AT10052U1

AT10052U1 - MEASURING METHOD FOR DETERMINING EMISSIONS

Info

Publication number: AT10052U1
Application number: AT0810707U
Authority: AT
Original assignee: Kalivoda Manfred T Dr
Priority date: 2006-09-19
Filing date: 2007-12-04
Publication date: 2008-08-15

Description

2 AT 010 052 U12 AT 010 052 U1

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Messverfahren zur Bestimmung von Emissionen beschreibenden Parametern, welche Emissionen von auf einem Gleiskörper im Betrieb befindlichen Schienenfahrzeugen ausgelöst werden, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a measuring method for determining parameters describing emissions, which emissions are triggered by railway vehicles operating on a track, according to the preamble of claim 1.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich des weiteren auf ein Verfahren zur Zuordnung von Emissionen, welche von einem auf einem Gleiskörper im Betrieb befindlichen Schienenfahrzeug bzw. einem Verbund von Schienenfahrzeugen emittiert werden, zu einer Position des Schienenfahrzeuges bzw. Schienenfahrzeugverbundes, zu einem einzelnen Schienenfahrzeug des Schienenfahrzeugverbundes, zu einem Schienenfahrzeugtyp oder zu einer Zugkategorie, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.The present invention further relates to a method for the assignment of emissions which are emitted by a train vehicle or a group of rail vehicles operating on a track body, to a position of the rail vehicle or rail vehicle group, to a single rail vehicle of the rail vehicle group, to a rail vehicle type or to a train category, according to the preamble of claim 5.

Mit der organisatorischen Trennung von Infrastruktur und den Eisenbahnverkehrsunternehmen hat die Überwachung von Schienenfahrzeugen, welche die Bahninfrastruktur bzw. genauer, die Gleiskörper der Bahninfrastruktur, benutzen, stark an Bedeutung gewonnen. Im Bereich des Emissionsschutzes, insbesondere des Schall- und Erschütterungsschutzes werden dabei aus der Umwelttechnik bereits bekannte automatische Messanlagen für den Einsatz im Schienenfahrzeugwesen adaptiert und liefern physikalische Parameter je Zugvorbeifahrt. In der Praxis handelt es sich dabei hauptsächlich um A-bewertete Dauerschallpegel, da der Schallschutz gegenüber den unmittelbaren Anrainern von Gleiskörpern hohe Priorität besitzt. Aber auch andere physikalische Parameter wie beispielsweise Erschütterungen, welche im Untergrund je Zugvorbeifahrt erzeugt werden, werden von den automatischen Messanlagen detektiert. Letztere Daten dienen insbesondere den Eisenbahnverkehrsunternehmen, welche daraus beispielsweise Schlüsse auf den Zustand des Gleiskörpers ziehen können.With the organizational separation of infrastructure and the railway undertakings, the monitoring of rail vehicles using railway infrastructure or, more precisely, rail infrastructure has become increasingly important. In the field of emission protection, in particular noise and vibration protection, already known automatic measuring systems for use in rail vehicles are adapted from environmental technology and provide physical parameters per train pass. In practice, these are mainly A-weighted continuous noise levels, as sound protection is a high priority compared to the immediate neighbors of railway tracks. But other physical parameters such as vibrations, which are generated in the underground Zugzugbeifahrt, are detected by the automatic measuring systems. The latter data are used in particular by the railway undertakings, which, for example, can draw conclusions about the condition of the track body.

Als nachteilig bei den bekannten Messverfahren hat sich jedoch der Umstand erwiesen, dass zwar ein Gesamtbild der je Zugvorbeifahrt vom Schienenfahrzeug emittierten Emissionen gewonnen werden kann bzw. ein Gesamtbild der am Gleiskörper auftretenden Gleisschwingungen, eine genauere Analyse hinsichtlich des für die jeweiligen Emissionen verantwortlichen Teils des Schienenfahrzeugs bzw. des Schienenfahrzeugverbundes jedoch nicht möglich ist.A disadvantage of the known measuring method, however, has proved to be the fact that, although an overall picture of the emissions emitted by the rail vehicle per train pass can be obtained or an overall picture of the track vibrations occurring on the track, a more detailed analysis of the part of the rail vehicle responsible for the respective emissions However, the rail vehicle network is not possible.

Bedenkt man, dass Schienenfahrzeuge meist im Verbund unterwegs sind und ein Zug daher aus einer Vielzahl miteinander gekuppelten Schienenfahrzeugen wie Triebfahrzeuge, Personenwagons, Güterwagons usw. besteht, so war es bislang nicht möglich, in einem Verbund von Schienenfahrzeugen einzelne Hauptemissionsverursacher zu identifizieren und somit wirkungsvoll auf eine Reduktion von Emissionen hinzuarbeiten. Vielmehr waren bislang lediglich globale Aussagen möglich, welche einen gesamten Schienenfahrzeugverbund (Zug) beispielsweise als laut oder leise bewerteten bzw. welche beispielsweise die gemessenen Gleisschwingungen durch den gesamten Zug bewerteten.Considering that rail vehicles are usually in combination and a train therefore consists of a large number of coupled rail vehicles such as railcars, passenger cars, freight cars, etc., so it was not possible to identify in a composite of rail vehicles single main emission sources and thus effectively on to work towards a reduction of emissions. Rather, so far only global statements were possible, which evaluated an entire rail vehicle network (train), for example, as loud or quiet or which, for example, evaluated the measured track vibrations throughout the train.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Messverfahren der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, das die beschriebenen Nachteile verhindert und eine exakte Analyse der von Schienenfahrzeugen bzw. von Schienenfahrzeugverbünden ausgehenden Emissionen je Vorbeifahrt ermöglicht.It is therefore an object of the present invention to provide a measuring method of the type mentioned, which prevents the disadvantages described and allows an accurate analysis of emanating from rail vehicles or rail vehicle networks emissions per pass.

Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 erreicht.This is achieved by the characterizing features of claim 1 according to the invention.

Bei einem Messverfahren zur Bestimmung von Emissionen beschreibenden Parametern, welche Emissionen von auf einem Gleiskörper im Betrieb befindlichen Schienenfahrzeug bzw. einem Verbund von Schienenfahrzeugen ausgelöst werden, ist dabei vorgesehen, dass im wesentlichen gleichzeitig mit der Messung der Parameter, wobei es sich bei den physikalischen Parametern um Schalldruckpegel und/oder Schienenbeschleunigung und/oder Schwellenbeschleunigung und/oder Erschütterungen im Untergrund und/oder ladungsbezogene physikalische Parameter handelt, die Position des Schienenfahrzeuges bzw. des Schienenfahrzeugverbundes am Gleiskörper ermittelt wird und eine Zuordnung zwischen ermittelter Position des Schienenfahrzeugs bzw. des Schienenfahrzeugsverbundes und gemessenen physikalischen 3 AT 010 052 U1In a measurement method for determining parameters describing emissions, which emissions are triggered by railway vehicles operating on a track body or a combination of rail vehicles, it is provided that substantially simultaneously with the measurement of the parameters, wherein the physical parameters is the sound pressure level and / or rail acceleration and / or threshold acceleration and / or vibrations in the subsurface and / or charge-related physical parameters, the position of the rail vehicle or rail vehicle network is determined on the track body and an association between the determined position of the rail vehicle or rail vehicle network and measured physical 3 AT 010 052 U1

Parametern erfolgt, wobei die Bestimmung der Position des Schienenfahrzeugs bzw. des Schienenfahrzeugverbundes am Gleiskörper durch Detektion der einzelnen Schienenfahrzeugachsen erfolgt und aufgrund dieser Detektion eine Zugkategorieerkennung und/oder eine Schienenfahrzeugtypenerkennung erfolgt. 5Parameters are carried out, wherein the determination of the position of the rail vehicle or of the rolling stock on the track body is carried out by detection of the individual rail vehicle axes and due to this detection, a train category detection and / or a rail vehicle type recognition. 5

Bei Schienenfahrzeugen, welche eine eindeutige Achsfolge besitzen, ist auf diese Art und Weise eine Erkennung der Fahrzeugart und Fahrzeuggattung möglich, wodurch dadurch wiederum automatisch die ermittelten Emissionen bzw. physikalischen Parameter einer bestimmten Fahrzeugart bzw. Fahrzeuggattung zugeordnet werden können. Aufgrund der Detektion der io einzelnen Schienenfahrzeugachsen kann auch eine Zuordnung eines Schienenfahrzeugverbundes zu einer Zugkategorie beispielsweise Güterzug, Lokzug, Rollende Landstrasse, S-Bahngarnitur, Wendezuggarnitur, Doppelstockwagengarnitur, Personenzug, etc.) erfolgen.In rail vehicles, which have a unique wheel alignment, recognition of the type of vehicle and vehicle type is possible in this way, which in turn can be automatically assigned to the determined emissions or physical parameters of a particular vehicle or vehicle genus. Due to the detection of the io individual rail vehicle axles, it is also possible to assign a rail vehicle group to a train category, for example freight train, locomotive train, rolling road, S-Bahn train set, Wendezuggarnitur, Doppelstockwagengarnitur, passenger train, etc.).

Die erfindungsgemäße Zuordnung macht sowohl die Messung von physikalischen Parametern 15 als auch die Messung von chemischen Parametern sinnvoll.The assignment according to the invention makes both the measurement of physical parameters 15 and the measurement of chemical parameters useful.

Als Zuordnungsparameter wird gemäß dem kennzeichnenden Merkmal des Anspruchs 3 die Zeit herangezogen. Dadurch ist eine exakte Zuordnung der gemessenen, die Emissionen beschreibenden Parameter, zu einzelnen Positionen des Schienenfahrzeugs bzw. des Schienen-20 fahrzeugverbundes am Gleiskörper möglich.As a mapping parameter, the time is used according to the characterizing feature of claim 3. As a result, an exact assignment of the measured parameters describing the emissions to individual positions of the rail vehicle or of the rail vehicle composite on the track body is possible.

Gleichzeitig gelingt dadurch die exakte Identifizierung von bestimmten Emissionsverursachern. Einzelne Schienenfahrzeuge eines Schienenfahrzeugverbundes können hinsichtlich bestimmter Emissionen eindeutig als Verursacher identifiziert werden. So ist es beispielsweise aufgrund 25 des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, Verursacher von extremen Schienen- oder Schwellenbeschleunigungen oder Verursacher von extremen Schall- oder Erschütterungsemissionen zu identifizieren. Es ist aber auch möglich, Verursacher von anderen, nicht unmittelbar aufgrund des Befahrens des Gleiskörpers entstehende Emissionen (sogenannte ladungsbezogene Emissionen) zu identifizieren. Beispielsweise können auf die erfindungsgemäße Art und 30 Weise Rückschlüsse auf die Ladung der Schienenfahrzeuge gezogen werden, indem die von der Ladung ausgehenden physikalischen und/oder chemischen Emissionen, beispielsweise radioaktive Strahlung, Temperatur oder das Entweichen von Gasen gemessen wird. Durch die erfindungsgemäße Zuordnung dieser physikalischen Parameter zur Position des Zuges auf dem Gleiskörper kann so beispielsweise sehr leicht ein undichter oder beschädigter Güterwa-35 gon erkannt werden und der Zug rechtzeitig gestoppt werden, bevor in diesem Fall der defekte Güterwagon einen Unfall verursacht.At the same time, this enables the exact identification of specific emission sources. Individual rolling stock of a rolling stock group can be clearly identified as the cause of certain emissions. Thus, for example, due to the method according to the invention, it is possible to identify sources of extreme rail or threshold accelerations or causes of extreme sound or vibration emissions. However, it is also possible to identify polluters from other emissions not directly attributable to the trajectory of the track (so-called charge-related emissions). For example, in the manner and manner of the invention, it is possible to draw conclusions about the charge of the rail vehicles by measuring the physical and / or chemical emissions emanating from the charge, for example radioactive radiation, temperature or the escape of gases. As a result of the assignment according to the invention of these physical parameters to the position of the train on the track body, it is thus very easy to detect a leaking or damaged freight car and to stop the train in good time before the defective freight car causes an accident in this case.

