轨道车辆的制作方法

文档序号:11160119
轨道车辆的制造方法与工艺

本发明涉及一种轨道车辆,所述轨道车辆具有:车辆单元,所述车辆单元具有运行机构子系统;和引导系统(Leitsystem),所述引导系统包括第一引导系统级和至少一个第二引导系统级,在所述第一引导系统级中,运行机构子系统借助于数字数据总线结构彼此联网,所述第二引导系统级具有至少一个与对运行机构子系统中的过程进行模拟处理相关联的线路组。



背景技术:

已知下述轨道车辆、尤其动车组,所述轨道车辆构造成具有数字控制装置。为此,轨道车辆的子系统借助于数字数据总线结构彼此联网,所述数字数据总线结构形成第一引导系统级。例如,控制设备如驱动控制设备和制动控制设备连接于总线系统,所述控制设备经由所述总线系统能够彼此通信并且与其他运行机构(例如传感装置的元件)通信。与所述引导系统级无关地,需要多个安全相关的附加连接装置,以便满足根据CSM(“Common Safety Methods”,通用安全方法)的要求。所述附加连接装置典型地采取电回路的形式,所述电回路在本领域技术人员的术语中作为“安全回路”已知。例如,对此的示例是门控制回路、紧急制动回路、耦合回路、门锁紧回路、制动指令回路等。为了监控和评估由这些回路引导的电信号,耗费的、传统的开关技术装置是必需的。这基于使用多个根据继电器技术的开关,伴随所述继电器技术出现高的布线耗费。例如,借助于常规的开关元件应能够以足够的安全性确定:是否拉动紧急制动,或者门仍保持打开或已经锁紧。同样地,对门打开过程的行驶方向相关的控制通过控制常规的开关元件进行。

对此必需的布线、线缆穿引、连接技术在构造时需要大的安装空间,并且其借助耐久的连接元件执行(例如金和银接触件)。所述解决方案在具有扩展可能性的模块化构造的范围中可非常受限地处理。

此外,对数字控制技术的现有的总线系统的应用不是没有限制地进行。在现有的车辆中存在的计算机支持的硬件在任何方面都不能够达到高水平的安全完整性(或“SIL等级”)。



技术实现要素:

本发明基于下述目的,提供一种轨道车辆,在所述轨道车辆中能够以低耗费的布线实现高的安全等级。

对此提出,车辆单元包括引导系统接口装置,所述引导系统接口装置具有与数据总线结构相关联的第一接口单元、与线路组相关联的至少一个第二接口单元和控制单元,所述控制单元在至少一个运行模式中设为用于经由第二接口单元处理所述过程。由此,能够有利地节省用于处理所述过程的常规的开关元件、监控元件和评估元件。由此能够明显地简化车辆单元的布线。

应将“运行机构子系统”理解成至少一个运行机构或一组运行机构,所述运行机构与轨道车辆运行时的共同的任务相关联。如果运行机构子系统具有多个运行机构,那么所述运行机构设为用于,至少共同作用地执行所述任务。除了提到的运行机构之外,运行机构子系统适当地包括运行机构相互间的本地联网。典型的运行机构子系统构成为驱动单元、制动装置、门装置、空调装置、乘客信息装置、紧急制动装置等。

应将“处理”过程尤其理解成至少一次控制、例如触发、监控和/或评估过程。应将“模拟处理”理解成下述处理,所述处理至少借助模拟机构执行。模拟机构尤其是模拟线路和机构,所述模拟线路适当地设计为用于引导模拟的电信号,所述机构连接于、尤其直接物理连接于至少一个模拟线路。典型的机构尤其是操作机构,例如按键、杆等和开关机构。

在此,线路组适当地由模拟线路形成。所述模拟线路不同于数据总线结构的设计成用于以数字的形式传输信息的线路。与此相应地,第一接口单元和第二接口单元彼此不同。第一接口单元形成用于数字数据总线结构的接口并且具有用于连接线缆以进行数字传输的数字连接可能性,而第二接口单元形成用于线路组的线路的接口并且具有模拟连接可能性,所述模拟连接可能性设计成用于连接模拟的电缆。第一接口单元尤其构成为数字的输入和输出单元(或数字的I/O单元),而第二接口单元构成为模拟的输入和输出单元(或模拟的I/O单元)。这尤其用于,将具有至少一个特定的特征——尤其特定的电压值、特定的电流值、特定的频率等——的电信号耦合输入到线路组的线路中并且从线路组的线路检测或读取这种信号。

