Anordnung zur Steuerung einer Zugkonfiguration

Die Erfindung betri f ft eine Anordnung zur Steuerung einer Zugkonfiguration, wobei die Zugkonfiguration eine antreibende Lokomotive sowie einen Wagen mit Bedienkopf als Steuerwagen umfasst .

In FIG 3 ist eine in der Bahntechnik verwendete , bekannte Zugkonfigurationen dargestellt . Diese umfasst eine Lokomotive LOK, mehreren Wägen WA und einen Steuerwagen SW, der einen Führerstand für die Steuerung der Zugkonfiguration aufweist .

Der Steuerwagen SW ist an einem ersten Ende der Zugkonfiguration angeordnet , während an einem dazu gegenüberliegenden zweiten Ende der Zugkonfiguration die Lokomotive LOK angeordnet ist .

Der Antrieb des Zugkonfiguration erfolgt über die Lokomotive LOK, die zwei Führerstände ES I , FS2 aufweist .

Die Kontrolle bzw . Steuerung der Fahrt der Zugkonfiguration erfolgt im Rahmen des klassisches „Push-Pull-Konzepts" entweder über den Führerstand FS 1 der Lokomotive oder über einen Führerstand FS3 des Steuerwagens SW .

Wird die Fahrt der Zugkonfiguration über den Führerstand FS 1 der Lokomotive LOK kontrolliert bzw . gesteuert , dann wird zu diesem Zweck ein Zugsicherungssystem ZUS I-LOK verwendet , das seitens der Lokomotive LOK vorgesehen bzw . angeordnet ist .

Das Zugsicherungssystem ZUS I-LOK ist mit Komponenten einer zugeordneten Aktorik AKT-LOK und mit Komponenten einer Senso- rik SENS-LOK gekoppelt , die an der Lokomotive LOK und in der Nähe der von der Lokomotive LOK befahrenen Schiene angeordnet sind .

Wird die Fahrt der Zugkonfiguration über den Führerstand FS3 des Steuerwagens SW kontrolliert bzw . gesteuert , dann wird zu diesem Zweck ein Zugsicherungssystem ZUS I-SW verwendet , das seitens des Steuerwagens SW vorgesehen bzw . angeordnet ist .

Das Zugsicherungssystem ZUS I-SW ist mit Komponenten einer zugeordneten Aktorik AKT-SW und mit Komponenten einer Sensorik SENS-SW gekoppelt , die am Steuerwagen SW und in der Nähe der befahrenen Schiene angeordnet sind .

Die vergleichbaren Zugsicherungssysteme ZUS I-SW und ZUS I-LOK mit den zugehörigen und vergleichbaren Komponenten AKT-SW und AKT-LOK, SENS-SW und SENS-LOK, LEITKOMP-SW und LEITKOMP-LOK sind gleich oder ähnlich mit gleicher Funktion aufgebaut und daher doppelt vorhanden, sie werden voneinander unabhängig betrieben .

Steuerwagen SW und Lokomotive LOK sind über zwei Bus-basierte Verbindungen miteinander verbunden . Hier dargestellt ist ein Ethernet-Bus ETH einer Datenverbindung DV und ein als „Wire- Train-Bus , WTB" bezeichneter Feldbus BUS , wie er beispielsweise in der DIN EN 61375 spezi fi ziert ist .

Uber den Ethernet-Bus ETH der Datenverbindung DV werden zwischen folgende Steuersignale ausgetauscht :

- Anweisungen bezüglich Hei zung der Wägen WA bzw . der Zugkonfiguration,

- Anweisungen zur Klimatisierung der Wägen WA bzw . der Zugkonfiguration, - Anweisungen zum Sperren und Freigeben von Türen,

- Diagnoseinformationen,

- etc .

Über den Wire-Train-Bus WTB werden folgende Kommunikationssignale ausgetauscht :

- Steuersignale bezüglich des Antriebs , der durch die Lokomotive LOK erfolgt und durch diese allein sichergestellt wird,

- Steuersignale bezüglich des Anhebens bzw . Absenkens des Pantografen der Lokomotive LOK,

- Steuersignale bezüglich des Bremsens , das durch die gesamte Zugkonfiguration erfolgt ,

- Steuersignale bezüglich Alarmmeldungen ( z . B . Brandalarm) ,

- Steuersignale bezüglich des Schließens und Öf fnens von Türen,

- etc .

