Zugvorbereitungsverfahren und Gateway für ein Zugvorbereitungsverfahren

Die Erfindung bezieht sich auf ein eisenbahntechnisches Zugvorbereitungsverfahren, bei dem ein abgestelltes , noch nicht betriebsbereites Schienenfahrzeug in einen betriebsbereiten Zustand gebracht wird .

Vorbekannte Zugvorbereitungsverfahren schließen eine Viel zahl an Vorbereitungsmaßnahmen ein, die heutzutage eine personalintensive Überwachung erforderlich machen .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein Zugvorbereitungsverfahren anzugeben, das weniger lokale Personalpräsenz während der Durchführung des Zugvorbereitungsverfahrens erforderlich macht als bisherige Zugvorbereitungsverfahren .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Zugvorbereitungsverfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Zugvorbereitungsverfahrens sind in Unteransprüchen angegeben .

Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Zugvorbereitung bei aktiver Stellung zumindest eines Stromabnehmers des Schienenfahrzeugs durchgeführt und das Schienenfahrzeug mit einem über den zumindest einen Stromabnehmer fließenden elektrischen Strom mit elektrischer Energie versorgt wird, wobei ein Gateway zumindest einen Status mindestens einer Komponente des Schienenfahrzeugs überwacht und bei Abweichung des Status von einem für eine Zugvorbereitung vorgegebenen Sollstatus ein Fehlersignal erzeugt und bei Vorliegen des Fehlersignals mit einer gatewayeigenen mobil funkkompatiblen Kommunikationsschnittstelle eine Nachricht aussendet .

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Zugvorbereitungsverfahrens besteht in dem Einsatz des Gateways , das au- tomatisiert eine Statusüberwachung durchführt und bei unerwarteten Statusabweichungen entsprechende Nachrichten aussendet . Beispielsweise kann eine SMS oder dergleichen an vor Ort nicht präsentes Bedienpersonal gesendet werden, wenn ein Statusproblem erkannt wird . Die Präsenz von Bedienpersonal während der Zugvorbereitungsverfahren kann somit reduziert werden .

Vorteilhaft ist es , wenn die mindestens eine Komponente oder zumindest eine der Komponenten, deren Status überwacht wird, der zumindest eine Stromabnehmer ist .

Bei der letztgenannten Ausgestaltung des Zugvorbereitungsverfahrens ist es vorteilhaft , wenn als Status des zumindest einen Stromabnehmers dessen Stellung überwacht wird und das Fehlersignal erzeugt wird, wenn der Stromabnehmer abgesenkt ist .

Alternativ wird es als vorteilhaft angesehen, wenn als Status des zumindest einen Stromabnehmers dessen Ansteuerzustand, also der Ansteuerstatus , überwacht wird und das Fehlersignal erzeugt wird, wenn der Ansteuerzustand des Stromabnehmers ein Absenken des Stromabnehmers definiert . Bei der letztgenannten Aus führungs form kann auf einen separaten Stellungssensor zur Erfassung der Stellung des Stromabnehmers in vorteilhafter Weise verzichtet werden .

Die Überwachung des Ansteuerzustands des zumindest einen Stromabnehmers besteht vorzugsweise darin oder schließt vorzugsweise zumindest auch ein, die Übertragung eines Absenksteuerbefehls , der ein Absenken des zumindest einen Stromabnehmers veranlasst , zu überwachen .

Detektiert das Gateway während der Zugvorbereitung einen Absenksteuerbefehl , so erzeugt es vorzugsweise das Fehlersignal und die entsprechende Nachricht . Das Gateway ist vorzugsweise an einen schienenfahrzeugseitigen Datenbus angeschlossen .

Das Gateway überwacht vorzugsweise den Datenverkehr auf dem Datenbus , und die Statusüberwachung erfolgt vorzugsweise durch Auswerten des Datenverkehrs auf dem Datenbus .

