用于跨地区运行车辆的系统和方法与流程

本发明涉及一种用于跨地区运行车辆的系统。本发明还涉及一种用于跨地区运行车辆的方法。本发明还涉及一种计算机程序产品。

背景技术：

目前为止在轨道交通技术中建立的、在单独的设备中包含上级控制技术设备功能的中央车辆控制的方法，在跨境交通中使用软件时，在车辆许可方面存在缺点。

为了在车辆许可中实现节省效果，通常有意义的是，在要离开的国家使用与在目的地国家不同的软件。为此，在行驶或者缓慢地行驶越过边界(过渡)时，必须在行驶期间重新配置车辆控制，也就是说，更换用于车辆控制的相应的软件。在重新配置的时间段期间，必须继续提供越过边界所需要的基本的车辆功能。

在已知的车辆中，在静止状态下进行越过边界时所需要的重新配置。已知如下车辆，这些车辆针对相应的目的地国家包含自有的硬件，在越过边界时启用或者禁用该硬件。此外，已知使用整体式软件，其中，要经过的所有国家的所有功能包含在唯一的软件中。

所提到的控制软件的官方许可，特别是在涉及许多不同的国家的欧洲许可过程中，是复杂并且高成本的，因为由于控制软件针对一个国家发生改变，因而总是必须在所有国家进行重新许可。由此，由于必须提交在欧洲部分地区已经许可的软件，以请求另一个许可机构进行许可，而产生风险，其中，在某些情况下，产生如下危险，即，必须以特定的并且可能相互冲突的方式实现功能。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是，提供一种改善的跨地区的车辆运行。

根据第一方面，上述技术问题通过用于跨地区运行车辆的系统来解决，所述系统包括：

-至少一个控制设备；

-其中，第一车辆总线能够连接到控制设备，其中，定义的数量的第一控制装置能够连接到第一车辆总线；以及

-其中，第二车辆总线能够连接到控制设备，其中，定义的数量的第二控制装置能够连接到第二车辆总线；

-其中，控制设备被构造为，在车辆以缓慢行驶的方式从定义的第一地区过渡到定义的第二地区期间，提供定义的最小功能；

-其中，控制设备构造为，在以缓慢行驶的方式从定义的第一地区过渡到定义的第二地区期间，针对第二控制装置改变功能；以及

-其中，控制设备被构造为，控制第二控制装置的功能改变的协调。

以这种方式，使得车辆能够使用控制设备的最小功能，安全地以缓慢行驶的方式，从第一地区过渡到第二地区中。这可以基于第二控制装置的功能的定义的改变来执行，而不危及车辆在过渡期间的安全运行，其中，同时第一控制装置和第一车辆总线保持运行。

由此，在各个地区，为车辆提供相应的独立的功能，从而在识别出并且触发或者识别出并且证实地区改变时，针对相应的国家执行功能的改变。

根据第二方面，上述技术问题通过借助系统跨地区运行车辆的方法来解决，所述系统具有至少一个控制设备、连接到控制设备的第一车辆总线和连接到第一车辆总线的定义的数量的第一控制装置、以及连接到控制设备的第二车辆总线和连接到第二车辆总线的定义的数量的第二控制装置，所述方法具有以下步骤：

-在车辆以缓慢行驶的方式从定义的第一地区过渡到定义的第二地区期间，借助控制设备提供定义的最小功能；

-在以缓慢行驶的方式从定义的第一地区过渡到定义的第二地区期间，借助控制设备改变第二控制装置的功能；

-在从定义的第一地区过渡到定义的第二地区期间，借助控制设备的最小功能来运行车辆。

根据本发明的系统的一个优选实施方式的特征在于，车辆的第一车辆总线被构造为不能重置，而车辆的第二车辆总线被构造为能重置。以这种方式，在以缓慢行驶的方式过渡期间，第一控制装置可以稳定地动作，由此支持第一控制装置的稳定的功能。此外，由于第二车辆总线能重置，可以简单地对第二控制装置进行重新配置。

根据本发明的系统的另一个优选实施方式的特征在于，能够借助与控制设备连接的输入装置，输入从定义的第一地区到定义的第二地区的过渡。以这种方式，可以有利地例如由车辆的牵引动力车司机用信号向控制设备通知：开始缓慢行驶方式的过渡。

根据本发明的系统的另一个优选实施方式的特征在于，能够借助定位装置、优选gps传感器和/或照相机装置和/或应答器形式的定位装置，用信号向控制设备通知从定义的第一地区到定义的第二地区的过渡。由此，以简单的方式提供用于识别地区改变的另外的技术手段，由此使得适应于新的地区的控制软件对于车辆可工作。

根据本发明的系统的另一个优选实施方式的特征在于，与第一车辆总线连接的不能重置的控制装置包括以下功能的至少一个定义的组合：用于保证列车安全的辅助功能、放沙、制动、安全行驶控制、速度检测、速度显示。

所提到的与安全相关的控制装置通常是非常敏感的系统，这些系统对车辆总线的故障灵敏地做出反应。由于第一控制装置的不能重置的构造，在很大程度上避免了第一车辆总线和所提到的第一控制装置的故障。由此，在过渡到第二地区时的重新配置期间，支持基本的车辆功能的保持。

