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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auffinden einer Funktionsstörung in
einem Schienenfahrzeug. Die Erfindung betrifft außerdem ein
Schienenfahrzeug, insbesondere eine Lokomotive, das eine Diagnoseeinrichtung
aufweist.
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Maschinenräume von
Lokomotiven und Triebköpfen,
aber auch andere Schienenfahrzeuge, weisen eine Vielzahl von technischen
Einrichtungen auf, deren Funktion gestört sein kann. Ein Teil dieser Funktionsstörungen kann
von dem Fahrzeugführer selbst
behoben werden, ohne speziell geschultes Servicepersonal in Anspruch
zu nehmen. Ein anderer Teil jedoch erfordert solches Servicepersonal und/oder
Teile, die im Schienenfahrzeug üblicherweise
nicht verfügbar
sind.
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In
beiden Fällen
kann das Auffinden einer Funktionsstörung, insbesondere das Auffinden
der funktionsgestörten
Einrichtung oder Einrichtungen, durch eine Diagnoseeinrichtung unterstützt werden, die
sich permanent an Bord des Schienenfahrzeuges befindet. Beispielsweise
kann ein zentraler Rechner des Schienenfahrzeugs, der auch der Steuerung
von Einrichtungen des Fahrzeuges dient, Diagnosefunktionen ausführen und
beim Auftreten einer Funktionsstörung
Informationen über
die Funktionsstörung
ermitteln und z.B. auf einem Display im Führerstand anzeigen. In einem
ersten Schritt kann der Fahrzeugführer dann versuchen, auf Basis
der erhaltenen Diagnoseinformationen die Funktionsstörung zu
beheben.
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Jedoch
sind bei der Behebung von Funktionsstörungen meist bestimmte Vorschriften
zu beachten. Außerdem
fällt das
Aufsuchen der funktionsgestörten
Einrichtung im Schienenfahrzeug aufgrund der Vielzahl von vorhandenen
Einrichtungen häufig nicht
leicht.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Auffinden
einer Funktionsstörung
in einem Schienenfahrzeug sowie ein Schienenfahrzeug anzugeben,
die das Auffinden einer Funktionsstörung und insbesondere das Auffinden einer
funktionsgestörten
Einrichtung erleichtern. Darüber
hinaus soll das Verfahren bzw. das Schienenfahrzeug auch die Behebung
der Funktionsstörung unterstützen.
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Es
wird vorgeschlagen, Informationen über die Funktionsstörung über eine
drahtlose Signalverbindung zu einer mobilen Einrichtung zu übertragen und
dort zur Anzeige zu bringen.
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Prinzipiell
kann die Anzeige in jeder geeigneten Form stattfinden, vorzugsweise
durch Darstellung eines oder mehrer Bilder, einschließlich der Möglichkeit,
bewegte Bilder und/oder mit der Zeit veränderliche Bilder darzustellen,
durch akustische Mittel, einschließlich Sprachausgabe, durch
andere optische Mittel, einschließlich Signalleuchten und Anzeigen
von Werten auf einer Werteskala, und/oder durch haptische Signale,
z.B. Vibrationen.
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Die
Feststellung der Funktionsstörung,
z.B. auf Basis von Informationen, die verschiedene Einrichtungen
in dem Schienenfahrzeug liefern, kann durch eine ortsfest in dem
Schienenfahrzeug angeordnete Diagnoseeinrichtung vorgenommen werden. Es
ist jedoch auch möglich,
dass ein Teil der Feststellung von der mobilen Einrichtung vorgenommen
wird und/oder dass die Diagnoseeinrichtung ebenfalls eine mobile
Einrichtung ist. Wenn die mobile Einrichtung, die die Informationen über die
Funktionsstörung
anzeigt, an der Feststellung der Funktionsstörung beteiligt ist, kann sie
zu der Feststellung beispielsweise dadurch beitragen, dass auf ihr
gespeicherte Informationen über
die Funktionen des Schienenfahrzeugs ausgewertet und/oder an die
ortsfeste Diagnoseeinrichtung übertragen
werden. Der Begriff Diagnoseeinrichtung schließt daher verschiedene Fälle ein,
darunter eine örtlich
verteilte Diagnoseeinrichtung.
