WO2017021211A1

WO2017021211A1 - Vehicle simulator for a rail vehicle

Info

Publication number: WO2017021211A1
Application number: PCT/EP2016/067771
Authority: WO
Inventors: Thomas Erk; Bernd NORDMANN; Florian PARTICKE
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2015-07-31
Filing date: 2016-07-26
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2018-01-31
Also published as: DE102015214625A1

Abstract

The invention relates to a vehicle simulator for a rail vehicle, comprising an operating console with an operating element; a control device which is designed to control a function of the rail vehicle on the basis of a position of the operating element; a display device for simulating a route; and a simulation control which is connected with the operating console and the control device. With this approach, the simulation control is configured to simulate the execution of the function of the control device by the rail vehicle.

Description

Beschreibung description

Fahrzeugsimulator für ein Schienenfahrzeug Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugsimulator und ein Verfahren zum Simulieren eines Fahrzeuges. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Fahrzeugsimulator für ein Schienenfahrzeug . Ein Schienenfahrzeug, insbesondere eine Lokomotive, wird mit^¬ tels eines Bedienpults gesteuert. Dabei können einerseits ei^¬ ne Bewegungssteuerung des Schienenfahrzeugs und andererseits eine von der Bewegung des Schienenfahrzeugs unabhängige Funk^¬ tion gesteuert bzw. ausgelöst werden. Die Funktion wird übli- cherweise mittels eines oder mehrerer Steuergeräte reali^¬ siert, die innerhalb des Schienenfahrzeugs verbaut sind. The invention relates to a vehicle simulator and a method for simulating a vehicle. In particular, the invention relates to a vehicle simulator for a rail vehicle. A rail vehicle, particularly a locomotive, is controlled with ^¬ means of a control panel. On the one hand, ei ^¬ ne motion control of the rail vehicle and on the other hand independent of the movement of the rail vehicle radio ^¬ tion can be controlled or triggered. The function is reali usual cherweise using one or more control units ^¬ Siert which are installed within the rail vehicle.

Häufig ist es wünschenswert, das Schienenfahrzeug zu simulie^¬ ren, beispielsweise um eine Person bei der Überwachung bezie- hungsweise Bedienung des Schienenfahrzeugs auszubilden oder um eine korrekte Durchführung der Funktion durch das Bediengerät zu überprüfen. Um den Aufwand des Bereitstellens eines kompletten Schienenfahrzeugs zu verringern, kann ein Fahrzeugsimulator für das Schienenfahrzeug verwendet werden. Der Fahrzeugsimulator umfasst üblicherweise einen Nachbau des Be^¬ dienpults, eine Anzeigeeinrichtung zur Simulation der Strecke und eine Simulationssteuerung, die unter anderem die Steuergeräte simuliert. Das Verhalten des Simulators kann nicht unter allen Umständen dem eines realen Schienenfahrzeugs entsprechen. Sowohl eine Ausbildung einer Person zur Überwachung beziehungsweise Bedienung des Schienenfahrzeugs als auch eine Verifikation ei^¬ ner Steuerungsfunktion des Schienenfahrzeugs können dadurch beeinträchtigt sein. It is often desirable to form or the rail vehicle to simulie ^¬ reindeer, for example, relate to a person in monitoring hung as operation of the rail vehicle to verify correct execution of the function by the operator panel. To reduce the burden of providing a complete rail vehicle, a vehicle simulator may be used for the rail vehicle. The vehicle simulator usually includes a replica of the Be ^¬ dienpults, a display device for simulating the route and a simulation control that simulates, among other things, the control units. The behavior of the simulator can not in all circumstances correspond to that of a real rail vehicle. Both a training of a person for monitoring or operation of the rail vehicle and a verification ei ^¬ ner control function of the rail vehicle may be affected.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen verbes^¬ serten Fahrzeugsimulator für ein Schienenfahrzeug bereit zu stellen. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegen^¬ stände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben be^¬ vorzugte Ausführungsformen wieder. Ein Fahrzeugsimulator für ein Schienenfahrzeug umfasst ein Bedienpult mit mindestens einem Bedienelement; ein Steuerge^¬ rät, das dazu eingerichtet ist, eine Funktion des Schienen^¬ fahrzeugs auf der Basis einer Stellung des Bedienelements zu steuern; eine Anzeigeeinrichtung zur Simulation der Strecke; und eine Simulationssteuerung, die mit dem Bedienpult und dem Steuergerät verbunden ist. Dabei ist die Simulationssteuerung dazu eingerichtet, die Ausführung der Funktion des Steuerge^¬ räts durch das Schienenfahrzeug zu simulieren. Durch das Verwenden eines dedizierten Steuergeräts zur Steue^¬ rung der Funktion des Schienenfahrzeugs anstelle der Simula^¬ tion der Funktion durch die Simulationssteuerung kann das Verhalten des Schienenfahrzeugs realistischer nachgebildet werden. Insbesondere können die Ausbildung einer Person zur Bedienung oder Steuerung des Schienenfahrzeugs oder eine Ve^¬ rifikation der Funktion verbessert durchgeführt werden. Fehler, die durch eine unvollkommene Simulation des Schienenfahrzeugs entstehen können, können so vermieden werden. Es ist bevorzugt, dass das Steuergerät baugleich mit einemThe invention is therefore based on the object, a verbes ^¬ serten vehicle simulator for a rail vehicle ready to put. The invention solves this problem by means of the counter ^¬ states of the independent claims. Subclaims give ^¬ preferred embodiments again. A vehicle simulator for a rail vehicle comprises a control panel with at least one operating element; a Steuerge advises ^¬ which is adapted to control a function of the rails ^¬ vehicle based on a position of the operating member; a display device for simulating the route; and a simulation controller connected to the control panel and the controller. In this case, the simulation controller is set up to simulate the execution of the function of the Steuerge ^¬ räts by the rail vehicle. By using a dedicated control unit for Steue ^¬ tion of the function of the rail vehicle, instead of the Simula ^¬ tion of the function by the simulation control the behavior of the rail vehicle can be simulated more realistically. In particular, the training of a person to operate or control the rail vehicle or a Ve ^¬ rification of the function can be performed improved. Errors that can arise due to an imperfect simulation of the rail vehicle can thus be avoided. It is preferred that the control device is identical to a

