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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum ferngesteuerten Betreiben eines ortsfesten Bremsprobegerätes im Multi-User-Betrieb.
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In Zugbildungsanlagen werden die einfahrenden Güterzüge aufgelöst und neue Güterzüge gebildet. Die Güterwagen werden hierzu voneinander getrennt und z. B. mittels Ablaufen oder Umsetzen wieder neu zusammengestellt. Bei diesem Prozess ist es erforderlich, die einfahrenden Güterwagen nach ihrer Ankunft zu entkuppeln und zu entschlauchen. Nach der neuen Zusammenstellung müssen die Güterwagen wieder verkuppelt und ihre Schläuche verbunden werden. Die Schläuche verbinden die auf Druckluft basierenden Bremssysteme der einzelnen Wagen miteinander. Bei jedem neu gebildeten Zug ist es daher erforderlich, die Funktionsfähigkeit des Bremssystems zu überprüfen. Dies wird nach den Vorgaben der Bremsvorschrift (BreVo: VDV-Schrift 757, Bremsen im Betrieb bedienen und prüfen) durchgeführt. Die eigentliche Überprüfung wird als Bremsprobe bezeichnet und von einem sogenannten Bremsprobeberechtigten durchgeführt.
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Es gibt unterschiedliche Verfahren, diese Prüfung durchzuführen. So ist es beispielsweise möglich, ein Triebfahrzeug als Druckluftquelle zum Befüllen des Bremssystems und zum Durchführen der Bremsprobe zu verwenden. Dies bindet aber kostenintensive Ressourcen in Form des Triebfahrzeugs und des Eisenbahnfahrzeugführers. Eine zweite Möglichkeit besteht in der Verwendung einer Bremsprobeanlage. Die Bremsprobeanlage besteht aus einem Kompressor zur Drucklufterzeugung, Filtersystemen und einem Lufttrockner. Wichtig ist hierbei die Erzeugung einer qualitativ hochwertigen Druckluft gemäß DIN ISO 8573-1. Des Weiteren werden ein unterirdisches Druckluftleitungsnetz und Bremsprobegeräte (BPG) benötigt.
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Die Bremsprobegeräte lassen sich in mobile und ortsfeste Geräte unterscheiden. Ortsfeste Bremsprobegeräte werden in der Regel in großen Zugbildungsanlagen mit einer hohen Leistungsfähigkeit (Güterwagen pro Stunde) eingebaut. Mobile Bremsprobegeräte werden in mittleren und kleinen Zugbildungsanlagen vorgehalten. Mobile Bremsprobegeräte sind manuell bedienbar (z. B. Bremsprobegeräte PDR1-N der DB Fahrzeuginstandhaltung GmbH). In ortsfesten Bremsprobegeräten ist eine Speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) eingebaut, mit deren Hilfe der Bediener die Anlage per Tastendruck steuert.
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Die wichtigsten Schritte bei der Befüllung des Bremssystems und der Bremsprobe sind:
- – Befüllen des Bremssystems mit Druckluft auf einen Druck von 5 bar
- – Durchführen einer sogenannten Dichtheitsprobe, wobei der Druckabfall in einer Zeitspanne von 30 oder 60 Sekunden (je nach eingesetztem Bremsprobegerät) kontrolliert wird.
- – Anlegen der Bremsen durch Druckabsenkung auf 4,2 bar.
- – Lösen der Bremsen durch Druckerhöhung auf 5,0 bar.
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Nach dem Befüllen und nach der Durchführung der Dichtheitsprobe werden die Bremsen angelegt. In diesem Zustand überprüft der Bremsprobeberechtigte das Bremssystem entlang des neu gebildeten Zuges, der eine maximale Länge von zurzeit 700 m erreichen kann. Nach vollständiger Überprüfung des gesamten Zuges erreicht der Bremsprobeberechtigte das Zugende. Anschließend werden gemäß den Vorgaben der BreVo die Bremsen gelöst. Danach prüft der Bremsprobeberechtigte erneut das Bremssystem des gesamten Zuges. Das Lösen der Bremsen erfolgt hierbei durch das Bedienen eines Schalters am mobilen oder ortsfesten Bremsprobegerät. Hierzu muss der Wagenmeister vom entlegenen Ende des Zuges zunächst zurück zum Bremsprobegerät laufen, um das Lösen der Bremsen auszulösen.