在模拟处理“经由”第二接口单元通过控制单元进行的过程时,适当地将控制单元——尤其是其至少一个处理器单元——的数字的工作过程的适当的信号与第二接口单元共同作用地转换为处理线路组的模拟电信号——尤其包括耦合输入和读取。

引导系统接口装置通过接口单元的功能分离有利地分级构造,所述接口单元分别与不同的引导系统级关联。

对于数字数据总线结构能够使用已知的技术。引导系统接口装置尤其能够基于简单的通信结构连接于现有的数字控制技术,由此能够实现现有的轨道车辆的简单的改装。已知的引导技术尤其基于以太网技术。尤其地,作为数据总线结构的组成部分,能够使用类型的总线,其中总线拓扑例如能够具有Profinet环。尽管如此,能够考虑其他的结构,例如具有CAN总线的结构。

在本发明的一个特别有利的实施方案中,接口单元和控制单元设置在引导系统接口装置的整体的壳体单元中。

车辆单元能够构成为用于运输乘客的单独的机动车、构成为机车、构成为动车组的牵引车单元、构成为无驱动的客运车厢或构成为由一组车厢构成的动车组的车厢。在动车组中,车辆单元还能够是车厢的组合,所述组合形成控制方面自主的单元。在本领域技术人员的术语中,这种组合也称作为“编组”。例如,组合能够对应于半个动车组。

通过本发明,能够特别有利地通过控制单元的相应的软件执行来替换常规的开关技术装置。由此,能够实现有利的模块化、尤其关于功能扩展的模块化。

在本发明的一个优选的构成方案中提出,控制单元和线路组形成至少一个至少部分逻辑的安全回路。已知的是,安全回路与监控轨道车辆中的安全相关的过程相关联。传统地,安全回路由模拟电线路形成,在所述模拟电线路中设置有开关技术装置,所述开关技术装置能够根据运行事件闭合或中断回路。对此典型的示例是门控制回路、门锁紧回路、紧急制动回路、制动指令回路、行驶方向确定回路和/或耦合回路。通过本发明,能够将通常使用的、与安全回路相关联的常规的监控和评估机构——如尤其比较器、与门、或门、定时器等——通过控制单元的软件方面的措施替换,所述软件措施实现、尤其模拟所述常规元件的功能。

此外提出:引导系统接口装置具有至少一个第三接口单元,所述第三接口单元设为用于连接到至少两个列车总线上。由此,能够实现对两个耦联的车辆单元之间的布线的有利的简化,因为车辆单元之间的通信——包括关于经由第二接口单元处理的过程的数据通信——仅能够经由列车总线进行。如果控制单元和线路组如在上文中提出的那样形成至少一个至少部分逻辑的安全回路,那么经由列车总线进行的数据通信能够包括传输涉及到安全回路的安全相关的信息。由此,能够避免耗费的、与列车总线分开的布线,所述布线用于建立包括耦联的车辆单元的物理的安全回路。

尤其应将“列车总线”理解成下述数据总线,所述数据总线设为用于在耦联的车辆单元之间的数据通信。根据TCN标准的列车总线的示例是WTB总线(“Wire Train Bus”,有线列车总线)和ETB总线(“Ethernet Train Bus”,以太网列车总线)。

如果引导系统接口装置具有至少一个内部数据总线,在所述内部数据总线上连接有控制单元和接口单元,那么能够实现引导系统接口装置的尤其简单的分级结构。由此,能够实现模块化程度高的扩展可能性。

此外,本发明还基于一种轨道车辆,所述轨道车辆具有:一组车辆单元,所述车辆单元分别具有:运行机构子系统;和引导系统,所述引导系统具有第一引导系统级和至少一个第二引导系统级,在所述第一引导系统级中,运行机构子系统借助于数字数据总线结构彼此联网,所述第二引导系统级包括至少一个与对运行机构子系统中的过程进行模拟处理相关联的线路组,其中引导系统具有第三引导系统级,所述第三引导系统级具有至少两个列车总线,所述列车总线将车辆单元彼此连接。