FIG 4 zeigt mit Bezug auf FIG 3 eine Prinzipdarstellung einer bekannten Leittechnik-Architektur im Steuerwagen SW .

Der Steuerwagen SW weist eine Führerstands-Ausrüstung FSA-SW auf , die beispielsweise folgende Komponenten umfasst : Bedienhebel , Fahr-Brems-Hebel , Führerstands-Displays , autarke Steuereinheiten, etc .

Der Steuerwagen SW weist eine Steuerung STGSUB-SW für Subsysteme in den Wagen WA auf , beispielsweise eine j eweilige Steuerung für Bremsen, Energieversorgung, etc .

Die Führerstands-Ausrüstung FSA-SW und die Steuerung STGSUB- SW sind mit einer Fahrzeugleittechnik FZLT-SW gekoppelt , zu der beispielsweise folgende Komponenten gehören : - ein zentrales Steuergerät ,

- ein Main-Controller,

- eine Funkübertragungseinheit ,

- Fahrzeug-lokale Bussysteme ,

- ein oder mehrere Bremssteuergeräte ,

- zugehörige dezentrale I /O-Komponenten,

- etc .

Die Fahrzeugleittechnik FZLT-SW ist mit einer Zugsicherungs- Hardware ZUS IHW-SW gekoppelt , zu der beispielsweise gehören :

- Komponenten des europäischen Zugbeeinflussungssystem ETCS , oder

- Komponenten anderer nationaler Zugbeeinflussungssysteme , wie LZB, PZB, STM-DK, SCMT , SHP,

- zugehörige dezentrale I /O-Komponenten,

- etc .

Die Zugsicherungs-Hardware ZUS IHW-SW ist wiederum mit den Komponenten der zugeordneten Aktorik AKT-SW und mit den Komponenten der Sensorik SENS-SW gekoppelt , die am Steuerwagen SW und in der Nähe der befahrenen Schiene angeordnet sind .

Die Steuerwagen-seitigen Komponenten der Aktorik AKT-SW und die Komponenten der Sensorik SENS-SW sind wiederum mit Komponenten einer Sensorik SENS-SCH und mit Komponenten einer Aktorik AKT-SCH gekoppelt , die Bestandteile einer Schienenseitigen Zugsicherung ZUS I-SCH sind .

Die Fahrzeugleittechnik FZLT-SW ist mit den oben genannten Bus-Systemen WTB, ETH zur Signalübertragung gekoppelt .

Zusammengefasst sind seitens des Steuerwagens SW und der Lokomotive LOK die oben genannten Einheiten bzw . Komponenten ZUS I-SW/LOK, LEITKOMP-SW/LOK, AKT-SW/LOK, SENS-SW/LOK doppelt verbaut , um die Steuerung der Zugkonfiguration über einen der beiden Führerstände ES I , FS3 zu ermöglichen .

Mit Blick auf die Zugkonfiguration müssen diese gesondert in die verschiedenen Fahrzeugtypen integriert , doppelt verbaut und zugelassen werden, was Änderungen, Erweiterungen, etc . deutlich erschwert .

Jede der genannten Einheiten bzw . Komponenten benötigt wiederum eine individuelle Software , die ebenfalls gesondert entwickelt , geprüft , nach Versionen unterteilt und zugelassen werden muss .

Dies verursacht hohe Stückkosten, einen sehr hohen Entwick- lungs- und Zulassungsaufwand und wirkt sich zeitlich nachteilig auf eine geplante Markteinführung ( „Time-to-Market" ) einer entsprechenden Zugkonfiguration aus .

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Anordnung zur Steuerung einer Zugkonfiguration anzugeben, mit dem die oben genannten Nachteile minimiert bzw . gänzlich vermieden werden .

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst . Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben .

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Steuerung einer Zugkonfiguration weist eine Lokomotive auf , die als Teil der Zugkonfiguration an einem ersten Ende der Zugkonfiguration angeordnet ist , um diese anzutreiben . Sie weist außerdem einen Steuerwagen auf , der als Teil der Zugkonfiguration an einem dem ersten Ende der Zugkonfiguration gegenüberliegenden zweiten Ende der Zugkonfiguration angeordnet ist . Die Lokomotive weist mit Blick auf die Zugkonfiguration einen als ersten Führerstand bezeichneten Führerstand auf , während der Steuerwagen mit Blick auf die Zugkonfiguration einen als zweiten Führerstand bezeichneten Führerstand aufweist . Eine Steuerung der Fahrt der Zugkonfiguration erfolgt entweder über den ersten Führerstand oder über den zweiten Führerstand . Die Lokomotive weist ein Zugsicherungssystem auf , das sowohl für eine Fahrtsteuerung über den ersten Führerstand als auch für eine Fahrtsteuerung über den zweiten Führerstand ausgebildet ist .

In einer bevorzugten Weiterbildung ist das Zugsicherungssystem mit Komponenten einer Aktorik und mit Komponenten einer Sensorik gekoppelt , die an der Lokomotive ( LOK) schienennah angeordnet sind . Zugleich ist das Zugsicherungssystem mit Komponenten einer Aktorik und mit Komponenten einer Sensorik gekoppelt , die am Steuerwagen schienennah angeordnet sind .

In einer bevorzugten Weiterbildung sind die Lokomotivenseitigen Komponenten der Aktorik baugleich zu den Steuerwagen-seitigen Komponenten der Aktorik .

In einer bevorzugten Weiterbildung sind entsprechend die Lo- komotiven-seitigen Komponenten der Sensorik baugleich zu den Steuerwagen-seitigen Komponenten der Sensorik .

In einer bevorzugten Weiterbildung sind der Steuerwagen und die Lokomotive zur Kommunikation von Signalen über eine Busbasierte Datenverbindung, die bevorzugt Ethernet-Bus ausgebildet ist , miteinander verbunden .

In einer bevorzugten Weiterbildung sind die Steuerwagenseitigen Komponenten der Aktorik und die Steuerwagen-seitigen Komponenten der Sensorik über die Bus-basierte Datenverbin- dung mit der Lokomotive , insbesondere mit dem dortigen Zugsicherungssystem, verbunden .

In einer bevorzugten Weiterbildung weist der Steuerwagen eine Führerstands-Ausrüstung auf , die über die Bus-basierte Datenverbindung mit der Lokomotive verbunden ist .

In einer bevorzugten Weiterbildung weist der Steuerwagen eine Steuerung für Subsysteme in Wagen der Zugkonfiguration auf , wobei diese Steuerung über die Bus-basierte Datenverbindung mit der Lokomotive verbunden ist .

In einer bevorzugten Weiterbildung sind die Steuerwagenseitigen oder die Lokomotiven-seitigen Komponenten der Akto- rik und der Sensorik mit zugeordneten Komponenten einer Akto- rik und einer Sensorik gekoppelt , die Bestandteil einer Schienen-seitigen Zugsicherung sind .

In einer bevorzugten Weiterbildung sind die Steuerwagenseitigen Komponenten der Aktorik und der Sensorik über ein Steuerwagen-seitiges Gateway und über die Datenverbindung mit der Lokomotive , insbesondere mit dem dortigen Zugsicherungssystem, verbunden .

Der Antrieb des Zugkonfiguration erfolgt allein über die Lokomotive .

Durch die vorliegende Erfindung wird in der betrachteten Zugkonfiguration benötigte Leittechnik und Hardware reduziert .

Durch die vorliegende Erfindung wird Entwicklungsaufwand und Aufwand an Zulassungen für Hardware und Software eingespart . Durch die vorliegende Erfindung werden Entwicklungskosten eingespart .

Durch die vorliegende Erfindung wird eine einfache Architektur auf Geräte- und Softwareebene erreicht , die entsprechend leicht veränderbar bzw . anpassbar ist .

Durch die vorliegende Erfindung wird ein einfaches Software- Releasemanagement erreicht . Durch den Wegfall von parallel zu aktualisierenden Software-Komponenten entsteht ein deutlich geringerer Pflegeaufwand und geringere Kosten innerhalb einer Produkt-Plattform .