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Wird der beschriebene Arbeitsprozess „Bremsprobe durchführen” hinsichtlich einer Verbesserung der Qualität und Vereinfachung für den Bremsprobeberechtigten analysiert, fällt sofort der zeitaufwändige Schritt zum Lösen der Bremsen auf. Deshalb wurden bereits vor über 20 Jahren durch die Verfügbarkeit der oben genannten SPS in den ortsfesten Bremsprobegeräten technische Komponenten für eine Funkfernsteuerung eingebaut und verwendet. Die funkfernsteuerbaren Bremsprobeanlagen verfügen über eine Schnittstelle (z. B. V24 oder TTY) zur SPS, die über einen separaten, mobilen Computer angesteuert werden kann.
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Die mobilen Computer, die nachfolgend als Mobile Telematik PC (MTPC) bezeichnet sind, werden in der Regel als Nischenprodukte und Individual-Lösungen von spezialisierten Unternehmen gebaut und vertrieben.
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Aufgrund der deutschen Gesetzeslage mit strikter Trennung in Infrastrukturbereitstellung (Eisenbahninfrastrukturunternehmen – EIU) und Infrastrukturnutzung (Eisenbahnverkehrsunternehmen – EVU) sind auch die technischen Komponenten getrennt zu betrachten: das EIU stellt das Bremsprobegerät inkl. Bereitstellung einer Standardschnittstelle über die SPS zur Verfügung. Das EVU, das die Arbeitsprozesse seiner Mitarbeiter mit ITK-Lösungen unterstützt, stellt die technischen Komponenten zur Funkfernsteuerung in Form des Mobilen Telematik-PC (MTPC) bereit. Der MTPC leitet die Befehle (z. B. Bremssystem füllen, Bremsen anlegen und Bremsen lösen) an die SPS weiter.
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Die
DE 10 2010 025 346 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Funkfernsteuern eines mobilen Bremsprobegerätes. Die Vorrichtung besteht aus einer Fernwirkeinheit und einer Motoreinheit, einem mobilen Kommunikationsendgerät und einer Datenfernübertragungseinrichtung. Die Fernwirkeinheit steuert und überwacht die Motoreinheit anhand von Befehlen, die ihr von dem mobilen Kommunikationsendgerät durch die Datenfernübertragungseinrichtung übermittelt werden. Die Motoreinheit bedient dabei direkt oder indirekt die zur manuellen Bedienung des Bremsprobegerätes vorgesehenen Bedienelemente. Mit dieser Vorrichtung ist es jedoch nicht möglich, dass unterschiedliche EVU mit unterschiedlichen Kommunikationsendgeräten ohne Weiteres auf das Bremsprobegerät zugreifen können.
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In „Cargo Digitale Datenkommunikation – CDD”, BahnPraxis, Heft 5/2004 ist beschrieben, wie ein EVU seinen Mitarbeitern bei Verwendung eines Mobilen Telematik-PCs die Funkfernsteuerung einer Bremsprobeanlage ermöglichen kann. Die Mitarbeiter werden hierzu mit wettertauglichen, robusten, kleinen Mobilen Endgeräten ausgerüstet, um den MTPC funkfernzusteuern.
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Da moderne FTK-Systeme streng die Themen „Security” (u. a. Datensicherheit) und, wie in diesem Fall einer Maschine-Zu-Maschine-Kommunikation (M2M), auch den Punkt „Safety” (Mitarbeitersicherheit) gewährleisten müssen, ist zwangsläufig ein geschlossenes ITK-System erforderlich. Geschlossen bedeutet hierbei, dass keine Schnittstellen zu anderen ITK-Systemen ermöglicht werden dürfen.
