Technik für Bahnen
Reisefähige Industrie-Computer
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Verfügbarkeit: Ausfällen vorbeugen
Verfügbarkeit kann im Bahnbereich in drei Grade eingeteilt werden. Am ehesten wird mit der Verfügbarkeit die MTBF, also die mittlere Zeit zwischen zwei Ausfällen bezeichnet (Mean Time Between Failure). Diese Verfügbarkeit ersten Grades ist durch entsprechende Qualität bei den Bauelementen, gutem Netzteil und weiteren Vorsorgemaßnahmen im gewünschten Maße realisierbar. Dabei muss man aber ganz besonders in der Materie zu Hause sein und zum Beispiel das Gesetz von Arrhenius sehr ernst nehmen. Es besagt, dass jede Erhöhung der mittleren Betriebstemperatur um 10 °C die Lebensdauer halbiert. Ein geeignetes Kühlmanagement ist also unverzichtbar.
Die Verfügbarkeit zweiten Grades beschreibt die Ersatzteilfähigkeit und geht grob einher mit der Berechnung der MTBF. Daraus ergibt sich eine Menge an Ersatzbaugruppen, die vorrätig zu halten sind. In der Regel »delegiert« der Kunde gerne an den Lieferanten und verlässt sich darauf, die gewünschte Baugruppe auch nach Jahren geliefert zu bekommen. Das setzt ein entsprechend potentes Ersatzteilmanagement voraus. Ein Hersteller aus Deutschland, mit eigener Entwicklung (auch im besonders kritischen Systemsoftwarebereich wie BIOS und Treiber) und eigener Fertigung, ist dann für deutsche oder europäische Bahnkunden strategisch geeigneter als etwa ein asiatischer oder amerikanischer Lieferant.
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Während Rechnertechnik im Desktop-Bereich (und noch kritischer, im Smartphone-Bereich) nach einem Jahr schon »alt« erscheinen kann, müssen Applikationen im Bahnbereich eher ein oder zwei Jahrzehnte durchhalten. Hier wird die Verfügbarkeit dritten Grades relevant, die die Nachlieferfähigkeit beschreibt. Während für eine ausgelieferte Population die Ersatzteilvorhaltung geregelt werden kann, ist die Ausstattung weiterer Fahrzeuge nach einigen Jahren nicht mehr so leicht möglich, da die entsprechenden Komponenten nicht mehr erhältlich sind. EKF setzt als Strategie zur Erreichung einer hohen Verfügbarkeit dritten Grades zum Beispiel nur Komponenten der Intel Embedded-Linie ein, die eine Lifetime von 15 Jahren garantiert – ein gigantischer Wert im Vergleich zur Consumer Linie mit ihren »schmalen« zwei Jahren Lifetime.
Die neuerdings 15 Jahre gelten natürlich auch für die sogenannte »Glue Logic« im eigentlichen Sinne, also für jene Komponenten, die neben Prozessor und Chipsatz unverzichtbar für ein Rechnersystem sind und nicht von Intel produziert werden. EKF orientiert sich dabei an den Intel-Referenzen, d.h. es werden nur Bauelemente-Hersteller einbezogen, die die neue Embedded-Politik Intels mitgehen. Und dennoch muss man bei aller Vorsicht auch mit unplanmäßigen EoL-Ankündigungen (End of Life) rechnen. An dieser Stelle spielt EKF einen weiteren Hersteller-Trumpf aus: Durch klimatisierte Lagerkapazitäten (Trockenschränke) im eigenen Haus kann über Jahre hinweg die qualitätsstabile Lagerung kritischer Bauelemente gewährleistet werden.
Strom aus der Steckdose
Die Anforderungen an die Energieversorgung sind immens: Überspannungen sollen als Transiente mit bis zum 1,4-fachen der nominellen Eingangsspannung abgefangen werden. Dabei kann die Dauer des Ereignisses bis zu 1000 ms betragen. Auch sehr ambitioniert ist diese Forderung der Norm: Brown-Outs, also kurze Spannungsausfälle, sollen bis zu 10 ms toleriert werden. EKF hat sich an dieser Stelle mit einem Spezialisten für Stromversorgungen zusammengetan, Elma aus Wetzikon in der Schweiz, einer bekannten Größe im Marktsegment. Elma liefert Netzteile, Busrückwände und Baugruppenträger, fertig konfektioniert wie vom Kunden benötigt, die dann nur noch mit den entsprechenden Baugruppen von EKF komplettiert werden müssen.
Die Zusammenarbeit ist wechselseitig fruchtbar – Elma fungiert einerseits als Hersteller bahntauglicher Komponenten für EKF, die daraus CompactPCI-Industrierechner für Software- und Systemhäuser im Bahnbereich erstellen. Zum anderen setzt Elma die CompactPCI-Baugruppen der EKF in ihren Projekten ein.
Bewährter Partner
EKF wurde 1972 in Hamm gegründet. Eine Konzentration auf deutsche Ingenieurstugenden im Design von Baugruppen und Systemen, eine gewisse Unaufgeregtheit bei technischen Hypes, ausgestattet mit einem guten Gespür für das technisch Machbare sind Markenzeichen des Unternehmens. Seit fast 50 Jahren stellt EKF unter Beweis, dass Aussagen zum Thema bahntaugliche System nicht nur gemacht, sondern auch eingehalten werden können.
Display im Fenster
Elon Musk brachte für sein Hyperloop-Projekt die Idee ins Spiel, anstelle von Fenstern große Displays einzubauen, die die vorbeirasende Landschaft zeigen. In einem Geschoss, das in einer abgeschlossenen Röhre fährt, sorgt das für eine schöne Illusion – die Deutsche Bahn hat aber noch echte Fenster mit realen Landschaften dahinter. Trotzdem hat sich die Bahn für ihren »Innovation Train« etwas von Hyperloop abgeschau: Die Einspiegelung von Display-Inhalten in die Fenster. Statt künstlicher Landschaften könnten auch Informationen über den nächsten Halt und die Anschlussverbindungen angezeigt werden – ähnlich wie bei Head-up-Displays im Auto oder Augmented-Reality-Anwendungen.
https://www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/verkehr/vorbild-hyperloop-bahn-zugfenster-display/
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