Bei Vorliegen des Fehlersignals wird von dem Gateway vorzugsweise eine Nachricht über ein Mobil funknetz weggesandt , in der das Vorliegen des Fehlersignals , die Stromabnehmerabsenkung und/oder eine Störung der Zugvorbereitung mitgeteilt wird .

Mit anderen Worten schließt die Überwachung des Datenbusses vorzugsweise ein, den Datenbus auf die Übertragung eines Absenksteuerbefehls , der ein Absenken des zumindest einen Stromabnehmers veranlasst , zu überwachen und bei Detektion des Absenksteuerbefehls über das Mobil funknetz die Nachricht zu übermitteln, dass eine Störung der Zugvorbereitung aufgetreten und/oder ein Absenksteuerbefehl erkannt wurde .

Die von dem Gateway erzeugte Nachricht wird vorzugsweise als SMS , als Push-Nachricht oder als Email über das Mobil funknetz weggesandt , sei es an ein anderes Mobil funkendgerät oder eine streckenseitige Leitzentrale , insbesondere eine cloudbasierte Leit zentrale .

Alternativ oder zusätzlich kann in vorteilhafter Weise vorgesehen sein, dass die mindestens eine Komponente oder zumindest eine der statusmäßig zu überwachenden Komponenten ein mit dem Stromabnehmer in Verbindung stehender elektrischer Verbraucher ist . Bei dem Verbraucher handelt es sich vorzugsweise um eine Hei zkomponente , eine Kühlkomponente oder ein Klimagerät .

Insbesondere bei der letztgenannten Aus führungsvariante wird es als vorteilhaft angesehen, wenn mittels eines Temperatursensors die Temperaturentwicklung innerhalb des Schienenfahr- zeugs erfasst wird und auf eine Abweichung des Status der Komponente von ihrem Sollstatus geschlossen wird, wenn die gemessene Temperaturentwicklung von einer für die Zugvorbereitung vorgegebenen Temperaturentwicklung über ein vorgegebenes Maß hinaus abweicht .

Mittels des Temperatursensors kann in vorteilhafter Weise die Temperaturentwicklung innerhalb eines Ladungsabschnitts des Schienenfahrzeugs überwacht werden .

Als besonders vorteilhaft wird es angesehen, wenn die mindestens eine Komponente oder zumindest eine der statusmäßig zu überwachenden Komponenten an einen schienenfahrzeugseitigen Datenbus angeschlossen ist und der Status der Komponente durch eine Beobachtung des Datenverkehrs auf dem Datenbus , insbesondere durch eine Beobachtung über den Datenbus übertragener Steuerbefehle oder über den Datenbus übertragener Messsignale oder an dem Datenbus anliegender Signalpegel oder über den Datenbus übertragener Prozessdaten, erfasst wird .

Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Gateway . Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Gateway zum Anschluss an einen Datenbus eines Schienenfahrzeugs und zur Überwachung des Datenverkehrs auf dem Datenbus ausgestaltet ist , und das Gateway außerdem dazu ausgestaltet ist , anhand des Datenverkehrs einen Status mindestens einer Komponente des Schienenfahrzeugs zu überwachen und bei Abweichung des Status von einem für eine Zugvorbereitung vorgegebenen Sollstatus ein Fehlersignal zu erzeugen und bei Vorliegen des Fehlersignals mit einer gatewayeigenen mobil funkkompatiblen Kommunikationsschnittstelle eine Nachricht aus zusenden, die das Vorliegen des Fehlersignals und/oder eine Störung der Zugvorbereitung und/oder die Statusabweichung und/oder den Statuswechsel mitteilt .

Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Gateways und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Zugvorbe- reitungsverf ahren und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen .

Das Gateway ist vorzugweise dazu ausgestaltet , das oben beschriebene Zugvorbereitungsverfahren aus zuführen .

Vorteilhaft ist es , wenn das Gateway zur Überwachung über den Datenbus übertragener Steuerbefehle , über den Datenbus übertragener Messsignale und/oder an dem Datenbus anliegender Signalpegel und/oder über den Datenbus übertragener Prozessdaten, ausgestaltet ist .

