phloggen

Grundkursus i Togteknologi

Inden vi kan komme til substansen af hvad jeg mener er DSB's anden designfejl i IC4, er det nødvendigt med en crash-kursus i tog-kommunikation.

Og hvis vi efterfølgende skal have en intelligent diskussion om intelligente tog, bliver I pinedød nødt til at bruge en halv times tid på at forstå hvad det faktisk er for en arkitektur og teknologi vi taler om.

Her er mine "Cliff-notes", men der er meget bedre materiale tilgængeligt på nettet, mere om det til sidst:

På et eller andet tidspunkt stod det klart for jernbanefolk at det kunne betale sig at være enige om detaljer der ville gøre det nemmere at køre med hinandens togvogne og ud over sporvidden og vægten, handler det om fjernstyring af lokomotiver, bremser, døre, lyd, lys og varme.

Derfor har UIC, den internationale jernbaneunion standardiseret et antal generationer af forbindelser imellem rullende materiel, for overførsel af signaler. Signalerne kan groft sagt opdeles i tre typer: traktion, bremser og komfort (lys, døre & højtalere), historisk har bremsesignalet været trykluft, mens de andre har været elektriske.

I de nyeste iterationer af dette standardiseringsarbejde, er der kommet datasignaler med, så togcomputere kan tale sammen og f.eks opdatere displays med passager-information i vognene og vognene kan fortælle hvem de selv er og hvad de kan, fra evnen til at styre et lokomotiv et andet sted i toget, til om der er et babybord på toilettet.

På det fysiske/elektriske niveau er det standard IEC 61375 der gælder:

Der er en "Wire Train Bus", en 1Mbit/s twisted pair bus, der løber parallelt i begge sider af alle vogne i toget, som kan være op til næsten en kilometer lang. Der foregår tre slags kommunikation:

De klassiske 'åbn/luk dør', 'tænd højtaler' og 'nødbremse' signaler sendes som statusbit i starten af pakken.

En standardiseret klump data styrer bremse og traktionsenheder

Og endelig er der hvad vi kan kalde "højere niveau" kommunikation, hvor informationerne om babyborde og næste stoppested overføres.

På intet tidspunkt kommer passagerene i kontakt med disse netværk, trådløst internet og den slags er ikke omfattet.

Den højere kommunikation er beskrevet i "UIC 566", der omtaler sig selv om en pamphlet, trods de 349 sider og talrige manglende oversættelser gør det indlysende klart at det er DB der er den drivende kraft i det show.

Og lad os lige tippe med hatten til tyskerne og UIC: Beskrivelsen af testprocedurer og testcases starter på side 257 og fylder dermed lidt under 1/3 af dokumentet, det er ikke mange IT standarder er der så grundige.

I hver rullende enhed, hvad enten det er en vogn, et lokomotiv eller som i IC4, fire fast sammenkoblede vogne, sidder der en 'gateway' fra WTB bussen til den interne "Multifunction Vehicle Bus".

I lokomotiver og traction units skal der være to sådanne gateways af pålidelighedshensyn, mens almindelige togvogne kan nøjes med en gateway.

MVB er 1.5 Mbit/s og kan fremføres som twisted pair eller fiberoptik nær effektelektronikken i traktionsenheder.

Når bremsestyringen i IC4 omtales som "standardkomponent" er der i praksis tale om en kasse som overholder UIC pamphletterne i 54x serien (om bremser) og kommunikerer IEC61375/UIC556 gennem sit MVB stik, med en lokofører et eller andet sted forude, eventuelt igennem et par WTB/MVB gateways og en kilometer kabel.

EU har postet temmelig store poser penge i hele dette koncept, i det håb at man en dag kan kalde en togvogn en togvogn og køre med den i hele Europa, uden at alle involverede skal have en udvidet ledvogter eksamen med certifikat i dobbelt bom.

Hvis I Googler "WTB" "MVB" og "IEC 61375" dukker der et antal gode og instruktive presentationer med gode forklarende tegninger op. Af copyright hensyn må jeg ikke sakse fra dem. Hvis man gør sig lidt umage kan man også finde de faktiske standarder, til trods for at de typisk koster 200EUR ad officielle kanaler.

Mit personlige overordnede indtryk er at der er tale om bundsolidt arbejde, lavet af folk der har øjnene fæstet imod et mål om sikkerhed, pålidelighed og holdbarhed.