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Vereinheitlichung der Zugkonfiguration erreicht .

Durch die vorliegende Erfindung ist ein einheitliches , günstiges Zulassungsverfahren mit einem technisch einfachen Sa- fety-Konzept möglich .

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Platzeinsparung erzielt : durch den Wegfall von bislang benötigten Schaltschrän- ken kann in der Zugkonfiguration eine höhere Sitzplatzanzahl im Steuerwagen und damit eine höhere Fahrgeldeinnahme für den Betreiber erreicht werden .

Durch die vorliegende Erfindung wird die „Time-To-Market" Zeit reduziert , eine bessere Kompatibilität von Produkten und ein hoher Kundennutzen erreicht .

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert . Dabei zeigt : FIG 1 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Steuerung einer Zugkonfiguration,

FIG 2 mit Bezug auf FIG 1 eine Prinzipdarstellung einer zugehörigen Leittechnik-Architektur des Steuerwagens ,

FIG 3 die eingangs beschriebene Zugkonfiguration gemäß dem Stand der Technik und

FIG 4 mit Bezug auf FIG 3 die eingangs beschriebene Prinzipdarstellung der Leittechnik-Architektur des Steuerwagens gemäß dem Stand der Technik .

FIG 1 zeigt eine Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung zur Steuerung einer Zugkonfiguration .

Die Zugkonfiguration umfasst eine Lokomotive LOK, mehrere Wägen WA und einen Steuerwagen SW, der einen sogenannten Bedienkopf mit einem Führerstand FS3 aufweist .

Der Steuerwagen SW ist an einem ersten Ende der Zugkonfiguration angeordnet , während an einem dazu gegenüberliegenden zweiten Ende der Zugkonfiguration die Lokomotive LOK angeordnet ist .

Der Antrieb des Zugkonfiguration erfolgt über die Lokomotive LOK, die zwei Führerstände FS 1 , FS2 aufweist .

Die Kontrolle bzw . Steuerung der Fahrt der Zugkonfiguration erfolgt im Rahmen des klassisches „Push-Pull-Konzepts" entweder über den Führerstand FS 1 der Lokomotive oder über den Führerstand FS3 des Steuerwagens SW .

Wird die Fahrt der Zugkonfiguration über den als ersten Führerstand bezeichneten Führerstand FS 1 der Lokomotive LOK kontrolliert bzw . gesteuert , dann wird zu diesem Zweck ein Zug- Sicherungssystem ZUS I-LOK verwendet , das seitens der Lokomotive LOK vorgesehen bzw . angeordnet ist .

Das Zugsicherungssystem ZUS I-LOK ist mit Komponenten einer zugeordneten Aktorik AKT-LOK und mit Komponenten einer Sensorik SENS-LOK gekoppelt , die an der Lokomotive LOK schienennah angeordnet sind .

Wird die Fahrt der Zugkonfiguration über den als zweiten Führerstand bezeichneten Führerstand FS3 des Steuerwagens SW kontrolliert bzw . gesteuert , dann wird zu diesem Zweck auch das Zugsicherungssystem ZUS I-LOK der Lokomotive LOK verwendet .

Das Zugsicherungssystem ZUS I-LOK ist zu diesem Zweck mit Komponenten einer zugeordneten Aktorik AKT-SW und mit Komponenten einer Sensorik SENS-SW gekoppelt , die am Steuerwagen SW und in der Nähe der befahrenen Schiene angeordnet sind .

Die vergleichbaren Komponenten AKT-SW und SENS-SW bzw . AKT- LOK und SENS-LOK sind gleich oder ähnlich aufgebaut , zeigen j edoch die gleiche Funktionalität und sind daher doppelt vorhanden . Sie werden j edoch über das nur noch einmal vorhandene Zugsicherungssystem ZUS I-LOK betrieben .

Der Steuerwagen SW und die Lokomotive LOK kommuni zieren zu diesem Zweck über eine Bus-basierte Verbindung miteinander, die beispielhaft als Ethernet-Bus ETH einer Datenverbindung DV dargestellt ist .