Steuergerät des Schienenfahrzeugs ist. Dadurch kann insbeson^¬ dere ein physischer Aufbau des Steuergeräts, der in unter^¬ schiedlichen Versionen variieren kann, realistisch in die Simulation miteinbezogen werden. Dazu kann das Steuergerät über ein Steuerprogramm eines Schienenfahrzeuges verfügen. Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Simulationssteuerung dazu eingerichtet ist, die Anzeige der Strecke in Abhängigkeit einer simulierten Bewegung des Schienenfahrzeugs bereitzustellen. Einem Benutzer des Fahrzeugsimulators kann sich dadurch ein verbesserter Eindruck eines sich tatsächlich bewegenden Control unit of the rail vehicle is. This allows insbeson ^¬ particular a physical construction of the controller, which can vary among different union ^¬ versions are realistically included in the simulation. For this purpose, the control unit may have a control program of a rail vehicle. It is further preferred that the simulation controller is adapted to provide the display of the route in response to a simulated movement of the rail vehicle. A user of the vehicle simulator can thereby obtain an improved impression of an actually moving one

Schienenfahrzeugs bieten. Außerdem ist bevorzugt, dass das Bedienpult baugleich mit ei^¬ nem Bedienpult des Schienenfahrzeugs ausgeführt ist. Eine auszubildende Person kann so in einer verbessert realisti^¬ schen Umgebung ausgebildet werden, wodurch der Lernerfolg ge- steigert sein kann. Rail vehicle offer. In addition, it is preferred that the control panel is constructed identical to egg ^¬ nem control panel of the rail vehicle. A person being trained can be so in an improved form realisti ^¬ rule area, making the learning success can be the overall increase.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform beeinflusst die Funktion des Steuergeräts die simulierte Bewegung. Insbe^¬ sondere eine Geschwindigkeitssteuerung, beispielsweise mit- tels eines Antriebssystems und/oder eines Bremssystems, kann durch die Funktion beeinflusst werden. In a particularly preferred embodiment, the function of the controller influences the simulated movement. In particular ^¬ sondere a speed controller, for example with- means of a drive system and / or a braking system can be affected by the function.