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Bei
der drahtlosen Signalverbindung kann es sich um jede geeignete Signalverbindung
handeln. Z.B. kann in dem Schienenfahrzeug ein WLAN (Wireless Local
Area Network) implementiert sein. Es ist jedoch z.B. auch die Übertragung
der Signale gemäß dem Bluetooth-Standard
möglich.
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Die
Anzeige der Informationen über
die Funktionsstörung
auf einer mobilen Einrichtung ermöglicht es dem Fahrzeugführer oder
dem Servicepersonal, die mobile Einrichtung auf dem Weg zu der funktionsgestörten Einrichtung
mitzunehmen. Im Gegensatz zu der Variante, dass die Informationen
lediglich im Führerstand
angezeigt werden, erleichtert dies das Auffinden der funktionsgestörten Einrichtung
oder Einrichtungen erheblich. Insbesondere ist es nicht erforderlich,
sich die Informationen zu merken oder zu notieren.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens bzw. des Schienenfahrzeugs
werden die Informationen über
die Funktionsstörung
aktualisiert, werden die aktualisierten Informationen zu der mobilen
Einrichtung übertragen
und werden sie mittels der Anzeigevorrichtung angezeigt. Insbesondere
können die
aktualisierten Informationen Informationen darüber aufweisen, dass sich die
Funktionsstörung
verändert
hat oder die Funktionsstörung
beseitigt ist.
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Diese
Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Informationen aktuell sind
und eine Rückkehr zum
Führerstand
nicht erforderlich ist. Insbesondere kann der Fahrzeugführer oder
das Servicepersonal die Funktionsstörung vor Ort bei der funktionsgestörten Einrichtung
beheben und danach von der Anzeigevorrichtung erkennen, dass die
Funktionsstörung tatsächlich behoben
ist. Entsprechendes gilt für
den Fall, dass durch die Aktion des Fahrzeugführers oder Servicepersonals
vor Ort der funktionsgestörte
Zustand lediglich verändert
wurde und/oder die Funktionsstörung
erst teilweise behoben wurde.
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Es
wird bevorzugt, dass mittels der Anzeigevorrichtung ein Ort von
zumindest einer funktionsgestörten
Einrichtung in dem Schienenfahrzeug angezeigt wird. Hierzu kann
entsprechende Ortsinformation zu der mobilen Einrichtung übertragen
werden und/oder kann die Ortsinformation auf der mobilen Einrichtung
vorhanden sein. In dem letztgenannten Fall reicht es für die Identifizierung
des Ortes aus, wenn z.B. eine eindeutige Bezeichnung der funktionsgestörten Einrichtung
zu der mobilen Einrichtung übertragen
wird.
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Darüber hinaus
wird vorgeschlagen, mittels der Anzeigevorrichtung Bilder, aus denen
der Ort der zumindest einen funktionsgestörten Einrichtung erkennbar
ist, in verschiedenen Vergrößerungsstufen darzustellen.
Z.B. kann der Fahrzeugführer
die Vergrößerungsstufe
durch Betätigung
der mobilen Einrichtung auswählen,
so dass er einen umso kleineren Bereich des Schienenfahrzeugs auf
einem Display der mobilen Einrichtung dargestellt bekommt, je näher er an
die funktionsgestörte
Einrichtung herankommt. Dabei wird die funktionsgestörte Einrichtung auf
jedem der Bilder mit unterschiedlicher Vergrößerungsstufe dargestellt und
ist vorzugsweise farblich oder durch andere Darstellungsmittel hervorgehoben.
Zusätzlich
zu den Informationen über
die Funktionsstörung
können
auch physikalische Messwerte (z.B. Ströme, elektrische Spannungen,
Frequenzen aber auch Schaltzustände)
zu der mobilen Einrichtung übertragen
werden und mittels der Anzeigevorrichtung angezeigt werden. Dadurch
erhält
der Fahrzeugführer
oder Servicetechniker zusätzliche
Informationen, die beispielsweise bei der Beachtung von Vorschriften
zur Beseitigung der Funktionsstörung von
Bedeutung sind.
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Außerdem kann
der Fahrzeugführer
auf seinem Weg zu der funktionsgestörten Einrichtung durch entsprechende
Anzeigen bzw. Ausgaben von Informationen durch die mobile Einrichtung
unterstützt
werden. Z.B. kann ihm akustisch durch Sprachausgabe mitgeteilt werden,
dass er sich zunächst
in den in Fahrtrichtung linken Servicegang zu begeben habe, dann
eine bestimmte Schutzabdeckung eines Gerüsts zu öffnen habe und dahinter das
funktionsgestörte
Teil finden werde.
