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Bahnanzeigesysteme scheitern selten an der Bildqualität. Sie scheitern vielmehr an Details, die erst im Betrieb sichtbar werden: ein Display, das in einem dunklen Führerstand unlesbar ist, ein Bahnsteigschild, das in der Nachmittagssonne bei einem bestimmten Winkel überstrahlt, oder ein Stecker, der nach einem Jahr Gleisvibrationen Wackelkontakte aufweist.
Es behandelt die Funktionen eines Displays im Fahrzeug, die Umgebungsbedingungen an den jeweiligen Montagepositionen und die Nachweise, die ein Lieferant erbringen sollte. Qualifikationsstandards werden als separates Thema mit eigenen Seiten behandelt.
Die meisten Anzeigetafeln im Schienenverkehr erfüllen drei Funktionen, die jeweils unterschiedlich bewertet werden. Die Fahrerinformationsanzeige dient dem Bediener als Bedienerschnittstelle: Sie muss ständig, aus nächster Nähe und mitunter in einem abgedunkelten Führerstand lesbar sein. Die Fahrgastinformationsanzeige ist für die Öffentlichkeit bestimmt und muss aus der Ferne, aus einem Winkel und während der Fahrt lesbar sein. Außen- und Bahnsteigseitige Beschilderungen müssen Witterungseinflüssen, Reinigung und Stößen standhalten und gleichzeitig aus mehreren Metern Entfernung lesbar bleiben.
Die Kriterien für ein gutes Display sind daher unterschiedlich. Bei einem Fahrerhausdisplay kommt es auf den Dimmbereich, die Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung und die Abwesenheit von Ablenkungen an. Bei einem Fahrgastdisplay werden der Kontrast aus verschiedenen Blickwinkeln und die Lesbarkeit kurzer Texte bei hellem Licht beurteilt. Ein Außendisplay wird hinsichtlich Dichtigkeit, Stoßfestigkeit und Lesbarkeit bei direkter Sonneneinstrahlung bewertet.
Die Entscheidung, welches der drei Programme einkauft, beseitigt die meisten nachfolgenden Fehlvergleiche. Sie legt außerdem die Montageposition fest, und diese bestimmt nahezu alle weiteren Anforderungen in diesem Artikel.
Dasselbe Fahrzeug ist an seinen Anzeigeflächen sehr unterschiedlichen Bedingungen ausgesetzt. Vereinfacht gesagt: Die Fahrerkabine ist zwar klimatisiert, aber nachts dunkel und Vibrationen des Drehgestells ausgesetzt; der Fahrgastraum ist ein öffentlicher Bereich, der häufig gereinigt wird; die Außenfläche ist Witterungseinflüssen, Waschen und Stößen ausgesetzt; und im Gerätebereich konzentrieren sich Hitze, Erschütterungen und Kondensation.
| Einbaulage | Temperatur | Leicht | Vibration und Schock | Wasser und Reinigung |
|---|---|---|---|---|
| Kabine, Schreibtischmontage | Mäßig, mit einem kalten Bad über Nacht | Dunkle Kabine; ein kontrollierter Dimmbereich ist unerlässlich | Traktion und Schienenvibrationen am Schreibtisch | Gelegentliches Abwischen |
| Informationen für Salonpassagiere | Warm im Betrieb, kalt über Nacht | Innenbeleuchtung und Blendung durch Fenster | Vibration und Fahrgastkontakt | Regelmäßige Reinigung mit Chemikalien |
| Außen- und Bahnsteigbeschilderung | Voller Umgebungsbereich, von Sonne bis Frost | Direktes Sonnenlicht, weite Betrachtungswinkel, große Lesereichweite | Windlast und vorsätzlicher Aufprall | Regen, Gischt und Waschen |
| Gerätebereich | Wärme von benachbarten Geräten | Im Service nicht angezeigt | Höchste Stoßbelastung am Fahrzeug | Kondensation, Schmutz und Ölnebel |
Die Matrix dient als Ausgangspunkt für die Spezifikationsbesprechung und ersetzt keine Messung. Bei ungewöhnlichen Montageorten – beispielsweise über einer Tür, an einem Fenster oder in eine bestehende Anlage integriert – ist eine Vermessung vor Ort zuverlässiger als die Hochrechnung von einem ähnlichen Projekt.
