DE102012206316B4

DE102012206316B4 - Steuerungssystem zur Steuerung eines Schienenfahrzeugs

Info

Publication number: DE102012206316B4
Application number: DE102012206316.1A
Authority: DE
Inventors: Meike Meller; Dennis Prauße
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2018-05-17
Anticipated expiration: 2032-04-18
Also published as: WO2013156298A3; WO2013156298A2; EP2817193B1; EP2817193B8; ES2704130T3; TR201820216T4; PL2817193T3; DE102012206316A1; EP2817193A2

Abstract

Steuerungssystem zur Steuerung eines Schienenfahrzeugs mit einer ersten Leitebene zur Steuerung erster Funktionen des Schienenfahrzeugs und einer zweiten Leitebene zur Steuerung von, aus den ersten Funktionen ausgewählten, zweiten Funktionen für die Räumfahrt des Schienenfahrzeugs, wobei die Gesamtheit der zweiten Funktionen eine Teilmenge aus der Menge der ersten Funktionen bildet, wobei die erste Leitebene eine erste Bedieneinheit (1) und einen ersten Controller (3) umfasst, welcher erste Controller (3) mit zu steuernden Schützen (12) verbunden ist, wobei die erste Bedieneinheit (1) und der erste Controller (3) über ein erstes Bus-System (9) zur Datenübertragung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leitebene eine zweite Bedieneinheit (2) und einen zweiten Controller (4) umfasst, welcher mit den zu steuernden Schützen (12) verbunden ist, wobei die zweite Bedieneinheit (2) über ein zweites Bus-System (10) zur Datenübertragung mit dem zweiten Controller (3) verbunden ist und die Bedienelemente der zweiten Bedieneinheit (2) frei von festen Verdrahtungen mit den zu steuernden Schützen (12) sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einem Steuerungssystem, welches eine erste Leitebene zur Steuerung erster Funktionen des Schienenfahrzeugs und eine redundante, zweite Leitebene zur Steuerung zweiter Funktionen des Schienenfahrzeugs umfasst, welche zweite Funktionen aus den ersten Funktionen ausgewählt sind.
Dem Fachmann sind Schienenfahrzeuge, beispielsweise der Combino Classic von der Siemens AG bekannt, welche eine Leitebene zur Steuerung ausgewählter Funktionen des Schienenfahrzeugs aufweisen. Diese Leitebene umfasst eine Bedieneinheit und einen Controller, welcher mit zu steuernden Schützen verbunden ist. Um bei einem Ausfall der Leitebene das Fahrzeug steuerbar zu halten, weist das Schienenfahrzeug zusätzlich zur Leitebenemechanisch zu betätigende Schalter als Bedienelemente auf, welche fest auf entsprechende Schütze verdrahtet sind, um alle räumfahrtrelevanten Stell- und Anzeigefunktionen auszuführen.
Die Druckschriften DE 20 2006 020 468 U1 , DE 20 2007 008 825 U1 , DE 10 2008 047 661 A1 sowie DE 10 2005 023 296 A1 offenbaren gattungsgemäße Schienenfahrzeuge.
Die Offenlegungsschrift WO 91/01231 A1 lehrt ein Schienenfahrzeug für den Zweirichtungsbetrieb mit jeweils einem Fahrerstand an seinen Enden. Die Fahrerstände weisen jeweils Bedieneinheiten und Controller auf, welche mit den zu steuernden Schützen verbunden sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstig und dennoch sicher zu steuerndes Schienenfahrzeug bereit zu stellen.
Gelöst wird die Aufgabe durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 und durch den Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 9. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche wieder.
Ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug umfasst eine erste Leitebene zur Steuerung erster, insbesondere zentraler, Funktionen des Schienenfahrzeugs und eine zweiten Leitebene zur redundanten Steuerung von aus den ersten Funktionen ausgewählten, zweiten Funktionen, für die sogenannte Räumfahrt, des Schienenfahrzeugs. Eine Gesamtheit der zweiten Funktionen bildet somit eine Teilmenge aus einer Menge der ersten Funktionen. Die erste Leitebene umfasst dabei eine erste Bedieneinheit mit Bedienelementen für die ersten Funktionen und einen ersten Controller, welcher erste Controller mit zu steuernden Schützen der ersten Funktionen verbunden ist. Die erste Bedieneinheit und der erste Controller sind über ein erstes Bus-System zur Datenübertragung miteinander verbunden. Die zweite Leitebene umfasst eine zweite Bedieneinheit mit Bedienelementen für die zweiten Funktionen und einen zweiten Controller, welcher mit den anzusteuernden Schützen der zweiten Funktionen verbunden ist. Durch die einfach aufgebaute, redundante zweite Leitebene kann auf die feste Verdrahtung der Räumfahrt-Funktionen verzichtet werden, wodurch das Schienenfahrzeug deutlich günstiger in seiner Herstellung ist. Dennoch ist eine sichere Räumfahrt gewährleistet.
Erfindungsgemäß ist die zweite Bedieneinheit über ein zweites Bus-System zur Datenübertragung mit dem zweiten Controller verbunden. Die Bedienelemente der zweiten Bedieneinheit sind frei von festen Verdrahtungen mit den entsprechenden Schützen.