Auch ist es von Vorteil , wenn das Gateway außerdem dazu ausgestaltet ist , anhand der über den Datenbus übertragenen Steuerbefehle , der über den Datenbus übertragenen Messsignale und/oder der an dem Datenbus anliegenden Signalpegel und/oder der Prozessdaten zumindest einen Status mindestens einer Komponente des Schienenfahrzeugs zu überwachen und bei Abweichung des Status von einem für eine Zugvorbereitung vorgegebenen Sollstatus das Fehlersignal zu erzeugen .

Besonders vorteilhaft ist es , wenn das Gateway dazu ausgestaltet ist , während einer Zugvorbereitung den Datenbus auf die Übertragung eines Absenksteuerbefehls , der ein Absenken des zumindest einen Stromabnehmers veranlasst , zu überwachen und bei Detektion des Absenksteuerbefehls über ein Mobil funknetz die Nachricht zu übermitteln, dass eine Störung der Zugvorbereitung aufgetreten ist und/oder ein Absenksteuerbefehl erkannt wurde .

Das Gateway umfasst vorzugsweise die bereits erwähnte mobilfunkkompatible Kommunikationsschnittstelle , eine Recheneinrichtung, die an den Datenbus angeschlossen werden kann und über diesen Daten empfangen kann, sowie einen Speicher, in dem ein Softwareprogramm abgespeichert ist , das bei Aus führung durch die Recheneinrichtung die beschriebene Arbeitsweise des Gateways ermöglicht . Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Schienenfahrzeug . Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Schienenfahrzeug mit einem Gateway wie oben beschrieben ausgestattet ist .

Das Gateway ist vorzugsweise eine von einem Fahrzeugsteuergerät des Schienenfahrzeugs separate bzw . unabhängige Komponente . Beispielsweise kann das Gateway eine Nachrüstkomponente sein, die in ein bestehendes Schienenfahrzeug durch Anschluss an einen schienenfahrzeugseitigen Datenbus nachgerüstet wurde .

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Aus führungsbeispielen näher erläutert ; dabei zeigen beispielhaft

Figur 1 ein Aus führungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug, das mit einem Aus führungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Gateway ausgestattet ist , wobei ein Stromabnehmer des Schienenfahrzeugs in angehobener Stellung mit einem streckenseitigen Energieversorgungsnetz in Verbindung steht ,

Figur 2 das Schienenfahrzeug gemäß Figur 1 , wobei der Stromabnehmer abgesenkt ist ,

Figur 3 die Überwachung eines Datenbusses des Schienenfahrzeugs durch das Gateway während einer Zugvorbereitungsphase ,

Figur 4 ein weiteres Aus führungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug, bei dem an einen Datenbus zusätzlich ein Sensor angeschlossen ist und das Gateway den Status eines elektrischen Verbrauchers des Schienenfahrzeugs durch Überwachen des Sensorsignals des Sensors überwacht ,

Figur 5 ein drittes Aus führungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug, bei dem an den Da- tenbus zusätzlich ein Stellungssensor angeschlossen ist , und

Figur 6 ein Aus führungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Gateway näher im Detail .

In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten dieselben Bezugs zeichen verwendet .

Die Figur 1 zeigt ein Aus führungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 10 , das mit einem Aus führungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Gateway 15 ausgestattet ist und über einen Stromabnehmer 20 mit einem streckenseitigen Energieversorgungsnetz 25 in Verbindung steht .

Zum Anheben und Absenken des Stromabnehmers 20 ist ein Stromabnehmerantrieb 20a vorhanden, der bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Figur 1 mit einem Datenbus 30 in Verbindung steht . Der Datenbus 30 ermöglicht es einem Fahrzeugsteuergerät 35 , mittels Steuersignalen ST den Stromabnehmerantrieb 20a zu steuern und dadurch ein Absenken oder Anheben des Stromabnehmers 20 aus zulösen, wie durch einen Doppelpfeil P in Figur 1 angedeutet ist .