Die Helligkeit im Bahnbetrieb ist eher eine Frage der Reichweite als der Spitzenwerte. Ein Führerstandsdisplay muss in einem beleuchteten Führerstand gut lesbar und in einem dunklen komfortabel sein, ohne dabei zum hellsten Objekt im Sichtfeld des Lokführers zu werden. Ein Fahrgastdisplay in einem hellen Bahnhof benötigt ausreichend Helligkeit, um das Umgebungslicht zu überstrahlen; nachts gelten dafür keine vergleichbaren Anforderungen.
Zu den Anforderungen, die festgehalten werden sollten, gehören die maximal benötigte Lichtstärke am Montageort, die niedrigste Helligkeitsstufe, bei der das Display noch einwandfrei funktioniert – kein Flimmern, keine Farbverschiebung – und die Art der Helligkeitsregelung. Ein großer Regelbereich mit schlechter Zuordnung führt zu einer sprunghaften Helligkeitsregelung; selbst ein schmaler Bereich mit eleganter Kurve versagt bei Tageslicht.
Die automatische Steuerung verdient dieselbe Aufmerksamkeit wie das Bedienfeld selbst. Wenn die Helligkeit einem Umgebungslichtsensor folgt, entscheiden dessen Position und Reaktionszeit darüber, ob die Anzeige angenehm oder störend wirkt. Beim Überqueren einer Brücke oder Einfahren in einen Tunnel bleibt eine langsame Reaktion unbemerkt; eine ruckartige hingegen fällt dem Fahrer bei jeder Fahrt auf. Die zugrundeliegenden Mechanismen werden im Artikel über die Steuerung der Displayhelligkeit beschrieben.
Zwei Temperaturen sind entscheidend: die Umgebungstemperatur, bei der das Gerät anlaufen und laufen muss, und die Temperatur, die das Panel im geschlossenen Gehäuse erreicht. Letztere stellt oft die größere Herausforderung dar, da sie vom Display selbst erzeugt wird – die Hintergrundbeleuchtung ist die Hauptwärmequelle der Einheit.
Kälte stellt ein anderes Problem dar. Flüssigkristallanzeigen reagieren langsamer bei sinkenden Temperaturen. Daher kann ein Display, das bei Raumtemperatur einwandfrei ablesbar ist, beim Einschalten in einer kalten Fahrerkabine im Winter eine sichtbare Verzögerung aufweisen. Wenn ein Fahrzeug über Nacht steht und das Display sofort einsatzbereit sein muss, sollte die Anforderung an das Kaltstartverhalten in der Spezifikation und nicht nur an die Lagertemperatur aufgenommen werden.
Kondenswasserbildung wird eher in Serviceberichten als in Datenblättern dokumentiert. Wenn ein Gerät zwischen kalten Nächten und warmen Innenräumen wechselt, sammelt sich Feuchtigkeit an der kältesten Oberfläche. Abdichtung, Trockenmittel, Dichtungsmaterial und die Position des Geräts im Verhältnis zur Luftzirkulation beeinflussen das Ergebnis, und eine Konstruktion, die in einem Klima funktioniert, kann in einem anderen Klima eine andere Anordnung erfordern. Das Temperaturverhalten von Panels wird im Abschnitt „ LCD-Betrieb bei großem Temperaturbereich“ detaillierter beschrieben.
Schienenfahrzeuge sind ständigen, schwachen Vibrationen und gelegentlichen, starken Stößen durch Gelenke, Weichen und Kupplungen ausgesetzt. Das Bedienfeld ist in der Regel der am wenigsten anfällige Teil der Baugruppe; Ausfälle konzentrieren sich auf Steckverbinder, Kabelführung und die Montagehalterung.