Die zweite Bedieneinheit umfasst beispielsweise einen Touchscreen zur Abbildung von den Bedienelementen für die zweiten Funktionen. Das bedingt den Vorteil, weitere Informationen für einen Fahrer des Schienenfahrzeugs, insbesondere zur Steuerung des Schienenfahrzeugs, beispielsweise Bilder einer Überwachungskamera oder IBIS-Informationen, darzustellen. Die zweite Bedieneinheit wird somit auf dem Touchscreen dargestellt, welcher beispielsweise ansonsten dafür vorgesehen ist, die weiteren Informationen für den Fahrer darzustellen. Auch die erste Bedieneinheit wird üblicherweise auf einem dafür geeigneten Touchscreen dargestellt.
Die erste Bedieneinheit ist dabei in einem Fahrerstand des Schienenfahrzeugs für den Fahrer des Schienenfahrzeugs zugänglich angeordnet, herkömmlich fest im Fahrerstand installiert. Die zweite Bedieneinheit ist beispielsweise in einem ersten Zustand im Fahrerstand verborgen, beispielsweise eingeklappt oder eingezogen, und in einem zweiten Zustand dem Fahrer zugänglich. Mit dem Ausklappen oder Ausziehen kann die zweite Bedieneinheit aktiviert werden.
Weitergebildet umfasst das Schienenfahrzeug zusätzlich mechanisch zu betätigende, beispielsweise analoge, Bedienelemente, welche direkt mit anzusteuernden Schützen dritter Funktionen verdrahtet sind. Die dritten Funktionen sind dabei insbesondere aus der Gesamtheit der ersten Funktionen ausgewählt und ungleich den zweiten Funktionen. Als mechanisch zu betätigendes Bedienelement eignet sich beispielsweise ein Tastschalter.
Eine weitere Weiterbildung der Erfindung ist darin zu sehen, dass das Schienenfahrzeug ein erstes zentrales Steuergerät aufweist, welches mit dem ersten Bus-System zur Datenübertragung verbunden ist und, dass es ein zweites zentrales Steuergerät aufweist, welches mit dem zweiten Bus-System zur Datenübertragung verbunden ist.
Alternativ ist die zweite Bedieneinheit über eine Rechnereinheit mit dem zweiten Controller verbunden. Dieser ist insbesondere direkt verdrahtet mit den Schützen der zweiten Funktionen. Auch der erste Controller weist insbesondere eine feste Verdrahtung mit den Schützen der ersten Funktionen auf.
Die Rechnereinheit ist geeignet zur Ausführung der zweiten, sogenannten Räumfahrt-Funktionen. Sie ist daher insbesondere einfacher ausgestaltet wie ein zentrales Steuergerät. Die Verbindung von zweiter Bedieneinheit und Rechnereinheit kann ebenfalls über ein zum ersten Bus-System zur Datenübertragung redundantes zweites Bus-System zur Datenübertragung hergestellt sein.
Mit der zweiten Bedieneinheit werden insbesondere folgende Funktionen gesteuert: Umstellen der Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs zwischen Vor- und Rückwärtsfahrten und/oder Heben und Senken eines Stromabnehmers und/oder Ein- und Ausschalten einer Außenbeleuchtung und/oder Ein- und Ausschalten einer Innenbeleuchtung und/oder Ein- und Ausschalten eines Scheibenwischers und/oder Umstellen einer Weiche und/oder Beschleunigen des Schienenfahrzeugs und/oder Abbremsen des Schienenfahrzeugs, inklusive Betriebsbremsen und/oder Gefahrenbremsen, und/oder Funksprechen und/oder Durchsagen im Schienenfahrzeug und/oder Öffnen und Schließen von Türen des Schienenfahrzeugs und/oder Ein- und Ausschalten von Warnsignalen, inklusive Warnblinken und/oder die Aktivierung einer Warnglocke. Darüber hinaus kann die zweite Bedieneinheit die Funktion eines Not-Aus-Schalters aufweisen. Das Ein- und Ausschalten der zweiten Bedieneinheit erfolgt über einen mechanisch zu betätigenden Taster, oder aber die zweite Bedieneinheit ist auf einem Touchscreen abgebildet, welcher weitere Informationen für den Fahrer bereitstellt, dann kann das Ein- und Ausschalten der Räumfahrt auch über die zweite Bedieneinheit erfolgen. Ist beispielsweise ein konventioneller Fahrschalter vorgesehen, kann mittels diesem das Schienenfahrzeug beschleunigt und abgebremst werden, was dann von der zweiten Leitebene nicht mehr steuerbar ist. Ebenso verhält es sich mit den Funktionen, die mittels eines Multifunktions-Joystick oder über eine elektroakustische Anlage, welche unabhängig von der ersten Leitebene im Schienenfahrzeug installiert ist, beispielsweise für die Funktionen Funksprechen oder Fahrerdurchsage, gesteuert werden. Mittels der zweiten Leitebene lassen sich weniger Funktionen des Schienenfahrzeugs steuern als mittels der ersten Leitebene.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Sie wird anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert, in denen jeweils ein Ausgestaltungsbeispiel dargestellt ist. Gleiche Elemente in den Figuren sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