In einer Ausführungsform umfasst das Bedienpult eine Schnitt^¬ stelle, wobei die Simulationssteuerung dazu eingerichtet ist, das Ausgeben eines Signals durch das Steuergerät mittels der Schnittstelle zu steuern. Die Schnittstelle kann mit einer Ausgabeeinrichtung des Bedienpults verbunden sein. In one embodiment, the control panel comprises a ^¬ interface, wherein the simulation controller is adapted to control outputting a signal by the control unit by means of the interface. The interface can be connected to an output device of the control panel.

Der Zusammenhang zwischen einem Steuersignal des Steuergeräts und der Ausgabe des Signals mittels der Schnittstelle des Be^¬ dienpults kann so mittels der Simulationssteuerung hergestellt werden. In einer alternativen Ausführungsform kann das Steuergerät mittels eines Steuersignals auch unmittelbar mit^¬ tels der Schnittstelle und/oder der Ausgabeeinrichtung des Bedienpults ein Signal ausgeben. Das Signal kann insbesondere optisch, haptisch oder akustisch sein und ist üblicherweise an eine Bedienperson des Fahrzeugsimulators gerichtet. The relationship between a control signal of the control unit and the output of the signal by means of the interface of the Be ^¬ dienpults can be prepared by the simulation control. In an alternative embodiment, the control unit can also output a signal directly by means of a control signal with ^¬ means of the interface and / or the output device of the control panel. The signal may in particular be optical, haptic or acoustic and is usually directed to an operator of the vehicle simulator.

In einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst das Steu- ergerät einen programmierbaren Computer, auf dem ein Steuerprogramm zur Steuerung der Funktion des Schienenfahrzeugs abläuft. Das Steuerprogramm kann leicht ausgetauscht werden, um beispielsweise einen Fehler zu beheben oder eine neue Funkti^¬ onalität zu unterstützen. Das Überprüfen der geänderten Funk- tionalität kann dann durch das Ausführen des Computerpro^¬ gramms auf dem dedizierten Steuergerät, das bevorzugt ge^¬ trennt von der Simulationssteuerung ausgeführt ist, verbes^¬ sert nachvollzogen werden. Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügte Figur ge^¬ nauer beschrieben, wobei FIG 1 ein Blockdiagramm eines Fahrzeugsimulators darstellt . In a further preferred embodiment, the control device comprises a programmable computer on which runs a control program for controlling the function of the rail vehicle. The control program can be easily exchanged, for example, to remedy an error or to support a new func ^¬ onality. The checking of the changed functionality can then be reproduced verbes ^¬ sert by running the Computerpro ^¬ gram on the dedicated controller, which is preferably ge ^¬ separated from the simulation control. The invention will now be described with reference to the accompanying figure ge ^¬ more precisely, in which Fig 1 is a block diagram of a vehicle simulator.

FIG 1 zeigt ein Blockdiagramm eines Fahrzeugsimulators 100. Der Fahrzeugsimulator 100 umfasst ein Bedienpult 105, das üb^¬ licherweise mindestens ein Bedienelement 110 und/oder wenigs^¬ tens eine Ausgabeeinrichtung 115 umfasst, ein erstes Steuergerät 120, ein optionales zweites Steuergerät 125 oder mehre^¬ re zweite Steuergeräte 125, eine Anzeigeeinrichtung 130 und eine Simulationssteuerung 135. Logische Verbindungen zwischen den genannten Elementen sind symbolisch dargestellt. An Stelle der Ausgabeeinrichtung 115 kann auch eine Schnittstelle zur Verbindung mit einer Ausgabeeinrichtung 115 vorgesehen sein. Die Steuergeräte 120, 125 sind üblicherweise jeweils dazu eingerichtet, eine Funktion des Schienenfahrzeugs auf der Basis einer Stellung des oder der Bedienelemente 110 und gegebenenfalls Einflüssen aus der Simulationsumgebung zu steuern. Diese Einflüsse werden bevorzugt als Informationen durch die Simulationssteuerung 135 bereitgestellt. 1 shows a block diagram of a vehicle simulator 100. The vehicle simulator 100 includes a control panel 105, the üb ^¬ SHORT- least one operating element 110 and / or Wenig ^¬ least comprises an output device 115, a first controller 120, an optional second controller 125 or more ^¬ re second control devices 125, a display device 130 and a simulation controller 135. Logical connections between said elements are shown symbolically. Instead of the output device 115, an interface for connection to an output device 115 may also be provided. The controllers 120, 125 are each typically adapted to control a function of the rail vehicle based on a position of the control element (s) 110 and, if appropriate, influences from the simulation environment. These influences are preferably provided as information by the simulation controller 135.

