AT518950A1 - Plant for monitoring the integrity of a train - Google Patents
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Abstract
Bei einer Anlage (20) zur Überwachung der Integrität eines Zuges (1) wird vorgeschlagen, dass die Anlage (20) wenigstens einen Ultraschalllautsprecher (2) zum Einbringen eines vorgebbaren Luftultraschallausgangssignals in eine Druckluftbremsleitung (3) des Zuges (1) aufweist, wobei die Anlage (20) wenigstens ein Ultraschallmikrofon (4) zur Aufnahme eines Luftultraschallreflexionssignals in der Druckluftbremsleitung (3) aufweist, wobei die Anlage (20) eine Kontrolleinrichtung (5) aufweist, welche mit dem Ultraschalllautsprecher (2) und dem Ultraschallmikrofon (4) schaltungstechnisch verbunden ist, und wobei die Kontrolleinrichtung (5) - zum Feststellen der Integrität des Zuges (1) - dazu ausgebildet ist, das Luftultraschallreflexionssignal mit wenigstens einem Vergleichskriterium zu vergleichen.In a system (20) for monitoring the integrity of a train (1), it is proposed that the system (20) has at least one ultrasound loudspeaker (2) for introducing a predeterminable air ultrasound output signal into an air brake line (3) of the train (1) Plant (20) at least one ultrasonic microphone (4) for receiving a Luftultraschallreflexionssignals in the compressed air brake line (3), wherein the system (20) comprises a control device (5), which connected to the ultrasonic speaker (2) and the ultrasonic microphone (4) circuitry and wherein the control device (5) - for determining the integrity of the train (1) - is adapted to compare the air ultrasonic reflection signal with at least one comparison criterion.
Description
Die Erfindung betrifft eine Anlage zur Überwachung der Integrität eines Zuges gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a system for monitoring the integrity of a train according to the preamble of claim 1.
Aufgrund der geringen Reibung zwischen Rad und Gleis sind die Bremswege bei Eisenbahnen in der Regel derart lang, dass ein Fahren auf Sicht, wie dies etwa aus dem individuellen Straßenverkehr bekannt ist, nicht umsetzbar ist. Um dies auszugleichen, sind Sicherungssysteme bei Eisenbahnen bzw. anderen schienengestützten Systemen vorgesehen, um sicherzustellen, dass ein Gleisabschnitt frei ist. Dazu ist es erforderlich, die Position, die Geschwindigkeit und die Länge eines Zuges zu erfassen. In abgeschlossenen Systemen, wie etwa einer U-Bahn einer Stadt, können diese Informationen durch spezielle Züge ermittelt werden. Bei sog. Vollbahnen im überregionalen bzw. internationalen Verkehr ist dies jedoch nicht möglich, da dabei eine Vielzahl unterschiedlicher Waggons bzw. Anhänger Verwendung finden können, welche Jahrzehnte alt sein können. Der Einsatz vierzig bis fünfzig Jahre alter Waggons ist im Bereich des Fracht- bzw. Güterzuges keine Seltenheit. Zudem werden auf derartigen Strecken auch Oldtimergarnituren betrieben, welche etwa von Nostalgievereinen erhalten werden.Due to the low friction between the wheel and track, the braking distances in railways are usually so long that driving on sight, as is known from individual road traffic, is not feasible. To compensate for this, safety systems are provided for railways or other rail-based systems to ensure that a track section is clear. This requires the position, speed and length of a train to be detected. In closed systems, such as a metro in a city, this information can be determined by special trains. However, this is not possible with so-called full-length railways in national or international traffic, since a large number of different wagons or trailers can be used, which can be decades old. The use of forty to fifty-year-old wagons is not uncommon in the area of freight or freight trains. In addition, vintage trains are also operated on such routes, which are obtained for example by nostalgia clubs.
Die Erfassung der erforderlichen Daten durch entsprechende Ausstattung der Waggons mit Telekommunikationsmitteln und vollständige Vernetzung des gesamten Zuges, ist daher bei Vollbahnen aufgrund der schieren Menge an verfügbaren und eingesetzten Waggons schlicht unmöglich.The collection of the necessary data by appropriate equipment of the wagons with telecommunications equipment and complete networking of the entire train, is therefore impossible with full trains due to the sheer amount of available and used wagons.
