Kommunikation mit den Fahrzeugen

Der Titel kann schon etwas verwirren, aber wenn man es genau betrachtet, stimmt er. Wir kommen nun zur Kommunikation mit Fahrzeugen. Ich führe hier am Besten ein Beispiel an, das Sie kennen. Die Wahl fiel diesmal auf den Computer. Diesen benutzen Sie gerade um diese Seite zu lesen. Der Computer ist eine Maschine, die mit Ihnen spricht. Wenn er ein Problem hat, dann meldet er Ihnen dieses mit einer Meldung auf dem Bildschirm.

Diese Meldung bestätigen Sie gewöhnlich mit einem Klick auf die Fläche OK. Schon haben Sie mit dem Computer kommuniziert. Er meldete Ihnen schriftlich einen Vorfall, diese Meldung bestätigten Sie mit einem Tastendruck. So weiss der Computer nun, dass Sie diese Meldung empfangen und verstanden haben. Er führt dann die von Ihnen gewählte Aufgabe aus. Diese kann natürlich auch im Modell hinterlegt sein. Entscheidend ist die Kommunikation.

Klar, ein Computer ist eine sehr gut ausgerüstete Maschine, aber Sie werden schnell erkennen, dass auch einfache Anzeigen eine Information für Sie bedeuten kann. Eine Info, die Sie zum handeln auffordert. Das kann der Kochherd sein, der mit einer roten Lampe anzeigt, dass er eingeschaltet ist. Sie drehen daraufhin an einem Knopf, bis die Lampe erlischt. Eine einfache Kommunikation zwischen zwei Systemen.

Wir unterteilen die Kommunikation von Seiten der Maschine, denn Ihre Handlung wird immer gleich sein, denn Sie drücken eine Taste, drehen einen Knopf oder tippen auf eine Schaltfläche. Die Maschinen kann zwei unterschiedliche Wege benutzen um Sie über einen Schaltzustand zu Informieren. Darunter fallen optische und akustische Signale. Es kann aber auch eine Bewegung sein, denn Ihr Mobiltelefon vibriert, wenn ein Anruf kommt.

Optische Signale

Sie glauben nicht, wie oft Maschinen mit optischen Signalen arbeiten. Schauen Sie doch nur einmal in Ihrem Haus nach. Der Computer, der Meldungen auf den Bildschirm bringt, benutzt ebenso optische Meldungen, wie ein Radio, der mit einer roten Lampe anzeigt, dass er eingeschaltet ist und eigentlich Musik abspielen will. Das was Sie hören ist vermutlich Musik, auch wenn sie nicht Ihrem Geschmack entspricht.

Gerade die letzte Lösung ist eine oft verwendete Möglichkeit, einer Maschine die Möglichkeit zu geben, zu Ihnen zu sprechen. Die Maschine spricht nur mit den Mitteln mit Ihnen, die man Ihr gegeben hat. Aussuchen, welches Mittel sie benutzt, hat die Maschine nicht. Sie kann nicht wählen. Das kann dazu führen, dass die Maschine eine Information nicht übermitteln kann. Eine blinde Person sieht die rote Lampe schlicht nicht.

Diese Freiheit haben nur wir Menschen. Wir können interaktiv kommunizieren. Eine Geste wird mit Worten unterschützt und der Empfänger zeigt uns an, dass es diese Signale empfangen hat. Er deutet uns aber auch an, dass er die Information nicht versteht und wir reagieren darauf. Eine Maschine, wie zum Beispiel eine Lokomotive, kann das jedoch nicht, sie benutzt die rote Lampe, ob sie verstanden wird oder nicht.

Der Leuchtmelder: Die rote Lampe nennen wir nun korrekt Leuchtmelder. Sie beben eine Information aus, indem sie leuchten. Jedoch können Leuchtmelder mehr, als das eine schlichte Lampe könnte. Die schlichte Lampe im Wohnzimmer leuchtet, oder leuchtet eben nicht. Das hängt vom Schalter ab, den Sie bedient haben. Ein Leuchtmelder hat dabei mehrere Funktionen um unterschiedliche Meldungen auszugeben.