所提出的是,引导系统包括一组引导系统接口装置,所述引导系统接口装置分别设置在不同的车辆单元中并且具有与数据总线结构相关联的第一接口单元、与线路组相关联的第二接口单元、用于列车总线的至少一个第三接口单元和控制单元,所述控制单元在至少一个运行模式中设为用于经由第二接口单元处理所述过程。由此,能够有利地节省用于处理所述过程的常规的开关元件、监控元件和评估元件。由此,车辆单元的布线能够明显地简化。由此,车辆单元的布线能够明显地简化。此外,能实现耦联的车辆单元之间的布线的有利的简化,因为在车辆单元之间的通信——包括关于经由第二接口单元处理的过程的数据通信——仅能够经由列车总线进行。在两个耦联的车辆单元之间的过渡区域中的布线能够限制于用于列车总线和供电的线路。尤其在根据CSM(“Common Safety Methods”,通用安全方法)方面能够有利地省去附加的布线。由此,在布线时和在使用插接器、连接器、线缆引导等时能够实现明显的成本节约。此外,能够实现有利的重量减轻,并且能够减少腐蚀损坏、线缆折断和与之关联的对于运营商的服务成本。

此外,所提出的分级结构允许:每个单独的车辆单元从引导技术的角度构建成独立的单元或独立的子系统。由此,轨道车辆的可用性与已知的解决方案相比能够明显提高,因为在车辆单元中引导方面的故障根据情况不是对轨道车辆的继续运行的阻碍。引导系统接口装置有利地分别在每个车辆单元中形成第一和第二引导系统级到第三引导系统级和其列车总线上的联接点,使得所述联接点能够适当地与网关的功能相关联。

轨道车辆尤其能够构成为动车组,其中车辆单元分别构成为用于运输乘客而设置的车厢。在此,至少一个车厢配设有驱动单元。轨道车辆还能够构成为多个动车组的组合。轨道车辆此外能够构成为机车牵引的列车,其中至少一个车辆单元构成为机车,并且其余的车辆单元构成为用于运输乘客的客运车厢。此外,车辆单元能够分别构成为机车,其中轨道车辆对应于多单元牵引的一组机车。

通过本发明,能够特别有利地将常规的开关技术通过控制单元的相应的软件执行来替代。由此,能够实现有利的模块化、尤其关于功能扩展的模块化。

在本发明的一个优选的构成方案中提出,控制单元和线路组形成至少一个至少部分逻辑的安全回路。已知的是,安全回路与监控轨道车辆中的安全相关的过程相关联。传统地,安全回路由模拟电线路形成,在所述模拟电线路中设置有开关技术装置,所述开关技术装置能够根据运行事件来闭合或中断回路。对此典型的示例是门控制回路、门锁紧回路、紧急制动回路、制动指令回路、行驶方向确定回路和/或耦合回路。通过本发明,能够将通常使用的、与安全回路相关联的传统的监控和评估机构——如尤其比较器、与门、或门、定时器等——通过控制单元的软件方面的措施替换,所述软件措施实现、尤其模拟所述常规元件的功能。通过所提出的系统分级结构,经由列车总线进行的数据通信能够包括传输涉及至少一个安全回路的安全相关的信息。由此,能够避免耗费的、与列车总线分开的布线,所述布线用于建立包括耦联的车辆单元的、尤其车组范围中的、物理的安全回路。

如果引导系统接口装置分别具有至少一个内部数据总线,在所述内部数据总线上连接有控制单元和接口单元,那么能够实现引导系统接口装置的特别简单的分级结构。由此,能够实现模块化程度高的扩展可能性。

在本发明的一个优选的构成方案中提出,列车总线中的至少一个构成为以太网列车总线。由此,能够使用常见的、可靠的网络部件。此外,能够简单地改装现有的、配设有以太网列车总线的引导技术。

根据本发明的一个有利的改进方案提出,轨道车辆具有电流供给系统,其中列车总线中的一个由电流供给系统的线路形成。由此,能够结构上简单地——尤其尽可能不具有附加的布线地——提供用于车组范围中的数据传输的列车总线。