1 zeigt ein Schaltbild der Steuerung des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs,
2 zeigt einen Fahrzeugskopf eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs mit erster und zweiter Bedieneinheit,
3 zeigt eine weitere Ausgestaltung eines Fahrzeugskopfs mit erster und zweiter Bedieneinheit.

1 zeigt ein Schaltbild der Steuerung des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs. Eine erste Bedieneinheit 1, hier als Touchscreen ausgebildet, ist als sogenanntes Human-Machine-Interface an einem Multiple Vehicle Bus 9, einem Daten-Bussystem zur Übertragung von Daten von und zur ersten Bedieneinheit 1, angeschlossen. Weiter an diesem Daten-Bussystem hängen ein erstes zentrales Steuergerät 5 und ein Controller 3. Über den Controller 3 werden die mit ihm verbundenen Schützen gesteuert. Hier ist ein einzelner Schütz 12 veranschaulicht. Die erste Bedieneinheit 1, der erste Controller 3 und das erste Steuergerät 5 bilden zusammen mit dem ersten Daten-Bussystem 9 die erste Leitebene. Würde diese erste Leitebene, beispielsweise durch einen Defekt, ausfallen, wäre das Schienenfahrzeug nicht mehr zu steuern.
Daher sind üblicherweise weitere Bedienelemente zur Steuerung von wichtigen, sogenannten Räumfahrt-Funktionen und deren entsprechenden Schützen, fest mit den entsprechenden Schützen verdrahtet. So ist auch in diesem Ausführungsbeispiel ein Taster 7 mit dem Schütz 12 fest verdrahtet. Es können jedoch mehrere Funktionen über mechanisch zu betätigende Schalter gesteuert werden. So ist beispielsweise ein Multifunktionsjoystick als mechanisch zu betätigender Schalter im Fahrerstand des Schienenfahrzeugs angeordnet. Über dieses lassen sich dann beispielsweise die Räumfahrt-Funktionen Beschleunigen und Abbremsen des Schienenfahrzeugs steuern.
Erfindungsgemäß sind Räumfahrt-Funktionen mit einer zweiten Leitebene steuerbar. Diese umfasst eine zweite Bedieneinheit 2 und einen zweiten Controller 4. Der zweite Controller 4 ist wiederum mit den zu den entsprechenden Räumfahrt-Funktionen gehörenden Schützen, hier dem Schütz 12, verbunden.
In einer ersten Ausführungsform sind der zweite Controller 4 und die zweite Bedieneinheit 2 mit einem zweiten Daten-Bussystem 10, hier ebenfalls ein Multiple Vehicle Bus, verbunden. Dann kann auch ein zweites zentrales Steuergerät 6 vorgesehen sein. Hier teilen sich der erste und der zweite Controller 3 und 4 die Verbindung 11 zum Schütz. Der obere Zweig des Schaltbilds gibt diese Ausführungsform wieder.
Alternativ ist die zweite Bedieneinheit 2, im unteren Zweig des Schaltbilds, über eine Rechnereinheit 8 mit dem zweiten Controller 4 verbunden. Bei der Rechnereinheit 8 handelt es sich um ein vereinfachtes, oder umgangssprachlich abgespecktes, zentrales Steuergerät zur Ausführung von weniger Funktionen im Vergleich zum ersten zentralen Steuergerät. Der zweite Controller 4 ist seinerseits wiederum mit dem Schütz 12 verdrahtet. Die aufgezeigten Varianten sind der Einfachheit halber im selben Schaltbild dargestellt.