所述系统的另一个优选实施方式的特征在于，与第二车辆总线连接的能重置的控制装置至少包括以下功能：驱动控制。以这种方式，可以针对不同的地区，为特定于车辆的控制单元提供不同的驱动控制。

根据本发明的系统的另一个优选实施方式的特征在于，冗余地构造第一控制装置和/或第二控制装置和/或控制设备中的至少一个。以这种方式，可以针对车辆实现进一步更安全的缓慢行驶方式的国家转换。

所述系统的另一个优选实施方式的特征在于，所述系统还具有与控制设备连接的列车总线，其中，至少两个驱动车辆连接到列车总线，其中，能够借助控制设备开始并且协调驱动车辆的第二控制装置的功能改变的协调。由于列车总线的控制设备与控制装置连接的事实，因此支持对驱动车辆的普遍的可监控性。由此，能够实现列车总线上的控制装置的功能保持永久激活，由此全部车辆的第一控制装置的所需要的最小功能保持永久激活。其结果是，由此能够实现车辆的安全的多重牵引能力。

在本发明中视为特别有利的是，可以在轨道车辆以缓慢行驶的方式运行时，对特定于地区的程序进行重新启动或者重新配置。由此，可以使已经许可的控制程序的重新许可变得非常容易，因为借助第二控制装置，以特定于地区的变体来使用这些控制程序，其中，可以在不影响特定于地区的其它控制程序的功能的情况下，以特定于地区的方式来改变和/或更换控制程序。

因此，在针对一个地区改变控制程序时，不需要重新许可其它地区中的其它控制程序。

附图说明

结合对下面结合两个附图详细说明的实施例的描述，上面描述的本发明的特性、特征和优点以及其实现方式，将变得更清楚并且更容易理解。

图1示出了所提出的系统的一个实施方式的基本框图，

图2示出了所提出的用于跨地区运行车辆的方法的基本流程图。

具体实施方式

提出将用于车辆控制的系统的架构划分为两个不同的区域，这两个区域分别具有相关联的控制功能。在此，车辆例如可以构造为轨道交通车辆(机车(lokomotive)、控制车(steuerwagen)等)、用于道路交通的车辆、水上车辆等，其在不同的地区行驶，并且在这种情况下需要不同的功能。下面，假设车辆具有轨道交通车辆的形式。

图1示出了用于跨地区运行车辆的系统100的一个实施方式的基本框图。特别优选车辆构造为轨道交通车辆、特别是机车，对于机车，在不同的国家针对运行存在不同的规定，因此必须对机车配备多个由计算机设备实现的功能。在此，通常必须由对此负责的官方许可机构对所提到的程序进行认证或许可。

可以看到在缓慢行驶方式的(rollende)过渡期间稳定的或者不能重新配置的系统100的区域a，区域a包含在所提到的缓慢行驶方式的过渡期间必须保持稳定的所有部件。稳定区域a可以包含在过渡期间牵引动力车司机需要的所有指示元件，例如在过渡期间必须功能齐全地保持运行的所有控制单元和列车总线。为此，控制设备10与第一车辆总线11连接，定义的数量的第一控制装置20a...20n连接到第一车辆总线11。

此外，定义的数量的第一控制装置20a...20n通过第一车辆总线11连接到控制设备10。此外，例如终端形式的输入装置13连接到第一车辆总线11，使用者(例如牵引动力车司机)可以通过该终端向控制设备10发出指令，以便例如指示开始缓慢行驶方式的过渡。

控制设备10优选构造为电子控制计算机，其在缓慢行驶方式的过渡期间提供基本的车辆功能。控制设备10例如可以包含速度检测、安全行驶控制(sicherheitsfahrschaltung)(sifa)、为牵引动力车司机准备数据、提供列车安全系统需要的数据、制动或放沙功能等。

此外，在系统100中设置有可以重新配置的区域b，区域b包含在缓慢行驶方式的过渡期间必须以定义的方式改变功能的所有部件，优选以针对控制装置重新启动或重新配置控制软件的形式改变部件的功能。为此，控制设备10进一步连接到第二车辆总线30。

借助第一车辆总线11，所提到的第一控制装置20a...20n在功能上与控制设备10连接，并且结合连接到第二车辆总线30的第二控制装置40a...40n，代表车辆的控制技术设备。例如，第二控制装置40a...40n实现用于车辆的特定于地区或国家的驱动计算机。

在第二控制装置40a...40n中存储有定义的数量的彼此独立的控制程序(“控制软件”)，分别针对车辆在其中运行的封闭的地区(例如一个国家或一组国家)，针对控制装置40a...40n，使用这些控制程序。可以借助与第一车辆总线11连接的定位装置50来确定车辆当前停留的地区或国家。在此，定位装置50例如可以构造为gps传感器和/或照相机装置和/或应答器(balise)。