如果第三引导系统级具有至少三个列车总线,所述列车总线分别将车辆单元彼此连接,那么能实现有利的冗余,其中第三接口单元设为用于连接到至少三个列车总线上。在这方面提出,在引导系统接口装置中,控制单元在运行模式中分别设为用于,确定和执行数据流量在列车总线上的分布。由此,能够有利地实现通过列车总线架起的网络的自动的配置。这提供关于配置变化的提高的模块化。尤其,控制单元能够分别形成网状网络的网络节点。

在本发明的另一个实施方式中提出,列车总线分别与不同的安全等级相关联。安全等级尤其与不同的安全标准相关联。尤其,第一安全等级能够一方面与所谓的“Security安全”要求相关联,而第二安全等级与所谓的“Safety安全”要求相关联。尤其应将“Safety安全要求”理解成下述要求,所述要求在标准EN 50128、50159、50126、50129和/或61508中定义。尤其地,Safety安全要求针对人员保护,而Security安全要求与通常的数据安全相关联。因此Safety安全要求比Security安全要求更严格。

在这方面提出,列车总线中的一个构成为舒适总线(Komfortbus),所述舒适总线至少设为用于为乘客传输信息。此外,舒适功能和安全相关的功能的通信的特别有利的区分处理能够在下述情况下实现:与舒适总线不同的列车总线中的一个列车总线用于传输驱动或制动数据。

附图说明

借助附图阐述本发明的实施例。附图示出:

图1示出具有运行机构的轨道车辆的示意侧视图;

图2示出图1中的轨道车辆,所述轨道车辆具有引导系统,所述引导系统在每个车厢中分别包括三个列车总线和引导系统接口装置;

图3示出图2中的引导系统接口装置的细节图;

图4示出图3中的引导系统接口装置的控制单元;

图5示出由列车总线和引导系统接口装置形成的、网状网络;和

图6示出图1中的轨道车辆的车头。

具体实施方式

图1示出轨道车辆10的示意侧视图。轨道车辆10构成为多个、分别构成为用于运输乘客的车厢的车辆单元12.1、12.2等的车组,所述车辆单元彼此机械耦联并且形成动车组。为此,车组的车辆单元中的至少一个车辆单元设有用于驱动至少一个驱动轴16的驱动单元14(见图2)。在另一个实施方案中能够考虑,轨道车辆10构成为单独的动车。此外,轨道车辆10能够具有一组无驱动的客运车厢,所述客运车厢与至少一个机动车、例如机车耦联。

已知的是,轨道车辆10具有多个运行机构,所述运行机构能够实现轨道车辆10的运行。所述运行机构尤其能够构成为控制单元、传感器单元和/或执行器单元。在轨道车辆10中安装进而持久地接合在车辆结构上的运行机构借助于在图2至6中详细示出的引导系统18以通信和控制的方式彼此联网。

在图1中示例性地示出的运行机构20构成为制动装置19的运行机构20.2、门装置的运行机构20.3、空调设备的运行机构20.5、乘客信息系统的运行机构20.6、用于机动车驾驶员的人机接口的运行机构20.7、20.8和20.9、紧急制动装置的运行机构20.11和列车安全装置的运行机构20.13。

已知的是,轨道车辆10具有电气系统22,所述电气系统包括一组电线路,在所述电线路上连接有运行机构20。电气系统22包括供电系统24,所述供电系统用于,用电能供给作为电消耗器的运行机构20。为此,供给系统24具有一组电线路26,所述电线路将运行机构20与能量供给装置28以能量的方式连接,使得能够在能量供给装置28和各个运行机构20之间建立能量流。除了引导至少一个电流相的电导体之外,属于电线路26的组的尤其也包括所谓的接地线路,所述接地线路引导参考电势(接地电势或车辆电势)。在图1中示意地示出的能量供给装置28尤其能够对应于电压中间回路,所述电压中间回路本身借助于轨道车辆10的没有详细示出的输入电路馈送来自供电网30中的能量。通过供给系统24的至少一个变流器,从电压中间回路的能量中产生对于运行相关联的电消耗器适配的电信号,所述电信号借助于电线路26引导至所述电消耗器。根据要供给的消耗器组,线路26引导电流,所述电流具有不同的特性(直流电压、交流电压、电压值、频率值、电流相的数量等)。出于概览的原因,示意地示出图1中的线路26,其中放弃完整地示出线路26的联网。

