DE3013061A1

DE3013061A1 - Bi-directional rail vehicle with redundant control units - has direction selection switch to couple alternative unit to controlled device

Info

Publication number: DE3013061A1
Application number: DE19803013061
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl.-Ing. 6800 Mannheim Dressler
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1980-04-03
Filing date: 1980-04-03
Publication date: 1981-10-08
Also published as: DE3013061C2

Abstract

The control system uses two identical control units either one of which is in use at one time, with the other unit switched into operation if the first unit fails. The selection of either unit is made in dependence on the direction in which the vehicle is to travel, e.g. using a travel direction selection switch (6) between the control units (1,2) and the controlled device (7), determining which of the output signals (4,5) is fed to the latter. Both units (1,2) are tested by alternately activating them for selected operating times using the selection switch (6), so that a failure of the stand-by system can be detected. The coupling between the selection switch (6) and the direction selector (8) can be interrupted when one unit (1,2) is faulty to allow the other to be coupled to the controlled device independent of the direction of travel.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb redundanter Steuerungs-Method and device for operating redundant control systems

einrichtungen auf Zweirichtungs-Schienenfahrzeugen.facilities on bidirectional rail vehicles.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb zweier gleichartiger, redundanter Steuerungseinrichtungen auf Zweirichtungs-Schienenfahrzeugen, wobei jeweils nur eine Steuerungseinrichtung im Eingriff ist und im Störungsfall von der gestörten auf die ungestörte Einrichtung umgeschaltet wird.The invention relates to a method and an apparatus to operate two redundant control devices of the same type on bidirectional rail vehicles, whereby only one control device is engaged and in the event of a malfunction is switched from the disturbed to the undisturbed device.

Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit werden Steuerungseinrichtungen von Schienenfahrzeugen üblicherweise ganz oder zum Teil redundant aufgebaut. Dabei treten zahlreiche Probleme auf. Bei parallel arbeitenden Steuerungseinrichtungen müssen die Ausgänge auf Gleichheit überwacht werden. Das erhöht zwar den Sicherheitsgrad, da gefährliche Fehler erkannt werden, vermindert aber die Zuverlässigkeit.To increase reliability, control devices are used by Rail vehicles are usually built entirely or partially redundantly. Kick it numerous problems. In the case of control devices working in parallel, the outputs are monitored for equality. Although this increases the level of security, since dangerous errors are recognized, however, it reduces the reliability.

Zuschaltbare Ersatz-Systeme erhöhen die Zuverlässigkeit nur dann, wenn ihre Funktionsfähigkeit in regelmäßigen Abständen geprüft wird, wobei die Abstände geringer sein müssen, als der mittlere Abstand zweier Ausfälle im Hauptsystem.Switchable replacement systems only increase reliability if if their functionality is checked at regular intervals, the intervals must be less than the mean distance between two failures in the main system.

Diese Prüfung muß entweder automatisch ablaufen oder organisiert werden, was den Nachteil eines technischen Zusatzaufwandes oder eines Verwaltungsaufwandes mit sich bringt.This test must either run automatically or be organized, what the disadvantage of an additional technical effort or an administrative effort brings with it.

Eine gezielte Prüfung eines etwa vorhandenen Ersatz-Systems unter Betriebsbedingungen erfordert bei Fahrzeugen hohen Aufwand, z.B. eine Probefahrt.A targeted examination of any existing replacement system under Operating conditions require a lot of effort for vehicles, e.g. a test drive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu entwickeln, das eine Prüfung der redundanten Steuerungseinrichtungen auf Zweirichtungs-Schienenfahrzeugen unter Betriebsbedingungen ermöglicht und trotzdem nur einen geringen technischen Mehraufwand erfordert. Desweiteren soll eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.The invention is based on the object of developing a method one test of the redundant control devices on bidirectional rail vehicles enabled under operating conditions and yet only a low technical level Requires additional effort. Furthermore, a device for carrying out the method can be specified.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im ungestörten Fall in Abhängigkeit von der Fahrtrichtung des Fahrzeuges abwechselnd jeweils eine der beiden Steuerungseinrichtungen in Betrieb ist.This object is achieved in that in the undisturbed Case, depending on the direction of travel of the vehicle, one at a time of the two control devices is in operation.

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Ausgangssignale der beiden Steuerungseinrichtungen über einen Wahlschalter dem zu steuernden Teil des Fahrzeuges zuführbar, wobei der Wahlschalter in Abhängigkeit von der Stellung des Fahrtrichtungsumschalters des Fahrzeuges umschaltbar ist.In a device for carrying out the method according to the invention are the output signals of the two control devices via a selector switch can be fed to the part of the vehicle to be controlled, the selector switch as a function of can be switched from the position of the direction switch of the vehicle.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Wirkungslinie zwischen Fahrtrichtungsumschalter und Wahlschalter im Störungsfall mittels einer Unterbrechungseinrichtung unterbrechbar.In a further embodiment of the invention, the line of action is between Direction switch and selector switch in the event of a fault by means of an interruption device interruptible.