Selbstverständlich können in diesem Zusammenhang beliebige physikalische und/oder chemische Parameter gemessen werden, insbesondere jedenfalls jene, die in unmittelbarem Zusam-40 menhang mit dem Befahren des Gleiskörpers durch das Schienenfahrzeug bzw. den Schienenfahrzeugverbund stehen bzw. im Zusammenhang mit der Ladung (ladungsspezifische physikalische und/oder chemische Parameter) des Schienenfahrzeuges bzw. dem Schienenfahrzeugverbund, wie beispielsweise Temperatur oder Radioaktivität der Ladung. 45 Gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 4 erfolgt die Detektion der einzelnen Schienenfahrzeugachsen induktiv.Of course, in this context, any physical and / or chemical parameters can be measured, in particular at least those which are directly related to driving the track body through the rail vehicle or the rail vehicle network or in connection with the charge (charge-specific physical and or chemical parameters) of the rail vehicle or rail vehicle network, such as temperature or radioactivity of the charge. 45 According to the characterizing features of claim 4, the detection of the individual rail vehicle axles takes place inductively.

Bei der Detektion der einzelnen Achsen des Schienenfahrzeuges bzw. der Schienenfahrzeuge in einem Schienenfahrzeugverbund, insbesondere der induktiven Detektion, handelt es sich um so eine besonders exakte und zuverlässige Möglichkeit der Positionsbestimmung, wobei festgehalten wird, dass auch andere Möglichkeiten der Positionsbestimmung, beispielsweise mittels Lichtschranken, anderen optischen Sensoren wie Kameras oder beispielsweise Beschleunigungsaufnehmer möglich sind. 55 Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Zuordnung von Emis- 4 AT 010 052 U1 sionen, welche von einem auf einem Gleiskörper im Betrieb befindlichen Schienenfahrzeug bzw. einem Verbund von Schienenfahrzeugen emittiert werden, zu einem Gleiskörper im Betrieb befindlichen Schienenfahrzeug bzw. einem Verbund von Schienenfahrzeugen emittierten Emissionen zu einer Position des Schienenfahrzeuges bzw. Schienenfahrzeugverbundes, zu einem einzelnen Schienenfahrzeug des Schienenfahrzeugverbundes, zu einem Schienenfahrzeugtyp oder zu einer Zugkategorie zu schaffen.In the detection of the individual axes of the rail vehicle or rail vehicles in a rail vehicle network, in particular inductive detection, it is such a particularly accurate and reliable way of determining the position, it being noted that other ways of determining position, for example by means of photoelectric sensors, other optical sensors such as cameras or, for example, accelerometers are possible. It is a further object of the present invention to provide a method for assigning emissions emitted by a railway vehicle operating on a track body or a composite of rail vehicles to a railway tracked rail vehicle or to create a composite of rail vehicles emitted emissions to a position of the rail vehicle or rail vehicle network, to a single rail vehicle of the rail vehicle network, to a rail vehicle type or to a train category.

Erfindungsgemäß wird dies mit einem Verfahren gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 5 erreicht, das folgende Schritte je Zugvorbeifahrt umfasst: Messen von die Emissionen beschreibenden physikalischen und/oder chemischen Parametern, wobei es sich bei den physikalischen Parametern um Schalldruckpegel und/oder Schienenbeschleunigung und/oder Schweilenbeschleunigung und/oder Erschütterungen im Untergrund und/oder ladungsbezogene physikalische Parameter handelt und Abspeichern der so erhaltenen Messdaten auf einem Speichermedium in einem Messdatensatz, wobei jeder Messdatensatz zumindest aus einem dem ermittelten physikalischen und/oder chemischen Parameter zugeordneten Wert besteht, sowie Zeitdaten, die den Zeitpunkt beschreiben, an dem die Messung durchgeführt wurde; Detektieren der Position des Schienenfahrzeuges bzw. des Schienenfahrzeugverbundes auf dem Gleiskörper und Abspeichern der Position auf einem Speichermedium, wobei jeder Positionsdatensatz zumindest aus den Positionsdaten des Schienenfahrzeugs bzw. des Schienenfahrzeugverbundes auf dem Gleiskörper zu einem bestimmten Zeitpunkt besteht, sowie Zeitdaten, die dem Zeitpunkt der Detektion der Position entsprechen, wobei die Bestimmung der Position bzw. der Positionsdaten des Schienenfahrzeugs bzw. des Schienenfahrzeugverbundes am Gleiskörper durch Detektion der einzelnen Schienenfahrzeugachsen erfolgt; Verknüpfen der Positionsdatensätze mit den Messdatensätzen und Zuordnung der die Emissionen beschreibenden physikalischen und/oder chemischen Parameterwerte zu einem definierten Zeitpunkt zu den jeweiligen Positionsdaten des Schienenfahrzeuges bzw. Schienenfahrzeugverbundes zu dem selben Zeitpunkt; Abspeichern der Abfolge der Detektion der Schienenfahrzeugachsen in einem Abfolgedatensatz auf einem Speichermedium und Vergleichen des Abfolgedatensatzes mit in einer Datenbank gespeicherten Referenzabfolgedatensätzen zwecks Zugkategorieerkennung und/oder zwecks Schienenfahrzeug-Kategorieerkennung.According to the invention, this is achieved by a method according to the characterizing features of claim 5, comprising the following steps per train pass: measuring physical and / or chemical parameters describing the emissions, wherein the physical parameters are sound pressure level and / or rail acceleration and / or Acceleration of the ground and / or vibrations in the subsurface and / or charge-related physical parameters and storing the measurement data thus obtained on a storage medium in a measurement data set, each measurement data set consisting at least of a value assigned to the determined physical and / or chemical parameter, as well as time data representing the Describe the time at which the measurement was taken; Detecting the position of the rail vehicle or rail vehicle network on the track body and storing the position on a storage medium, each position data set consists of at least the position data of the rail vehicle or the rail vehicle network on the track body at a specific time, and time data, the time of detection correspond to the position, wherein the determination of the position or the position data of the rail vehicle or the rail vehicle composite on the track body is carried out by detection of the individual rail vehicle axles; Linking the position data sets with the measurement data records and associating the physical and / or chemical parameter values describing the emissions at a defined point in time with the respective position data of the rail vehicle or rail vehicle network at the same time; Storing the sequence of the detection of the rail vehicle axles in a sequence data record on a storage medium and comparing the sequence data record with reference sequence data sets stored in a database for train category identification and / or for the purpose of rail vehicle category identification.