电气系统22还具有一组32电线路34。所述组与借助于模拟的电压和/或电流信号对过程进行模拟处理相关联。这种模拟过程的示例在下文中描述。

示例性地,线路组32具有第一组电线路34.1,所述第一组电线路将所示出的车辆单元12.1中的分别构成为用于操作门打开或门关闭的运行机构20.3的门驱动器彼此连接。在已知的——在此没有示出的——解决方案中,线路34.1通常沿着整个组延伸,其中所述线路将该组的所有门驱动器彼此连接并且与评估单元连接。

此外,线路组32包括另一组电线路34.2,该组电线路与轨道车辆10的所谓的“列车驾驶警醒装置”相关联。已知的是,在所述列车驾驶警醒装置上连接有构成为操作单元的运行机构20.7(手操作装置)和20.8(脚操作装置)。在已知的——在此没有示出的——解决方案中,通常配设有定时器的、构成为监控单元的运行机构和构成为记录设备(也称作为“法律记录仪”)的运行机构连接到电线路34.2上。

此外,示出线路组32的电线路34.3,所述电线路与轨道车辆10的紧急制动功能相关联。所述电线路将在所示出的车辆单元12.1中构成为紧急制动操作装置的运行机构20.11连接。已知的是,电线路34.3引导恒定的直流电压。在已知的——在此没有示出的——解决方案中,紧急制动功能的线路34.3通常沿着整个组延伸并且将该组的所有紧急制动操作装置彼此连接并且与监控单元连接,所述监控单元本身与制动装置19的制动控制装置有效连接。

此外,线路组32包括另一组线路34.4,该组线路与紧急制动超驰控制功能相关联。在所述线路上连接有人机接口的构成为用于车辆驾驶员的操作单元的运行机构20.9。在已知的——在此没有示出的——解决方案中,所述运行机构通常与评估单元连接,所述评估单元本身以控制的方式与制动装置19的制动控制装置有效连接。

电线路34.1至34.4的上述组通常是回路的组成部分,所述回路在本领域技术人员的术语中也称作为“安全回路”。在线路34.1的示例中,这种线路将集成在门驱动器中的开关连接,当相关联的门关闭时,所述开关分别继续引导馈入到回路中的恒定的电压。其他的与线路34.2至34.4相关联的功能同样基于开关的原理,所述开关闭合或中断电压回路,其中馈入和读取相应的电压信号在已知的解决方案中借助于输入和输出模块进行,所述输入和输出模块通常对于在上文中描述的功能是分别不同的。在上文中描述的线路组32的线路的组当然通常属于彼此独立的安全相关的系统,所述系统要求其本身的、必要时在组范围中的布线。

图2示出车辆单元12.1至12.6的完整的车组的示意侧视图。轨道车辆10的运行机构20以分布在整个车组中的方式设置,在图1中示出所述运行机构中的一些示例。特定的运行机构20并非存在于每个车辆单元12中,所述运行机构尤其是驱动单元14的或用于车辆驾驶员的人机接口的组成部分。能够用于驱动驱动轴16的驱动单元14例如分别设置在车辆单元12.2、12.3和12.5中,其中其余的车辆单元12.1、12.3和12.6是无驱动的。其他的运行机构20、例如乘客信息系统的部件存在于车组的每个车辆单元12中。出于概览性,在图2中个别运行机构20没有示出。

与轨道车辆10中的共同的功能相关联、尤其共同作用地设为用于完成特定的任务的运行机构20在控制方面作为运行机构的组处理,所述组在本领域技术人员的术语中称作为“运行机构子系统”并且与所述任务相关联。设置在车辆单元12中的子系统的示例是“驱动单元”、“制动单元”、“门装置”、“空调装置”、“乘客信息装置”、“紧急制动装置”等。在图2中示意地示出子系统,并且分别用附图标记36.a和36.b表示。在相应的车辆单元中的驱动单元14同样分别称作为子系统36.e。