Undervisere i datakommunikation kan finde mange gode pædagogiske real-world eksempler i dette tilsyneladende temmelig oversete system.

phk

Poul-Henning Kamp er selvstændig open source-softwareudvikler. Han skriver blandt andet om politik, hysteri, spin, monopoler, frihedskampe gør-det-selv-teknologi og humor.
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Jeg må indrømme, at min begejstring for singlemasterbusser som WTB kan ligge på et meget lille sted. Da alle værdier skal polles, er effektiviteten (antal telegrammer pr. sekund) i forhold til baudraten (1/MindsteSymbolLængde) meget dårlig, og de er håbløse at debugge og f.eks. forbinde til internettet, da man jo ikke bare kan koble sig ind på bussen. Desuden er det ikke specielt raffineret, at man i WTB skal renummerere alle enheder, når nye vogne kobles på i stedet for blot at bruge vognnummeret - f.eks. vogn 22 etc., som står på billetten.

Det kunne gøres langt mere elegant med en multimasterbus efter producer/consumer modellen - specielt en bus, som ikke kræver termineringsmodstande som Max-i. Så er det bare at koble stikkene sammen, og fra alle styrepulte vil man så kunne se, når toget udviddes. Samtidig kan alle styresignaler sendes fra en vilkårlig styrepult, og alle vogne og f.eks. motorer vil modtage den samme kommando nøjagtig samtidig. Styresignalerne behøver ikke engang at renummereres, da f.eks. signaler til motorstyring kan have en fast identifier. Det er kun tilbagemeldingerne, der skal tilføjes det aktuelle vognnummer.

  • 0
  • 0

Desuden er det ikke specielt raffineret, at man i WTB skal renummerere alle enheder, når nye vogne kobles på i stedet for blot at bruge vognnummeret - f.eks. vogn 22 etc., som står på billetten.

Netop det synes jeg er et tegn på intelligent design: Adskil det der har med transporten at gøre, fra hvad markedsføringsafdelingen kan finde på af tåbelige ideer.

Samtidig kan alle styresignaler sendes fra en vilkårlig styrepult, [...]

Nu er der jo nogle sikkerhedsregler om at lokoføreren skal kigge ud af forruden og den slags, så enten formulerer du dig uklart, eller også vil jeg ikke ud at køre med dit tog :-)

Hvis man gør det rigtigt, som UIC 556 har tænkt det, kan du styre togstammen fra "en vilkårlig styrepult", når bare det er en af de to "vilkårlige" styrepulte i enderne af togstammen.

Der hvor jeg synes standarden er uigennemtænkt, er når man har en enkelt bit der siger "vognen har et radiour" uden at indikere om det bruger GPS/DCF77/Rugby, men det skyldes formodentlig at standarden er en oversat fotokopi af et DB arbejde, så et radiour er naturligvis til DCF77, hvad kunne det ellers være ?

  • 0
  • 0

[quote] Desuden er det ikke specielt raffineret, at man i WTB skal renummerere alle enheder, når nye vogne kobles på i stedet for blot at bruge vognnummeret - f.eks. vogn 22 etc., som står på billetten.

Netop det synes jeg er et tegn på intelligent design: Adskil det der har med transporten at gøre, fra hvad markedsføringsafdelingen kan finde på af tåbelige ideer. [/quote]

Ikke forstået. Hver vogn får jo et nummer, der bl.a. bruges til pladsreservation. Det samme nummer kan bruges som tillæg/udviddelse af den identifier, som de enkelte tilbagemeldinger skal have. Samtidig med at man under klargøring sætter vognens nummer, vil en identifier f.eks. ændre sig fra xxx.217 til 22.217 i tilfælde af vogn 22. Enkelt og effektivt.

[quote] Samtidig kan alle styresignaler sendes fra en vilkårlig styrepult, [...]

Nu er der jo nogle sikkerhedsregler om at lokoføreren skal kigge ud af forruden og den slags, så enten formulerer du dig uklart, eller også vil jeg ikke ud at køre med dit tog :-) [/quote]

Så snart togene er koblet sammen, er det bare at låse døren eller dreje en nøgleafbryder, når lokomotivføreren i den bageste vogn forlader styrekabinen; men i en nødsituation vil man faktisk kunne stoppe toget fra det bageste afsnit, hvilket vel ikke er så dumt.