Das Abspeichern der Abfolgedatensätze muss dabei nicht unbedingt auf nicht flüchtigen Speichermedien erfolgen, sondern kann durchaus auch in einem flüchtigen Arbeitsspeicher erfolgen.The storage of the sequence data sets does not necessarily have to be done on non-volatile storage media, but can certainly also take place in a volatile main memory.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht aufgrund der Verknüpfung und Zuordnung der gespeicherten Datensätze eine eindeutige Zuordnung zwischen Messdatensätzen und Positionsdaten des Schienenfahrzeuges bzw. Schienenfahrzeugverbundes und eine bzw. Schienenfahrzeug-Kategorieerkennung, wobei gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 6 die Zuordnung und Verknüpfung mittels einer Datenverarbeitungsanlage erfolgt. Das Verfahren kann dadurch sehr schnell und automatisiert durchgeführt werden, wobei in der Praxis bereits unmittelbar nach einer Zugvorbeifahrt die gewünschte Zuordnung erfolgt ist und etwaige Hauptemissionsverursacher sofort identifiziert werden können.Due to the linking and assignment of the stored data records, the method according to the invention makes possible an unambiguous assignment between measured data sets and position data of the rail vehicle or rail vehicle group and one or rail vehicle category recognition, wherein according to the characterizing features of claim 6 the assignment and linking takes place by means of a data processing system. The method can thereby be carried out very quickly and automatically, wherein in practice immediately after a train pass the desired allocation has been made and any main emission causer can be identified immediately.

Die Detektion der Schienenfahrzeugachsen wird gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 7 induktiv durchgeführt. Unter Positionsdaten werden daher auch Daten verstanden, die eine Positionsbestimmung ermöglichen, dh. es können auch noch weitere Rechenoperationen zur Positionsbestimmung erforderlich sein.The detection of the rail vehicle axles is carried out inductively according to the characterizing features of claim 7. Positional data are therefore also understood to mean data that enables a position determination, ie. It may also be necessary for further arithmetic operations for position determination.

Im Anschluss erfolgt nun eine detaillierte Beschreibung der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen. Dabei zeigtFollowing is now a detailed description of the invention based on embodiments. It shows

Fig. 1 einen beispielhaften, schematisch dargestellten Aufbau eines Messsystems zur1 shows an exemplary, schematically illustrated construction of a measuring system for

Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens Fig. 2 - 5 beispielhafte Anordnungen von Messsensoren in einem Messsystem nach An- 5 AT010 052U1 spruch 1Implementation of a Method According to the Invention FIGS. 2 to 5 show exemplary arrangements of measuring sensors in a measuring system according to claim 1

Fig. 6 ein Diagramm gemessener physikalischer/chemischer Parameter über der Zeit Fig. 7 ein Diagramm Achssignal über der ZeitFig. 6 is a graph of measured physical / chemical parameters versus time. Fig. 7 is a graph of Axis signal versus time

Fig. 8 eine erfindungsgemäße Kombination aus den Diagrammen aus Fig. 6 und 78 shows a combination according to the invention from the diagrams of FIGS. 6 and 7

Fig. 9 ein Mikrofongehäuse zum Fernhalten von Umgebungseinflüssen9 shows a microphone housing for keeping away from environmental influences

Fig. 10 eine Schnittansicht entlang der Linie AA aus Fig. 910 is a sectional view taken along the line AA of Fig. 9

Fig. 11 eine Schnittansicht entlang der Linie 11 aus Fig. 911 is a sectional view taken along the line 11 of FIG. 9th

Fig. 1 zeigt eine Datenverarbeitungsanlage 1, vorzugsweise einen PC, mit einer Dateneingangsschnittstelle 2, über welche zuvor mittels eines A/D Wandlers 3 digitalisierte Messdaten an die Datenverarbeitungsanlage 1 übergeben werden. Auf der Datenverarbeitungsanlage 1 läuft ein Messdatenauswerteprogramm 4, das in der Lage ist, die vom A/D Wandler 3 kommenden Messdaten entsprechend auszuwerten und die entsprechenden Messwerte wiederzugeben.1 shows a data processing system 1, preferably a PC, with a data input interface 2, via which measurement data previously digitized by means of an A / D converter 3 are transferred to the data processing system 1. A measurement data evaluation program 4 which is capable of correspondingly evaluating the measurement data coming from the A / D converter 3 and reproducing the corresponding measurement values runs on the data processing system 1.

Vorzugsweise werden diese, bevor sie weiterverarbeitet werden, auf einem Speichermedium 5 der Datenverarbeitungsanlage gespeichert.Preferably, these are stored on a storage medium 5 of the data processing system before they are further processed.