Eine bekannte Lösung schlägt vor, einen Sender am letzten Waggon anzubringen, welcher mit einem entsprechenden Kontrollgerät in der Lokomotive kommuniziert. Dies hat sich in de Praxis als untauglich erwiesen. Zu einfach kann vergessen werden, den betreffenden Sender am letzten Waggon anzubringen. Insbesondere bei Zugteilungen bzw. Ankuppeln weiterer Zugteile, wie dies im Personenverkehr alltägliche Praxis ist, wird vergessen den betreffenden Sender zu aktivieren oder deaktivieren bzw. an einem anderen Waggon anzubringen.A known solution proposes to install a transmitter on the last wagon, which communicates with a corresponding control device in the locomotive. This has proven in practice unfit. It is too easy to forget to attach the transmitter to the last wagon. In particular, in Zugteilungen or coupling other train parts, as is common practice in passenger transport, it is forgotten to activate the respective transmitter or disable or attach to another car.
Weiters besteht die Möglichkeit Gleise als solche zu überwachen. Allerdings ist dies mit dem Problem verbunden, dass eine flächendeckende Überwachung bereits an der Länge der Gleise scheitert, und Züge grenzüberschreitend über lange Strecken geführt werden.Furthermore, it is possible to monitor tracks as such. However, this is associated with the problem that area-wide monitoring already fails along the length of the tracks, and trains are routed across borders over long distances.
All diesen Systemen bzw. Anlage ist gemein, dass diese weitreichende Veränderungen an Waggons bzw. bauliche Maßnahmen an Gleisen erfordern, und entsprechend kam in der Praxis umgesetzt werden bzw. überhaupt umsetzbar sind.All these systems or equipment have in common that they require extensive changes to wagons or structural measures on tracks, and accordingly have been implemented in practice or even be implemented.
Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Anlage der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher die genannten Nachteile vermieden werden können, mit welcher die Integrität eines Zuges bestimmt 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 mentioned disadvantages can be avoided, with which the integrity of a train can be determined, and which regardless of the type and design of the train wagons, as well as the rail section the the train is on.
Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.This is achieved by the features of claim 1 according to the invention.
Dadurch kann die Integrität eines Zuges bestimmt werden, und zwar unabhängig von der Art und Bauweise der Waggons, aus welchen der Zug gebildet ist, sowie dem Schienenabschnitt den der Zug befährt. Dadurch kann die Integrität eines Zuges bestimmt werden kann, ohne dass hiezu eine Veränderung an den Waggons erfolgen muss. Es ist dabei nicht erforderlich, irgendwelche weiteren Vorrichtungen an einem oder mehreren der Waggons eines Zuges anzubringen.Thereby, the integrity of a train can be determined, regardless of the type and construction of the wagons from which the train is formed, as well as the rail section the train travels. As a result, the integrity of a train can be determined without this having to be changed on the wagons. It is not necessary to attach any other devices to one or more of the cars of a train.
Die Druckluftbremsleitung des Zuges ist seit Jahrzehnten standardisiert, und verläuft durch den ganzen Zug, sodass sowohl sicher die Länge bzw. die Integrität des Zuges festgestellt werden kann, ohne dass eine Anpassung der Waggons erforderlich ist. Weiters ist dieses System bzw. diese Anlage völlig unabhängig von der technischen Ausstattung des Gleises, auf dem der Zug fährt, sodass auch eine Nachrüstung der Gleise bzw. Schienenwege unterbleiben kann, und die zusätzliche Sicherheit durch die Anlage auch in weniger entwickelten Gebieten voll gegeben ist.The train's air brake line has been standardized for decades and runs throughout the train so that both the length and integrity of the train can be reliably determined without having to adapt the wagons. Furthermore, this system or this system is completely independent of the technical equipment of the track on which the train runs, so that a retrofit of the tracks or railways can be omitted, and the additional safety of the system is fully in less developed areas ,
Weiters ist die betreffende Anlage unabhängig von den absoluten Drücken in der Druckluftbremsleitung des Zuges. Bremsbedingte Druckschwankungen innerhalb der Druckluftbremsleitung sind im Vergleich zu den Ultraschallsignalen quasistatisch und beeinflussen nicht das Messergebnis. Die gegenständliche Anlage ist daher unabhängig vom Betrieb bzw. den Betriebsparametern der Druckluftbremsleitung.Furthermore, the system in question is independent of the absolute pressures in the compressed air brake line of the train. Brake-induced pressure fluctuations within the compressed air brake line are quasi-static in comparison to the ultrasonic signals and do not affect the measurement result. The subject system is therefore independent of the operation or the operating parameters of the compressed air brake line.