Der Fahrzeugsimulator 100 ist dazu eingerichtet, Funktion und Bedienung eines vorbestimmten Schienenfahrzeugs, insbesondere einer Lokomotive, möglichst realitätsgetreu wiederzugeben. Dazu ist das Bedienpult 105 möglichst baugleich mit einem Be- dienpult des realen Schienenfahrzeugs ausgeführt. Eine Stre^¬ cke kann durch die Anzeigeeinrichtung 130 simuliert werden. Hierbei können insbesondere fahrzeugdynamische oder ortsver^¬ änderte Parameter des simulierten Fahrzeugs mit Hilfe von spezielen Algorithmen berechnet und auf der Anzeigeeinrich- tung 130 dargestellt werden. In die Bestimmung können auch zufällige, z.B. simulierte Umwelteinflüsse einfließen. Die Anzeigeeinrichtung 130 kann mehrere Bildschirme umfassen, von denen einer oder mehrere auch dazu eingerichtet sein können, eine dreidimensionale Anzeige darzustellen. Darzustellende Parameter können so numerisch oder graphisch aufbereitet dargeboten werden, oder auch beides. Die Simulationssteuerung 135 simuliert bevorzugt all diejenigen Funktionen, die nicht durch reale Funktionselemente des Fahrzeugsimulators 100 rea^¬ lisiert werden. Insbesondere kann die Simulationssteuerung 135 eine Bewegung des Schienenfahrzeugs simulieren und eine entsprechende Ansicht generieren, die mittels der Anzeigeein^¬ richtung 130 einer Bedienperson des Fahrzeugsimulators 100 dargeboten werden kann. Weitere Funktionen des Schienenfahrzeugs, beispielsweise eine Kommunikation mit einem angehäng^¬ ten Wagon, die Funktion einer simulierten Klimaanlage oder eines anderen steuerbaren Subsystems des Schienenfahrzeugs oder des angehängten Wagons können ebenfalls durch die Simu- lationssteuerung 135 simuliert werden. The vehicle simulator 100 is set up to reproduce the function and operation of a predetermined rail vehicle, in particular a locomotive, as realistically as possible. For this purpose, the control panel 105 is constructed as identical as possible to a control panel of the real rail vehicle. A Stre ^¬ bridge can be simulated by the display device 130. Here, vehicle dynamic or ortsver ^¬ changed parameters of the simulated vehicle can be calculated in particular by means of special share algorithms and on the Anzeigeeinrich- processing 130 are illustrated. Random, eg simulated environmental influences can also be included in the determination. The display device 130 may include a plurality of screens, one or more of which may also be configured to to present a three-dimensional display. Presenting parameters can be presented in numerical or graphical form, or both. The simulation controller 135 preferably simulates all those functions that are not real functional elements of the vehicle simulator 100 rea ^¬ lisiert. In particular, the simulation controller 135 can simulate a movement of the rail vehicle and generate a corresponding view, which can be presented by means of the display ^device 130 to an operator of the vehicle simulator 100. Other functions of the rail vehicle, for example, communication with a angehäng ^¬ th Wagon, the function of a simulated air conditioner or other controllable subsystem of the rail vehicle or the attached wagons can also be simulated by the simulation lationssteuerung 135th

