Driver Machine Interface

mini|Das DMI im Blickfeld des Triebfahrzeugführers eines mit ETCS geführten Zuges zeigt u. a. die aktuelle und die zulässige Geschwindigkeit an. Das Driver Machine Interface (DMIETCS-Spezifikation, Subset 023, Version 3.3.0, Abschnitt 5) dient im Europäischen Zugbeeinflussungssystem European Train Control System (ETCS) als Schnittstelle zwischen dem Triebfahrzeugführer im Führerstand und dem Triebfahrzeug. Im deutschsprachigen Raum wird der Begriff uneinheitlich u. a. als Führerstandsdisplay, Display, Bildschirmanzeige, Bildschirm, Anlage zur Bildschirmeingabe, ETCS-Display, ETCS-Führerstandsanzeige, Führerstandsanzeige oder Schnittstelle Mensch-Maschine übersetzt.

Über das DMI können Triebfahrzeugführer und ETCS-Fahrzeugausrüstung direkt miteinander kommunizieren.ETCS-Spezifikation, Subset 023, Version 3.3.0, Abschnitt 4 Es visualisiert für ihn die aktuell wichtigsten Informationen der Zugfahrt – darunter die Geschwindigkeit, aktuelle Signale der Zugsicherung sowie den technischen Zustand des Triebfahrzeugs – und muss daher im unmittelbaren Sichtbereich des Triebfahrzeugführers angeordnet werden.

Das DMI ist Teil der ETCS-Fahrzeug-Referenzarchitektur.ETCS-Spezifikation, Subset 091, Version 3.3.0, Abschnitt 4.3. Der Aufbau des DMI richtet sich nach der UIC-Norm 612-0x. Es kann entweder per berührungsempfindlichem Bildschirm oder mit Tastatur bedient werden; die Norm sieht für beide Varianten entsprechende funktionelle Ausführungen vor. Die dargestellten Informationen und die Interaktion zwischen Lokführer und DMI sind Gegenstand des Dokuments ERA_ERTMS_015560, das verbindlicher Bestandteil der aktuellen ETCS-Spezifikation (Baseline 3) ist.ETCS-Spezifikation, Dokument ERA_ERTMS_015560, Version 3.6.0

Mensch-Maschine-Schnittstelle Nach der UIC-Norm 612-0x müssen die Führerräume von Triebfahrzeugen mit vier standardisierten und universell einsetzbaren DMIs ausgestattet sein. Der Aufbau des ETCS-DMI ist pixelgenau definiert. Die Ausschnittsfläche beträgt 310 × 214 mm² bei einer Bildschirmdiagonale von 10,4 Zoll und 640 × 480 Bildpunkten. Modernere DMIs können bis zu 12,4 Zoll Bildschirmdiagonale und mehr Bildpunkte bieten.

Aus einer Vielzahl von Informationen sollen im DMI wesentliche Daten priorisiert und zusammengefasst dargestellt werden. Akustische Signale sollen die Aufmerksamkeit von der Strecke auf das DMI lenken und auf wichtige visuelle Informationen (z. B. bevorstehende Zwangsbremsungen) hinweisen. Die standardisierte Bedienerführung unterstützt die Fokussierung auf besonders wichtige Informationen durch Abdimmen oder Ausblenden weniger wichtiger Informationen. Es war das grundlegende Designziel für das DMI, den Triebfahrzeugführer mit der richtigen Menge an Informationen zu versorgen und ihn weder zu über-, noch zu unterfordern.