Der Stromabnehmer 20 steht über eine Trans formator- und/oder Umrichtereinheit 40 mit einem fahrzeugseitigen Energieversorgungsnetz 45 in Verbindung, an das eine Viel zahl an fahrzeugseitigen elektrischen Einrichtungen angeschlossen ist , insbesondere elektrische Verbraucher wie zum Beispiel Hei zgeräte oder Klimageräte , von denen in der Figur 1 beispielhaft nur eines gezeigt und mit dem Bezugs zeichen 50 bezeichnet ist . Derartige elektrische Verbraucher können beispielsweise ebenfalls über den Datenbus 30 mit dem Fahrzeugsteuergerät 35 in Verbindung stehen und von diesem gesteuert und/oder überwacht werden . An den Datenbus 30 ist außerdem das bereits erwähnte Gateway 15 angeschlossen, das zur Überwachung des Datenverkehrs auf dem Datenbus 30 dient . Konkret kann das Gateway 15 unter anderem über den Datenbus 30 übertragene Steuerbefehle , über den Datenbus 30 übertragene Messsignale und/oder an dem Datenbus 30 anliegende Signalpegel und/oder über den Datenbus 30 übertragene Prozessdaten erfassen und überwachen .

Bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Figur 1 ist das Gateway 15 geeignet , den Status , und zwar den Ansteuerstatus , des Stromabnehmers 20 zu ermitteln, indem es die über den Datenbus 30 zu dem Stromabnehmer 20 bzw . zu dessen Stromabnehmerantrieb 20a übermittelten Informationen mitliest , insbesondere die von dem Fahrzeugsteuergerät 35 zu dem Stromabnehmerantrieb 20a übermittelten Steuersignale ST . Mit anderen Worten ist dem Gateway 15 durch Beobachtung der Datenbussignale bzw . - pegel bekannt , ob sich der Stromabnehmer 20 in der in der Figur 1 gezeigten, angehobenen bzw . aktiven Stellung oder der in der Figur 2 gezeigten, abgesenkten bzw . inaktiven Stellung befinden soll .

Das Gateway 15 ist mit einer mobil funkkompatiblen Kommunikationsschnittstelle 15a ausgestattet , die es dem Gateway 15 ermöglicht , Nachrichten aus zusenden, beispielsweise Nachrichten, mit denen Fehler und/oder die j eweilige Stellung des Stromabnehmers 20 mitgeteilt werden .

Das Schienenfahrzeug 10 gemäß den Figuren 1 und 2 kann im Rahmen eines Zugvorbereitungsverfahrens , durch das das abgestellte , noch nicht betriebsbereite Schienenfahrzeug 10 , wie es beispielhaft die Figur 2 zeigt , in seinen betriebsbereiten Zustand gebracht werden soll , beispielsweise wie folgt betrieben werden :

Wird das Zugvorbereitungsverfahren initiiert , indem ein entsprechender Zugvorbereitungsbefehl vom Bedienpersonal unmittelbar oder mittelbar über den Datenbus 30 in das Fahrzeugsteuergerät 35 eingespeist wird, so übermittelt das Fahrzeug- Steuergerät 35 als Steuersignal ST einen Aktivierungsbefehl ST (AB ) an den Stromabnehmerantrieb 20a ( siehe Figur 2 ) . Nach Erhalt des Aktivierungsbefehls ST (AB ) wird der Stromabnehmerantrieb 20a den Stromabnehmer 20 anheben und in die in der Figur 3 gezeigte angehobene Stellung verfahren .