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Bei
der mobilen Einrichtung kann es sich insbesondere um einen handelsüblichen
portablen PC (Personal Computer), einen PDA (Personal Digital Assistant)
oder um eine spezielle mobile Diagnoseeinrichtung handeln.
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Vorzugsweise
ist auf der mobilen Einrichtung eine fahrzeugspezifische Dokumentation
gespeichert. Dabei kann es sich um eine oder mehrere der folgenden
Dokumentationen handeln: Betriebsmittelverzeichnis, Stromlaufpläne, Reparaturanweisungen,
Datenblätter
von Einrichtungen und Bauteilen, Ortungsinformationen zur Ortung
bzw. zum Auffinden bestimmter Einrichtungen, Sicherheitsvorschriften
für den
Aufenthalt und die Bewegung innerhalb des Maschinenraums einer Lokomotive,
usw. Die Dokumentation kann z.B. durch Textausgabe, Sprachausgabe, Anzeige
von Bildern und/oder auf andere Weise (insbesondere mit denen bereits
oben genannten Darstellungsmitteln) ausgegeben werden. Auch ist
es möglich,
dass die mobile Einrichtung die auf ihr gespeicherte Dokumentation
dazu verwendet, im Fall einer aufgetretenen Funktionsstörung Informationen über die
Funktionsstörung
aufzubereiten, anzuzeigen und/oder an andere Teile einer Gesamt-Diagnoseeinrichtung
zu übertragen.
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Daraus
ergibt sich die hier bevorzugte Möglichkeit, dass die gesamte
technische Dokumentation zumindest eines Teils des Schienenfahrzeugs,
vorzugsweise aber des gesamten Schienenfahrzeugs, auf der mobilen
Einrichtung gespeichert ist. Bei Bedarf kann diese Dokumentation
oder Teile davon über die
drahtlose Signalverbindung oder auch über eine Docking Station, d.h. über elektrische
Kontakte, zu fest in dem Fahrzeug eingebauten Einrichtungen oder
anderen mobilen Einrichtungen übertragen
werden. Die Speicherung der Dokumentation auf der mobilen Einrichtung
hat den Vorteil, dass sie auf einfache Weise aktualisiert werden
kann und dass die anderen Einrichtung von einer Umstellung oder
Aktualisierung der Dokumentation nicht betroffen sind, solange eine
definierte Schnittstelle zum Übertragen der
Dokumentationsinformationen nicht verändert wird.
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Vorzugsweise
sind verschiedenartige Dokumentationsinformationen aus mehreren
Datenbanken und Webservern bereitgestellt, die aber über eine
gemeinsame Oberfläche
auf der mobilen Einrichtung zugänglich
sind. Beispielsweise kann als Oberfläche eine Software eingesetzt
werden, die auch für
das Browsen im Internet oder anderen Datennetzen eingesetzt werden
kann. Dabei können
jedoch die zu browsenden Inhalte ganz oder teilweise auf der mobilen
Einrichtung gespeichert sein. Optional können Teile davon jedoch auch
lediglich über
die drahtlose Signalverbindung zugänglich sein.
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Die
Erfindung führt
zu einem Zeitgewinn bei der Instandsetzung von Schienenfahrzeugen
sowohl während
des normalen Betriebes als auch bei der Wartung, da gestörte Bauteile
schnell aufgefunden werden können
und Zusatzinformationen zur Unterstützung der Instandsetzung bzw.
Reparatur auf der mobilen Einrichtung bereitgestellt werden können. Dadurch
ist es auch möglich,
eine Reparatur mit einem geringeren Umfang an vorher erlernten Spezialkenntnissen
durchzuführen.
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung
beschrieben. Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen:
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1 schematisch
ein Diagnosesystem mit Einrichtungen, die im Innenraum einer Lokomotive angeordnet
sind, und mit einer portablen Einrichtung und
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2 eine
schematische Ansicht von oben auf die Raumaufteilung und auf Einrichtungen
innerhalb der Lokomotive.