Der A/D Wandler 3 ist eingangsseitig mit einer Reihe von Messsensoren 6 verbunden, die einerseits in Messsensoren 6a eingeteilt werden, zur Detektion von Emissionen, die von einem auf einem Gleiskörper im Betrieb befindlichen Schienenfahrzeug bzw. einem Verbund von Schienenfahrzeugen emittiert werden, wie beispielsweise Mikrofone oder Beschleunigungsaufnehmer und andererseits in Messsensoren 6b, die zur Detektion der Position des Schienenfahrzeugs bzw. des Verbundes von Schienenfahrzeugen am Gleiskörper dienen. Die Messsensoren 6 sind dabei stationär an einem bzw. im Bereich eines Gleiskörpers angeordnet, wobei je Zugvorbeifahrt zumindest ein Messvorgang durchgeführt wird und dabei erfindungsgemäß die physikalischen und/oder chemischen Emissionen, welche durch die Zugvorbeifahrt ausgelöst werden, über die Zeit messtechnisch erfasst werden und gleichzeitig auch die Position des Zuges über die Zeit messtechnisch erfasst wird.The A / D converter 3 is connected on the input side to a series of measuring sensors 6, which are classified on the one hand in measuring sensors 6a, for the detection of emissions emitted by a rail vehicle in operation rail vehicle or a composite of rail vehicles, such as Microphones or accelerometers and on the other hand in measuring sensors 6b, which serve to detect the position of the rail vehicle or the network of rail vehicles on the track body. The measuring sensors 6 are arranged stationarily on or in the region of a track body, whereby at least one measuring operation is carried out per train pass, and according to the invention, the physical and / or chemical emissions, which are triggered by the train pass, are detected by measurement over time and simultaneously Also, the position of the train over time is detected by measurement.

Das Messdatenauswerteprogramm 4 wertet die von den Messsensoren 6 an den A/D Wandler 3 und in weiterer Folge an die Datenverarbeitungsanlage 1 übergebenen Daten so aus, dass einerseits Positionsdaten (=Daten, aus welchen die Position des Schienenfahrzeuges ermittelt werden können) des Schienenfahrzeuges bzw. des Verbundes von Schienenfahrzeugen über der Zeit zur Verfügung stehen und andererseits physikalische und/oder chemische Parameterwerte, die den gemessenen Emissionen über der Zeit entsprechen.The measured data evaluation program 4 evaluates the data transmitted by the measuring sensors 6 to the A / D converter 3 and subsequently to the data processing system 1 such that on the one hand position data (= data from which the position of the rail vehicle can be determined) of the rail vehicle or of the rail vehicle combination over time and, on the other hand, physical and / or chemical parameter values corresponding to the measured emissions over time.

Als Messsensoren können dabei prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannte Messsensoren eingesetzt werden, die in der Lage sind, die interessierenden physikalischen und/oder chemischen Emissionen zu messen.In principle, measuring sensors known from the prior art can be used as measuring sensors which are capable of measuring the physical and / or chemical emissions of interest.

Zur Bestimmung der Position des Schienenfahrzeuges bzw. des Verbundes von Schienenfahrzeugen am Gleiskörper können beispielsweise induktive Radsensoren zum Einsatz kommen. Es ist dabei vollkommen ausreichend, diese entlang einer einzelnen Schiene 7a zu positionieren. Die Detektion der Position des Zuges erfolgt aufgrund des zeitlichen Abstandes, mit welchem die Schienenfahrzeugachsen den Messquerschnitt 17 durchfahren, wobei unter Messquerschnitt jene Ebene normal auf die Gleisachse verstanden wird, in der sich die Messsensoren befinden. Sobald das Passieren eines Rades detektiert wird, ist damit die genaue Position einer Achse des Zuges bekannt.To determine the position of the rail vehicle or the composite of rail vehicles on the track body, for example, inductive wheel sensors can be used. It is perfectly sufficient to position them along a single rail 7a. The detection of the position of the train takes place on the basis of the time interval with which the rail vehicle axes pass through the measuring cross section 17, whereby the plane of measurement is that plane normal to the track axis in which the measuring sensors are located. As soon as the passing of a wheel is detected, the exact position of an axis of the train is known.

Es können aber auch alternative Möglichkeiten der Positionsbestimmung können zum Einsatz kommen, wie beispielsweise Lichtschranken andere optische Sensoren oder Beschleunigungsaufnehmer, welche anhand der Gleisbelastung, das Passieren eines Zuges detektieren.But it can also be used alternative ways of determining the position, such as light barriers other optical sensors or accelerometers, which detect on the basis of the track load, the passage of a train.

Gleichzeitig mit der Messung der Position des Schienenfahrzeuges bzw. des Verbundes von 6 AT 010 052 U1Simultaneously with the measurement of the position of the rail vehicle or the composite of 6 AT 010 052 U1

Schienenfahrzeugen und den den Emissionen entsprechenden physikalischen und/oder chemischen Parameterwerten werden auch meteorologische Messdaten, wie beispielsweise Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Niederschlagsmenge und Windgeschwindigkeit aufgezeichnet, sowie Zusatzdaten, welche nicht in unmittelbarem Zusammenhang mit einer Zugvorbeifahrt stehen, 5 wie beispielsweise die Schienentemperatur. Diese Daten werden ebenfalls über eine Dateneingangsschnittstelle 6 an die Datenverarbeitungsanlage 1 übergeben.Rail vehicles and the physical and / or chemical parameter values corresponding to the emissions are also recorded meteorological measurement data, such as air temperature, humidity, precipitation and wind speed, as well as additional data, which are not directly related to a Zugzugfrefahr, 5 such as the rail temperature. These data are also transferred via a data input interface 6 to the data processing system 1.