mini|Grundsätzlicher Aufbau des DMI Der Aufbau des Displays gliedert sich in sechs Hauptfelder, von links oben nach rechts unten sind dies (Stand: 2004): Die Überwachten Entfernungsinformationen (engl. Supervised Distance Info) werden nur bei einer aktiven Bremskurve angezeigt. Dabei kann es sich um die Darstellung der Zielentfernung, die Zeit bis zu einer Intervention, die Vorhersage der Geschwindigkeit an einer bestimmten Stelle oder die Vorhersage des genauen Ortes, an dem der Zug zum Stillstand kommt, handeln. Das Feld zur Geschwindigkeitssteuerung (engl. Speed Info) enthält Informationen zur Bremskurve und Geschwindigkeitsüberwachung. Diese Informationen müssen nur bei Bewegung des Fahrzeugs angezeigt werden, im Stillstand kann es für andere Funktionen verwendet werden, beispielsweise zur Dateneingabe. Mit Symbolen unterhalb der Tachoscheibe können unter anderem Beschränkungen dargestellt werden, beispielsweise Track Conditions. mini|DMI einer Lokomotive während einer Fahrt mit dem STM PZBmini|DMI während einer Fahrt mit dem STM LZBIm Feld für zusätzliche Fahrinformationen (engl. Supplementary Driving Info) können beispielsweise der ETCS-Level, eine empfohlene Geschwindigkeit, Abweichungen vom Fahrplan oder Informationen zu nationalen Zugbeeinflussungssystemen (Specific Transmission Module, STM) angezeigt werden. Das Feld zur Planung künftiger Ereignisse (auch Vorschaubereich, engl. Planning) enthält eine Vorausschau der für die einzelne Zugfahrt relevanten Streckeninformationen. Darin können beispielsweise das Geschwindigkeitsprofil des Zuges, Ankündigungen von Bahnübergängen oder Bahnhöfen oder Befehle dargestellt werden. Bei Bedarf ermöglicht eine zweite Ebene eine Detaillierung. Damit soll dem Triebfahrzeugführer eine bessere Trennung von sicherheitsrelevanten/unmittelbaren und nicht sicherheitsrelevanten/vorausschauenden Informationen ermöglicht werden. Bei Eintritt in die Bremskurvenüberwachung wird das Feld gedimmt, um die Aufmerksamkeit auf die wichtigsten Informationen zu lenken und damit die Sicherheit des Gesamtsystems zu erhöhen. Die Skala der Vorausschau lässt sich in 6 Stufen von 1 bis 32 km einstellen. Die beiden Felder zur Überwachung technischer Systeme (engl. Monitoring) sind unterhalb der beiden vorgenannten Felder angeordnet. Sie können beispielsweise Informationen zu Türsteuerung, Klimaanlage, nationalen Zugbeeinflussungssystemen, Funk oder auch die Uhrzeit enthalten. Durch diese über die ETCS-Kernfunktionalität hinausgehenden Informationen soll eine Darstellung aller für den Triebfahrzeugführer relevanten Informationen erreicht werden. Lediglich für Daten technischer Diagnosen und Details sollten noch separate Anzeigen notwendig sein. Das Feld für Triebfahrzeugführer-Eingaben (engl. Driver Input) ermöglicht die Eingabe verschiedener Zug- und Triebfahrzeugführer-Daten.

In das DMI können beispielsweise auch Funktionen für Automatisierten Fahrbetrieb (ATO) und Fahrerassistenzsysteme (DMI) integriert werden. Im ATO-Betrieb wird beispielsweise während eines Verkehrshaltes ein Countdown zur vorgesehenen Abfahrtszeit dargestellt.

Darstellung überwachter Geschwindigkeiten Mittels Odometrie ermittelt ETCS laufend die tatsächliche Geschwindigkeit des Fahrzeugs und vergleicht diese mit dem Minimum der zulässigen Geschwindigkeit des Fahrzeugs sowie der Strecke, die per Eurobalise bzw. per Funk (via RBC, in den ETCS-Leveln 2 und 3) übermittelt wird. Dies ist die Grundlage für die Weg- und Geschwindigkeitsüberwachung des Fahrzeugs und Aufgabe der ETCS-Fahrzeugeinrichtung (engl. Onboard Unit, OBU). Das DMI dient der Darstellung der aktuellen Werte.

In der ETCS-Betriebsart Vollüberwachung (engl. Full Supervision, FS) wird, nach dem Vorbild der Linienförmigen Zugbeeinflussung (LZB), zwischen verschiedenen Überwachungszuständen unterschieden.

Sollgeschwindigkeit

Überwachung der Sollgeschwindigkeit (engl. Ceiling Speed Monitoring, CSM), wenn die Einhaltung einer konstanten zulässigen Geschwindigkeit überwacht wird und kein Geschwindigkeitswechsel auf eine niedrigere Geschwindigkeit ansteht: Normaler Zustand, wenn die tatsächliche Geschwindigkeit des Zuges unterhalb der Sollgeschwindigkeit liegt. Der Tachometerkreis (engl. Hook) gibt dann die Sollgeschwindigkeit dunkelgrau an. Wenn es über einen bestimmten Nationalen Wert angefordert wird, wird seit ETCS-Version Baseline 3 Release 2 im CSM die Zielgeschwindigkeit angezeigt, indem der Bereich des Tachokreises zwischen der Sollgeschwindigkeit und der Zielgeschwindigkeit weiß eingefärbt. Dies ähnelt der abgeschafften Ankündigungsüberwachung, allerdings wird hier die Zielgeschwindigkeit immer angezeigt, unabhängig von der Entfernung zum Ziel. Eine Geschwindigkeitsüberschreitung wird angezeigt, wenn die tatsächliche Geschwindigkeit über der Sollgeschwindigkeit liegt. Auf der kreisförmigen Geschwindigkeitsanzeige wird der Bereich zwischen Sollgeschwindigkeit und der Eingriffsgeschwindigkeit (bei der ETCS ein Bremskommando ausgibt) in oranger Farbe dargestellt, zusätzlich wird die Tachnonadel orange gefärbt. Die farbliche Warnung erlischt wieder, sobald die tatsächliche Geschwindigkeit des Zuges wieder die Sollgeschwindigkeit unterschreitet. Der Warnstatus wird aktiviert, sobald die tatsächliche Geschwindigkeit des Zuges die Warngeschwindigkeit überschreitet. Er wird erst wieder deaktiviert, wenn die tatsächliche Geschwindigkeit des Zuges die Sollgeschwindigkeit unterschreitet. Die optische Darstellung entspricht jener der Geschwindigkeitsüberschreitung, es ertönt dabei dauerhaft ein akustisches Warnsignal. Ein Bremseingriff erfolgt, sobald die tatsächliche Geschwindigkeit des Zuges den Wert der Eingriffsgeschwindigkeit (engl. First Line of Intervention) überschreitet. In der kreisförmigen Geschwindigkeitsanzeige wird der Bereich zwischen zulässiger und tatsächlicher Geschwindigkeit rot dargestellt, die Tachonadel wird rot gefärbt und unterhalb der Levelanzeige erscheint ein Symbol für den Bremseingriff. Die Anzeige des Bremseingriffs erlischt, sobald ETCS kein Bremskommando mehr ausgibt. Das Warnsignal des Warnstatus ertönt dabei weiter, bis die zulässige Geschwindigkeit wieder unterschritten wird.

