplung frei ist . Hierzu sollte beachtet werden, dass neben dem Zustand der Kupplung häufig zusätzlich der Zustand des Kuppelstatusschützes gemessen wird . Dieses gibt an, ob eine Kupplung bestimmungsgemäß gekuppelt sein soll oder nicht . Der Prozess der Erkennung des Schlusswagens dauert z . B . 8 ms .

Auf Wagenebene wird dann ermittelt , welcher Wagen der Schlusswagen S ist . Dieser sendet dann seine Daten D über die Triebzugebene an das erste zentrale Steuergerät 3a, z . B . per „Flexicom" und/oder unter Verwendung des Protokolls „SPCSsafe" . Dieser Vorgang kann zwischen 10 ms und 200 ms dauern, und dauert z . B . hier 100 ms .

Das erste zentrale Steuergerät 3a wertet alle Signale der Endwagen aus und erkennt das Signal des Schlusswagens S . Zudem kann wie von links angedeutet auch Informationen über einen Kuppelvorgang ( oben) und die Schnellbremsschlei fe ( SBS , unten) dem ersten zentralen Steuergerät 3a zur Verfügung gestellt werden .

Das erste zentrale Steuergerät 3a generiert nun aus den Daten D des Schlusswagens S und hier auch mit Daten über Kuppelvorgänge und Daten der SBS eine Statusinformation St . Beispielsweise ist die Statusinformation St „OK" wenn der Schlusswagen S korrekte Daten D sendet und „Lost" wenn keine oder inkorrekte Daten D bei dem ersten zentralen Steuergerät 3a eintref fen . Hier kann auch noch zusätzlich ermittelt werden, ob die SBS des Triebzuges 2 mit dem Schlusswagen noch intakt ist . Wenn sie gerissen ist , dass wird auf j eden Fall der Status „Lost" gesetzt , ist sie intakt wird sicherheitshalber noch einmal auf Daten D des Schlusswagens S gewartet . Im Falle eines Kuppelvorgangs kann der Status auf „Unknown" gesetzt werden, und erneut ein Schlusswagen S und ein erstes zentrales Steuergerät 3a ermittelt werden .

Die Statusinformation St wird dann in diesem Beispiel von dem ersten zentralen Steuergerät 3a über die Triebzugebene und die Wagenebene zum European Vital Computer EVC gesendet und für die Fahrt des Zugverbandes verwendet . Eine sichere Datenübertragung dauert pro Ebene wieder zwischen 10 ms und 200 ms ( z . B . hier 100 ms ) und kann mit „Flexicom" und dem Protokoll „Profisafe" erfolgen . Es könnte als zusätzliche Sicherung noch eine Funktion verwendet werden, die überprüft , ob der EVC Kontakt zum ersten zentralen Steuergerät 3a hat und bei Abbruch des Kontakts automatisch vom EVC der Status „Lost" gesetzt werden .

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei dem dargestellten System lediglich um Ausführungsbeispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw. „eine" nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließen die Begriffe „Einheit" und „Gerät" nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammenwirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können. Der Ausdruck "eine Anzahl" ist als "mindestens eins" zu verstehen.