Alternativ hierzu kann auch zwischen Wahlschalter und zu steuerndem Teil des Fahrzeuges ein Störungsschalter angeordnet sein.Alternatively, you can choose between a selector switch and the one to be controlled Part of the vehicle a fault switch can be arranged.

Die mit der Erfindung verbundenen Vorteile liegen insbesondere darin, daß die Prüfung der Steuerungseinrichtungen keinen organisatorischen und wenig technischen Mehraufwand erfordert. Ausfälle in der nichtaktiven Steuerungseinrichtung werden nach der nächsten Fahrtrichtungsänderung bemerkt und bei einem solchen Störfall wird auf die zunächst passive redundante Steuerungseinrichtung umgeschaltet.The advantages associated with the invention are in particular: that the inspection of the control devices is not organizational and not very technical Requires additional effort. Failures in the inactive control device will be noticed after the next change of direction and in the event of such an incident is switched to the initially passive redundant control device.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert.Embodiments of the invention are described below with reference to the drawings explained.

Tn den Fig. 1 und 2 sind zwei alternative Vorrichtungen zum Betrieb redundanter Steuerungseinrichtungen auf Zweirichtungs-Schienenfahrzeugen dargestellt.Referring to Figures 1 and 2, there are two alternative devices for operation redundant control devices shown on bidirectional rail vehicles.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 wird eine Steuerungseinrichtung 1 eines Zweirichtungs-Schienenfahrzeuges zur Erhöhung der Zuverlässigkeit durch eine gleichartige Steuerungseinrichtung 2 ergänzt. Jeweils eine der beiden Steuerungseinrichtungen 1 oder 2 ist aktiv, während die andere als Standby-System bei Ausfall der aktiven Einrichtung deren Aufgabe übernimmt. Beide Einrichtungen 1 und 2 werden parallel mit Eingangssignalen 3 versorgt; die Ausgangssignale der Steuerungseinrichtung 1 und Ausgangssignale 5 der Steuerungseinrichtung 2 werden durch Wahlschalter 6 entweder aus der einen oder der anderen Einrichtung entnommen und an den zu steuernden Teil 7 des Fahrzeuges weitergeleitet.In the device according to FIG. 1, a control device 1 of a bidirectional rail vehicle to increase reliability through a similar control device 2 added. One of the two control devices in each case 1 or 2 is active, while the other acts as a standby system if the active one fails Establishment whose task takes over. Both facilities 1 and 2 become parallel supplied with input signals 3; the output signals of the control device 1 and output signals 5 of the control device 2 are through selector switch 6 either taken from one or the other device and transferred to the part to be controlled 7 of the vehicle.

Die notwendige Prüfung der beiden Steuerungseinrichtungen 1, 2 wird dadurch erreicht, daß beide Einrichtungen l, 2 abwechselnd für bestimmte Betriebszeiten durch Umschalten des Wahlschalters 6 aktiviert werden, so daß sich Ausfälle im jeweiligen Standby-System nach dessen Aktivierung bemerkbar machen.The necessary test of the two control devices 1, 2 is carried out achieved in that both devices 1, 2 alternately for certain operating times be activated by switching the selector switch 6, so that failures in the make the respective standby system noticeable after it has been activated.

Der Wahlschalter 6 ist mit dem auf dem Zweirichtungs-Schienenfahrzeug vorhandenen Fahrtrichtungsumschalter 8 wirkungsmäßig verbunden, so lange kein Ausfall einer Steuerungseinrichtung bemerkt wird. Die Wirkungslinie 9 der Verbindung zwischen Wahlschalter 6 und Fahrtrichtungsumschalter 8 kann durch eine Unterbrechungseinrichtung 10 aufgetrennt werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Verkopplung zwischen Fahrtrichtung des Fahrzeuges und aktivierter Steuerungseinrichtung aufgehoben werden kann, wenn der Ausfall einer Steuerungseinrichtung 1 oder 2 bemerkt wird. Der Wahlschalter 6 läßt sich dann unabhängig von der Fahrtrichtung auf die Ausgänge der intakten Steuerungseinrichtung schalten, die dann den Betrieb weiterführt.The selector switch 6 is with the one on the bidirectional rail vehicle existing direction switch 8 operatively connected, as long as no failure a control device is noticed. The line of action 9 of the connection between Selector switch 6 and direction switch 8 can be activated by an interrupt device 10 can be separated. In this way it is achieved that the coupling between Direction of travel of the vehicle and activated control device are canceled can if the failure of a control device 1 or 2 is noticed. The selector switch 6 can then be used independently of the direction of travel on the outputs of the intact Switch the control device, which then continues operation.