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Damit Bremsprobeberechtigte unterschiedlicher EVU mittels ITK-System eine funkferngesteuerte Bremsprobe durchführen können, muss gleichwohl die Möglichkeit gegeben sein, dass mehrere Eisenbahnverkehrsunternehmen im Wechsel dasselbe ortsfeste Bremsprobegerät mittels Funkfernsteuerung nutzen können. Aufgrund der unterschiedlichen unternehmenseigenen ITK-Systeme der einzelnen EVU ist es gleichzeitig erforderlich, die Funkfernsteuerungen so in die ITK-Systeme zu integrieren, dass sowohl die Anforderungen an die Security als auch an die Safety erfüllt werden.
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Aufgrund der genannten Randbedingungen eines geschlossenen ITK-Systems ist es erforderlich, mehrere Mobile Telematik-PCs im Bremsprobegerät vorzuhalten. Bei älteren Bremsprobegeräten ist dies jedoch teilweise unmöglich bzw. mit enormen Kosten verbunden. Neuere Bremsprobegeräte benötigen zusätzliche Steuerungs-Komponenten, die auch Softwarefunktionen der Funkfernsteuerung abbilden müssen.
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Es ist somit Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der mehrere verschiedene EVU im Wechsel das gleiche Bremsprobegerät über eine Fernsteuerung benutzen können, wobei die Anforderungen der unternehmenseigenen ITK-Systeme sowohl an die Security als auch an die Safety erfüllt werden.
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Diese Aufgaben werden durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstände der abhängigen Ansprüche.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung nach Anspruch 1 besteht aus einem Ortsfesten Bremsprobegerät mit zugehöriger Steuerung und mindestens zwei Mobilen Telematik-PCs (MTPC), die EVU-spezifisch die entsprechenden technischen Komponenten zur Funkfernsteuerung des Bremsprobegerätes zur Verfügung stellen. Die Steuerung der Bremsprobegeräte erfolgt im Stand der Technik meist mit SPS.
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Aufgrund der notwendigen Mitarbeitersicherheit ist sicherzustellen, dass immer nur ein autorisierter MTPC Befehle an die SPS senden kann. Es muss nachvollziehbar sein, welcher Mitarbeiter bzw. MTPC zu welchem Zeitpunkt in welcher Art und Weise, z. B. per Tastendruck oder per Funkfernsteuerung welche Befehle ausgelöst hat.
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Erfindungsgemäß arbeiten die einzelnen MTPC im weitesten Sinne wie ein ITK-Master-Slave-System, d. h., dass mehrere gleichartige, hierarchisch temporär geordnete Systemkomponenten so zusammenwirken, dass für einen ausgewählten Zeitraum immer nur eine bestimmte Systemkomponente aktiv ist (Master) und alle anderen Systemkomponenten passiv sind (Slaves).
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Der Master darf zu einem bestimmten Zeitpunkt Befehle senden, der bzw. die Slaves nicht. Die Festlegung, welcher MTPC der Master ist und somit alle anderen Slaves sind, erfolgt beispielsweise Software-technisch oder mechanisch.
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Am Bremsprobegerät wird dann analog zu den heutigen Leuchtsignalen dargestellt, welcher MTPC als Master aktiviert wurde. Dies kann z. B. über eine Nummerierung, eine farbliche Kennzeichnung oder eine unternehmensspezifische Markierung geschehen.
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Aufgrund der Master-Slave-Definition ist somit der Zugang zur Eisenbahninfrastruktur für alle Eisenbahnverkehrsunternehmen gewährleistet. Jedes EVU kann unter Verwendung seines eigenen MTPC dasselbe ortsfeste Bremsprobegerät mittels Funkfernsteuerung im Wechsel mit den anderen EVU nutzen. Dabei sind die Funkfernsteuerungen jeweils so in die ITK-Systeme integriert, dass sowohl die Anforderungen an die Security als auch an die Safety erfüllt werden.
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Anspruch 2 beschreibt eine vorteilhafte Ausgestaltung des Anspruchs 1.