Es ist daher auch nicht erforderlich, diese Betriebsparameter zu erfassen. Auch kann dadurch jederzeit bzw. in sehr kurzen Abständen, und zwar unabhängig vom Betrieb der Bremsen, die Zugintegrität ermittelt werden.It is therefore not necessary to record these operating parameters. Also, at any time or at very short intervals, regardless of the operation of the brakes, the train integrity can be determined.
Die Erfindung betrifft weiters ein Verfahren zur Überwachung der Integrität eines Zuges gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruches 20.The invention further relates to a method for monitoring the integrity of a train according to the preamble of claim 20.
Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren anzugeben, mit welchem die eingangs genannten Nachteile vermieden werden können, mit welchem die Integrität eines Zuges bestimmt werden kann, und welches 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 method by which the disadvantages mentioned above can be avoided, with which the integrity of a train can be determined, and which regardless of the type and design of the cars of the train, as well as the rail section of the train travels is.
Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 20 erreicht.This is achieved by the features of claim 20 according to the invention.
Dadurch können die zum Patentanspruch 1 geltend gemachten Vorteile erzielt werden.As a result, the claims made for claim 1 benefits can be achieved.
Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The subclaims relate to further advantageous embodiments of the invention.
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.It is hereby expressly referred to the wording of the claims, whereby the claims at this point are incorporated by reference into the description and are considered to be reproduced verbatim.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen lediglich bevorzugte Ausführungsformen beispielhaft dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt:The invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which only preferred embodiments are shown by way of example. Showing:
Fig. 1 ein Zug mit einer gegenständlichen Anlage in schematischer Darstellung;Figure 1 is a train with a representational system in a schematic representation.
Fig. 2 eine gegenständliche Anlage, welche an einer Druckluftbremsleitung angeschlossen ist in schematischer Darstellung; undFIG. 2 is a schematic representation of an objective installation which is connected to a compressed-air brake line; FIG. and
Fig. 3 eine gegenständliche Anlage als Blockschaltbild.Fig. 3 is a representational plant as a block diagram.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen jeweils eine Anlage 20 zur Überwachung der Integrität eines Zuges 1, wobei die Anlage 20 wenigstens einen Ultraschalllautsprecher 2 zum Einbringen eines vorgebbaren Luftultraschallausgangssignals in eine Druckluftbremsleitung 3 des Zuges 1 aufweist, wobei die Anlage 20 wenigstens ein1 to 3 each show a system 20 for monitoring the integrity of a train 1, wherein the system 20 has at least one ultrasonic speaker 2 for introducing a predetermined air ultrasonic output signal in a compressed air brake line 3 of the train 1, the system 20 at least one
Ultraschallmikrofon 4 zur Aufnahme eines Luftultraschallreflexionssignals in der Druckluftbremsleitung 3 aufweist, wobei die Anlage 20 eine Kontrolleinrichtung 5 aufweist, welche mit dem Ultraschalllautsprecher 2 und dem Ultraschallmikrofon 4 schaltungstechnisch verbunden ist, und wobei die Kontrolleinrichtung 5 - zum Feststellen der Integrität des Zuges 1 - dazu ausgebildet ist das Luftultraschallreflexionssignal mit wenigstens einem Vergleichskriterium zu vergleichen.Ultrasonic microphone 4 for receiving a Luftultraschallreflexionssignals in the compressed air brake line 3, wherein the system 20 comprises a control device 5, which is connected by circuitry with the ultrasonic speaker 2 and the ultrasonic microphone 4, and wherein the control device 5 - to determine the integrity of the train 1 - to the air ultrasonic reflection signal is to be compared with at least one comparison criterion.