Davor oder danach wird der Beginn des Zugvorbereitungsverfahrens vorzugsweise dem Gateway 15 mitgeteilt , vorzugsweise durch das Fahrzeuggerät 35 , damit das Gateway die Überwachung des Datenbusses 30 mit Blick auf eine Überwachung der Stellung des Stromabnehmers 20 beginnen kann . Alternativ kann das Gateway 15 auf das Zugvorbereitungsverfahren auch selbst bereits dann schließen, wenn es den Aktivierungsbefehl ST (AB ) für den Stromabnehmerantrieb 20a auf dem Datenbus 30 erkennt .

Darüber hinaus wird das Fahrzeugsteuergerät 35 die übrigen vordefinierten Maßnahmen einleiten, die für das Zugvorbereitungsverfahren vorgesehen sind .

Beispielsweise kann das Zugvorbereitungsverfahren vorsehen, dass bestimmte elektrische Verbraucher wie zum Beispiel das Klimagerät 50 aktiviert werden, damit in dem Schienenfahrzeug 10 insgesamt oder in bestimmten Bereichen wie beispielsweise Passagier- oder Ladungsabschnitten des Schienenfahrzeugs 10 vorgegebene Temperaturbereiche durch Hei zen oder Kühlen erreicht werden .

Bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Figur 3 ist beispielhaft gezeigt , dass im Rahmen des Zugvorbereitungsverfahrens das Klimagerät 50 zum Temperieren eines Passagier- oder Ladungsabschnitts 10a des Schienenfahrzeugs 10 aktiviert wird .

Stellt das Gateway 15 während des Zugvorbereitungsverfahrens im Rahmen seiner Überwachung des Datenverkehrs auf dem Datenbus 30 fest , dass über den Datenbus 30 unerwartet ein Absenksteuerbefehl SA, der ein Absenken des zumindest einen Stromabnehmers 20 veranlasst , übertragen wird ( siehe Figur 3 ) , so schließt es auf einen Fehler und erzeugt ein Fehlersignal und eine Nachricht N, die es über seine gatewayeigene Kommunikationsschnittstelle 15a wegsendet . Die Nachricht N kann anzeigen, dass der Absenksteuerbefehl SA erkannt wurde und/oder eine Störung der Zugvorbereitung auf getreten ist . Bei der letzten Variante interpretiert das Gateway 15 also bereits den Umstand, dass der Absenksteuerbefehl SA vorliegt .

Der Absenksteuerbefehl SA kann als Steuersignal von dem Fahrzeugsteuergerät 35 erzeugt worden sein oder im Fehlerfall durch eine andere Komponente des Schienenfahrzeugs 10 , j edoch ist dies für die Arbeitsweise des Gateways 15 bezüglich der Erzeugung des Fehlersignals und der Nachricht N hier nicht relevant .

Die Figur 4 zeigt ein weiteres Aus führungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 10 , das mit einem Aus führungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Gateway 15 ausgestattet ist .

Bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Figur 4 ist an den Datenbus 30 zusätzlich ein Temperatursensor 55 angeschlossen, der die Temperatur in dem von dem Klimagerät 50 temperierten Passagier- oder Ladungsabschnitt 10a überwacht und ein entsprechendes Temperatursignal T in den Datenbus 30 einspeist ; da das Gateway 15 an den Datenbus 30 angeschlossen ist , kann es auch dieses Temperatursignal T empfangen und auswerten .

Das Gateway 15 ist somit in der Lage , mittels des Temperatursensors 55 die Temperaturentwicklung innerhalb des Schienenfahrzeugs 10 zu erfassen . Bei entsprechender Auslegung des Gateways 15 ist dieses in vorteilhafter Weise außerdem in der Lage , auf eine Abweichung des Status des Klimageräts 50 von dessen Sollstatus zu schließen, beispielsweise wenn während des Zugvorbereitungsverfahrens die gemessene Temperaturentwicklung in dem von dem Klimagerät 50 temperierten Passagieroder Ladungsabschnitt 10a von einer für die Zugvorbereitung vorgegebenen Temperaturentwicklung über ein vorgegebenes Maß hinaus abweicht . I st beispielsweise im Rahmen der Zugvorbereitung vorgesehen, dass mit dem Klimagerät 50 der Passagier- oder Ladungsabschnitt 10a gehei zt werden soll und tritt die erwartete Erwärmung nicht auf , so wird auf einen Fehler des Betriebsstatus des Klimageräts 50 geschlossen und ein Fehlersignal F erzeugt und eine entsprechende Nachricht N abgesandt .