根据车辆当前停留的区域，例如为了越过边界从一个国家进入另一个国家，在控制设备10的监视下，将控制程序重新加载或重新配置到相关联的第二控制装置40a...40n中。控制设备10可以开始该重新配置或重新启动过程，并且也可以确定施加了控制程序的所有第二控制装置40a...40n又是同步的，由此车辆可以在新的地区中利用在那里许可的控制程序运行。

以这种方式，可以有利地在缓慢行驶方式的过渡期间，借助控制设备10的最小控制功能，并且可选地附加地利用第一控制装置2a...20n的最小功能，来执行车辆的运行。

在过渡完全结束之后，也利用第二控制装置40a...40n的功能，来执行车辆的运行。

所使用的所有第一控制装置20a...20n和/或第二控制装置40a...40n和/或控制设备10，可以简单地或者以冗余的实施方式，集成在由此实现的控制技术设备中。

在冗余使用的情况下，重新加载“备用设备”，其中，从运行准备的时刻起，有序地激活这些设备。然后，以前活动的设备同时承担备用设备的角色。

此外，控制设备10可以连接到列车总线12(例如有线列车总线(wiretrainbus)wtb、etb、zxs)。以这种方式，控制设备10可以连接到车辆网络(fahrzeugverbund)的全部驱动车辆，并且以这种方式监视驱动车辆的全部第二控制装置的重新启动或重新配置。以这种方式有利地支持车辆的多重牵引能力。

在重新配置软件或重新加载软件时，可以有利地保留基本的车辆功能。因此，当在出发地国家和目的地国家使用不同的车辆软件时，可以在不中断行驶的情况下，以行驶的方式/以缓慢行驶的方式越过边界。通过定义稳定区域a，具有长的启动或配置时间的系统可以继续运行，因为控制设备10向这些系统提供数据。

列车总线12在缓慢行驶方式的过渡期间保持运行。因此，有利地保持列车网络的多重牵引能力。以这种方式，可以借助列车总线12连接多个车辆，其中，可以借助控制设备10来进行并且监视第二控制装置的重新配置。

以这种方式，例如可以针对相应的地区或国家，执行各个控制程序的提供和许可，而不需要分别由所有单独的许可机构再次分别对所有控制软件进行认证。其结果是，由此支持对车辆的控制软件的简化的并且低成本的使用和管理。

其结果是，由此可以有利地实现车辆的舒适并且安全的缓慢行驶方式的过渡。以这种方式，能够实现所提到的第二控制装置40a...40n的控制软件的有效并且经济的使用或管理。

其结果是，利用所提出的系统100，可以简单地使用用于车辆的特定于国家或地区的控制程序。由此有利地实现了国家要求和许可机构的解耦。

其结果是，控制技术设备以上面描述的方式具有控制设备10形式的监视功能，其开始、协调并且监视第二控制装置40a...40n的控制程序的重新加载或重新启动。

将程序重新加载到相应地相关联的第二控制装置40a..40n中能够以如下方式开始：

a)由操作输入装置13的牵引动力车司机手动开始

b)由定位装置自动触发

c)变形方案a)和b)的组合，其中，在这种情况下，通过变形方案a)呈现一种回退位置(rückfallposition)。这例如对于gps信号不是无误差地存在或者用于进行环境识别的照相机不是完美无瑕地工作的情况是有用的。

利用本发明，可以有利地准确地根据国家规定来设计控制软件，由此不存在对于一个国家不重要的、不需要证明其安全关闭的功能。由此，有利地得到降低的软件复杂度、降低的太晚发现的成本密集的副作用的风险，这有利地实现了更短的软件开发时间。此外，有利地给出了控制软件的可重复使用性的提高。此外，有利地降低了车辆以错误的参数和/或错误的功能驶入一个国家的风险。

图2示出了按照本发明的用于跨地区运行车辆的方法的一个实施方式的基本流程图。

在步骤200中，在车辆以缓慢行驶的方式从定义的第一地区过渡到定义的第二地区期间，借助控制设备(10)执行定义的最小功能的提供。

在步骤210中，在以缓慢行驶的方式从定义的第一地区过渡到定义的第二地区期间，借助控制设备10执行针对第二控制装置40a...40n的功能的改变。

在与步骤210并行进行的步骤220中，在从定义的第一地区过渡到定义的第二地区期间，借助第一控制装置20a...20n的功能来执行车辆的运行。

在步骤230中，在缓慢行驶方式的过渡期间的重新配置完成之后，过渡或返回到车辆的正常运行。

为了在缓慢行驶方式的过渡期间完全重新启动第二控制装置40a...40n，优选设置大约90秒至大约120秒的持续时间，使得能够在该时间段内实现第二控制装置40a...40n的功能的有序的重新配置。

总而言之，利用本发明，提出了一种系统或系统的具体架构以及一种方法，其使得能够以简单的方式跨地区运行车辆。借助本发明，能够有利地实现可靠的缓慢行驶方式的过渡。借助所提出的方法，可以有利地在不进行复杂的参数化的情况下提供和使用软件，由此在很大程度上避免了错误和相同的功能的多次实现。

虽然通过优选实施例进一步详细示出并且描述了本发明，但是本发明不限于所公开的示例，本领域技术人员可以得出其它变形方案，而不脱离本发明的保护范围。