Dadurch kann die Integrität eines Zuges 1 bestimmt werden, und zwar unabhängig von der Art und Bauweise der Waggons 9, aus welchen der Zug 1 gebildet ist, sowie dem Schienenabschnitt den der Zug 1 befährt. Dadurch kann die Integrität eines Zuges 1 bestimmt werden kann, ohne dass hiezu eine Veränderung an den Waggons 1 erfolgen muss. Es ist dabei nicht erforderlich, irgendwelche weiteren Vorrichtungen an einem oder mehreren der Waggons 9 eines Zuges 1 anzubringen.Thereby, the integrity of a train 1 can be determined, regardless of the type and design of the cars 9, from which the train 1 is formed, as well as the rail section of the train 1 travels. As a result, the integrity of a train 1 can be determined without having to make a change to the wagons 1. It is not necessary to attach any further devices to one or more of the waggons 9 of a train 1.
Die Druckluftbremsleitung 3 des Zuges 1 ist seit Jahrzehnten standardisiert, und verläuft durch den ganzen Zug 1, sodass sowohl sicher die Länge bzw. die Integrität des Zuges 1 festgestellt werden kann, ohne dass eine Anpassung der Waggons 9 erforderlich ist. Weiters ist dieses System bzw. diese Anlage 20 völlig unabhängig von der technischen Ausstattung des Gleises, auf dem der Zug 1 fährt, sodass auch eine Nachrüstung der Gleise bzw. Schienenwege unterbleiben kann, und die zusätzliche Sicherheit durch die Anlage 20 auch in weniger entwickelten Gebieten voll gegeben ist.The compressed air brake line 3 of the train 1 has been standardized for decades, and runs through the entire train 1, so that both the length and the integrity of the train 1 can be determined without any adjustment of the wagons 9 is required. Furthermore, this system or this system 20 is completely independent of the technical equipment of the track on which the train 1 runs, so that a retrofit of the tracks or railways can be omitted, and the additional security through the system 20 even in less developed areas is fully given.
Weiters ist die betreffende Anlage 20 unabhängig von den absoluten Drücken in der Druckluftbremsleitung 3 des Zuges 1. Bremsbedingte Druckschwankungen innerhalb der Druckluftbremsleitung 3 sind im Vergleich zu den Ultraschallsignalen quasistatisch und beeinflussen nicht das Messergebnis. Die gegenständliche Anlage ist daher unabhängig vom Betrieb bzw. den Betriebsparametern der Druckluftbremsleitung 3. Es ist daher auch nicht erforderlich, diese Betriebsparameter zu erfassen. Auch kann dadurch jederzeit bzw. in sehr kurzen Abständen, und zwar unabhängig vom Betrieb der Bremsen, die Zugintegrität ermittelt werden.Furthermore, the relevant system 20 is independent of the absolute pressures in the compressed air brake line 3 of the train 1. Brake-induced pressure fluctuations within the compressed air brake line 3 are compared to the ultrasound signals quasi-static and do not affect the measurement result. The subject system is therefore independent of the operation or the operating parameters of the compressed air brake line 3. It is therefore not necessary to capture these operating parameters. Also, at any time or at very short intervals, regardless of the operation of the brakes, the train integrity can be determined.