  • 0
  • 0

Ikke forstået. Hver vogn får jo et nummer,

Det nummer du ser på din pladsbillet, har ikke noget med det rullende materiel at gøre og det er derfor det skiltes på elektroniske skilte og med plastic-plader i vinduerne.

Det kræver kun en svagt distræt togbetjent, før hele Kbh-Ålborg togstammen består af 6 gange "vogn 22".

Desuden er numrene i Danmark ikke på togvogne, men på døre.

Den enumerering der sker i UIC 556 sammenhæng er både gennemtænkt og nødvendig.

Jeg synes du burde bruge lidt tid på at læse UIC556, der står meget fornuftigt i om detaljer du formodentlig ikke har overvejet og slet ikke nær så grundigt som DB's ingeniører har.

  • 0
  • 0

Det kræver kun en svagt distræt togbetjent, før hele Kbh-Ålborg togstammen består af 6 gange "vogn 22".

Det opdages let, da antallet af vogne så ikke længere passer. Lokomotivføreren vil jo kunne se en liste over alle vogne (mest betydende bit af dørnummer).

WTB enumereringen nummererer bare udefter til begge sider alt efter hvilken enhed, der nu er master. Når to lige lange togsæt kobles sammen, skal man første finde ud af hvem, der skal være master, og derefter skal halvdelen af toget omnummereres. Desuden siger numrene ikke noget som helst. Det er langt lettere med f.eks. en fejlmelding på 22.xx, der direkte henviser til signal xx i afsnit 22 i stedet for 3.xx, der måske før var nummer -1.xx. Masteren kan jo i princippet befinde sig i en vilkårlig vogn.

Rent hardwaremæssigt er renummereringen også kompliceret, idet hver enhed skal have to kanaler, et koblingsrelæ og to termineringsmodstande, der kan kobles ind og ud - ialt 3 (mekaniske) relæer. Alt den hardware giver en reduceret pålidelighed til ingen nytte - efter min mening.

"Everything should be made as simple as possible, but not simpler." Albert Einstein

  • 0
  • 0

Det kræver kun en svagt distræt togbetjent, før hele Kbh-Ålborg togstammen består af 6 gange "vogn 22".

PS. Han skal nok vågne, så snart en person med pladsreservation til vogn 22 finder ud af, at pladsen allerede er optaget :-)

  • 0
  • 0

[quote]Det kræver kun en svagt distræt togbetjent, før hele Kbh-Ålborg togstammen består af 6 gange "vogn 22".

PS. Han skal nok vågne, så snart en person med pladsreservation til vogn 22 finder ud af, at pladsen allerede er optaget :-)[/quote]

Vognens rolle som personrummende device skal helst være tenikken uvedkommende

  • 0
  • 0

[quote] Samtidig kan alle styresignaler sendes fra en vilkårlig styrepult, [...]

Nu er der jo nogle sikkerhedsregler om at lokoføreren skal kigge ud af forruden og den slags, så enten formulerer du dig uklart, eller også vil jeg ikke ud at køre med dit tog :-)

Hvis man gør det rigtigt, som UIC 556 har tænkt det, kan du styre togstammen fra "en vilkårlig styrepult", når bare det er en af de to "vilkårlige" styrepulte i enderne af togstammen.

Der hvor jeg synes standarden er uigennemtænkt, er når man har en enkelt bit der siger "vognen har et radiour" uden at indikere om det bruger GPS/DCF77/Rugby, men det skyldes formodentlig at standarden er en oversat fotokopi af et DB arbejde, så et radiour er naturligvis til DCF77, hvad kunne det ellers være ? [/quote] Hvis vi antaget at uret er konfigureret, og at tidsinformationen afleveres til resten af toget på samme standardiserede måde, så betyder bittet vel kun at vognen kan vælges som togets tidssource?

Og så er det vel ikke vigtigt om det er GNSS eller langbølge?

  • 0
  • 0

Hvorfor har vognene ikke bare en permanent fast ID i stil med MAC på netkort?

  • 0
  • 0

Hvorfor har vognene ikke bare en permanent fast ID i stil med MAC på netkort?

Godt spørgsmål, alt den stund at en sådan "MAC" er malet på siderne af alt togmateriel i forvejen.

  • 1
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten