AT518904B1 - An installation for determining at least one state of a train - Google Patents

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AT518904B1
AT518904B1 ATA50657/2016A AT506572016A AT518904B1 AT 518904 B1 AT518904 B1 AT 518904B1 AT 506572016 A AT506572016 A AT 506572016A AT 518904 B1 AT518904 B1 AT 518904B1
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Abstract

Bei einer Anlage zum Feststellen wenigstens eines Zustands eines Zuges (1 ), sowie vorzugsweise eines Schienenstranges (3) auf dem sich der Zug (1) befindet, wobei die Anlage einen Schwingungserzeuger (2) zum Erzeugen wenigstens eines vorgebbaren Körperschallausgangssignals aufweist, wobei die Anlage (20) einen Schwingungsaufnehmer (4) zur Aufnahme eines Körperschallreflexionssignals aufweist, wobei die Anlage (20) eine Kontrolleinrichtung (5) aufweist, welche mit dem Schwingungserzeuger (2) und dem Schwingungsaufnehmer (4) schaltungstechnisch verbunden ist, und wobei die Kontrolleinrichtung (5) - zum Feststellen des wenigstens einen Zustandes des Zuges (1) - dazu ausgebildet ist das Körperschallreflexionssignal mit wenigstens einem Vergleichskriterium zu vergleichen, wobei der Schwingungserzeuger (2) und der Schwingungsaufnehmer (4) als einstückige Baugruppe ausgebildet sind, wird vorgeschlagen, dass der Schwingungserzeuger (2) und der Schwingungsaufnehmer (4) als Hydrophon (23) ausgebildet sind.In a system for detecting at least one state of a train (1), and preferably a rail line (3) on which the train (1) is located, wherein the system comprises a vibration generator (2) for generating at least one predeterminable structure-borne sound output signal, wherein the system (20) has a vibration sensor (4) for receiving a structure-borne sound reflection signal, wherein the system (20) comprises a control device (5) which is connected in circuit technology with the vibration generator (2) and the vibration sensor (4), and wherein the control device (5 ) - For determining the at least one state of the train (1) - adapted to compare the structure-borne sound reflection signal with at least one comparison criterion, wherein the vibration generator (2) and the vibration sensor (4) are formed as a one-piece assembly, it is proposed that the vibration generator (2) and the vibration sensor (4) as hydrophone (23) a are educated.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Anlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.Description: The invention relates to a system according to the preamble of patent claim 1.

[0002] Beim Betrieb von Schienenfahrzeugen in sog. Vollbahnen ist es wünschenswert bzw. erforderlich gewisse Zustände eines Zuges zu kennen. Aufgrund der großen Freiheit bei der Zusammenstellung eines Zuges und der Vielfalt an kompatiblen Triebfahrzeugen und Waggons ist es bisher nicht möglich diese Informationen lediglich zugautark zu ermitteln, weshalb an Gleisstrecken Sensoren angeordnet sind, um Daten über vorbeifahrende Züge zu ermitteln. Dies betrifft insbesondere Gleisbesetztmeldesysteme sowie Checkpointsysteme, bei welchen an bestimmen Örtlichkeiten Zustandsparameter eines vorbeifahrenden Zuges, wie insbesondere die Achslast, Beladungsverteilung, Radreifendeformation oder heiß gelaufene Bremsen, über entsprechende lokal angeordnete Sensoren ermittelt werden.When operating rail vehicles in so-called full railways, it is desirable or necessary to know certain states of a train. Due to the great freedom in the compilation of a train and the variety of compatible traction vehicles and wagons, it has not been possible to determine this information in a manner that is only accessible for train use, which is why sensors are arranged on track sections to determine data about passing trains. This applies in particular to track occupancy detection systems and checkpoint systems in which the state parameters of a passing train, such as in particular the axle load, load distribution, tire deformation or hot brakes, are determined at certain locations using appropriate locally arranged sensors.

[0003] Nachteilig daran sind die hohen Aufwendungen für die Infrastruktur sowie der Umstand, dass selbst bei erheblichem Aufwand und zahlreichen derartigen Kontrollstellen, trotzdem lediglich eine punktuelle Überwachung der fahrenden Züge gegeben ist. Insbesondere in weniger industrialisierten Ländern kommt es zudem, aufgrund mangelnder Wartung, bald zu Ausfällen derartiger Anlagen.A disadvantage of this are the high costs for the infrastructure and the fact that even with considerable effort and numerous such control points, there is nevertheless only a punctual monitoring of the moving trains. In less industrialized countries in particular, such systems soon fail due to lack of maintenance.

[0004] Die EP 861 764 A1 beschreibt unterschiedliche Ausführungen einer Einheit, mit welcher Ultraschall-Körperschallsignale in Schienen eingekoppelt und ausgelesen werden. Dabei werden sowohl streckenseitig verbaute Anlagen beschrieben, als auch solche, welche vollständig in einen Zug integriert sind, etwa in Fig. 41, 42 sowie der zugehörigen Beschreibung ab Seite 23. Dabei ist auch die Anordnung aus Sender/Empfänger im Bereich einer Radachse beschrieben.EP 861 764 A1 describes different versions of a unit with which ultrasonic structure-borne noise signals are coupled into rails and read out. Both systems installed on the track side and systems fully integrated in a train are described, for example in Fig. 41, 42 and the associated description from page 23. The arrangement of transmitter / receiver in the area of a wheel axle is also described.

[0005] Die FR 2 683 496 A1 beschreibt ein Kommunikationssystem, welches durch Körperschallübertragung über die Schienen eine Kommunikation mit eine Zug ermöglichen soll. Darüber hinaus ist es möglich Schäden an den Gleisen sowie Abstände zu weiteren Zügen zu ermitteln. Die FR 2 683 496 A1 beschreibt weiters die Verwendung von Quecksilber zur Impedanzanpassung.[0005] FR 2 683 496 A1 describes a communication system which is intended to enable communication with a train by means of structure-borne noise transmission via the rails. In addition, it is possible to determine damage to the tracks and distances to other trains. FR 2 683 496 A1 also describes the use of mercury for impedance matching.

[0006] Die US 4 932 618 A offenbart eine Anlage zum Feststellen eines Zustandes eines Schienenstranges, wobei streckenseitig Körperschall an einem Punkt in die Gleise abgegeben wird, welcher Körperschall durch einen Abnehmer an einem Zug aufgenommen und bewertet wird.US 4 932 618 A discloses a system for determining a state of a rail track, wherein structure-borne noise is emitted at the track side at a point, which structure-borne noise is picked up and evaluated by a customer on a train.

[0007] Die US 6 271 754 B1 beschreibt ein streckenseitiges System zum Erkennen von Schäden an Gleisen. Dabei wird jedoch kein Schallsignal verwendet.US 6 271 754 B1 describes a track-side system for the detection of damage to tracks. However, no sound signal is used.

[0008] Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anlage der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher die genannten Nachteile vermieden werden können, mit welcher wenigstens ein Zustand eines Zuges festgestellt werden kann, und welche unabhängig von der Art und Bauweise der Waggons des Zuges, sowie dem Schienenabschnitt den der Zug befährt ist.The object of the invention is therefore to provide a system of the type mentioned, with which the disadvantages mentioned can be avoided, with which at least one condition of a train can be determined, and which regardless of the type and design of the wagons of the train , as well as the rail section that the train is traveling on.

[0009] Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.According to the invention this is achieved by the features of claim 1.

[0010] Dadurch können zahlreiche Zustände eines Zuges autark von diesem selbst und ohne streckenseitige Hilfsmittel ermittelt und überwacht werden. Dadurch wird die Umsetzung von ETCS Level 3 unterstützt. Dadurch können etwa folgende Zustände ermittelt werden: Feststellen der Anzahl der Achsen des Zuges und somit der Länge und Integrität des Zuges, erkennen von Flachstellen an wenigstens einem der Räder, sowie Feststellen, welches Rad die Flachstelle aufweist, Detektion einer heiß laufenden Bremse, Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit, Bewertung des Zustandes der Schienen.[0010] As a result, numerous states of a train can be determined and monitored autonomously by the train itself and without auxiliary means on the track side. This supports the implementation of ETCS Level 3. As a result, the following conditions can be determined: determining the number of axes of the train and thus the length and integrity of the train, recognizing flat spots on at least one of the wheels, and determining which wheel has the flat spot, detecting a hot brake, determining the Driving speed, assessment of the condition of the rails.

[0011] Dadurch können insbesondere auch neu hinzukommende akustische Phänomene erkannt werden, insbesondere Vibrationen bzw. transiente Vorgänge. Dadurch können Fehler, wie insbesondere ein fortschreitender Dauerbruch, erkannt werden, bevor dieser zu einem Unfall führt. Dadurch können aber auch Deformationen, etwa aufgrund von Überladungen oder Fehldimensionierung erkannt werden.[0011] As a result, new acoustic phenomena, in particular vibrations or transient processes, can also be recognized. As a result, errors, in particular a progressive permanent break, can be recognized before this leads to an accident. This also allows deformations to be detected, for example due to overloading or incorrect dimensioning.

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Patentamt [0012] Weiters können damit auch andere Zustände erkannt werden, welche nicht unmittelbar Ursache des betreffenden Zugs sind. Dadurch kann etwa erkannt werden, ob sich ein anderer Zug auf derselben Strecke befindet. Dies funktioniert dabei unabhängig davon, ob der andere Zug ebenfalls eine gegenständliche Anlage aufweist. Sofern der andere Zug eine solche Anlage aufweist, was durch Detektion der von diesem ausgesandten Schallsignale festgestellt werden kann, kann über die beiden Anlagen sowie den Schienenstrang eine Kommunikation zwischen den beiden Zügen erfolgen, wobei insbesondere eine Kollisionswarnung ausgegeben werden kann.Patent Office Furthermore, other states can also be recognized which are not the immediate cause of the train in question. This makes it possible to recognize whether another train is on the same route. This works regardless of whether the other train also has a physical layout. If the other train has such a system, which can be determined by detecting the sound signals emitted by it, communication can take place between the two trains via the two systems and the rail track, in particular a collision warning being output.

[0013] Die akustischen Übertragungseigenschaften der Gleise haben Auswirkung auf das empfangene Körperschallreflexionssignal. Die Gleise sind in diesem Sinne ein akustischer Kanal. Durch Auswertung der sich veränderten Übertragungseigenschaften bzw. Übertragungsfunktion der Gleise kann eine weitere Information zur Standortbestimmung des Zuges ermittelt werden. Vor allem Brücken oder Weichen führen zu deutlich verändertem Übertragungsverhalten, und ermöglichen eine eindeutige Zuordnung bestimmter Eigenschaften von Körperschallreflexionssignalen zu bestimmten Stellen eines Gleises, welches der Zug befährt. Dadurch können andere Navigations- bzw. Standortdaten angepasst werden.The acoustic transmission properties of the tracks have an effect on the structure-borne sound reflection signal received. In this sense, the tracks are an acoustic channel. By evaluating the changed transmission properties or transmission function of the tracks, further information for determining the location of the train can be determined. Bridges or switches in particular lead to significantly changed transmission behavior, and enable a clear assignment of certain properties of structure-borne sound reflection signals to certain points on a track that the train is traveling on. This allows other navigation or location data to be adjusted.

[0014] Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.[0014] The subclaims relate to further advantageous refinements of the invention.

[0015] Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Patentansprüche Bezug genommen, wodurch die Ansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.Reference is hereby expressly made to the wording of the patent claims, as a result of which the claims are inserted at this point by reference into the description and are considered to be reproduced verbatim.

[0016] Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt:The invention is described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which only preferred embodiments are shown by way of example. It shows:

[0017] Fig. 1 ein Zug mit einer gegenständlichen Anlage in schematischer Darstellung;Figure 1 shows a train with a physical system in a schematic representation.

[0018] Fig. 2 eine Achse und ein Rad eines Zuges gemäß Fig. 1 mit schematisch dargestelltem Schwingungserzeuger und Schwingungsaufnehmer im Achsenabschluss;2 shows an axle and a wheel of a train according to FIG. 1 with a schematically illustrated vibration generator and vibration sensor in the axle termination;

[0019] Fig. 3 der Achsenabschluss gemäß Fig. 2 in vergrößerter Schnittdarstellung; und [0020] Fig. 4 eine gegenständlichen Anlage als Blockschaltbild.[0019] FIG. 3 the axis termination according to FIG. 2 in an enlarged sectional view; and [0020] FIG. 4 shows a plant as a block diagram.

[0021] Die Fig. 1 und 4 zeigen eine Anlage 20 zum Feststellen wenigstens eines Zustands eines Zuges 1, sowie vorzugsweise eines Schienenstranges 3 auf dem sich der Zug 1 befindet, wobei die Anlage 20 einen Schwingungserzeuger 2 zum Erzeugen wenigstens eines vorgebbaren Körperschallausgangssignals aufweist, wobei die Anlage 20 einen Schwingungsaufnehmer 4 zur Aufnahme eines Körperschallreflexionssignals aufweist, wobei die Anlage 20 eine Kontrolleinrichtung 5 aufweist, welche mit dem Schwingungserzeuger 2 und dem Schwingungsaufnehmer 4 schaltungstechnisch verbunden ist, und wobei die Kontrolleinrichtung 5 - zum Feststellen des wenigstens einen Zustandes des Zuges 1 - dazu ausgebildet ist das Körperschallreflexionssignal mit wenigstens einem Vergleichskriterium zu vergleichen.1 and 4 show a system 20 for determining at least one state of a train 1, and preferably a rail track 3 on which the train 1 is located, the system 20 having a vibration generator 2 for generating at least one predeterminable structure-borne sound output signal, wherein the system 20 has a vibration sensor 4 for receiving a structure-borne sound reflection signal, the system 20 has a control device 5, which is connected to the vibration generator 2 and the vibration sensor 4 in terms of circuitry, and wherein the control device 5 - for determining the at least one state of the train 1 - Designed to compare the structure-borne sound reflection signal with at least one comparison criterion.

[0022] Dadurch können zahlreiche Zustände eines Zuges 1 autark von diesem selbst und ohne streckenseitige Hilfsmittel ermittelt und überwacht werden. Dadurch wird die Umsetzung von ETCS Level 3 unterstützt. Dadurch können etwa folgende Zustände ermittelt werden: Feststellen der Anzahl der Achsen 21 des Zuges 1 und somit der Länge und Integrität des Zuges 1, erkennen von Flachstellen an wenigstens einem der Räder 6, sowie Feststellen, welches Rad 6 die Flachstelle aufweist, Detektion einer heiß laufenden Bremse, Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit durch Berücksichtigung von Dopplerverschiebungen, Bewertung des Zustandes der Schienen 3.As a result, numerous states of a train 1 can be determined and monitored autonomously by the train itself and without auxiliary means on the track side. This supports the implementation of ETCS Level 3. As a result, the following states can be determined, for example: determining the number of axles 21 of the train 1 and thus the length and integrity of the train 1, recognizing flat spots on at least one of the wheels 6, and determining which wheel 6 has the flat spot, detecting a hot spot running brake, determining the driving speed by taking Doppler shifts into account, evaluating the condition of the rails 3.

[0023] Dadurch können insbesondere auch neu hinzukommende akustische Phänomene erkannt werden, insbesondere Vibrationen bzw. transiente Vorgänge. Dadurch können Fehler, wie insbesondere ein fortschreitender Dauerbruch, erkannt werden, bevor diese zu einem Unfall führen. Dadurch können aber auch Deformationen, etwa aufgrund von Überladungen oder Fehldimensionierung erkannt werden.[0023] As a result, new acoustic phenomena, in particular vibrations or transient processes, can also be recognized. As a result, errors, in particular a progressive permanent break, can be recognized before they lead to an accident. This also allows deformations to be detected, for example due to overloading or incorrect dimensioning.

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Patentamt [0024] Weiters können damit auch andere Zustände erkannt werden, welche nicht unmittelbar Ursache des betreffenden Zugs 1 sind. Dadurch kann etwa erkannt werden, ob sich ein anderer Zug 1 auf derselben Strecke befindet. Dies funktioniert dabei unabhängig davon, ob der andere Zug 1 ebenfalls eine gegenständliche Anlage aufweist. Sofern der andere Zug 1 eine solche Anlage aufweist, was durch Detektion der von diesem ausgesandten Schallsignale festgestellt werden kann, kann über die beiden Anlagen 20 sowie den Schienenstrang 3 eine Kommunikation zwischen den beiden Zügen 1 erfolgen, wobei insbesondere eine Kollisionswarnung ausgegeben werden kann.Patent Office Furthermore, other conditions can also be recognized which are not the immediate cause of the train 1 in question. This makes it possible to recognize whether another train 1 is on the same route. This works regardless of whether the other train 1 also has a physical system. If the other train 1 has such a system, which can be determined by detecting the sound signals emitted by it, communication can take place between the two trains 1 via the two systems 20 and the rail track 3, in particular a collision warning being output.

[0025] Die akustischen Übertragungseigenschaften der Gleise 3 haben Auswirkung auf das empfangene Körperschallreflexionssignal. Die Gleise 3 sind in diesem Sinne ein akustischer Kanal. Durch Auswertung der sich veränderten Übertragungseigenschaften bzw. Übertragungsfunktion der Gleise 3 kann eine weitere Information zur Standortbestimmung des Zuges 1 ermittelt werden. Vor allem Brücken oder Weichen führen zu deutlich verändertem Übertragungsverhalten, und ermöglichen eine eindeutige Zuordnung bestimmter Eigenschaften von Körperschallreflexionssignalen zu bestimmten Stellen eines Gleises 3, welches der Zug 1 befährt. Dadurch können andere Navigations- bzw. Standortdaten angepasst werden.The acoustic transmission properties of the tracks 3 have an effect on the structure-borne sound reflection signal received. In this sense, the tracks 3 are an acoustic channel. By evaluating the changed transmission properties or transmission function of the tracks 3, further information for determining the location of the train 1 can be determined. Above all, bridges or switches lead to significantly changed transmission behavior and enable a clear assignment of certain properties of structure-borne sound reflection signals to certain points on a track 3 which the train 1 travels. This allows other navigation or location data to be adjusted.

[0026] Die gegenständliche Anlage 20 ist dazu vorgesehen und ausgebildet wenigstens einen Zustand eines Zuges 1, sowie vorzugsweise eines Schienenstranges 3 auf dem sich der Zug 1 befindet, zu ermitteln. Als Zustand des Zuges 1 wird dabei insbesondere verstanden: Feststellen der Anzahl der Achsen 21 des Zuges 1 und somit der Länge und Integrität des Zuges 1, erkennen von Flachstellen an wenigstens einem der Räder 6, sowie Feststellen, welches Rad 6 die Flachstelle aufweist, Detektion einer heiß laufenden Bremse, Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit, Bewertung des Zustandes der Schienen 3, Erkennen eines fortschreitenden Dauerbruchs, Erkennen von Deformationen, Kommunikation mit anderen Zügen 1 oder Bahnhöfen, Kollisionswarnung sowie Standortbestimmung des Zuges 1.The subject system 20 is provided and designed to determine at least one state of a train 1, and preferably a rail track 3 on which the train 1 is located. The condition of the train 1 is understood in particular: determining the number of axles 21 of the train 1 and thus the length and integrity of the train 1, recognizing flat spots on at least one of the wheels 6, and determining which wheel 6 has the flat spot, detection a hot brake, determining the speed of travel, evaluating the condition of the rails 3, recognizing a progressive break, detecting deformations, communicating with other trains 1 or stations, collision warning and determining the position of the train 1.

[0027] Als „Integrität“ bzw. „Integrität des Zuges 1“ wird die Vollständigkeit des Zuges 1 verstanden, daher ob der Zug 1 aus sämtlichen Waggons 9 besteht, aus denen dieser bestehen soll bzw. ursprünglich bei dessen Zusammenstellung bestand.As "integrity" or "integrity of the train 1" is understood the completeness of the train 1, therefore whether the train 1 consists of all wagons 9 from which it should consist or originally existed when it was put together.

[0028] Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Zug 1 mit einer gegenständlichen Anlage 20. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Anlage 20 mit weiteren Baugruppen bzw. Zugseigenen und/oder externen Vorrichtungen kommuniziert.1 shows a schematic illustration of a train 1 with a system 20 in question. It is preferably provided that the system 20 communicates with further assemblies or the train's own and / or external devices.

[0029] Die Anlage 20 weist wenigstens einen Schwingungserzeuger 2 auf. Der Schwingungserzeuger 2 ist dazu vorgesehen Körperschallausgangssignale zu erzeugen, und an den Zug abzugeben. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Schwingungserzeuger 2 an einem Rad 6 oder einer Achse 21 des Zuges 1, insbesondere eines Rades 6 eines Triebfahrzeugs 8, angeordnet ist. Durch die Anordnung an einem der Räder 6 kann eine gute Kopplung mit der Schiene 3 und über die Schienen 3 mit dem restlichen Zug 1 erreicht werden.The system 20 has at least one vibration generator 2. The vibration generator 2 is intended to generate structure-borne sound output signals and to emit them to the train. In particular, it is provided that the vibration generator 2 is arranged on a wheel 6 or an axle 21 of the train 1, in particular a wheel 6 of a traction vehicle 8. Due to the arrangement on one of the wheels 6, a good coupling with the rail 3 and via the rails 3 with the rest of the train 1 can be achieved.

[0030] Der Schwingungserzeuger 2 ist bevorzugt zum Erzeugen eines Schallimpulses bzw. eines Schlages ausgebildet, wobei auch vorgesehen sein kann, dass der Schwingungserzeuger 2 dazu ausgebildet ist, Dauertöne vorgebbarer Frequenzen und Signalformen zu erzeugen.The vibration generator 2 is preferably designed to generate a sound pulse or a shock, wherein it can also be provided that the vibration generator 2 is designed to generate continuous tones of predetermined frequencies and signal shapes.

[0031] Der Schwingungserzeuger 2 kann unterschiedlich ausgebildet sein. Gegenständlich werden lediglich drei besonders bevorzugte Ausführungen eines Schwingungserzeugers 2 beschrieben. Gemäß einer ersten und besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Schwingungserzeuger 2 als mechanisches Schlagwerk, insbesondere umfassend einen Impulshammer, ausgebildet ist. Ein solches Schlagwerk kann einfach umgesetzt werden, etwa durch eine elektromagnetisch beschleunigbare Masse, welche einen Beschleunigungsaufnehmer trägt, um die tatsächliche Form eines ausgebrachten Impulses zu ermitteln, und welche Masse vorgebbar gegen einen Teil des Zuges geschlagen wird, wodurch ein Impuls erzeugt wird.The vibration generator 2 can be designed differently. Only three particularly preferred versions of an oscillation generator 2 are described in this article. According to a first and particularly preferred embodiment, it is provided that the vibration generator 2 is designed as a mechanical hammer mechanism, in particular comprising an impulse hammer. Such a striking mechanism can be implemented in a simple manner, for example by means of an electromagnetically acceleratable mass which carries an accelerometer in order to determine the actual shape of an applied pulse and which mass can be predetermined to be struck against a part of the train, whereby a pulse is generated.

[0032] Es kann gemäß einer zweiten Ausführungsform auch vorgesehen sein, den Schwingungserzeuger 2 als angetriebenes bzw. antreibbares Masse-Feder-System auszubilden, welAccording to a second embodiment, it can also be provided to design the vibration generator 2 as a driven or drivable mass-spring system, which

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Patentamt ches an einen Teil des Zuges 1 angekoppelt ist. Eine dritte bevorzugte Ausführungsform wird an anderer Stelle beschrieben.Patent Office ches is coupled to part of the train 1. A third preferred embodiment is described elsewhere.

[0033] Die Anlage 20 weist weiters wenigstens einen Schwingungsaufnehmer 4 auf. Der Schwingungsaufnehmer 4 ist dazu vorgesehen Körperschallreflexionssignale sowie andere Körperschalsignale aufzunehmen. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Schwingungsaufnehmer 4 an einem Rad 6 oder einer Achse 21 des Zuges 1, insbesondere eines Rades 6 eines Triebfahrzeugs 8, angeordnet ist, wodurch eine gute Ankopplung erreicht werden kann.The system 20 also has at least one vibration sensor 4. The vibration sensor 4 is provided to record structure-borne sound reflection signals and other structure-borne sound signals. In particular, it is provided that the vibration sensor 4 is arranged on a wheel 6 or an axle 21 of the train 1, in particular a wheel 6 of a traction vehicle 8, whereby a good coupling can be achieved.

[0034] Der Schwingungsaufnehmer 4 kann unterschiedlich ausgebildet sein. Gegenständlich werden lediglich zwei besonders bevorzugte Ausführungen eines Schwingungsaufnehmers 4 beschrieben. Gemäß einer ersten und besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Schwingungsaufnehmer 4 als, insbesondere piezoelektrischer, Beschleunigungsaufnehmer ausgebildet ist. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass der Beschleunigungsaufnehmer als Delta-Scher-Aufnehmer ausgebildet ist. Die zweite bevorzugte Ausführungsform wird an anderer Stelle beschrieben.The vibration sensor 4 can be designed differently. Only two particularly preferred embodiments of a vibration sensor 4 are described in the subject. According to a first and particularly preferred embodiment, it is provided that the vibration sensor 4 is designed as a, in particular piezoelectric, acceleration sensor. In particular, it is provided that the acceleration sensor is designed as a delta-shear sensor. The second preferred embodiment will be described elsewhere.

[0035] Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der Schwingungserzeuger 2 und der Schwingungsaufnehmer 4 als einstückige Baugruppe ausgebildet sind, bzw. zumindest in im Wesentlichen unmittelbarer örtlicher Umgebung in bzw. an dem Zug 1 angeordnet sind. Dabei ist insbesondere als dritte bevorzugte Ausführungsform eines Schwingungserzeugers 2 und Schwingungsaufnehmers 4 vorgesehen, dass der Schwingungserzeuger 2 und der Schwingungsaufnehmer 4 als Hydrophon 23 ausgebildet sind. Hydrophone 23 sind aus dem Bereich der Schallabstrahlung in Wasser bekannt, etwa aus dem technischen Umfeld der Sonartechnik.It is particularly preferably provided that the vibration generator 2 and the vibration sensor 4 are formed as a one-piece assembly, or at least in a substantially immediate local environment in or on the train 1. In particular, as a third preferred embodiment of a vibration generator 2 and vibration sensor 4, it is provided that the vibration generator 2 and the vibration sensor 4 are designed as hydrophones 23. Hydrophones 23 are known from the field of sound radiation in water, for example from the technical field of sonar technology.

[0036] Insbesondere bei Ausbildung des Schwingungserzeugers 2 und Schwingungsaufnehmers 4 als Hydrophon 23 ist bevorzugt vorgesehen, dass der Schwingungserzeuger 2 und/oder der Schwingungsaufnehmer 4 in oder an einer Radnarbe des Rades 6 oder einem Achsenabschluss 22 der Achse 21 angeordnet sind. Die Fig. 2 und Fig. 3 zeigen eine entsprechende Anordnung, wobei das Hydrophon 23 lediglich schematisch dargestellt ist. Dieses ist dabei in dem Achsenabschluss 22 der Achse 21 mittels einer, in Fig. 3 dargestellten Drehdurchführung angeordnet.In particular when the vibration generator 2 and vibration sensor 4 are designed as hydrophones 23, it is preferably provided that the vibration generator 2 and / or the vibration sensor 4 are arranged in or on a wheel scar of the wheel 6 or an axle end 22 of the axle 21. 2 and 3 show a corresponding arrangement, the hydrophone 23 being shown only schematically. This is arranged in the axle end 22 of the axle 21 by means of a rotary feedthrough shown in FIG. 3.

[0037] Bevorzugt ist, wie in Fig. 3 weiters dargestellt, vorgesehen, dass der Schwingungserzeuger 2 und/oder der Schwingungsaufnehmer 4, insbesondere das Hydrophon 23, über ein Impedanzanpassungsmittel 24 an die Achse 21 bzw. das Rad 6 angekoppelt sind. Als Impedanzanpassungsmittel 24 hat sich insbesondere Quecksilber bewährt. Es können jedoch auch andere Stoffe vorgesehen sein.As further shown in FIG. 3, it is preferably provided that the vibration generator 2 and / or the vibration sensor 4, in particular the hydrophone 23, are coupled to the axle 21 or the wheel 6 via an impedance matching means 24. Mercury has proven particularly useful as impedance matching means 24. However, other substances can also be provided.

[0038] Es hat sich als praktisch erwiesen, dass die Anlage 20 im Bereich eines Triebwagens 8, einer Lokomotive und/oder eines Führerstandes des Zuges 1 angeordnet ist, und dass der Schwingungserzeuger 2 und/oder der Schwingungsaufnehmer 4 an der ersten Achse 21 des Triebwagens 8 angeordnet sind. Dadurch wird die Analyse der detektierten Signale vereinfacht. Weiters befinden sich durch diese Anordnung die technisch sicherheitsrelevanten Systeme im lokalen Bereich des Zugführers. Die entsprechende signaltechnischen Verbindungen zu Schwingungserzeuger 2 und Schwingungsaufnehmer 4 sind in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie dargestellt.It has proven to be practical that the system 20 is arranged in the area of a motor car 8, a locomotive and / or a driver's cab of the train 1, and that the vibration generator 2 and / or the vibration sensor 4 on the first axis 21 of the Railcar 8 are arranged. This simplifies the analysis of the detected signals. This arrangement also means that the technically safety-relevant systems are located in the local area of the train driver. The corresponding signal connections to vibration generator 2 and vibration sensor 4 are shown in FIG. 1 by a dashed line.

[0039] Die Anlage 20 weist eine Kontrolleinrichtung 5 auf, welche mit dem Schwingungserzeuger 2 und dem Schwingungsaufnehmer 4 schaltungstechnisch verbunden ist. Es kann vorgesehen sein, dass die Kontrolleinrichtung 5 in Form mehrerer getrennter Baugruppen ausgebildet ist.The system 20 has a control device 5 which is connected to the vibration generator 2 and the vibration sensor 4 in terms of circuitry. It can be provided that the control device 5 is designed in the form of several separate assemblies.

[0040] Die Kontrolleinrichtung 5 steuert den Schwingungserzeuger 2 an, und wertet die vom Schwingungsaufnehmer 4 detektierten Körperschallsignale aus. Dabei ist die Kontrolleinrichtung 5 dazu ausgebildet, das Körperschallreflexionssignal mit wenigstens einem Vergleichskriterium zu vergleichen, und derart den wenigstens einen vorgebbaren und zu ermittelnden Zustand des Zuges 1 zu ermitteln, indem bei einer vorgebbaren Unterscheidung bzw. Übereinstimmung der Körperschallreflexionssignale mit dem wenigstens einen Vergleichskriterium einThe control device 5 controls the vibration generator 2 and evaluates the structure-borne noise signals detected by the vibration sensor 4. The control device 5 is designed to compare the structure-borne sound reflection signal with at least one comparison criterion, and in this way to determine the at least one predeterminable and ascertainable state of the train 1 by entering a predefinable distinction or agreement of the structure-borne sound reflection signals with the at least one comparison criterion

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Patentamt bestimmter Zustand des Zuges 1 als gegeben ausgegeben bzw. gespeichert wird. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass für jeden zu ermittelnden Zustand wenigstens ein Vergleichskriterium gespeichert ist.Patent office certain state of the train 1 is given or saved as given. It is preferably provided that at least one comparison criterion is stored for each state to be determined.

[0041] Zur Ermittlung des wenigstens einen Zustandes des Zuges 1 ist bevorzugt vorgesehen, die einzelnen Reflexionen des Körperschalls an den Kontaktstellen zwischen Schiene 3 und Rad 6 zu detektieren und zu bewerten. Neben der Anzahl der Achsen 21 kann über die Analyse der jeweiligen Echos im Detail auf weitere Zustände des Zuges 1 geschlossen werden, etwa die Beladungssituation, da diese über den Kontaktdruck der Räder 6 auf die Gleise 3 einen Einfluss auf die Reflexion an dem betreffenden Rad 6 hat.To determine the at least one state of the train 1, it is preferably provided to detect and evaluate the individual reflections of the structure-borne noise at the contact points between the rail 3 and the wheel 6. In addition to the number of axles 21, further analysis of the respective echoes can be used to draw conclusions about further states of the train 1, for example the loading situation, since these influence the reflection on the respective wheel 6 via the contact pressure of the wheels 6 on the tracks 3 Has.

[0042] Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Schwingungserzeuger 2 Impulse bzw. Impulsfolgen aussendet, um eine eineindeutige Zuordnung zwischen Sende- und Reflexionssignal sicherzustellen. Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass die Anlage 20 dazu ausgebildet ist, Körperschallausgangssignale mit vorgebbarer akustischer Signatur, insbesondere umfassend eine zugeigene Kennsequenz, auszugeben. Entsprechend ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kontrolleinrichtung 5 dazu ausgebildet ist, ein Ausgangssignal mit vorgebbarer Signatur, daher Frequenzverlauf und/oder Signalform an den Schwingungserzeuger 2 zu senden. Dadurch ist eine bessere Zuordnung eines Körperschallreflexionssignals zu einem Körperschallausgangssignal möglich. Dadurch kann weiters erkannt werden, wenn Körperschallsignale eines anderen Zuges 1 detektiert werden.It is preferably provided that the vibration generator transmits 2 pulses or pulse sequences in order to ensure a clear association between the transmission and reflection signals. It is therefore preferably provided that the system 20 is designed to output structure-borne noise output signals with a predefinable acoustic signature, in particular comprising an associated identification sequence. Accordingly, it is preferably provided that the control device 5 is designed to send an output signal with a predefinable signature, therefore frequency curve and / or signal shape, to the vibration generator 2. This enables a better assignment of a structure-borne sound reflection signal to a structure-borne sound output signal. This also makes it possible to recognize when structure-borne noise signals from another train 1 are detected.

[0043] In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass ein erstes Körperschallausgangssignal eine erste akustische Signatur aufweist, und dass ein zweites Körperschallausgangssignal eine, von der ersten akustischen Signatur unterscheidbare, zweite akustische Signatur aufweist. Dadurch ist es möglich die gegenständlichen Ermittlungen in kürzeren Abständen durchzuführen.In this context, it has proven to be particularly advantageous that a first structure-borne sound output signal has a first acoustic signature and that a second structure-borne sound output signal has a second acoustic signature that can be distinguished from the first acoustic signature. This makes it possible to carry out the objective investigations at shorter intervals.

[0044] Entsprechend ist die Kontrolleinrichtung 5 bevorzugt dazu ausgebildet, Körperschallreflexionssignale mit Körperschallausgangssignalen zu vergleichen, und ein bestimmtes Körperschallreflexionssignal einem bestimmten Körperschallausgangssignal zuzuordnen.Correspondingly, the control device 5 is preferably designed to compare structure-borne sound reflection signals with structure-borne sound output signals, and to assign a specific structure-borne sound reflection signal to a specific structure-borne sound output signal.

[0045] Dabei hat es sich weiters als vorteilhaft erwiesen, dass das Körperschallausgangssignal eine vorgebbare, insbesondere nicht periodische, Impulsfolge enthält. Ähnlich einer binären Signalcodierung ist dadurch ein jedes derart gebildetes Signalpaket eindeutig einem bestimmten Sendezeitpunkt zuordenbar.It has also proven to be advantageous that the structure-borne sound output signal contains a specifiable, in particular non-periodic, pulse train. Similar to binary signal coding, each signal packet formed in this way can be uniquely assigned to a specific transmission time.

[0046] Es kann auch vorgesehen sein, dass das Körperschallausgangssignal vorgebbar unterschiedliche Frequenzbereiche aufweist. Neben der Möglichkeit der Zuordnung eines Körperschallreflexionssignals zu einem Körperschallausgangssignal, ergibt sich dabei weiters die Möglichkeit durch weitere Analyse der unterschiedlichen Dispersion der verschiedenen Frequenzbereiche des Körperschallreflexionssignals weitere Informationen über den Zustand des Zuges 1 zu erlangen.It can also be provided that the structure-borne sound output signal has predeterminable different frequency ranges. In addition to the possibility of assigning a structure-borne sound reflection signal to a structure-borne sound output signal, there is also the possibility of obtaining further information about the state of the train 1 by further analysis of the different dispersion of the different frequency ranges of the structure-borne sound reflection signal.

[0047] Durch die Analyse der Körperschallreflexionssignale können zahlreiche Informationen zu dem betreffenden Zug 1 gewonnen werden, welche einleitend angeführt sind. Bevorzugt sind zur Ermittlung eines jeden dieser Zustände im Detail unterschiedliche Verfahren bzw. Algorithmen vorgesehen. So kann etwa vorgesehen sein, bei bestimmten Zustandsfeststellungen die Signale nur im Zeitbereich oder einem bestimmten Bildbereich zu untersuchen bzw. zu bewerten.By analyzing the structure-borne sound reflection signals, a great deal of information about the train 1 in question can be obtained, which are mentioned in the introduction. Different methods or algorithms are preferably provided in detail for determining each of these states. For example, provision can be made to examine or evaluate the signals only in the time domain or in a specific image region in the case of certain status determinations.

[0048] Die Kontrolleinrichtung 5 ist dazu vorgesehen und ausgebildet das Körperschallreflexionssignal zu analysieren. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kontrolleinrichtung 5 dazu ausgebildet ist, das Körperschallreflexionssignal im Zeitbereich sowie einem vorgebbaren Bildbereich zu analysieren.The control device 5 is provided and designed to analyze the structure-borne sound reflection signal. It is preferably provided that the control device 5 is designed to analyze the structure-borne sound reflection signal in the time domain and in a predeterminable image area.

[0049] Fig. 4 zeigt ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer gegenständlichen Anlage 20. Die Kontrolleinrichtung 5 weist eine Mikrocomputereinheit 19 auf, welcher mit einem Signalgenerator 11 verbunden ist, welcher über einen Verstärker 12 mit dem Ultraschall4 shows a block diagram of a preferred embodiment of a system 20 in question. The control device 5 has a microcomputer unit 19, which is connected to a signal generator 11, which is connected to the ultrasound via an amplifier 12

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Patentamt lautsprecher 2 verbunden ist.Patent Office speaker 2 is connected.

[0050] Der Schwingungsaufnehmer 4 ist über einen Verstärker 12 mit einem Analog/DigitalWandler 13 verbunden, welcher auch ein vorgeschaltetes Tiefpassfilter mit umfasst. Der Analog/Digital-Wandler 13 ist sowohl direkt mit der Mikrocomputereinheit 19 als auch einer Transformationseinheit 14 verbunden, in welcher eine Transformation des digitalen Körperschallreflexionssignals vom Zeitbereich in einen Bildbereich durchgeführt wird, bevorzug zufolge einer FFT oder einer Wavelet-Transformation. Bei Analyse eines transformierten Körperschallreflexionssignals wird das betreffende Signal lediglich mittelbar mit entsprechenden Vergleichskriterien verglichen. Tatsächlich werden Koeffizienten verglichen, welche jedoch das betreffende Signal charakterisieren. Dies wird gegenständlich als ein Vergleich eines Signals mit einem Vergleichskriterium angesehen.The vibration sensor 4 is connected via an amplifier 12 to an analog / digital converter 13, which also includes an upstream low-pass filter. The analog / digital converter 13 is connected both directly to the microcomputer unit 19 and to a transformation unit 14, in which a transformation of the digital structure-borne sound reflection signal from the time domain to an image domain is carried out, preferably according to an FFT or a wavelet transformation. When analyzing a transformed structure-borne sound reflection signal, the signal in question is only indirectly compared with corresponding comparison criteria. In fact, coefficients are compared, which, however, characterize the signal in question. This is considered to be a comparison of a signal with a comparison criterion.

[0051] Die Kontrolleinrichtung 5 ist dazu vorgesehen und ausgebildet das Körperschallreflexionssignal mit wenigstens einem Vergleichskriterium zu vergleichen. Die Kontrolleinrichtung 5 weist daher den Speicher 15 für Vergleichskriterien auf. Bevorzugt ist das wenigstens eine Vergleichskriterium eine, vorzugsweise vor Antritt einer Fahrt mit einem individuellen Zug 1 ermittelte, Anzahl der Achsen des Zuges 1 umfasst. Dies wird insbesondere durch einen Kalibriervorgang vor Antritt der Fahrt ermittelt.The control device 5 is provided and designed to compare the structure-borne sound reflection signal with at least one comparison criterion. The control device 5 therefore has the memory 15 for comparison criteria. The at least one comparison criterion is preferably a number of axles of the train 1, which is determined, preferably before starting a journey with an individual train 1. This is determined in particular by a calibration process before starting the journey.

[0052] Alternativ bzw. zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Vergleichskriterium eine, vorzugsweise bei Antritt einer Fahrt mit einem individuellen Zug 1 ermittelte, Signalveränderungscharakteristik, insbesondere eine Signaldämpfungs- und/oder Dispersionscharakteristik und/oder eine Übertragungsfunktion des jeweiligen, zu überwachenden Zuges 1 umfasst.Alternatively or additionally, it can be provided that the at least one comparison criterion, a signal change characteristic, preferably determined when starting a journey with an individual train 1, in particular a signal attenuation and / or dispersion characteristic and / or a transfer function of the respective one monitoring train 1 includes.

[0053] Die Kontrolleinrichtung 5 weist gemäß Fig. 4 weiters eine eigene Zeitbasis in Form der Clock 1 auf. Die Kontrolleinrichtung 5 ist weiters mit einer manuellen Eingabemöglichkeit 17, etwa einem Keyboard, verbunden. Weiters weist die Anlage 20 wenigstens eine Schnittstelle 7 zum Datenaustausch, insbesondere mit einem ETCS-Rechner des Zuges 1, auf, welche mit der Kontrolleinrichtung 5 verbunden ist. Durch Kenntnis des Standortes des Zuges, welcher mittels entsprechender Navigationsmittel, wie etwa GPS und/oder INS, ermittelt werden kann, sind nunmehr alle Daten verfügbar um eine dynamische Regelung der Gleisbelegung zu ermöglichen. Durch Meldung dieser Daten an eine Verkehrsleitzentrale oder einen anderen Zug ist eine wesentlich dichtere Packung der Züge auf einem Gleisabschnitt möglich, als dies bisher der Fall war. Dadurch ist eine Betriebsweise gemäß ETCS Level 3 möglich.According to FIG. 4, the control device 5 also has its own time base in the form of the clock 1. The control device 5 is also connected to a manual input option 17, for example a keyboard. Furthermore, the system 20 has at least one interface 7 for data exchange, in particular with an ETCS computer of the train 1, which is connected to the control device 5. By knowing the location of the train, which can be determined using appropriate navigation means, such as GPS and / or INS, all data are now available to enable dynamic control of the track occupancy. By reporting this data to a traffic control center or another train, the trains can be packed much more densely on a section of track than was previously the case. This enables operation in accordance with ETCS Level 3.

[0054] Die Kontrolleinrichtung 5 ist weiters bevorzugt dazu ausgebildet, bei Detektion wenigstens eines, insbesondere während der Fahrt, abgekoppelten Waggons 9 eine Alarmmeldung an einen Lokführer und/oder einen nachkommenden Zug und/oder eine Verkehrsleitstelle abzugeben. Die Kontrolleinrichtung 5 ist hiezu mit dem Signalmittel 18 verbunden.The control device 5 is further preferably designed to emit an alarm message to a train driver and / or a subsequent train and / or a traffic control center when at least one wagon 9 is disconnected, in particular while driving. The control device 5 is connected to the signaling means 18.

[0055] Bevorzugt ist die Kontrolleinrichtung 5 weiters dazu ausgebildet, während der Fahrt detektierte Gleisfehlstellen zu protokollieren und/oder an eine Verkehrsleitstelle zu melden. Dadurch können vor allem beim regelmäßigen Befahren einer bestimmten Strecke mit ein und demselben Zug 1 schleichende Veränderungen an den Schienen 3 erkannt werden und sich anbahnenden Fehler erkannt werden, bevor diese zu einem Unfall führen.The control device 5 is preferably also designed to log track defects detected during the journey and / or to report it to a traffic control center. This allows gradual changes to the rails 3 to be detected, and impending errors, before they lead to an accident, in particular when a certain route is regularly traveled on the same train 1.

[0056] Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kontrolleinrichtung 5 dazu ausgebildet ist, bei Detektion einer drohenden Kollision:It is particularly preferably provided that the control device 5 is designed, when an impending collision is detected:

[0057] - eine Gefahrenbremsung des Zuges 1 zu verursachen, und/oder [0058] - eine Alarmmeldung an eine Verkehrsleitstelle und/oder eine Rettungszentrale über die Schnittstelle 7 abzusetzen, und/oder [0059] - eine Alarmmeldung an einem Passagierinformationssystem des Zuges 1 auszugeben; und/oder [0060] - eine Alarmmeldung an ein Kollisionshindernis, insbesondere einen entgegenkommenden Zug 1, auszugeben, insbesondere über den SchwingungserzeugerTo cause braking of the train 1, and / or [0058] to send an alarm message to a traffic control center and / or a rescue center via the interface 7, and / or [0059] to send an alarm message to a passenger information system of the train 1 to spend; and / or [0060] - to output an alarm message to a collision obstacle, in particular an oncoming train 1, in particular via the vibration generator

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Patentamt [0061] Dadurch können vor allem auf schlecht ausgebauten Nebenstrecken Kollisionen zwischen zwei Zügen 1 vermieden werden.Patent Office [0061] As a result, collisions between two trains 1 can be avoided, especially on poorly developed secondary lines.

[0062] Besonders bevorzugt ist zudem vorgesehen, dass die Anlage 20 wenigstens einen Außentemperatursensor aufweist, welcher mit der Kontrolleinrichtung 5 verbunden ist, und dass die Kontrolleinrichtung 5 dazu ausgebildet ist, Temperaturänderungen bei der Überwachung der Integrität eines Zuges 1 zu kompensieren. Dadurch kann eine Drift der Signallaufzeit, wie diese bei Temperaturänderungen erfolgt, kompensiert werden.It is also particularly preferably provided that the system 20 has at least one outside temperature sensor, which is connected to the control device 5, and that the control device 5 is designed to compensate for temperature changes when monitoring the integrity of a train 1. This can compensate for a drift in the signal transit time, as occurs when the temperature changes.

[0063] Verfahren zum Feststellen wenigstens eines Zustands eines Zuges 1, ist vorgesehen, dass wenigstens ein vorgebbares Körperschallausgangssignal mittels eines Schwingungserzeugers 2 in ein Rad oder eine Achse des Zuges 1 eingebracht wird, wobei ein daraufhin reflektiertes Körperschallreflexionssignal von einem Schwingungsaufnehmer 4 aufgenommen wird, wobei das Körperschallreflexionssignal - zum Feststellen des wenigstens einen Zustandes des Zuges 1 - von einer Kontrolleinrichtung 5 mit wenigstens einem Vergleichskriterium verglichen wird.A method for determining at least one state of a train 1, it is provided that at least one predeterminable structure-borne sound output signal is introduced into a wheel or an axis of the train 1 by means of a vibration generator 2, a structure-borne sound reflection signal reflected thereon being recorded by a vibration sensor 4, wherein the structure-borne sound reflection signal - for determining the at least one state of the train 1 - is compared by a control device 5 with at least one comparison criterion.

Claims (21)