Leuchtmelder können drei unterschiedliche Informationen mitteilen, die einfach verständlich sind. So sind schon sehr viele Informationen mit einer einzigen Anzeige möglich.

Wir werden uns nun diese drei Schaltungen kurz ansehen, denn zu sehr ins Detail gehen werden wir nicht, da das oft von der Maschine abhängt. Was letztlich der Leuchtmelder mitteilt, finden Sie in der verhassten Gebrauchsanleitung. Die ist wirklich sinnvoll, auch wenn man sie nie versteht.

Gehen wir davon aus, dass die Maschine bei dunkler Lampe schlicht ausgeschaltet ist, oder es keine Meldung gibt, die mitgeteilt werden muss. Wir haben jetzt die Information, dass alles in Ordnung ist.

Fachlich spricht man nun davon, dass die mit dem Leuchtmelder anzeigte Funktion nun in der Grundstellung ist. Das muss nicht heissen, dass das Gerät dabei ausgeschaltet ist, denn es zeigt nur eine Grundstellung der Apparatur an.

Beginnt die Maschine mit dem Leuchtmelder jedoch zu blinken, haben wir eine zweite Information. Die Lampe im Leuchtmelder ist nun unschlüssig, ob sie leuchten soll oder nicht. Damit teilt die Maschine mit, dass eine Schaltung, die angefordert wurde, noch nicht bereit steht. Man kann Sie aber mit einer blinkenden Meldung darauf aufmerksam machen, dass Sie eine Meldung besonders zu beachten haben.

Die dritte Meldung erfolgt durch das Aufleuchten der entsprechenden Lampe. Jetzt wird der angeforderte Schaltzustand angezeigt. Dazu nehme ich nun ein Beispiel. Der gesenkte Stromabnehmer ist ein besonderer Zustand, daher leuchtet der Leuchtmelder. Wird der Hebevorgang angefordert, blinkt der Leuchtmelder, da die gewünschte Stellung noch nicht erreicht ist. Bei erlöschen des Leuchtmelder ist der Stromabnehmer gehoben.

Komplizierte Maschinen, wie zum Beispiel Lokomotiven, benutzen viele Leuchtmelder. Dazu werden diese Leuchtmelder mit einem Symbol versehen und so deren Bedeutung umschrieben. So zeigt ein Leuchtmelder mit einem aufgemalten Stromabnehmer an, ob der Stromabnehmer gehoben oder gesenkt ist. Wann der Leuchtmelder leuchtet, hängt davon ab, wie man die Maschine gebaut hat und was man mit dem Leuchtmelder mitteilen will.

Das Instrument: Eine ganz andere Form der optischen Anzeige sind die Instrumente. Diese geben differenzierte Meldungen über bestimmte Werte aus. Diese Werte können dann anhand einer Skala abgelesen werden. Wir erkennen den Wert, der sich in einem gewissen Bereich bewegen kann. Doch am besten bringe ich hier ein Beispiel, mit dem Sie ein Instrument erkennen können. Dazu wähle ich das Thermometer.

Bei einem Thermometer lesen Sie ab, wie warm oder kalt es in der Umgebung ist. Anhand der angebrachten Skala und dem seit der Kindheit vermittelten Wissen, können wir die angezeigten Werte erkennen.

Genau solche Instrumente helfen aber auch Maschinen, bestimmte Werte anzuzeigen. Dazu ge-hören Drücke in Luftleitungen, aber auch Ströme, die in einem Kabel fliessen. Was das Instrument anzeigt, hängt davon ab, wie es gebaut wurde.

Dabei erlaubt das Instrument nur genaue Angaben in einem beschränkten Messbereich. Werte die höher oder kleiner sind, können nicht mehr angezeigt werden. Entscheidend ist, wie die Skala, die leicht verändert werden kann, ausgelegt ist.

Die meisten Instrumente zeigen jedoch den normalen Betriebszustand an. Der kann sich aber bei einigen Informationen in einem bestimmten Bereich bewegen, so dass man ein Instrument benötigt.

Auf Lokomotiven werden die Instrumente auf einem Instrumentenpult zusammengefasst. Dadurch sind alle Instrumente nahe beisammen, was eine einfache und schnelle optische Kontrolle erlaubt.

Gerade Instrumente sind wichtige Anzeigen. Man kann nicht mit einem flüchtigen Blick darauf feststellen, es ist an oder aus. Man muss speziell schauen um den Wert, der angezeigt wird, zu erkennen.

Nur schon deswegen ist ein Instrumentenpult von Vorteil, denn man kann mit einem Blick alle Anzeigen auf einen Blick genau erkennen und weiss so ohne lange zu suchen, welcher Wert genau angezeigt wird. Kommt hinzu, dass in einem solchen Pult die Instrumente zusammengefasst werden können, was eine kompaktere Bauweise erlaubt. Sie sehen, ein Instrumentenpult bietet Vorteile, wenn man mehr als ein Instrument verwenden muss.

Das MMI: Kein Mensch verwendet hier den ausgeschriebenen Begriff. Das MMI ist ein Men – Maschine – Interface. Hier handelt es sich bereits um eine Kombination, denn das MMI kann Meldungen optisch anzeigen, aber auch Inputs in Empfang nehmen. Von all den Anzeigen, die eine Maschine haben kann, ist sie am nächsten mit dem Computer, den Sie zu Hause benutzen, verwandt. Daher erkläre ich Ihnen das MMI anhand der Computer.

Die meisten älteren Computer arbeiten mit einem Bildschirm, wo die Informationen angezeigt werden. Sie haben dazu ein Gerät, das Sie mit der Hand bedienen. Mit diesem Gerät verschieben Sie auf dem Bildschirm einen kleinen Zeiger.

Wollen Sie eine Meldung auf dem Bildschirm bestätigten, verschieben Sie den Zeiger und drücken eine Taste. Der Computer führt daraufhin den Befehl aus. Wir haben eine primitive Form des MMI.

Arbeiten Sie mit einem Computer, der auf Berührung des Bildschirms reagiert? Dann arbeiten Sie vermutlich mit einem MMI. Wie, Sie glauben mir nicht? Doch, das Display, das Ihre Befehle auf dem Tablet auswerten kann, ist ein MMI.

Hier erfolgt die Anzeige und Sie tippen mit dem Finger auf die Anzeige. Daraufhin wird der gewünschte Befehl ausgeführt und der Computer zeigt das gewünschte Bild an. Montiert man das auf einer Lokomotive, nennt man es MMI.

Das MMI ist ein ist eine Schnittstelle, die in beiden Richtungen kommunizieren kann. Genau wie Ihr PC mit dem schicken Bildschirm, der auf Berührungen des Fingers reagiert. Die Informationen werden durch die Berührung an den Computer übertragen, dieser wiederum benutzt die gleiche Anzeige dazu, um Ihnen ein Bild anzuzeigen. Natürlich arbeitet man bei einem Tablet nicht mit der Bezeichnung MMI, denn das klingt etwas zu technisch.

Ich kann Sie daher beruhigen, man spricht wirklich nur auf Lokomotiven von einem MMI. Das MMI ist eine elektrische Anzeige für den Lokführer. Sie können sich das einfach so vorstellen, dass er beim MMI alle Informationen über diesen Bildschirm bekommt. Leuchtmelder oder Instrumente sind dann nicht mehr nötig. Lange nicht jede Anzeige wird aber über das MMI erfolgen, denn es gibt Informationen, die nicht mit einem Bildschirm angezeigt werden dürfen, weil sie optisch nicht verstanden würden.

Akustische Signale

Maschinen benutzen auch akustische Signale um eine Meldung an den Benutzer zu übermitteln. Dabei kommen oft einfache Klänge vor. Eine Sirene an einer Maschine signalisiert Ihnen, dass sich diese demnächst in Bewegung setzt und Sie besser in Sicherheit gehen. Auch Ihr Computer benutzt, wenn er keine andere Möglichkeit mehr hat, akustische Signale. Diese werden auch gehört, wenn man sich nicht direkt um die Maschine kümmert.

Bei der Eisenbahn sind akustische Signale sicherlich schon früh gekommen. Nur, waren es immer Menschen, die diese gaben. Aber auch die Lokomotiven hatten akustische Signale mit denen sie die Leute warnten. Es liegt deshalb auf der Hand, sich um akustische Signale von Maschinen zu kümmern. Dabei geht es nicht zwingend um Warnsignale, sondern um Hinweise der Maschine, die eine Handlung der Bediener erfordert.

Ich nehme dazu das Telefon. Es ist ein technisches Gerät, das zu Ihnen mit akustischen Signalen spricht. Denken Sie nach, wie könnten Sie ohne den Klingelton wissen, dass jemand Sie anrufen möchte? Das Telefon meldet sich deshalb akustisch und teilt Ihnen damit mit, dass Sie am Telefon erwartet werden. Es ist eine einfache Lösung für eine akustische Meldung eines Gerätes. Mit modernen Geräten bieten sich hier viele Klänge, aber am Grundsatz ändert sich nichts.

Auf Lokomotiven kommen weniger akustische Signale vor, denn diese können durch den umgebenden Lärm übertönt werden. Zudem bemerkt niemand, wenn ein akustisches Signal wegen einem Defekt ausfällt. Daher benutzt man auf Lokomotiven akustische Signale nur als Warnung. Das heisst, wenn das akustische Signal ausfällt, kann keine gefährliche Situation entstehen. Die Maschine reagiert mit einer Funktion zur Sicherheit und niemand weiss warum.

Der Lautsprecher: Damit wir die sprachlichen Informationen überhaupt hören, müssen wir der Maschine einen elektrischen Mund geben. Diesen elektrischen Mund nennt man Lautsprecher. Die elektrischen Signale werden dort in Klänge umgewandelt. Diese Klänge hören wir und können entsprechend reagieren. Diese Klänge entstehen aber, weil es in der Luft die entsprechenden Schallwellen gibt. Doch wie werden die erzeugt?

Der Lautsprecher ist eine elektrische Spule, die durch die Ströme in Schwingung versetzt wird. Dabei wird die Luft in Bewegung versetzt und es entsteht ein Geräusch. Damit wir dieses hören können, wird die Schwingung der Spule auf eine Membrane übertragen. Die Schwingungen werden so verstärkt und das erzeugte Geräusch lauter und für uns nun hörbar. Wir hören das akustische Signal der Maschine und können entsprechend handeln.

Solche Lautsprecher gibt es überall. Ihr Telefon und sei es noch so klein, benutzt einen Lautsprecher. Vermutlich haben Sie bei der Stereoanlage viel Geld für diese Lautsprecher ausgegeben. Der Vorteil von Lautsprechern ist, dass sie differenzierte Meldungen ausgeben können. So erkennen wir am Telefon die Stimme der anrufenden Person, obwohl das Geräusch von einem Gerät kommt. Sie sehen, wie gut sich diese Lautsprecher bewährt haben.

Man kann so akustische Signale auch viel differenzierter nutzen. Stellen Sie sich doch einmal vor, die Maschine könnte zu Ihnen sprechen. Das ist durchaus möglich, denn Sie können ein Buch mit Hilfe der Lautsprecher auch hören. Diese Hörbücher sind ganz normale Bücher, die jemand für Sie gelesen hat. Jetzt hören Sie einfach seiner Stimme zu und erfahren so, was in dem Buch steht. Es gibt Leute, die sich an Hörbücher erfreuen können.