Die Vorrichtung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung lediglich durch den Einsatz eines Störungsschalters 11 anstelle einer Unterbrechungseinrichtung 10. Der Störungsschalter 11 ist zwischen Wahlschalter 6 und dem zu steuernden Teil 7 des Fahrzeuges geschaltet und weist drei schaltbare Pole auf, die mit den Ausgangssignalen 4 und 5 der Einrichtungen 1 und 2 sowie mit dem Ausgangssignal des Wahlschalters 6 verbunden sind. Der feststehende Pol ist mit dem zu steuernden Teil 7 des Fahrzeuges verbunden. Im Normalfall schaltet der Störungsschalter das Ausgangssignal des Wahlschalters 6 durch, lediglich im Störfall werden die Ausgangssignale 4 oder 5 durchgeschaltet, je nachdem, welche Steuerungseinrichtung gestört ist.The device according to FIG. 2 differs from that in FIG. 1 shown device only through the use of a fault switch 11 instead of an interrupt device 10. The fault switch 11 is between Selector switch 6 and the part to be controlled 7 of the vehicle switched and has three switchable poles, those with the output signals 4 and 5 of the facilities 1 and 2 and are connected to the output signal of the selector switch 6. The fixed one Pole is connected to the part 7 of the vehicle to be controlled. Usually switches the fault switch the output signal of the selector switch 6 through, only in In the event of a malfunction, output signals 4 or 5 are switched through, depending on which one Control device is disturbed.

Die beschriebene Einrichtung kann nur bei Zweirichtungs-Schienenfahrzeugen eingesetzt werden, die in beiden Fahrtrichtungen annähernd gleiche Betriebszeiten haben.The device described can only be used with bidirectional rail vehicles are used that have approximately the same operating times in both directions to have.

Die Prüfung der beiden Steuerungseinrichtungen erfolgt dann unter Betriebsbedingungen jeweils abwechselnd nach Umschaltung der Fahrtrichtung. Solche Fahrtrichtungsumschaltungen kommen im allgemeinen mehrmals täglich vor, so daß der Abstand zwischen zwei Prüfungen mit Sicherheit kleiner als der mittlere Ausfallabstand der Steuerungseinrichtungen ist. Ausfälle in der nicht aktiven Steuerungseinrichtung werden nach der nächsten Fahrtrichtungsänderung bemerkt und bei einem solchen Störfall wird auf die zunächst passive redundante Steuerungseinrichtung umgeschaltet.The two control devices are then checked under Operating conditions alternate after changing the direction of travel. Such Direction changes generally occur several times a day, so that the The interval between two tests is certainly less than the mean failure interval of the control devices. Failures in the inactive control device are noticed after the next change of direction and in the event of such an incident is switched to the initially passive redundant control device.

Fahrtrichtungsänderungen kommen im allgemeinen nur in größeren Betriebsstellen, z.B. Knotenbahnhöfen und fast nie auf der freien Strecke vor. Damit läßt sich ein dabei bemerkter Ausfall einer Steuerungseinrichtung ohne wesentliche Betriebsbehinderung z.B. durch Austausch des Fahrzeuges beheben. Durch diese zwangsläufige Prüfung der Funktion der Steuerungseinrichtungen wird sichergestellt, daß das Redudanzsystem im Bedarfsfall nicht bereits seinerseits ausgefallen ist.Changes in the direction of travel generally only occur in larger operating locations, E.g. junction stations and almost never on the open line. With that one gets involved Failure of a control device noted in the process without significant operational hindrance e.g. fix it by replacing the vehicle. Through this inevitable examination of the Function of the control devices ensures that the redundancy system if necessary, has not already failed on its part.

Ausfälle in der aktiven Steuerungseinrichtung werden im allgemeinen sofort bemerkt; die Weiterführung des Betriebes ist durch das Auftrennen der Wirkungslinie 9 in der Unterbrechungseinrichtung 10 und Umschalten auf die als Standbysystem dienende Steuerungseinrichtung jederzeit möglich.Failures in the active control device are common noticed immediately; the continuation of the operation is through the separation of the line of action 9 in the interruption device 10 and switching to the one serving as a standby system Control device possible at any time.

Zur Realisierung der Wirkungslinie 9, d.h. der wirkungsmäßigen Verbindung zwischen Fahrtrichtungsumschalter 8 und Wahlschalter 6 kommen z.B. elektrische, mechanische oder pneumatische Verfahren in Frage. Die Unterbrechungseinrichtung 10 ist entsprechend aufgebaut.For the realization of the line of action 9, i.e. the functional connection between the direction switch 8 and the selector switch 6 there are e.g. electrical, mechanical or pneumatic processes in question. The interrupt device 10 is structured accordingly.

Die Erfindung kann auch für Teile von Steuerungseinrichtungen angewendet werden.The invention can also be used for parts of control devices will.

Claims

Claims 1. A method for operating two identical, redundant control devices on bidirectional Schlenen vehicles, with only one Control device is engaged and in the event of a malfunction from the disturbed the undisturbed device is switched over, characterized in that in the undisturbed Case depending on the direction of travel of the vehicle, one of the two Control equipment is in operation.

2. Apparatus for performing the method according to claim 1, characterized characterized in that the output signals (4,5) of the two control devices (1, 2) can be fed to the part (7) of the vehicle to be controlled via a selector switch (6) are, the selector switch (6) depending on the position of the direction switch (8) of the vehicle is switchable.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the line of action (9) between the travel direction switch (8) and the selector switch (6) in the event of a fault using an interruption device (10) can be interrupted.

4. Apparatus according to claim 2, characterized in that between Selector switch (6) and part (7) of the vehicle to be controlled, a fault switch (11) is arranged.