Fig. 2 zeit eine beispielhafte Anordnung der Messsensoren 6 im Verhältnis zum Gleiskörper 7. io An einer Schiene 7a ist dabei ein induktiver Radsensor 8 angeordnet. Auf der gegenüberliegenden Schiene 7b ist ein Temperatursensor 9 zur Messung der Schienentemperatur befestigt. Auf derselben Schiene 7b sind ein horizontaler Beschleunigungsaufnehmer 10 sowie ein vertikaler Beschleunigungsaufnehmer 11 angeordnet. Gleichzeitig ist eine Schwelle 12 mit einem vertikalen Beschleunigungsaufnehmer 13 versehen. 15FIG. 2 shows an exemplary arrangement of the measuring sensors 6 in relation to the track body 7. In this case, an inductive wheel sensor 8 is arranged on a rail 7 a. On the opposite rail 7b, a temperature sensor 9 is mounted for measuring the rail temperature. On the same rail 7b, a horizontal accelerometer 10 and a vertical accelerometer 11 are arranged. At the same time, a threshold 12 is provided with a vertical accelerometer 13. 15

In unmittelbarer Umgebung des Gleiskörpers 7 ist des Weiteren eine meteorologische Messstation 14 angeordnet sowie im Abstand von vorzugsweise 7,5 m von der Gleisachse und 1,2 m über der Gleisachse ein Mikrofon 15. Die Messsensoren umfassen auch einen Geigerzähler 24. Sämtliche Messsensoren sind mit der Datenverarbeitungsanlage 1 verbunden. 20In the immediate vicinity of the track body 7, a meteorological measuring station 14 is further arranged and at a distance of preferably 7.5 m from the track axis and 1.2 m above the track axis a microphone 15. The measuring sensors also include a Geiger counter 24. All measuring sensors are with the data processing system 1 connected. 20

Mikrofon 15 sowie der induktive Radsensor 8 und die Beschleunigungsaufnehmer 10, 11 sowie der Geigerzähler 24 sind dabei im gleichen Messquerschnitt 17 angeordnet.Microphone 15 and the inductive wheel sensor 8 and the accelerometers 10, 11 and the Geiger counter 24 are arranged in the same measuring cross-section 17.

Der Messvorgang wird dabei entweder manuell oder automatisch, beispielsweise durch die 25 induktiven Radsensoren ausgelöst. Die interessierenden physikalischen und/oder chemischen Parameter der verursachten Emissionen werden erfasst und vom Messdatenauswertepro-gramm 4 ausgewertet, vorzugsweise abgespeichert. Gleichzeitig erfolgt die Positionsbestimmung des Schienenfahrzeuges bzw. Schienenfahrzeugverbundes beispielsweise durch Detektion der einzelnen Schienenfahrzeugachsen. Auch diese Werte werden vom Messdatenauswer-30 teprogramm 4 ausgewertet und vorzugsweise abgespeichert, so dass sich im Wesentlichen die aus den Fig. 6 und 7 ersichtlichen Diagramme ergeben.The measuring process is triggered either manually or automatically, for example by the 25 inductive wheel sensors. The relevant physical and / or chemical parameters of the emissions caused are detected and evaluated by the measured data evaluation program 4, preferably stored. At the same time, the position of the rail vehicle or rail vehicle network is determined, for example, by detection of the individual rail vehicle axles. These values are also evaluated by the measurement data evaluation program 4 and preferably stored, so that essentially the diagrams shown in FIGS. 6 and 7 result.

Fig. 6 zeigt einen gemessenen physikalischen Parameter und seinen Verlauf während des Messvorgangs. Der physikalische Parameter ist im Falle der Fig. 6 der Schalldruckpegel in dB. 35 Ein solches Diagramm lässt sich aufgrund der Auswertung der Messdaten anhand des Messda-tenauswerteprogramms 4 jedoch für jeden gemessenen physikalischen oder chemischen Parameter erstellen.6 shows a measured physical parameter and its course during the measuring process. The physical parameter in the case of FIG. 6 is the sound pressure level in dB. However, due to the evaluation of the measurement data on the basis of the measurement data evaluation program 4, such a diagram can be generated for each physical or chemical parameter measured.

Fig. 7 zeigt die detektierten Achssignale während des Messvorganges ebenfalls in dB. Aus 40 diesem Diagramm ist sehr schön der jeweilige Zeitpunkt während des Messvorganges erkennbar, an welchem eine Schienenfahrzeugachse die induktiven Radsensoren passiert hat.FIG. 7 also shows the detected axis signals during the measuring process in dB. From this diagram is very nicely the respective time during the measuring process recognizable on which a rail vehicle axis has passed the inductive wheel sensors.

Der erfindungsgemäßen gleichzeitige Messung der emittierten Emissionen je Zugvorbeifahrt und der Position des Schienenfahrzeuges bzw. des Schienenfahrzeugverbundes am Gleiskör-45 per folgt die erfindungsgemäße Zuordnung der ermittelten Positionen des Schienenfahrzeuges bzw. des Schienenfahrzeugverbundes zu den gemessenen physikalischen und/oder chemischen Parametern, wobei als Zuordnungsparameter die Zeit herangezogen wird. Bildlich entspricht dies einer Überlagerung der beiden Diagramme wie aus Fig. 6 und Fig. 7 ersichtlich und führt zu einem Diagramm wie in Fig. 8 ersichtlich. 50The simultaneous measurement according to the invention of the emitted emissions per train passing and the position of the rail vehicle or rail vehicle network on the rail track 45 is followed by the assignment according to the invention of the determined positions of the rail vehicle or of the rail vehicle network to the measured physical and / or chemical parameters, the assignment parameters being the Time is used. Figuratively, this corresponds to a superposition of the two diagrams, as shown in FIG. 6 and FIG. 7, and leads to a diagram as shown in FIG. 8. 50