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Um eine einfache Integration in die ITK-Systeme sowie einen einfachen Anschluss an die SPS des Bremsprobegerätes zu gewährleisten und gleichzeitig eine kostengünstige und robuste Vorrichtung zu erhalten, ist es besonders vorteilhaft, ein Kopplungselement zwischen die Steuerung des Bremsprobegerätes und die MTPC zu schalten. An diesem Kopplungselement werden die zwei oder mehr MTPCs der zwei oder mehr Eisenbahnverkehrsunternehmen angeschlossen. Das Kopplungselement kann hierbei Funktionen der Bremsprobegeräteansteuerung übernehmen und übergibt eingehende Befehle der MTPCs an die Steuerung.
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Gemäß Anspruch 3 wird wahlweise über einen externen Schalter, z. B. einen Schlüssel, einen Taster oder eine Autorisierungskarte, die in oder mit einem Kartenleser gelesen wird, der MTPC des gewünschten EVU aus der Menge der angeschlossenen MTPC ausgewählt und auf die Master-Funktion eingestellt.
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Gleichzeitig werden dadurch auch alle anderen MTPC in den Slave-Modus versetzt.
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Gemäß Anspruch 4 besteht eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung darin, dass das Kopplungselement als Hub oder Switch ausgeprägt ist. Diese Komponenten haben sich in der IT-Netzwerktechnik als zuverlässige und robuste Kopplungselemente bewährt.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und 2 Figuren näher erläutert.
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1 zeigt schematisch den Aufbau eines funkferngesteuerten Bremsprobegerätes gemäß Stand der Technik. In einem ortsfesten Bremsprobegerät ist die SPS-Steuerung mit einem Mobilen Telematik-PC verbunden, der die technischen Komponenten zur Funkfernsteuerung des Bremsprobegerätes zur Verfügung stellt. Hierbei ist es nicht möglich, mehreren EVU mit unterschiedlichen ITK-Systemen einen abwechselnden Zugriff auf die Funkfernsteuerung des Bremsprobegerätes zur Verfügung zu stellen.
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2 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes Bremsprobegerät, das über ein Kopplungselement, z. B. einen Hub, einen Switch o. ä., mehrere MTPCs von unterschiedlichen EVU mit der SPS-Steuerung des Bremsprobegerätes für den Multi-User-Betrieb verbindet. Über einen externen Schalter kann eineindeutig ausgewählt werden, zu welchem MTPC vom Kopplungselement die Befehle an die SPS bidirektional übermittelt werden, während alle anderen MTPC als Slaves keine Befehle senden dürfen. Die im ITK-System des EVU integrierte „Safety”-Komponente autorisiert nur den als Master gewählten MTPC dazu, auch wirklich Befehle an die SPS senden zu dürfen. Die anderen MTPCs können zwar in Ihrer Funktion innerhalb der Funkfernsteuerung die Befehle empfangen, aber nicht an die SPS senden.
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Die Erfindung wird nachfolgend an einem einfachen Beispiel erläutert. Ein ortsfestes Bremsprobegerät ist mit einer SPS-Steuerung ausgestattet. Das Bremsprobegerät kann von dem Eisenbahnverkehrsunternehmen EVU1 über eine Schnittstelle (z. B. V24 oder TTY) mit Hilfe eines Mobilen Telematik-PC MTPC1 ferngesteuert werden. Der MTPC sendet Befehle und Statusabfragen an die SPS des Bremsprobegerätes. I. d. R. wird im Sekundentakt eine Statusabfrage durchgeführt. Die SPS sendet keine Befehle sondern nur Statusinformationen zurück an den MTPC.
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Um auch anderen EVU eine funkferngesteuerte Bremsprobe zu ermöglichen, muss das Bremsprobegerät erfindungsgemäß angepasst werden.
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Das EVU1 benutzt in diesem Beispiel das CDD-System (Cargo Digitale Datenkommunikation) zur Unterstützung der Produktionsdurchführung. Die mobilen Endgeräte des CDD-Systems sind über den Datenfunk GPRS oder UMTS mit dem EVU-eigenen ITK-System verbunden. Die mobilen CDD-Endgeräte können auch zur Fernsteuerung von Bremsprobegeräten verwendet werden, die über einen entsprechenden Mobilen Telematik-PC MTPC1 verfügen.