I st beispielsweise im Rahmen der Zugvorbereitung vorgesehen, dass mit dem Klimagerät 50 der Passagier- oder Ladungsabschnitt 10a gekühlt werden soll und tritt die erwartete Abkühlung nicht auf , so wird ebenfalls auf einen Fehler des Betriebsstatus des Klimageräts 50 geschlossen und ein Fehlersignal F erzeugt und eine entsprechende Nachricht N abgesandt .

Die geeignete Auslegung des Gateways 15 lässt sich in einfacher Weise durch eine entsprechende Programmierung von Betriebssoftware des Gateways 15 erreichen, wie weiter unten im Zusammenhang mit der Figur 6 und dem dort gezeigten Betriebssoftwareprogramm SPM erläutert wird .

Die Figur 5 zeigt ein drittes Aus führungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 10 , das mit einem Aus führungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Gateway 15 ausgestattet ist .

Bei dem Aus führungsbeispiel gemäß Figur 5 ist an den Datenbus 30 zusätzlich ein Stellungssensor 60 angeschlossen, der die Stellung des Stromabnehmers 20 überwacht und ein entsprechendes Stellungssignal SS in den Datenbus 30 einspeist ; da das Gateway 15 an den Datenbus 30 angeschlossen ist , kann es auch dieses Stellungssignal SS empfangen und auswerten .

Das Gateway 15 ist somit in der Lage , mittels des Stellungssensors 60 unmittelbar die Stellung des Stromabnehmers 20 zu erfassen . Bei entsprechender Auslegung des Gateways 15 , insbesondere bei entsprechender Programmierung von Betriebssoftware des Gateways 15 , ist das Gateway 15 in vorteilhafter Weise in der Lage , auf eine Abweichung des Status des Strom- abnehmers 20 von dessen Sollstatus zu schließen, beispielsweise wenn während des Zugvorbereitungsverfahrens die erfasste Stellung des Stromabnehmers 20 von der angehobenen Stellung abweicht .

Die Figur 6 zeigt ein Aus führungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Gateway 15 , das bei den Schienenfahrzeugen gemäß den Figuren 1 bis 5 eingesetzt werden kann .

Das Gateway 15 gemäß Figur 6 umfasst die bereits erwähnte mobil funkkompatible Kommunikationsschnittstelle 15a, bei der es sich beispielsweise um ein GSM- kompatibles Mobil funkmodul handeln kann .

Mit der mobil funkkompatiblen Kommunikationsschnittstelle 15a steht eine Recheneinrichtung 15b in Verbindung, die auch an den Datenbus 30 angeschlossen ist und über diesen Daten übermitteln und empfangen kann .

Die Recheneinrichtung 15b steht außerdem mit einem Speicher 15c in Verbindung, in dem ein Betriebssoftwareprogramm SPM abgespeichert ist , das bei Aus führung durch die Recheneinrichtung 15b die oben im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 5 beschriebene Arbeitsweise des Gateways 15 ermöglicht .

Abschließend sei erwähnt , dass die Merkmale aller oben beschriebenen Aus führungsbeispiele untereinander in beliebiger Weise kombiniert werden können, um weitere andere Aus führungsbeispiele der Erfindung zu bilden .

Auch können alle Merkmale von Unteransprüchen j eweils für sich mit j edem der nebengeordneten Ansprüche kombiniert werden, und zwar j eweils für sich allein oder in beliebiger Kombination mit einem oder anderen Unteransprüchen, um weitere andere Aus führungsbeispiele zu erhalten .