Somit ist beispielsweise der vom Messsensor 15 (Mikrofön) im Messquerschnitt 17 gemessene Schalldruckpegel während der Durchfahrt der einzelnen Achsen durch diesen Messquerschnitt 17 bekannt. Gleich verhält es sich mit den von allen anderen Messsensoren aufgenommenen Messgrößen. 55 7 AT 010 052 1)1Thus, for example, the sound pressure level measured by the measuring sensor 15 (microphone) in the measuring cross section 17 during the passage of the individual axes through this measuring cross section 17 is known. The same applies to the measured quantities recorded by all other measuring sensors. 55 7 AT 010 052 1) 1

Eine eindeutige Zuordnung der gemessenen Parameter zur Position des vorbeifahrenden Zuges ist aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens somit möglich und erlaubt eine wesentlich detailliertere Auswertung des so erhaltenen Messergebnisses. 5 Die Zuordnung erfolgt bevorzugterweise automatisch. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel übernimmt ein auf der Datenverarbeitungsanlage 1 laufendes Zuordnungsprogramm 16 die automatisierte Zuordnung der ermittelten Messwerte zu den Positionen.An unambiguous assignment of the measured parameters to the position of the passing train is thus possible on account of the method according to the invention and permits a considerably more detailed evaluation of the measurement result thus obtained. 5 The assignment is preferably automatic. In the present exemplary embodiment, an assignment program 16 running on the data processing system 1 assumes the automated assignment of the determined measured values to the positions.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dabei unabhängig von der Anzahl und der Anordnung der io Messsensoren. Fig. 3, 4 und 5 zeigen im Vergleich zur Fig. 2 unterschiedliche Anordnungen der Messsensoren. Die in Fig. 3 gezeigte Anordnung entspricht im Wesentlichen jener in Fig. 2 gezeigten, mit dem Unterschied dass ein zusätzlicher Messquerschnitt 18 vorgesehen ist, in welchem weitere Messsensoren 8, 10, 11 und 15 angeordnet sind. Auch Messsensor 13 ist bei dieser Anordnung zweimal vorgesehen. Durch die Verwendung von mehr als einem Messquer-15 schnitt bzw. natürlich auch mehr als einem Messsensor je zu messendem Parameter wird die Redundanz erhöht und die statistische Signifikanz der gemessenen Daten und Ergebnisse verbessert. Andererseits kann durch die Anordnung von zumindest zwei Radsensoren 8 auch die Richtung des vorbeifahrenden Schienenfahrzeuges 8 bestimmt werden. 20 Fig. 4 zeigt eine besonders einfache Ausführungsvariante der Messanordnung, da lediglich zwei induktive Radsensoren 8 vorgesehen sind sowie ein Mikrofon 17, eine meteorologische Messstation 14 und ein Messsensor 9 zur Messung der Schienentemperatur.The method according to the invention is independent of the number and arrangement of the measuring sensors. Fig. 3, 4 and 5 show in comparison to Fig. 2 different arrangements of the measuring sensors. The arrangement shown in FIG. 3 essentially corresponds to that shown in FIG. 2, with the difference that an additional measuring cross-section 18 is provided, in which further measuring sensors 8, 10, 11 and 15 are arranged. Also measuring sensor 13 is provided twice in this arrangement. By using more than one measuring cross-section or, of course, more than one measuring sensor for each parameter to be measured, the redundancy is increased and the statistical significance of the measured data and results is improved. On the other hand, by the arrangement of at least two wheel sensors 8, the direction of the passing rail vehicle 8 can be determined. Fig. 4 shows a particularly simple embodiment variant of the measuring arrangement, since only two inductive wheel sensors 8 are provided, as well as a microphone 17, a meteorological measuring station 14 and a measuring sensor 9 for measuring the rail temperature.

Fig. 5 zeigt eine Anordnung der Messsensoren mit drei Messquerschnitten 17, 18 und 19, wo-25 bei in jedem Messquerschnitt die bereits aus den Fig. 2, 3 und 4 bekannten Messsensoren 8 und 15 angeordnet sind, sowie zusätzlich ein Mikrofon 20 in einem Abstand von 7,5 m von der Gleisachse sowie 3,5 m oberhalb der Gleisachse und ein schienennahes Mikrofon 21, das beispielsweise 0,75 m von der Gleisachse entfernt ist und im wesentlichen auf gleicher Höhe wie die Gleisachse, höchstens jedoch 0,3 m darüber angeordnet ist. 305 shows an arrangement of the measuring sensors with three measuring cross sections 17, 18 and 19, where the measuring sensors 8 and 15 already known from FIGS. 2, 3 and 4 are arranged in each measuring cross section, and additionally a microphone 20 in one Distance of 7.5 m from the track axis and 3.5 m above the track axis and a rail-mounted microphone 21, which is for example 0.75 m away from the track axis and substantially at the same height as the track axis, but not more than 0.3 m arranged above it. 30

Anhand der Ausführungsbeispiele ist ersichtlich, dass unzählige Messanordnungen insbesondere auch mit einer Vielzahl von Messquerschnitten möglich sind, ohne von der Idee der Erfindung abzuweichen. 35 Gemäß einem weiteren Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Zuordnung ist vorgesehen, dass aufgrund der Detektion der einzelnen Schienenfahrzeugachsen eine Schienenfahrzeugtypenerkennung erfolgt bzw. eine Zugkategorieerkennung. Zu diesem Zweck werden vom Zuordnungsprogramm 16 die ermittelten Achssignale mit Referenzsignalen, die in einer Datenbank 20 gespeichert sind, verglichen. Zum Vergleich können 40 unterschiedliche Kennwerte gebildet werden, wie beispielsweise Achsen pro Meter. Die Datenbank 20 beinhaltet Datensätze mit einer Vielzahl an charakteristischen Achssignalabfolgen von Schienenfahrzeugen. Werden diese von den Messsensoren 8 detektiert, kann auf diese Art und Weise nicht nur das jeweilige Schienenfahrzeug erkannt werden, sondern weiters auch die gemessenen Emissionen, insbesondere was den emittierten Schallpegel betrifft, einem be-45 stimmten Schienenfahrzeugtyp zugeordnet werden, wodurch exakte Aussagen über die von einem bestimmten Schienenfahrzeugtyp auf einer bestimmten Strecke verursachten Emissionen möglich sind.It can be seen from the exemplary embodiments that countless measuring arrangements are possible, in particular also with a multiplicity of measuring cross sections, without deviating from the idea of the invention. According to a further feature of the method according to the invention or the assignment according to the invention, it is provided that, on the basis of the detection of the individual rail vehicle axles, a rail vehicle type recognition takes place or a train category recognition. For this purpose, the assignment program 16 compares the determined axis signals with reference signals which are stored in a database 20. For comparison, 40 different characteristic values can be formed, such as axes per meter. The database 20 contains data records with a multiplicity of characteristic axle signal sequences of rail vehicles. If these are detected by the measuring sensors 8, not only the respective rail vehicle can be detected in this way, but also the measured emissions, in particular as far as the emitted sound level is concerned, are assigned to a particular rail vehicle type, whereby exact statements about the rail vehicle type are obtained emissions caused by a particular type of rail vehicle on a particular route are possible.