Es wird vorgeschlagen, eine vorbestimmte Funktion des Schie^¬ nenfahrzeugs nicht mittels der Simulationssteuerung 135 zu simulieren, sondern mittels eines oder mehrerer Steuergerä- te 120, 125 in der gleichen Weise durchzuführen, wie an Bord des realen Schienenfahrzeugs. Die Steuergeräte 120, 125 sind daher bevorzugt baugleich mit entsprechenden Steuergeräten an Bord des Schienenfahrzeugs ausgeführt. Zudem verfügt wenigs^¬ tens eines der Steuergeräte über ein Steuerprogramm, das auch in einem Steuergerät eines realen Schienenfahrzeuges einge^¬ setzt wird. Jedes Steuergerät 120, 125 kann einen program^¬ mierbaren Computer umfassen, auf dem ein vorbestimmtes Computerprogramm abläuft. Insbesondere bei der Entwicklung des Computerprogramms kann es von großer Bedeutung sein, eine möglichst realitätsgetreue Laufzeitumgebung bereitstellen zu können. Eine solche Umgebung kann durch den Fahrzeugsimulator 100 gegeben werden. It is proposed that a predetermined function of the slide ^¬ nenfahrzeugs not simulate means of the simulation controller 135, but te by one or more ECUs 120 to conduct in the same way 125, such as on board of the real railway vehicle. The control units 120, 125 are therefore preferably constructed identically with corresponding control devices on board the rail vehicle. Furthermore, Wenig ^¬ one of the control devices via a control program that is ^¬ is also in a control unit of a real rail vehicle has legal. Each controller 120, 125 may comprise a program ^¬ grammable computer on which runs a predetermined computer program. In particular, in the development of the computer program, it can be of great importance to be able to provide the most realistic runtime environment possible. Such an environment may be given by the vehicle simulator 100.

Der Fahrzeugsimulator 100 kann auch dazu verwendet werden, beispielsweise ein Bedienpersonal für das Schienenfahrzeug gefahrlos auszubilden. Die Ausbildung kann ebenfalls davon profitieren, dass durch die Trennung der Steuergeräte 120, 125 von der Simulationssteuerung 135 der gesamte Fahrzeugsi- mulator 100 sich deutlich realitätsnäher verhalten kann als ein bekannter Fahrzeugsimulator 100, bei dem die Funktionen der Steuergeräte 120, 125 durch die Simulationssteuerung 135 simuliert werden. The vehicle simulator 100 can also be used to safely design, for example, an operator for the rail vehicle. The training can also benefit from the fact that the separation of the control devices 120, 125 from the simulation control 135, the entire Fahrzeugi- mulator 100 can behave much closer to reality than a known vehicle simulator 100, in which the functions of the control units 120, 125 are simulated by the simulation controller 135.

Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge^¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen . Although the invention in detail by the preferred embodiment has been illustrated and described in detail, the invention is not limited ^¬ by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by the skilled artisan without departing from the scope of the invention.

Claims

claims

A vehicle simulator (100) for a rail vehicle, the vehicle simulator (100) comprising:

- A control panel (105) with at least one operating element (HO);

a controller (120, 125) ^adapted to control a function of the rail vehicle based on a position of the operating member (110);

- A display device (130) for track simulation; and a simulation controller (135) connected to the control panel (105) and the controller (120, 125);

wherein the simulation controller (135) is adapted to simulate the execution of the function of the controller (120, 125) by the rail vehicle.

2. Vehicle simulator (100) according to claim 1, wherein the control device (120, 125) is identical to a control device (120, 125) of the rail vehicle.

3. vehicle simulator (100) according to claim 1 or 2, wherein the control panel (105) is constructed identical to a control panel (105) of the rail vehicle.

4. Vehicle simulator (100) according to one of the preceding claims, wherein the simulation controller (135) is adapted to provide the display of the display device (130) as a function of a simulated movement of the rail vehicle be ^¬ .

5. The vehicle simulator (100) of claim 4, wherein the function of the controller (120, 125) influences the simulated motion.

6. Vehicle simulator (100) according to one of the preceding claims, wherein the control panel (105) comprises an output device (115) and the simulation controller (135) is set up ^¬ , outputting a signal by the control unit (120, 125) by means of the output device (115) to control.

7. vehicle simulator (100) according to any one of the preceding claims, wherein the control device (120, 125) comprises a programmable computer on which runs a control program for controlling the function of the rail vehicle.

8. A method of simulating a function of a rail vehicle, the vehicle simulator (100) comprising:

a control panel (105) with at least one operating element (HO);

a controller (120, 125) having a control program of a rail vehicle, the control program controlling a function of the rail vehicle based on a position of the ^operating element (110);

a display device (130) for track simulation; and a simulation controller (135) connected to the control panel (105) and the controller (120, 125);

- wherein the simulation controller (135) comprises a Simulationspro ^¬ program, which is adapted to the execution of the function of the control unit (120, 125) to simulate by the slide ^¬ nenfahrzeug.