Die gegenständliche Anlage 20 ist dazu vorgesehen und ausgebildet die Integrität eines Zuges 1 zu überwachen bzw. eine Verletzung derselben festzustellen. 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. Die betreffende Anlage kann dazu ausgebildet sein, lediglich die Integrität des Zuges 1 zu bestimmen bzw. zu überwachen. Die Anlage 20 kann jedoch auch dazu ausgebildet sein, darüber hinaus weitere Aufgabe beim Betrieb eines Zuges 1 wahrzunehmen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Anlage 20 mit weiteren Baugruppen bzw. Zugs-eigenen und/oder externen Vorrichtungen kommuniziert.The subject facility 20 is intended and designed to monitor the integrity of a train 1 or to detect an infringement thereof. As "integrity" or "integrity of the train 1", the completeness of the train 1 is understood, therefore, whether the train 1 consists of all wagons 9, from which this is to exist or originally existed in its composition. The relevant system can be designed to determine or monitor only the integrity of the train 1. However, the system 20 can also be designed to perform further tasks in the operation of a train 1 beyond. It is preferably provided that the system 20 communicates with further assemblies or train-own and / or external devices.
Es ist vorgesehen, dass wenigstens ein Teil der Anlage 20 mit einer Druckluftbremsleitung 3 des Zuges 1 verbunden wird, bzw. im Betrieb verbunden ist. Es ist daher bevorzugt vorgesehen, dass die Anlage 20 einen Druckluftbremsleitungsanschluss 6 zu Verbinden mit der Druckluftbremsleitung 3 aufweist. Ein solcher Druckluftbremsleitungsanschluss 6 ist schematisch in Fig. 2 dargestellt. Die Anlage 20 kann dabei an sich an jeder beliebigen Stelle des Zuges 1 mit der Druckluftbremsleitung 3 verbunden werden. Es hat sich als praktisch erwiesen, dass die Anlage 20 im Bereich eines Triebwagens 8, einer Lokomotive und/oder eines Führerstandes des Zuges 1 mit der Druckluftbremsleitung 3 verbunden ist. Dadurch wird die Analyse der detektierten Signale vereinfacht, da nur an einer Seite der Druckluftbremsleitung 3 eine Reflexion auftritt. Weiters befinden sich durch die Anordnung die technisch sicherheitsrelevanten Systeme im lokalen Bereich des Zugführers.It is provided that at least part of the system 20 is connected to a compressed air brake line 3 of the train 1, or is connected during operation. It is therefore preferably provided that the system 20 has a compressed air brake line connection 6 to connect to the compressed air brake line 3. Such a compressed air brake line connection 6 is shown schematically in FIG. The system 20 can be connected to the compressed air brake line 3 at any point of the train 1. It has proven to be practical that the system 20 is connected in the region of a railcar 8, a locomotive and / or a driver's cab of the train 1 with the compressed air brake line 3. As a result, the analysis of the detected signals is simplified, since a reflection occurs only on one side of the compressed air brake line 3. Furthermore, the arrangement provides the technical safety-relevant systems in the local area of the train driver.
Die Anlage 20 weist wenigstens einen Ultraschalllautsprecher 2 auf. Der Ultraschalllautsprecher 2 ist dazu vorgesehen Ultraschall in die Druckluftbremsleitung 3 abzugeben, einzubringen bzw. zu senden. Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass der Ultraschalllautsprecher 2 zum Erzeugen eines Luftschalls zwischen 16 kHz und 24 kHz, insbesondere im Wesentlichen 20 kHz, ausgebildet ist. Entsprechende Ultraschalllautsprecher 2 sind dem Fachmann bekannt, weshalb gegenständlich nicht weiter darauf eingegangen wird.The system 20 has at least one ultrasonic loudspeaker 2. The ultrasonic loudspeaker 2 is intended to deliver ultrasound into the compressed air brake line 3, to introduce or to send. It is preferably provided that the ultrasonic speaker 2 for generating airborne sound between 16 kHz and 24 kHz, in particular substantially 20 kHz, is formed. Corresponding ultrasound loudspeakers 2 are known to the person skilled in the art, which is why this will not be discussed further.