Ist ein Multifunktionsjoystick vorgesehen kann dieses ebenfalls über die Rechnereinheit mit dem Controller und entsprechend mit den Schützen verbunden sein. Auf eine feste Verdrahtung aller Räumfahrt-Funktionen wird erfindungsgemäß verzichtet.
Sowohl die erste, als auch die zweite Bedieneinheit sind im Schienenfahrzeug, dessen Fahrerstand 13 in 2 skizziert ist, auf einem Touchscreen dargestellt. Hier sind mehrere Varianten veranschaulicht, den Touchscreen mit der zweiten Bedieneinheit 2 im Fahrerstand unterzubringen. In einem ersten Zustand ist der Touchscreen mit der zweiten Bedieneinheit 2 eingeklappt oder eingefahren. Gestrichelt gezeichnet sind die ausgeklappten oder ausgefahrenen Zustände des Touchscreens mit der zweiten Bedieneinheit 2. Die Pfeile markieren die Ausklapp- oder Ausfahrrichtung. Alternativ ist der Touchscreen mit der zweiten Bedieneinheit fest im Fahrerstand untergebracht und jederzeit für den Fahrer einzusehen, wobei im normalen Fahrbetrieb weitere Informationen für den Fahrer, insbesondere zur Steuerung des Schienenfahrzeugs, insbesondere Überwachungs-Kamerabilder oder IBIS-Informationen, auf diesem dargestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass die Funktionalität der zweiten Bedieneinheit, welche auch im normalen Fahrbetrieb, also bei uneingeschränkter Funktion der ersten Leitebene, aktiv ist, vom Fahrer überprüft werden kann, damit sie jederzeit Einsatzbereit ist.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Eine erste Bedieneinheit 1 ist, als Touchscreen ausgeführt, mit einem ersten Controller 3 verbunden, welcher seinerseits mit den Schützen über die Verkabelung 11 verbunden ist. Die zweite Bedieneinheit 2 wird auf einem zweiten Touchscreen für die Darstellung von Kamerabildern oder IBIS-Informationen dargestellt. Der zweite Touchscreen mit der zweiten Bedieneinheit 2 ist mit einem zweiten Controller 4 verbunden, welcher seinerseits mit den Schützen über die Verkabelung 11 verbunden ist. Darüber hinaus weist der zweite Touchscreen auch eine Verbindung 9 zum ersten Controller 3 auf, welche in erster Linie der Übertragung von Kamerabildern oder IBIS-Informationen dient. Zusätzlich ist ein Multifunktions-Joystick 7 mit dem ersten und dem zweiten Controller 3 und 4 verbunden. Fällt nun die erste Leitebene, beispielsweise die erste Bedieneinheit 1 oder der erste Controller 3, aus, übernimmt die zweite Leitebene mit der zweiten Bedieneinheit 2, dem zweiten Controller 4 und dem Multifunktions-Joystick 7 die Räumfahrt-Funktionen der ersten Leitebene, wodurch das Schienenfahrzeug für den Fahrer weiter steuerbar bleibt. Das zentrale Steuergerät und die Rechnereinheit aus 1 wurden hier der Übersichtlichkeit wegen weggelassen.