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2 zeigt
zahlreiche Einrichtungen im Innenraum einer Lokomotive, auf die
hier nicht alle eingegangen wird. Die Lokomotive weist zwei Führerräume FR1,
FR2 auf, die an den entgegengesetzten Enden der Lokomotive angeordnet
sind. In jedem der Führerräume FR befindet
sich ein Führertisch
FT1, FT2 mit einer Mehrzahl von Bedien- und Anzeigeelementen, insbesondere
mit jeweils zwei Bildschirmen (Displays) zur Anzeige von Zustands-
und Diagnoseinformationen über
Einrichtungen der Lokomotive und optional über Einrichtungen von Wagen,
die von der Lokomotive gezogen werden.
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An
einer der Führerraum-Rückwände, jedoch
bereits im Maschinenraum zwischen den Führerräumen FR1, FR2, befindet sich
ein Elektronikschrank ES (benachbart zu dem Führerraumschrank FRS4 des zweiten
Führerraums
FR2). In diesem Elektronikschrank ES sind ein zentraler Rechner,
der auch der Steuerung von Einrichtungen der Lokomotive dient, und
ein Webserver angeordnet, der über
ein in der Lokomotive vorhandenes Datenübertragungsnetz Diagnoseinformationen
von einer Vielzahl von Einrichtungen innerhalb der Lokomotive und
optional auch außerhalb
der Lokomotive empfängt.
Zu diesen Einrichtungen können
insbesondere eine Feuerlöscheinrichtung
FLE, ein Antriebsaggregat für
eine elektrische Lokomotive EP mit einem Hochspannungsgerüst und einer
Stromrichter-Anordnung, ein Kühlturm
KT zur Kühlung
des Antriebsaggregats EP, ein Luftgerüst LG zur Bereitstellung von
Druckluft, ein Niederspannungsgerüst NSG zur Stromversorgung von
Verbrauchern im Niederspannungsbereich, ein Zugsicherungsschrank
ZSS mit Einrichtungen zur Sicherung des Zugbetriebes und ein Hilfsbetriebegerüst AUX mit
Hilfsbetrieben gehören,
die nicht unmittelbar dem Antrieb der Lokomotive dienen.
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In 1 ist
der zentrale Rechner mit den Bezugszeichen 11 bezeichnet
und ist der Webserver mit dem Bezugszeichen 13 bezeichnet.
Wie durch verzweigte starke Linien dargestellt ist, sind der zentrale Rechner 11 und
der Webserver 13 an einen Datenbus 15 angeschlossen, über den
Daten beispielsweise gemäß dem Ethernet-Standard übertragen
werden.
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An
den Datenbus 15 sind außerdem jeweils zwei Displays 16a, 16b bzw. 17a, 17b in
den Führerräumen an
den entgegengesetzten Enden der Lokomotive sowie eine Funkeinrichtung 19 angeschlossen,
die Funksignale über
eine Funkschnittstelle 20 zu mobilen Einrichtungen übertragen
und von diesen empfangen kann.
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Dargestellt
ist in 1 eine mobile Einrichtung 21, beispielsweise
ein PDA, der Bedienelemente 22 und ein Display 23 aufweist.
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Es
wird nun ein Ausführungsbeispiel
für das Verfahren
zum Auffinden einer Funktionsstörung
beschrieben.
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Beispielsweise
durch eine Überspannung (d.h.
eine zu hohe elektrische Spannung) kann ein Motorschutzschalter
geöffnet
werden, der dem Schutz eines Antriebsmotors der Lokomotive dient. Für das Beispiel
wird angenommen, dass sich der Motorschutzschalter im Bereich des
Motorlüfterturms MLT1
(rechts unten in 2) befindet. Er ist in 2 mit
dem Bezugszeichen 5 bezeichnet. Weiter wird angenommen,
dass sich der Fahrzeugführer
momentan, bei Auftreten dieser Funktionsstörung, z. Z. im Führerraum
FR2 befindet.