图2还示出轨道车辆10的引导系统18。所述引导系统具有引导系统接口装置38.1、38.2等的组,所述引导系统接口装置分别设置在不同的车辆单元12.1、12.2等中。引导系统接口装置38分别具有接口单元,所述接口单元在图3和4中详细示出,在所述接口单元上连接有相应的车辆单元12的子系统36。引导系统接口装置38借助于列车总线40、42、44以数据的方式彼此连接,所述列车总线沿着整个车组延伸并且在更下文种详细描述。

图3示出车辆单元12.1的引导系统接口装置38.1的细节图。下面的实施方式用于其他车辆单元12.2至12.6中的其他的引导系统接口装置38.2至38.6。

所述引导系统接口装置包括第一接口单元46,在所述第一接口单元上连接有相应的车辆单元12的数字数据总线结构52的线路。对此,能够使用传统的引导技术的数据总线结构,例如基于以太网技术的总线结构。尤其地,作为总线结构的组成部分能够使用类型的总线,其中总线拓扑例如能够具有Profinet环。尽管如此,能够考虑其他结构,例如CAN结构。数据总线结构52和连接于此的子系统36在图3中示意地示出。

引导系统接口装置38此外具有第二接口单元48,在所述第二接口单元上连接有线路组32的线路34。尤其地,门回路的线路34.1、列车驾驶警醒装置(没有示出)的线路34.2、紧急制动回路的线路34.3和紧急制动超驰控制回路的线路34.4连接到接口单元48的连接可能性上。此外,示例性地详细示出构成为操作单元、尤其呈按键的形式的运行机构20.9。同样示出紧急制动超驰控制回路的线路34.4,在所述线路上连接有运行机构20.9。

用于线路34的接口由接口单元48的第一单元48.i形成。第一接口单元48的另一单元46.ii形成用于线路组32的电线路35的连接可能性,所述电线路与其他模拟过程的执行相关联,所述其他模拟过程不同于监控安全回路。电线路35能够对应于相应的车辆单元12的本地的控制线路。

此外,引导系统接口装置38具有第三接口单元50,在所述第三接口单元上连接有列车总线40、42、44。列车总线的功能和构成在更下文中详细描述。

接口单元46、48、50分别与引导系统19的不同的引导系统级相关联。在第一引导系统级54中,子系统36借助于数字数据总线结构52彼此联网,其中与第一引导系统级54相关联的接口单元对应于第一接口单元46的引导系统接口装置38。在第二引导系统级56中,在子系统36中的运行机构20借助于线路组32互联,以对过程进行模拟处理。引导系统接口装置38的相应的接口单元由第二接口单元48形成。第一和第二引导系统级54、56尤其能够通过由其处理的信号的类型彼此区分。第一引导系统级54与数字信号的处理相关联,而第二引导系统级56与模拟信号的处理相关联。在此,第一接口单元46构成为用于数字信号的输入输出单元(或I/O单元),并且具有接口,所述接口构成为用于连接用于数字数据传输的线缆。第二接口单元48构成为用于模拟信号的输入输出单元并且具有接口,所述接口构成为用于连接模拟电线路,以引导模拟信号。

引导系统18具有第三引导系统级58,所述第三引导系统级由连接车辆单元12的列车总线40、42、44形成。接口单元50属于第三引导系统级58,所述接口单元形成用于列车总线的连接可能性。

引导系统接口装置38此外包括控制单元60,所述控制单元设为用于基于信号处理运行过程,所述信号经由接口单元46、48、50接收或发送。控制单元60在图3中示意地示出并且在图4中以细节图示出。

控制单元60具有计算单元62,所述计算单元配设有两个处理器单元62.1、62.2。通过具有两个处理器单元的构成方案,控制单元60的控制过程能够冗余地构成。尤其地,通过下述方式能够实现多样性的冗余:用不同的算法对控制过程进行编程,所述算法由不同的处理器单元62.1、62.2执行。处理器单元62.1、62.2能够由两个物理上彼此不同的处理器(或CPU)形成,或者其能够由一个处理器形成,其中处理器单元62.1、62.2的形成在逻辑层上进行。控制单元60还包括存储器单元64,所述存储器单元构成为ROM和/或RAM存储器,并且在所述存储器单元中存储用于执行控制过程的软件模块。