Die Anlage 20 weist wenigstens ein Ultraschallmikrofon 4 zur Aufnahme eines Luftultraschallreflexionssignals in der Druckluftbremsleitung 3 auf. Das Ultraschallmikrofon 4 ist hinsichtlich des zu detektierenden Frequenzbereichs auf den Ultraschalllautsprecher 2 sowie die abgestrahlten Frequenzbereiche abzustimmen, wobei vorzugsweise weiters nichtlineare Vorgänge innerhalb der Druckluftbremsleitung 3, welche eventuell zur Entstehung höher- und/oder niederfrequenterer Signalanteile führen können, berücksichtigt werden sollen.The system 20 has at least one ultrasonic microphone 4 for receiving an air-ultrasonic reflection signal in the compressed-air brake line 3. With regard to the frequency range to be detected, the ultrasound microphone 4 is to be tuned to the ultrasound loudspeaker 2 and the radiated frequency ranges, whereby preferably further nonlinear processes within the compressed air brake line 3, which may possibly lead to the formation of higher and / or lower frequency signal components, are to be taken into account.
Bevorzugt sind der Ultraschalllautsprecher 2 und das Ultraschallmikrofon 4 im Wesentlichen an derselben Stelle, insbesondere im Bereich des Druckluftbremsleitungsanschlusses 6, angeordnet. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Anlage 20 wenigstens ein Gehäuse aufweist, in dem der Ultraschalllautsprecher 2 und das Ultraschallmikrofon 4 angeordnet sind. Es kann vorgesehen sein, dass - wie in Fig. 2 dargestellt - auch die weiteren Komponenten der Anlage gemeinsam in dem, lediglich angedeuteten Gehäuse angeordnet sind, es kann aber auch vorgesehen sein, einzelne Baugruppen der Anlage 20 in separaten Gehäusen unterzubringen. Besonders bevorzugt kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass der Ultraschalllautsprecher 2 und das Ultraschallmikrofon 4 einstückig ausgebildet sind.Preferably, the ultrasound loudspeaker 2 and the ultrasound microphone 4 are arranged essentially at the same location, in particular in the area of the compressed-air brake line connection 6. It is preferably provided that the system 20 has at least one housing in which the ultrasonic speaker 2 and the ultrasonic microphone 4 are arranged. It can be provided that - as shown in Fig. 2 - and the other components of the system are arranged together in the, merely indicated housing, but it can also be provided to accommodate individual assemblies of the system 20 in separate housings. Particularly preferred may be provided in this context that the ultrasonic speaker 2 and the ultrasonic microphone 4 are integrally formed.
Die Anlage 20 weist eine Kontrolleinrichtung 5 auf, welche mit dem Ultraschalllautsprecher 2 und dem Ultraschallmikrofon 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 in terms of circuitry to the ultrasound loudspeaker 2 and the ultrasound microphone 4. It can be provided that the control device 5 is designed in the form of several separate modules.
Die Kontrolleinrichtung 5 steuert den Ultraschalllautsprecher 2 an, und wertet die vom Ultraschallmikrofon 4 detektierten Ultraschallsignale aus. Dabei ist die Kontrolleinrichtung 5 dazu ausgebildet, das Luftultraschallreflexionssignal mit wenigstens einem Vergleichskriterium zu vergleichen, und derart die Integrität des Zuges 1 festzustellen, indem bei einer vorgebbaren Unterscheidung bzw. Übereinstimmung der Luftultraschallreflexionssignale mit dem wenigstens einen Vergleichskriterium die Integrität des Zuges 1 als gegeben auszugeben, bzw. keinen entsprechenden Alarm auf Verletzung der Integrität des Zuges 1 abzusetzen.The control device 5 controls the ultrasonic speaker 2, and evaluates the ultrasound signals detected by the ultrasonic microphone 4. In this case, the control device 5 is configured to compare the air ultrasonic reflection signal with at least one comparison criterion, and thus to determine the integrity of the train 1 by outputting the integrity of the train 1 as given with a predetermined distinction of the Luftultraschallreflexionssignale with the at least one comparison criterion or to issue a corresponding alarm for violation of the integrity of turn 1.
Zur Detektion der Zugintegrität ist bevorzugt vorgesehen, in der Art der Entfernungsmessung eines Echolots, die Länge der Druckluftbremsleitung 3 zu bestimmen, indem ein Ultraschallsignal in die Druckluftbremsleitung 3 ausgesendet wird, und deren Reflexion am Ende der Druckluftbremsleitung 3, daher dasTo detect the train integrity is preferably provided in the type of distance measurement of a sounder to determine the length of the compressed air brake line 3 by an ultrasonic signal in the compressed air brake line 3 is emitted, and their reflection at the end of the compressed air brake line 3, therefore
Luftultraschallreflexionssignal, detektiert wird. Aus der Laufzeit des Ultraschallsignals kann einfach die Länge der Druckluftbremsleitung 3 bestimmt werden. Bei einer zu erwartenden maximalen Zuglänge von etwa einem Kilometer ergibt sich eine Signallaufzeit von etwa 6 Sekunden, abhängig auch von der Temperatur. Es kann daher gemäß einer einfachen Ausführungsform der gegenständlichen Erfindung vorgesehen sein, dass die Anlage 20 einen einfachen Impuls aussendet und bis zum nächsten Impuls eine Zeit größer 6 Sekunden, insbesondere etwa 10 Sekunden, wartet. Derart kann sicher vermieden werden, das sich Impulse überlagern und eine sichere Zuordnung zwischen Sendeimpuls bzw. Luftultraschallausgangssignal und Luftultraschallreflexionssignal ermöglicht ist.Air ultrasound reflection signal is detected. From the duration of the ultrasonic signal, the length of the compressed air brake line 3 can be determined simply. With an expected maximum train length of about one kilometer results in a signal delay of about 6 seconds, depending on the temperature. It can therefore be provided according to a simple embodiment of the subject invention, that the system 20 emits a simple pulse and a time greater than 6 seconds, in particular about 10 seconds waits until the next pulse. In this way, it can be safely avoided that pulses are superimposed and a reliable association between the transmitted pulse or the air ultrasound output signal and the air ultrasound reflection signal is made possible.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Luftultraschallausgangssignal nicht die Form eines einfachen Impulses aufweist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Anlage 20 dazu ausgebildet ist, Luftultraschallausgangssignale mit vorgebbarer akustischer Signatur auszugeben. Entsprechend ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kontrolleinrichtung 5 dazu ausgebildet ist, ein Ausgangssignal mit vorgebbarer Signatur, daher Frequenzverlauf und/oder Signalform an den Ultraschalllautsprecher 2 zu senden. Dadurch ist eine bessere Zuordnung eines Luftultraschallreflexionssignals zu einem Luftultraschallausgangssignal möglich.It has proven advantageous if the air ultrasonic output signal does not have the form of a simple pulse. It is preferably provided that the system 20 is designed to output air ultrasound output signals with predefinable acoustic signature. Accordingly, it is preferably provided that the control device 5 is designed to send an output signal with predefinable signature, therefore frequency response and / or waveform to the ultrasonic speaker 2. As a result, a better allocation of an air-ultrasonic reflection signal to an air-ultrasonic output signal is possible.
In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, dass ein erstes Luftultraschallausgangssignal eine erste akustische Signatur aufweist, und dass ein zweites Luftultraschallausgangssignal eine, von der ersten akustischen Signatur unterscheidbare, zweite akustische Signatur aufweist. Dadurch ist es möglich, in kürzeren Abständen die Integrität des Zuges zu bestimmen.In this context, it has proved to be particularly advantageous that a first air ultrasonic output signal has a first acoustic signature, and that a second air ultrasonic output signal has a second acoustic signature distinguishable from the first acoustic signature. This makes it possible to determine the integrity of the train at shorter intervals.
Entsprechend ist die Kontrolleinrichtung 5 bevorzugt dazu ausgebildet, Luftultraschallreflexionssignale mit Luftultraschallausgangssignalen zu vergleichen, und ein bestimmtes Luftultraschallreflexionssignal einem bestimmten Luftultraschallausgangssignal zuzuordnen.Accordingly, the control device 5 is preferably designed to compare air-ultrasonic reflection signals with air-ultrasonic output signals, and to assign a specific air-ultrasonic reflection signal to a specific air-ultrasonic output signal.