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Der
Schaltzustand des Motorschutzschalters wird laufend überwacht,
indem ein Prüfstrom
durch Hilfskontakte an dem Motorschutzschalter geleitet wird. Wenn
der Prüfstrom
nicht mehr fließen
kann, wird von der Einrichtung 25, die den Prüfstrom generiert
und detektiert, ein Signal erzeugt, das über den Datenbus 15 zu
dem zentralen Rechner 11 übertragen wird. Dieser stellt
daraus fest, dass der Motorschutzschalter sich im ausgeschalteten
Zustand befindet. Durch andere Signale wurde bereits festgestellt,
dass der dem Motorschutzschalter zugeordnete Fahrmotor ausgefallen
ist. Nun, durch die Information über
den Schaltzustand des Motorschutzschalters, kann die wahrscheinliche
Ursache für
den Ausfall des Fahrmotors ermittelt werden. Diese Ermittlung findet
entweder in dem zentralen Rechner 11 oder in der mobilen
Einrichtung 21 statt.
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Der
Fahrzeugführer
erhält
diese Diagnoseinformationen, d.h. die Information über den
Ausfall des Fahrmotors, die Information über das Ansprechen des Motorschutzschalters
und die wahrscheinliche Ursache, nämlich eine Überspannung, auf den Displays 16a, 16b dargestellt.
Die mobile Einrichtung 21 befindet sich ebenfalls in dem
Führerraum
FR2. Auf ihrem Display 23 ist eine Darstellung des Innenraums
der Lokomotive, z.B. ähnlich
der Darstellung von 2, angezeigt, in der der Ort,
an dem sich der Motorschutzschalter 5 befindet, bzw. der
Ort, an dem der Motorschutzschalter wieder eingeschaltet werden
kann, hervorgehoben ist, beispielsweise durch farbliche Hervorhebung.
Der Fahrzeugführer
nimmt nun die mobile Einrichtung 21 in die Hand und geht durch
den Mittelgang 3, durch den Seitengang 4 und durch den zweiten Mittelgang
2 am entgegengesetzten Ende des Maschinenraums zu dem Motorschutzschalter 5.
Dabei betätigt
der Fahrzeugführer
mindestens einmal die mobile Einrichtung 21, so dass der
Bereich, in dem sich der Motorschutzschalter 5 befindet,
vergrößert dargestellt
wird. In der größten Vergrößerungsstufe
kann der Fahrzeugführer
daher auf dem Display 23 erkennen, wo genau sich der Motorschutzschalter 5 im
Bereich des Motorlüfterturms MLT1
befindet.
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Nachdem
der Fahrzeugführer
den Motorschutzschalter wieder eingeschaltet hat, wird dies von
der Einrichtung 25 detektiert und ein entsprechendes Signal über den
Datenbus 15 zu dem zentralen Rechner 11 übertragen.
Dieser aktualisiert daraufhin die Diagnoseinformation auf den Displays 16a, 16b,
aber auch auf der mobilen Einrichtung 21, die ein entsprechendes
Signal über
die Funkschnittstelle 20 erhält. Der Fahrzeugführer kann
somit erkennen, dass der Motorschutzschalter korrekt eingeschaltet
wurde. Außerdem
kann, sofern dies der Fall ist, durch in entsprechender Weise aktualisierte
Diagnoseinformation auf dem Display 23 angezeigt werden,
dass sich auch der Fahrmotor wieder in fahrbereitem Zustand befindet.
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Es
ist denkbar, dass der Motorschutzschalter 5 nicht eingeschaltet
werden darf, bevor andere Aktionen ausgeführt wurden und/oder Prüfungen vorgenommen wurden.
Eine entsprechende Handlungsanweisung kann dem Fahrzeugführer über die
mobile Einrichtung 21 angezeigt werden, während er
sich neben dem Motorschutzschalter befindet oder auch bevor der
Fahrzeugführer
den Motorschutzschalter 5 erreicht. Dabei können insbesondere
Messwerte der Spannung, deren zu hohe Werte zum Abschalten des Motorschutzschalters
geführt
haben, geprüft
werden. Insbesondere kann der aktuelle Messwert dieser Spannung
ebenfalls über
die Funkschnittstelle 20 an die mobile Einrichtung 21 übertragen
werden und dort angezeigt werden. Alternativ zu der Anzeige kann
die mobile Einrichtung 21 oder eine andere Einrichtung
des Schienenfahrzeugs prüfen,
ob die Spannung wieder zulässige,
nicht zu hohe Werte angenommen hat, und es kann davon abhängig durch Ausgabe
entsprechender Signale oder Informationen dem Fahrzeugführer durch
die mobile Einrichtung 21 angezeigt werden, ob der Motorschutzschalter 5 bereits
eingeschaltet werden darf.