引导系统接口装置38具有内部数据总线66,在所述内部数据总线上连接有控制单元60和接口单元46、48、50(也参见图3)。经由数据总线66,能够将数据在接口单元46、48、50的接口和控制单元60之间引导。由接口单元读取的数据经由数据总线66引导到控制单元60上,并且将有控制单元60产生的数据经由数据总线66输出到与数据相关联的接口单元上。

控制单元60还包括与计算单元62以数据方式连接的评估单元68,所述评估单元设为用于评估安全相关的信号,所述安全相关的信号由接口单元46、48读取。因此这为下述信号,所述信号在相应的车辆单元12中产生,在所述车辆单元中设置有相应的引导系统接口装置38。所述安全相关的信号能够在第一引导系统级54中产生并且以数字形式经由数据总线结构52由第一接口单元46接收。此外,安全相关的信号能够在第二引导系统级56中产生并且作为模拟信号由第二接口单元48检测。这种模拟的、安全相关的信号的示例是由线路34.1、34.2、34.3或34.4形成的安全回路中的电压变化。替选于或除了对电压变化以外,能够由接口单元48检测具有特定频率的信号。常规来看,至少一个信号或线路特征(电压值、电流值、频率、电阻、电导率等)的变化通过第二接口单元48检测,并且——通过借助于内部总线66的引导——由评估单元68评估。

信号或线路特征的变化例如通过由乘客操作运行机构20.11(紧急制动回路)、通过在关闭过程中操作运行机构20.3(门回路)、在车头单元12.1或12.6中通过操作运行机构20.7(列车驾驶警醒回路)或在车头单元12.1或12.6中通过操作运行机构20.9(紧急制动超驰控制回路)来触发。所述信号通过评估单元68检测并且评估。评估结果输出给计算单元62,所述计算单元执行相应的控制过程。在紧急制动回路和列车驾驶警醒回路的示例中,触发的控制过程能够是启动紧急制动。在紧急制动超驰控制回路的示例中,在通过评估单元68识别到操作运行机构20.9的情况下,紧急制动的启动能够至少暂时由计算单元62撤销。

关于所述模拟的、安全相关的信号,控制单元60的任务——除了检测关于第二接口单元48的信号或线路特征的变化之外——还引起线路组32以适宜的模拟信号馈入,如尤其恒定的直流电压的馈入,或者以具有特定频率的交流电压馈入。换言之,第二接口单元48在控制单元60的至少一个运行模式中作为模拟的输入输出单元的运行由所述控制单元控制成,使得经由所述第二接口单元48进行的过程、尤其馈入和读取输入到线路组32中或从线路组32中输出的模拟信号由所述控制单元60处理。

尤其地,控制单元60和线路组32形成上述安全回路,其中线路组32和第二接口单元48、尤其单元48.i形成回路的物理结构,而控制单元60替代传统的通过常规的开关技术装置——尤其借助于开关、集电器、比较器、与门、或门、定时器等——提供的在逻辑层上对回路的信号评估。

关于在上文中描述的“列车驾驶警醒回路”,控制单元60能够借助运行模式编程,在所述运行模式中,所述控制单元实现法律的记录设备的功能。

除了在上文中提到的门或门控制回路、制动或制动指令回路之外,由控制单元60连同线路组32的电线路能够形成门锁紧回路、行驶方向确定回路和/或耦合回路。

控制单元60还能够在监控模式中经由第二接口单元48监控线路组32的线路34、35。通过检测电阻特征变量或电导率特征变量,尤其能够通过控制单元60识别出线路组32中的线路断裂。

如在上文中已经提到的那样,第三引导系统级58具有三个列车总线40、42、44,所述列车总线沿着车辆单元12的整个车组延伸(参见图2)。每个车辆单元12在联接点连接到列车总线40、42、44上。所述联接点在车辆单元12中分别通过相关联的引导系统接口装置38形成。为此,所述引导系统接口装置如在上文中描述的那样设有接口单元50,在所述接口单元上连接有列车总线40、42、44(参见图3)。所述列车总线到控制单元60上的连接在图4中示出。所述控制单元具有三个通信处理器70、72、74的组,所述通信处理器分别与不同的列车总线40、42或44相关联。所述通信处理器70、72、74在各相关联的列车总线的数据流中连接并且与计算单元62以数据的方式连接。通过所述连接,经由列车总线40、42、44和接口单元50的相应的接口引导的数据能够由计算单元62接收和评估。此外,在控制单元60的控制过程中通过计算单元62产生的数据经由所述连接耦合输入到相应的列车总线中。