Gleich verhält es sich mit der Erkennung von Zugkategorien. Jeder Wagon einer Kategorie hat so bestimmte charakteristische Merkmale was den Abstand bzw. die Abfolge der Achsen betrifft. Die Datenbank 20 weist daher zusätzlich Datensätze auf, welche diese charakteristischen Achsabfolgen bzw. Abstandswerte gespeichert hat und das Zuordnungsprogramm 16 ermöglicht in vielen Fällen eine exakte Zuordnung der gemessenen Emissionen zu einer bestimmten Zugkategorie. 55The same applies to the recognition of train categories. Each wagon in a category has certain characteristic features regarding the distance or sequence of the axes. The database 20 therefore additionally has data records which have stored these characteristic axis sequences or distance values, and the assignment program 16 enables in many cases an exact assignment of the measured emissions to a specific train category. 55

Claims

8 AT010 052 U1 The use of microphones far away from microphones, such as microphones 15, 20, is always associated with the danger that environmental influences such as wind, precipitation and ambient noise will falsify the measurement result. In order to ensure that these environmental influences do not falsify the measurement result, a microphone housing 22 is provided, which is designed such that only the sound radiated by the rail 7a, 7b, depending on the arrangement, is measured. The measuring sensor, in this case the microphone 21, is completely enclosed in the microphone housing 22 for this purpose, so that disturbing environmental influences can not falsify the measurement result. The microphone housing 22 is connected to the rail 7 and has no housing walls 23 parallel and perpendicular to each other. In other words, the housing walls 23 are all arranged skewed relative to one another in order to avoid the occurrence of standing waves, which influence and distort the measurement results. Alternatively, of course, the microphone housing 22 may also be constructed cuboid. In this case 15, however, additional inner walls must be provided, which fulfill the described requirement of wind pitch. The microphone housing 22 is additionally lined on the inside with a sound-absorbing material such as rock wool. The attachment to the rails 7 takes place, for example, by bracing against the rail 7b by means of ropes 25. Claims: 1. Measuring method for the determination of parameters describing emissions, which emissions of railway vehicles operating on a track (7) or a combination of rail vehicles be triggered, characterized in that the parameters are sound pressure level and / or rail acceleration and / or threshold acceleration and / or vibrations in the subsurface and / or charge-related parameters and substantially simultaneously with the measurement of the parameters of the position of the rail vehicle or the Rail vehicle composite on 30 track body (7) is determined and an association between the determined position of the rail nenfahrzeugs or the rail vehicle network and measured parameters takes place, wherein the determination of the position of the rail vehicle or the rail vehicle network on track track (7) by detection of the individual rail vehicle axles takes place and due to this detection is a Zugkategorieerkennung and / or 35 rail vehicle type recognition.

2. Measuring method according to claim 1, characterized in that the parameters are physical and / or chemical parameters.

3. Measuring method according to claim 1 or 2, characterized in that the assignment parameter used as the time.

4. Measuring method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the detection of the individual rail vehicle axles by means of inductive wheel sensors (8) 45 follows.

5. A method for the assignment of emissions, which are emitted by a on a track body (7) in operation rail vehicle or a composite of rail vehicles, to a position of the rail vehicle or rail vehicle network, so to a single rail vehicle of the rail vehicle network, to a Schie vehicle type or to a train category, characterized in that it comprises the following steps per train passing measurement of the physical and / or chemical parameters describing the emissions, wherein the physical parameters to sound pressure level 55 and / or rail acceleration and / or threshold acceleration and / or Er - 9 AT 010 052 U1 vibrations in the subsurface and / or charge-related physical parameters is, and storing the measurement data thus obtained on a storage medium (5) in a measurement data set, each measurement data set at least one of the determined physical and / or chemi value and time data which describe the time at which the measurement was carried out, detecting the position of the rail vehicle or the rolling stock on the track body and storing the position on a storage medium (5), each position data set at least from the position data of the rail vehicle or of the rail vehicle group on the track body (7) at a specific point in time, as well as time data corresponding to the time of detection of the position, the determination of the position or position data of the rail vehicle or the rolling stock on the track body (7) By detecting the individual rail vehicle axles, the position data sets are linked with the measurement data sets and the physical parameter values describing the emissions are assigned to the respective position data of the rail vehicle or rail vehicle at a defined point in time at the same time storing the sequence of detection of the rail vehicle axes in a sequence data set on a storage medium (5) and comparing the sequence data set with reference sequence records stored in a database (20) for train category identification and / or for rail vehicle category identification.

6. The method according to claim 5, characterized in that the linkage of the position data sets with the measurement data records and assignment of the physical parameters describing the emissions at a defined time to the respective position data of the rail vehicle or rail vehicle network at the same time by means of a data processing system (1) ,

7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the detection of the individual rail vehicle axles by means of inductive wheel sensors (8). For this purpose 11 sheets of drawings