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Das CDD-System des EVU1 ist als ein in sich geschlossenes ITK-System realisiert und gewährleistet somit sowohl die Security als auch die Safety. Zwei weitere EVU, EVU2 und EVU3, möchten das Bremsprobegerät ebenfalls mit einer Funkfernsteuerung benutzen. Da sich die ITK-Systeme der EVU unterscheiden, verwenden EVU2 und EVU3 jeweils einen eigenen Mobilen Telematik-PC. EVU2 verwendet den MTPC2, EVU3 den MTPC3.
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Die bisher eingesetzte Technik im Bremsprobegerät bleibt bestehen und wird für EVU2 und EVU3 lediglich erweitert. Erfindungsgemäß sind alle MTPC über einen Switch als Kopplungselement mit der SPS-Steuerung des Bremsprobegerätes für den Multi-User-Betrieb verbunden. Dieser Switch bietet die Steckplätze für alle MTPC an und hat gleichzeitig noch einen Wahlschalter, der außen am Gehäuse des Bremsprobegerätes angebracht ist. Über diesen Wahlschalter wird der für das jeweilige EVU relevante MTPC ausgewählt. Alle anderen MTPC sind nach dem Umlegen des Wahlschalters inaktiv. Nur über den ausgewählten MTPC ist eine Funkfernsteuerung möglich. Der Wahlschalter definiert eineindeutig zu welchem MTPC der Switch die Befehle an die SPS bidirektional übermittelt, während alle anderen MTPC als Slave dienen und keine Befehle an die SPS senden können.
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Die inaktiv geschalteten MTPCs erhalten vom Switch die Information, dass das Bremsprobegerät von einem anderen Unternehmen verwendet wird und zurzeit nicht benutzbar ist. Der aktuelle Status des Bremsprobegerätes (z. B: Bremsen füllen, Bremsen lösen oder Bremsen anlegen) wird diesen MTPCs aber bereitgestellt. Die mit den inaktiven MTPC verbundenen dahinterstehenden ITK-Systeme können diese Information erfassen und entsprechend verarbeiten.
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Wenn also das EVU1 mit dem CDD-Gerät eine Bremsprobe durchführen will, wird MTPC1 über den Schalter am Bremsprobegerät auf die Masterfunktion gestellt. Nun ist sichergestellt, dass von dem Switch nur über den MTPC1 Befehle an die SPS bzw. Statusmeldungen von der SPS an MTPC1 übermittelt werden.
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Wenn gleichzeitig das EVU2 auf das gleiche Bremsprobegerät zugreifen wollte, könnten weder vom MTPC2 noch vom MTPC3 Befehle an die SPS des Bremsprobegerätes übermittelt werden, da sich MTPC2 und MTPC3 im Slave-Modus befinden. Somit kann EVU1 in einem geschlossenen ITK-System die Bremsprobe ungestört und sicher durchführen.
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Wenn später das Gleis mit einem Zug des EVU2 besetzt wird, kann auch das EVU2 in analoger Weise eine entsprechende Bremsprobe mit seinem eigenen geschlossenen ITK-System durchführen, wenn der Bremsprobeberechtigte den Auswahlschalter am Bremsprobegerät auf MTPC2 stellt. Dann ist MTPC2 im Master-Status, während MTPC1 und MTPC3 Slaves sind. Dadurch ist sichergestellt, dass nur über den MTPC2 Befehle an die SPS bzw. Statusmeldungen von der SPS an den MTPC2 übermittelt werden, während EVU1 und EVU3 das Bremsprobegerät nicht mehr aktiv bedienen können.
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In analoger Weise kann EVU3 den alleinigen Zugriff auf die Fernsteuerung der Bremsprobeanlage erhalten, wenn der Wahlschalter so eingestellt wird, dass MTPC3 zum Master wird.
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Denkbar wäre auch eine Master-Slave-Variante, die ohne Kopplungselement auskommt. Hierfür muss der „Master” alle eingehenden Befehle der Slaves blockieren. Dabei ist es aber erforderlich, dass die Mobilen Telematik-PCs miteinander verbunden sind, was ggf. eine Hardware-Anpassung der MTPCs erfordert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010025346 A1 [0010]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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