列车总线40、44分别构成为以太网总线。列车总线40构成为舒适总线,所述舒适总线至少设为用于为乘客传输信息。所述信息能够对应于有用信息,例如关于运行过程的信息,或者还有娱乐信息,例如尤其是音频和视频数据。在这种情况下,列车总线40设计成用于至少100MB/s的传输速率。

列车总线40、44关于其基本功能通过其所关联的相应的安全等级而有所不同。经由列车总线40进行的数据通信受到通常的数据安全要求的限制,该要求在德意志联邦共和国中尤其由联邦信息安全局(BSI)规定。与此相反,与列车总线44相关联的安全等级是更高的并且对应于人员保护的要求。这种要求在本领域技术人员的术语中也称作为“safety安全要求”。列车总线44例如根据TCN标准构成为ETB总线(或“Ethernet Train Bus”,以太网列车总线)。尤其,经由列车总线44传输用于驱动和/或制动过程的数据。

参考在上文中描述的紧急制动回路的示例,在通过评估单元68识别到对相应的车辆单元12的运行机构20.11的操作之后,由计算单元62产生数据,通过所述数据能够由制动装置19触发紧急制动。所述数据经由列车总线44传输给轨道车辆10的另外的车辆单元12的其他单元。因此,列车总线44能够被认为是至少用于传输驱动或制动数据的行驶运行总线。

第三列车总线42由供电系统24的线路26形成(也参见图1)。通信处理器72设有耦合输入和解耦单元,通过所述耦合输入和解耦单元,由计算单元62产生的数字信号能够以模拟的形式耦合输入到供电系统24的线路26中,并且经由线路26引导的模拟信号由所述耦合输入和解耦单元解耦并且能够与数字的形式输出到计算单元62上。为此,耦合输入和解耦单元构成为用于执行调制和解调制方法。所述方法尤其能够是正交的(解)调制方法。第三列车总线42的主要功能是在第三引导系统级58中提供至少一个冗余的通信通道。

如在上文中描述的那样,列车总线40、42、44分别具有基本功能,所述基本功能尤其与相应的相关联的安全等级和尤其与应传输的数据的类型有关。然而能够考虑的是,车辆单元12中的控制单元60分别在运行模式中设为用于,确定并且执行数据流量在列车总线40、42、44上的分布。因此,由车辆单元12中的控制单元60经由列车总线中的一个列车总线接收到的数据由所述控制单元60继续引导到其他的列车总线中。由列车总线40、42、44和由引导系统接口装置38的控制单元60形成的数据网络能够作为网状网络运行,在所述网状网络中,控制单元60分别形成三个网络节点。这高度示意性地在图5中示出,其中除了列车总线40、42、44之外,也在列车总线之间通过控制单元60形成横向的过渡部。

图6示出构成为车头的车辆单元12.1。在所述车头中设置有供电系统24的能量供给装置28(也参见图1)。从所述能量供给装置开始的电线路26用作为列车总线42的传输线路。为此,电线路26以数据的方式连接到与所述车辆单元12.1相关联的引导系统接口装置38.1上。在所述引导系统接口装置上同样连接有列车总线40和44。此外,示出车辆单元12.1的运行机构20,通过所述运行机构产生模拟的、安全相关的信号,所述安全相关的信号由接口单元48接收并且由控制单元60的评估单元68评估。所述运行机构20尤其构成为操作元件,所述操作元件接入到一个或多个在上文中描述的安全回路中。与迄今的解决方案相反,所述安全回路的线路不直接连接到相邻的车辆单元12.2的相应的线路上,而是与所述车辆单元以及与全部其他车辆单元12的数据连接——包括关于安全回路的数据通信——仅经由本地的引导系统接口装置38.1和列车总线40、42、44的组进行。相邻的车辆单元12.1和12.2的以数据方式的连接因此能够仅经由现有的列车总线40、44和经由电线路26进行,所述电线路形成第三列车总线42。

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