Claims

Steuerungssystem zur Steuerung eines Schienenfahrzeugs mit einer ersten Leitebene zur Steuerung erster Funktionen des Schienenfahrzeugs und einer zweiten Leitebene zur Steuerung von, aus den ersten Funktionen ausgewählten, zweiten Funktionen für die Räumfahrt des Schienenfahrzeugs, wobei die Gesamtheit der zweiten Funktionen eine Teilmenge aus der Menge der ersten Funktionen bildet, wobei die erste Leitebene eine erste Bedieneinheit (1) und einen ersten Controller (3) umfasst, welcher erste Controller (3) mit zu steuernden Schützen (12) verbunden ist, wobei die erste Bedieneinheit (1) und der erste Controller (3) über ein erstes Bus-System (9) zur Datenübertragung miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Leitebene eine zweite Bedieneinheit (2) und einen zweiten Controller (4) umfasst, welcher mit den zu steuernden Schützen (12) verbunden ist, wobei die zweite Bedieneinheit (2) über ein zweites Bus-System (10) zur Datenübertragung mit dem zweiten Controller (3) verbunden ist und die Bedienelemente der zweiten Bedieneinheit (2) frei von festen Verdrahtungen mit den zu steuernden Schützen (12) sind.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Touchscreen aufweist, welcher geeignet ist, die zweite Bedieneinheit (2) darzustellen.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es zumindest ein mechanisch zu betätigendes Bedienelement (7) umfasst, welches direkt mit einem der zu steuernden Schützen (12) verdrahtet ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ein erstes zentrales Steuergerät (5) aufweist, welche mit dem ersten Bus-System (9) zur Datenübertragung verbunden ist und, dass es ein zweites zentrales Steuergerät (6) aufweist, welches mit dem zweiten Bus-System (10) zur Datenübertragung verbunden ist.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bedieneinheit (2) über eine Rechnereinheit (8) mit dem zweiten Controller (4) verbunden ist.
Steuerungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Touchscreen dafür vorgesehen ist, weitere Informationen für den Fahrer darzustellen.
Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bedieneinheit (2) ausgestaltet ist, um folgende Funktionen zu steuern: - Umstellen der Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs; und/oder - Heben und Senken eines Stromabnehmers; und/oder - Ein- und Ausschalten einer Außen- und/oder Innenbeleuchtung; und/oder - Ein- und Ausschalten eines Scheibenwischers; - Umstellen einer Weiche; und/oder - Not-Aus.
Steuerungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Bedieneinheit (2) ausgestaltet ist, um folgende Funktionen zu steuern: - Beschleunigen des Schienenfahrzeugs; und/oder - Abbremsen des Schienenfahrzeugs; und/oder - Funksprechen; und/oder - Durchsagen; und/oder - Öffnen und Schließen von Türen; und/oder - Ein- und Ausschalten von Warnsignalen.
Schienenfahrzeug, welches ein Steuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.