Daraus ergeben sich drei Konsequenzen. Die Montageart sollte zusammen mit dem Display und nicht erst im Nachhinein festgelegt werden, da die Steifigkeit der Halterung die Belastung des Panels beeinflusst. Die Verriegelung von Kabeln und Steckverbindern ist wichtiger als die Nennleistung der Steckverbinder selbst, da eine durch Vibrationen verursachte Wackelkontaktverbindung einen Fehler hervorruft, der sich unter realen Bedingungen kaum reproduzieren lässt. Die vom Lieferanten vorgelegten Nachweise sollten sowohl den Test als auch die Montagebedingungen genau beschreiben, da ein Vibrationstest ohne Angabe der Montagekonfiguration nicht auf andere Fälle übertragbar ist.
Bei nachträglich eingebauten Displays ist die bestehende Struktur Teil der mechanischen Konstruktion, unabhängig davon, ob sie für diesen Zweck ausgelegt war. Die Prüfverfahren, die die entsprechenden Nachweise erbringen, sind im Abschnitt „Vibrations- und Schockprüfung von Displays“ beschrieben.
Jedes Display in Reichweite der Fahrgäste ist gleichzeitig Berührungs- und Aufprallfläche. Die Entscheidung für das Deckglas beantwortet drei Fragen, die üblicherweise getrennt gestellt werden: Wie wirkt sich ein Reinigungsmittel auf die Oberfläche und ihre Beschichtungen aus? Wie wirkt sich ein gezielter Aufprall aus? Und wie beeinflusst das Glas durch Reflexionen das Erscheinungsbild des Displays?
Entspiegelungs- und Antireflexbeschichtungen verändern sowohl das Erscheinungsbild als auch die Lesbarkeit. Eine für eine Limousine gewählte Beschichtung kann für ein Taxi ungeeignet sein. Bei verklebten statt luftgetrennten Displays ist die Reinigung einfacher und der Kontrast höher, allerdings muss die Einheit dann Temperaturschwankungen standhalten. Die Optionen werden durch Deckglasdesign, Beschichtungen und Festigkeit bestimmt , und vandalensicheres Touchglas mit IK-Schutzklasse bietet Schutz vor mutwilliger Beschädigung.
Eine genaue Angabe der Reinigungsmethode ist wichtig, denn in der Praxis beschädigt das Reinigungsverfahren – das Reinigungsmittel, das Tuch und die Häufigkeit – mehr Oberflächen als Vandalismus.
Ein Fahrzeug ist eine lange, elektrisch störungsanfällige Umgebung, und die Entfernung zwischen Display und Antriebseinheit bestimmt in der Regel die Schnittstelle, nicht die Präferenz des Panels selbst. Kurze interne Verbindungen werden üblicherweise über LVDS oder den integrierten DisplayPort realisiert; Verbindungen über den gesamten Wagen hinweg lassen sich oft besser mit einer seriellen Verbindung, durch Annäherung der Medienquelle an das Display oder durch Bildübertragung über Ethernet realisieren.
Die Schnittstelle bestimmt auch, was später geändert werden kann. Eine Konstruktion, die das Bild über eine Ethernet-basierte Verbindung überträgt, kann das Display an einem Ende austauschen, ohne den Kabelbaum zu verändern; eine Konstruktion, die Rohpixeldaten überträgt, kann dies nicht.
Zwei Installationsprobleme treten immer wieder auf. Erdung und Schirmungsanschluss müssen für jeden Fahrzeugtyp definiert werden, da die fahrzeugeigenen Rückleitungen keine eindeutige Referenz darstellen. Kabelverläufe zwischen Fahrzeugen erfordern zudem eine dokumentierte Trassenführung und Steckerstrategie, die sich vor dem Bau des Kabelbaums deutlich einfacher festlegen lassen. Die verschiedenen Optionen und ihre praktischen Grenzen werden bei der Auswahl einer TFT-LCD-Modulschnittstelle verglichen.
Die entscheidenden Faktoren für die Unterscheidung der Anbieter in diesem Segment betreffen eher die Nachweisbarkeit als die tatsächliche Leistungsfähigkeit. Eine praktikable Liste: Für welche Montageposition und Umgebung wurde die vorgeschlagene Baugruppe qualifiziert? Was umfasste die Qualifizierung und wer hat sie bezeugt? Was umfasst der Produktionstest pro Einheit? Wie werden Helligkeit und Farbe spezifiziert und gemessen? Wie funktioniert die Dichtung und wie wird sie verifiziert? Welche Beschichtungen und Dichtungsmaterialien werden verwendet und womit sind sie kompatibel? Welche Dokumentation liegt jeder Lieferung bei?