Zielentfernung

Die Zielentfernung wird als Entfernung, bis zu der die angekündigte niedrigere Geschwindigkeit erreicht sein muss, links des Tachos als Balkendiagramm mit Meterwert angegeben. Der Bereich der bevorstehenden Geschwindigkeitsabsenkung sowie die Tachonadel werden in weißer Farbe dargestellt. Zusätzlich gibt es eine einmalige akustische Information. Die Ankündigungsüberwachung (engl. Pre-Indication Monitoring, PIM) beginnt zehn Sekunden vor Erreichen der Sollbremskurve und mit dem Übergang in die Zielgeschwindigkeitsüberwachung. Die Ankündigungsüberwachung ist mit der ETCS-Version Baseline 3 Release 2 entfallen.

Zielgeschwindigkeit

Die Zielgeschwindigkeitsüberwachung (engl. Target Speed Monitoring, TSM) beginnt mit dem Erreichen der Indication Curve.ETCS-Spezifikation, Subset 026, Version 3.6.0, 3.13.10.6.1 Ab ETCS-Version Baseline 3 Release 2 wird bei Beginn dieser Überwachung oder dem Wechsel dieser Überwachung auf einen neuen Zielpunkt ein Informationston einmalig abgespielt. Der Ankündigungsstatus (engl. Indication Status) wird mit Beginn der Zielgeschwindigkeitsüberwachung erreicht und endet an dem Punkt, an dem die Sollgeschwindigkeit erreicht wird. Der Bereich der bevorstehenden Geschwindigkeitsabsenkung sowie die Tachonadel werden in gelber Farbe dargestellt. Geschwindigkeitsüberschreitungen, Warnungen und Bremseingriffe erfolgen entsprechend der Überwachung der Sollgeschwindigkeit. Abweichend zur Überwachung der Sollgeschwindigkeit wird bei Geschwindigkeitsüberschreitung zusätzlich ein einmaliger Warnton abgespielt.

ETCS kann mehrere Bremszielpunkte verwalten. Dem Triebfahrzeugführer wird dabei nur der relevanteste Zielpunkt („Most Relevant Displayed Target“, MRDT) angezeigt.ETCS-Spezifikation, Subset 026, Version 3.6.0, 3.13.10.3.9ETCS-Spezifikation, Subset 026, Version 3.6.0, 3.13.10.4.2

Release Speed

Die Release-Speed-Überwachung (engl. Release Speed Monitoring, RSM) dient dem Ausgleich von Ungenauigkeiten der Odometrie und ermöglicht, mit niedrigen Geschwindigkeiten bis zu einem ETCS-Halt (Ende der ETCS-Fahrterlaubnis) vorzuziehen. Ohne diese Funktionalität würde die Bremskurve zu weit vor dem Hauptsignal/Signal Ne14 ablaufen. Die Release Speed wird mit hellgrauer Farbe auf dem äußeren Rand der kreisförmigen Geschwindigkeitsanzeige dargestellt. Kurz vor dem ETCS-Halt kann die Release Speed dabei größer als die zulässige Geschwindigkeit sein.

Weitere Betriebsarten Beim Fahren auf Sicht (ETCS-Betriebsart On Sight) sind die Anzeigen auf ein Minimum reduziert, um den Triebfahrzeugführer nicht unnötig von der Streckenbeobachtung abzulenken und eine klare Unterscheidung zum Fahren in Vollüberwachung zu schaffen. Die zulässige Geschwindigkeit wird nur durch einen Haken am Rand der Tachoscheibe angezeigt, auf die kreisförmige Geschwindigkeitsanzeige wird verzichtet. Mit einer Umschalttaste kann eine zusätzliche Anzeige der Zielentfernung und Release Speed (jeweils nur digital) aktiviert werden.