Patentansprücheclaims 1. Anlage zum Feststellen wenigstens eines Zustands eines Zuges (1), sowie vorzugsweise eines Schienenstranges (3) auf dem sich der Zug (1) befindet, wobei die Anlage einen Schwingungserzeuger (2) zum Erzeugen wenigstens eines vorgebbaren Körperschallausgangssignals aufweist, wobei die Anlage (20) einen Schwingungsaufnehmer (4) zur Aufnahme eines Körperschallreflexionssignals aufweist, wobei die Anlage (20) eine Kontrolleinrichtung (5) aufweist, welche mit dem Schwingungserzeuger (2) und dem Schwingungsaufnehmer (4) schaltungstechnisch verbunden ist, und wobei die Kontrolleinrichtung (5) - zum Feststellen des wenigstens einen Zustandes des Zuges (1) - dazu ausgebildet ist das Körperschallreflexionssignal mit wenigstens einem Vergleichskriterium zu vergleichen, wobei der Schwingungserzeuger (2) und der Schwingungsaufnehmer (4) als einstückige Baugruppe ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserzeuger (2) und der Schwingungsaufnehmer (4) als Hydrophon (23) ausgebildet sind.1. System for determining at least one state of a train (1), and preferably a rail track (3) on which the train (1) is located, the system having an oscillation generator (2) for generating at least one predeterminable structure-borne sound output signal, the system (20) has a vibration sensor (4) for receiving a structure-borne sound reflection signal, the system (20) having a control device (5) which is connected to the vibration generator (2) and the vibration sensor (4) in terms of circuitry, and wherein the control device (5 ) - to determine the at least one state of the train (1) - is designed to compare the structure-borne sound reflection signal with at least one comparison criterion, the vibration generator (2) and the vibration sensor (4) being designed as a one-piece assembly, characterized in that the vibration generator (2) and the vibration sensor (4) as a hydrophone (23) forms are. 2. Anlage (20) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserzeuger (2) an einem Rad (6) oder einer Achse (21) des Zuges (1), insbesondere eines Rades (6) eines Triebfahrzeugs (8), angeordnet ist.2. System (20) according to claim 1, characterized in that the vibration generator (2) on a wheel (6) or an axis (21) of the train (1), in particular a wheel (6) of a locomotive (8), arranged is. 3. Anlage (20) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsaufnehmer (4) an einem Rad (6) oder einer Achse (21) des Zuges (1), insbesondere eines Rades (6) eines Triebfahrzeugs (8), angeordnet ist.3. System (20) according to claim 1 or 2, characterized in that the vibration sensor (4) on a wheel (6) or an axis (21) of the train (1), in particular a wheel (6) of a locomotive (8) , is arranged. 4. Anlage (20) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserzeuger (2) und/oder der Schwingungsaufnehmer (4) in oder an einer Radnarbe des Rades (6) oder einem Achsenabschluss (22) der Achse (21) angeordnet sind.4. System (20) according to claim 2 or 3, characterized in that the vibration generator (2) and / or the vibration sensor (4) in or on a wheel scar of the wheel (6) or an axle end (22) of the axle (21) are arranged. 5. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserzeuger (2) zum Erzeugen eines Schallimpulses ausgebildet ist.5. Installation (20) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the vibration generator (2) is designed to generate a sound pulse. 6. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserzeuger (2) und/oder der Schwingungsaufnehmer (4), insbesondere das Hydrophon (23), über ein Impedanzanpassungsmittel (24), insbesondere Quecksilber, an die Achse (21) bzw. das Rad (6) angekoppelt sind.6. System (20) according to one of claims 2 to 5, characterized in that the vibration generator (2) and / or the vibration sensor (4), in particular the hydrophone (23), via an impedance matching means (24), in particular mercury the axis (21) or the wheel (6) are coupled. 7. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungsaufnehmer (4) als, insbesondere piezoelektrischer, Beschleunigungsaufnehmer ausgebildet ist.7. System (20) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the vibration sensor (4) is designed as, in particular piezoelectric, acceleration sensor. 8. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (20) dazu ausgebildet ist, Körperschallausgangssignale mit vorgebbarer akustischer Signatur, insbesondere umfassend eine zugeigene Kennsequenz, auszugeben.8. System (20) according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the system (20) is designed to output structure-borne noise signals with a predefinable acoustic signature, in particular comprising an associated characteristic sequence. 9. Anlage (20) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Körperschallausgangssignal eine erste akustische Signatur aufweist, und dass ein zweites Körperschallausgangssignal eine, von der ersten akustischen Signatur unterscheidbare, zweite akustische Signatur aufweist.9. System (20) according to claim 8, characterized in that a first structure-borne sound output signal has a first acoustic signature, and in that a second structure-borne sound output signal has a second acoustic signature that can be distinguished from the first acoustic signature. 10. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Körperschallausgangssignal eine vorgebbare, insbesondere nicht periodische, Impulsfolge enthält.10. System (20) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the structure-borne sound output signal contains a specifiable, in particular non-periodic, pulse train. 11. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Körperschallausgangssignal vorgebbar unterschiedliche Frequenzbereiche aufweist.11. System (20) according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the structure-borne sound output signal has predeterminable different frequency ranges. 12. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, das Körperschallreflexionssignal im Zeitbereich sowie einem vorgebbaren Bildbereich zu analysieren.12. System (20) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the control device (5) is designed to analyze the structure-borne sound reflection signal in the time domain and a predeterminable image area. 8/108.10 AT518 904B1 2019-02-15 österreichischesAT518 904B1 2019-02-15 Austrian PatentamtPatent Office 13. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, Körperschallreflexionssignale mit Körperschallausgangssignalen zu vergleichen, und ein bestimmtes Körperschallreflexionssignal einem bestimmten Körperschallausgangssignal zuzuordnen.13. System (20) according to one of claims 8 to 12, characterized in that the control device (5) is designed to compare structure-borne sound reflection signals with structure-borne sound output signals, and to assign a specific structure-borne sound reflection signal to a specific structure-borne sound output signal. 14. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Vergleichskriterium eine, vorzugsweise vor Antritt einer Fahrt mit einem individuellen Zug (1) ermittelte, Anzahl der Achsen (21) des Zuges (1) umfasst.14. System (20) according to one of claims 1 to 13, characterized in that the at least one comparison criterion comprises a number of axes (21) of the train (1) determined, preferably before starting a journey with an individual train (1) , 15. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Vergleichskriterium eine, vorzugsweise bei Antritt einer Fahrt mit einem individuellen Zug (1) ermittelte, Signalveränderungscharakteristik, insbesondere eine Signaldämpfungs- und/oder Dispersionscharakteristik und/oder eine Übertragungsfunktion, des jeweiligen, zu überwachenden Zuges (1) umfasst.15. System (20) according to one of claims 1 to 14, characterized in that the at least one comparison criterion, a signal change characteristic, preferably determined when starting a journey with an individual train (1), in particular a signal attenuation and / or dispersion characteristic and / or a transfer function of the respective train (1) to be monitored. 16. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (20) wenigstens einen Außentemperatursensor aufweist, welcher mit der Kontrolleinrichtung (5) verbunden ist, und dass die Kontrolleinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, Temperaturänderungen beim Feststellen des wenigstens einen Zustands des Zuges (1) zu kompensieren.16. System (20) according to one of claims 1 to 15, characterized in that the system (20) has at least one outside temperature sensor which is connected to the control device (5), and that the control device (5) is designed to detect temperature changes to compensate when determining the at least one state of the train (1). 17. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage (20) wenigstens eine Schnittstelle (7) zum Datenaustausch, insbesondere mit einem ETCS-Rechner des Zuges (1), aufweist.17. System (20) according to one of claims 1 to 16, characterized in that the system (20) has at least one interface (7) for data exchange, in particular with an ETCS computer of the train (1). 18. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, bei Detektion wenigstens eines, insbesondere während der Fahrt, abgekoppelten Waggons eine Alarmmeldung in einem Fahrstand des Zuges (1) und/oder einen nachkommenden Zug und/oder eine Verkehrsleitstelle abzugeben.18. System (20) according to one of claims 1 to 17, characterized in that the control device (5) is designed to detect an alarm in a driver's station of the train (1) when at least one, especially during the journey, uncoupled wagons are detected / or deliver a coming train and / or a traffic control center. 19. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, während der Fahrt detektierte Gleisfehlstellen zu protokollieren und/oder an eine Verkehrsleitstelle zu melden.19. System (20) according to one of claims 1 to 18, characterized in that the control device (5) is designed to log track defects detected during the journey and / or to report it to a traffic control center. 20. Anlage (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontrolleinrichtung (5) dazu ausgebildet ist, bei Detektion einer drohenden Kollision:20. System (20) according to one of claims 1 to 19, characterized in that the control device (5) is designed, when an impending collision is detected: - eine Gefahrenbremsung des Zuges (1) zu verursachen, und/oder- to cause the train (1) to brake, and / or - eine Alarmmeldung an eine Verkehrsleitstelle und/oder eine Rettungszentrale abzusetzen, und/oder- send an alarm message to a traffic control center and / or a rescue center, and / or - eine Alarmmeldung an einem Passagierinformationssystem des Zuges (1) auszugeben; und/oder- to issue an alarm message to a passenger information system of the train (1); and or - eine Alarmmeldung an ein Kollisionshindernis, insbesondere einen entgegenkommenden Zug (1), auszugeben, insbesondere überden Schwingungserzeuger.- to issue an alarm message to a collision obstacle, in particular an oncoming train (1), in particular via the vibration generator. 21. Zug (1) mit einer Anlage (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 20.21. train (1) with a system (20) according to one of claims 1 to 20.
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