Zwei dieser Punkte verdienen besondere Beachtung. Der Produktionstest ist wichtig, da ein Qualifizierungsergebnis nur ein oder wenige Muster beschreibt, während eine Flotte aus Tausenden von Fahrzeugen besteht. Die Versanddokumentation ist wichtig, da eine Eisenbahnflotte wesentlich länger gewartet als gebaut wird.
Wenn ein Lieferant lediglich ein Datenblatt ohne Belege vorlegt, ist die nächste sinnvolle Frage, welche Produkte er bereits für eine vergleichbare Montageposition geliefert hat. Das ist in diesem Markt eine berechtigte Frage, und die Antwort ist in der Regel aufschlussreicher als das Datenblatt.
Bahnprojekte sind langwierig, und das Display macht nur einen kleinen Teil der Kosten einer Testinstallation aus. Der praktische Ansatz unterteilt die Arbeit in mehrere Schritte: ein Evaluierungsmuster zur Festlegung des mechanischen und optischen Designs, eine kleine Anzahl von Einheiten für eine Testinstallation in einem Fahrzeug und anschließend ein Serienauftrag.
Jede Phase hat einen anderen Zweck und einen anderen Abnahmetest. Die Evaluierungsmusterprüfung zeigt, ob das Display in der vorgesehenen Position lesbar und ansprechbar ist. Die Probemontage klärt, was nur der Betrieb offenbart – Reinigungsroutinen, Fahrerfeedback, Kondensation nach einer kalten Nacht und die Eignung der Helligkeitsregelung im Dunkeln. Bei der Serienfertigung geht es um die Wiederholgenauigkeit: Entsprechen die im sechsten Monat eintreffenden Geräte dem freigegebenen Gerät?
Wenn ein Programm darauf ausgelegt ist, über ein Jahrzehnt oder länger zu produzieren, sollte auch der eigene Lieferplan des Lieferanten in die Pilotgespräche einbezogen werden; die zu stellenden Fragen sind im Artikel über die Sicherung der langfristigen industriellen LCD-Versorgung aufgeführt.
Bahnprojekte erfordern üblicherweise Nachweise anhand von Normen, die vom Fahrzeughersteller oder -betreiber festgelegt werden. Praktisch ist es, die benötigten Dokumente aufzulisten und die Lieferanten zu bitten, anzugeben, welche davon sie bereitstellen können, anstatt anzunehmen, eine allgemeine Erklärung decke ein bestimmtes Programm ab.
Häufig ist dies möglich, sofern die Anforderungen an Montage, Abdichtung und Temperatur erfüllt sind. Das Bedienfeld selbst ist selten der limitierende Faktor; vielmehr entscheiden Gehäuse, Halterung und Kabelschnittstelle über die Langlebigkeit der Baugruppe.
Die Ablesbarkeit in der endgültigen Montageposition und im tatsächlichen Betrachtungsabstand, das Helligkeitsverhalten im Dunkeln, die Berührungsempfindlichkeit durch Handschuhe und der Zustand des Geräts nach dem Waschen und einer kalten Nacht – all dies lässt sich leicht beobachten, aber später teuer feststellen.
Die Dauer ist länger als die Anzeige selbst vermuten lässt, da der Fahrzeuglieferplan Vorrang hat. Die Planung der Anzeigearbeiten anhand der Fahrzeugmeilensteine – und nicht anhand der Lieferzeiten der Komponenten – verhindert, dass ein Programm mit Lagerbeständen arbeitet, die nicht untergebracht werden können.
Wenn ein Programm ein Display für eine Fahrerkabine, einen Fahrgastraum oder eine Außenposition auswählt, beschreiben Sie bitte die Montageposition und die Fahrzeugumgebung. Wir legen dann fest, welche Spezifikationen hierfür relevant sind. Die für diese Art von Montage verwendeten Panels sind im Sortiment der industriellen LCD-Displays aufgeführt . Die Dokumentation, die ein Lieferant bereitstellen können sollte, ist auf der Seite „Qualität und Zertifizierung“ zusammengefasst.
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