Uber den Ethernet-Bus ETH der Datenverbindung DV werden beispielhaft folgende Steuersignale ausgetauscht :

- Steuersignale vom Führerstand FSA-SW des Steuerwagens SW - Steuersignale von und zu den Subsystemen STGSUB-SW des Steuerwagens SW

- Signale von und zu den Aktoren AKT-SW und Sensoren SENS-SW der Zugsicherungssysteme

- etc .

FIG 2 zeigt mit Bezug auf FIG 1 eine Prinzipdarstellung einer zugehörigen Leittechnik-Architektur des Steuerwagens SW, die im Aufwand und mit Blick auf FIG 4 deutlich reduziert ist .

Der Steuerwagen SW weist eine Führerstands-Ausrüstung FSA-SW auf , die beispielsweise folgende Komponenten umfasst : Bedienhebel , Fahr-Brems-Hebel , Führerstands-Displays , autarke Steuereinheiten, etc .

Der Steuerwagen SW weist eine Steuerung STGSUB-SW für Subsysteme in den Wagen WA auf , beispielsweise eine j eweilige Steuerung für Bremsen, Energieversorgung, etc .

Die Führerstands-Ausrüstung FSA-SW und die Steuerung STGSUB- SW des Steuerwagens SW sind über die Ethernet-basierte Datenverbindung DV, ETH mit der Lokomotive LOK zum Austausch von Signalen verbunden .

Steuerwagen-seitig sind die Komponenten der Aktorik AKT-SW und die Komponenten der Sensorik SENS-SW mit zugeordneten Komponenten einer Aktorik AKT-SCH bzw . Komponenten einer Sensorik SENS-SCH gekoppelt , die Bestandteile einer Schienenseitigen Zugsicherung ZUS I-SCH sind .

Die Steuerwagen-seitigen Komponenten der Aktorik AKT-SW und der Sensorik SENS-SW sind über ein Steuerwagen-seitiges Gate- way GW-SW über die Ethernet-basierte Datenverbindung DV, ETH mit der Lokomotive LOK zum Austausch von Signalen verbunden .

Zusammenfassend zeigt sich im Vergleich der Figur FIG 3 mit FIG 1 bzw . der Figur FIG 4 mit der FIG 2 , dass bei der vorliegenden Erfindung wesentliche Komponenten der Leittechnik und der Zugsicherungsausrüstung im Steuerwagen entfallen .

Deren Funktion wird von Lokseitig vorhandener Hardware und Software mit übernommen .

Von der Lokomotive her betrachtet wird der beschriebene zweite Führerstand ( also FS3 ) seitens der Lokomotive als dritter Führerstand technisch angebunden, dessen ursprüngliche Funktionen in der Lokomotive zumindest teilweise integriert sind .

Im Steuerwagen entfällt die Fahrzeugleittechnik FZLT-SW sowie deren Komponenten :

- zentrales Steuergerät ,

- Main-Controller,

- Funkübertragungseinheit ,

- Fahrzeug-lokale Bussysteme ,

- ein oder mehrere Bremssteuergeräte ,

- etc .

Im Steuerwagen entfällt die dortige Fahrzeugleittechnik FZLT- SW, deren Funktionalität ebenfalls seitens der Lokomotive übernommen wird .

Der Wire-Train-Bus WTB bzw . andere , genormte Zugbussysteme werden ebenfalls nicht mehr benötigt , weil keine Steuerbefehle mehr zwischen Lokomotive und Steuerwagen ausgetauscht werden . Über den Ethernet-basierten Bus ETH der Datenverbindung DV werden Steuersysteme von Subsystemen des Steuerwagens ( z . B . des Führerstands , der Energieversorgung, der Bremse ) von der Lokomotive aus direkt angesprochen bzw . deren Signale verar- beitet .

Die Signalübertragung der Aktorik und der Sensorik erfolgt mittels des zentralen Gateways GW-SW, das die entsprechenden Signale über die drahtgebundene Datenverbindung DV mit zuge- höriger Hardware der Lokomotive austauscht .

Die Lokomotive verarbeitet sämtliche Signale aus dem Steuerwagen eigenständig, der aus Sicht der Lokomotiven-Sof tware wie ein dritter Führerstand der Lokomotive behandelt wird .