All das funktioniert nur dank den Lautsprechern. So vielseitig diese Lautsprecher bei Ihnen sind, so vielseitig sind sie auf Lokomotiven. Dabei geben die Lautsprecher oft nur piepsende Töne oder ein Geräusch einer Sirene ab. Einfach gesagt, man könnte ihn durch eine Glocke ersetzen. Doch moderne Lokomotiven benutzen den Lautsprecher viel differenzierter, als das früher der Fall war. Das hängt jedoch nur von der Ansteuerung des Lautsprechers ab. Wenn wir das richtig machen, haben wir eine Sprachausgabe.

Die Sprachausgabe: Unsere Maschine kann mit einer sprachlich gesteuerten Kommunikation arbeiten. Die nennt man Sprachausgabe. Schliesslich könnte das Telefon statt klingeln auch schreien, „es kommt ein Anruf!“, oder „he Kumpel, Telefon!“. Es benutzt ein sprachlich gesteuertes akustisches Signal, das über den Lautsprecher ausgegeben wird. Eine simpel einfache Sache und viele Mobiltelefone benutzen mittlerweile richtig komische Klingeltöne.

Diese sprachlich gesteuerte Information einer technischen Einrichtung setzte sich auch bei Maschinen durch. Dabei sind bei der Maschine einige festgelegte Begriffe gespeichert, die werden dann durch die Maschine bei Bedarf ausgegeben. Eine solche Sprachausgabe haben wir bereits kennen gelernt, denn bei einem Mobiltelefon kann man solche abspeichern. Das Handy klingelt nicht mehr, sondern spricht zu Ihnen.

„He Kumpel, ein Telefon“ und „Huhui ein SMS“ könnten dann die Signale der Sprachausgabe sein. Sie haben so eine Sprachausgabe auf Ihrem Handy. Die Sprachausgabe von Lokomotiven kann mehr Informationen übermitteln, hat aber letztlich den genau gleichen Ablauf, denn die sprachlichen Begriffe sind gespeichert und werden bei Bedarf vom Computer abgerufen. Ihr Mobiltelefon unterscheidet vielleicht die Anrufer.

Welche Tonlage unsere Maschine haben soll, entscheidet der, der die Programmierung vornimmt. Gerade bei der Sprachausgabe kann das wichtig werden. Stellen Sie sich vor, die Maschine benutzt ein akustisches Signal um Ihnen eine Störung zu melden. Was klingt nun angenehmer, die harte kantige Männerstimme oder eine weiche weibliche Stimme, die Ihnen den Begriff Störung ins Ohr säuselt.

Man kann einer Maschine dank der Sprachausgabe auch das passende sprachliche Gesicht verpassen, denn eine Lokomotive wäre wohl eher weiblich und ein Bagger eher männlich. Letztlich ist das aber weniger wichtig, denn die Technik unterscheidet nicht in den Tonlagen und knallt so ein hartes „Störung“ an den Kopf. Der Mensch benutzt feinere Tonlagen um unangenehme Informationen zu übermitteln. Die Probleme zu Hause kündigen sich immer mit den Worten "Du, Schatz..." an.

Der Computer einer Lokomotive kann das nicht, er benutzt die gleiche stimmliche Lage für alle erdenklichen Informationen. Der Hinweis klingt dann ebenso hart, wie die Störung. Nur, ein Problem haben wir bei der Sprachausgabe, denn welche Sprache soll es denn sein. Ein Lokführer, der nicht deutsch spricht, kann mit der deutschen Störung nicht viel anstellen, er versteht sie nicht. Sprachausgaben sind daher nicht nur gut geeignet.

Man muss der Maschine somit noch Sprachen eingeben. Denn nur so kann sie dem Menschen passende Laute von sich geben. So kommt es, dass der Lokführer in Deutsch mit einer harten männlichen Stimme auf eine Störung hingewiesen wird. Sein Italienisch sprechender Kollege erhält eine weibliche Stimme, die ihm „havaria“ ins Ohr säuselt. Sie können nun selber entscheiden, wie Sie über eine Störung informiert werden wollen.

 

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