Dabei hat es sich weiters als vorteilhaft erwiesen, dass das Luftultraschallausgangssignal eine vorgebbare, insbesondere nicht periodische, Impulsfolge enthält. Ähnlich einer binären Signalcodierung ist dadurch ein jedes derart gebildete Signalpaket eindeutig einem bestimmten Sendezeitpunkt zuordenbar.It has also proven to be advantageous that the air ultrasound output signal contains a predeterminable, in particular non-periodic, pulse train. Similar to a binary signal coding, each signal packet thus formed can be uniquely assigned to a specific transmission time.
Es kann auch vorgesehen sein, dass das Luftultraschallausgangssignal vorgebbar unterschiedliche Frequenzbereiche aufweist. Neben der Möglichkeit der Zuordnung eines Luftultraschallreflexionssignals zu einem Luftultraschallausgangssignal, ergibt sich dabei weiters die Möglichkeit durch weitere Analyse der unterschiedlichen Dispersion der verschiedenen Frequenzbereiche des Luftultraschallreflexionssignals in der Druckluftbremsleitung 3 weitere Informationen über den Zustand des Zuges zu erlangen.It can also be provided that the air ultrasound output signal has predeterminably different frequency ranges. In addition to the possibility of assigning a Luftultraschallreflexionssignals to a Luftultraschallausgangssignal, this results in further possibility to obtain further information about the state of the train by further analysis of the different dispersion of the different frequency ranges of the air ultrasonic reflection signal in the compressed air brake line 3.
Durch die Analyse der Luftultraschallreflexionssignale können neben der Bestimmung der Integrität des Zuges 1 weitere Informationen gewonnen werden.By analyzing the air ultrasonic reflection signals, in addition to determining the integrity of the train 1, further information can be obtained.
So kommt es bei jeder Kupplungsstelle 10 bzw. jedem weiteren Durchmesser-und/oder Materialübergang bzw. Sprung in der Druckluftbremsleitung 3 zu einer geringfügigen Reflexion. Bevorzugt ist daher vorgesehen, dass die Kontrolleinrichtung 5 dazu ausgebildet ist, aus einem Vergleich wenigstens eines bestimmten Luftultraschallreflexionssignals mit dem zugehörigen Luftultraschallausgangssignal auch die Anzahl der Waggons 9 zu ermitteln. Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kontrolleinrichtung 5 dazu ausgebildet ist, eine individuelle Signatur des jeweiligen Zuges 1 zu ermitteln. Dadurch könnte etwa eruiert werden, wenn während der Fahrt an der Druckluftbremsleitung 3 hantiert werden würde. Vor allem beim Betrieb fix miteinander verkuppelter Garnituren, die lange Zeit in einer bestimmten Zusammenstellung betrieben werden, kann dadurch eine langsame Veränderung erkannt werden, wie sie etwa durch einen fortschreitenden Dauerbruch entsteht. Eine derartige Signatur könnte bereits mit einem einzigen Impuls erstellt werden, indem die Übertragungsfunktion der Druckluftbremsleitung 3 gebildet wird.Thus, at each coupling point 10 or every other diameter and / or material transition or jump in the compressed air brake line 3, there is a slight reflection. It is therefore preferably provided that the control device 5 is designed to determine the number of wagons 9 from a comparison of at least one specific air-ultrasonic reflection signal with the associated air-ultrasonic output signal. Furthermore, it is preferably provided that the control device 5 is designed to determine an individual signature of the respective train 1. As a result, it could be determined, for example, if handling the compressed air brake line 3 while driving. Especially when operating fixed coupled with each other sets that are operated for a long time in a particular compilation, a slow change can be recognized, as it arises for example by a progressive fatigue. Such a signature could already be created with a single pulse by the transfer function of the compressed air brake line 3 is formed.
Die Kontrolleinrichtung 5 ist dazu vorgesehen und ausgebildet das Luftultraschallreflexionssignal zu analysieren. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Kontrolleinrichtung 5 dazu ausgebildet ist, das Luftultraschallreflexionssignal im Zeitbereich sowie einem vorgebbaren Bildbereich zu analysieren.The control device 5 is provided and designed to analyze the air ultrasonic reflection signal. It is preferably provided that the control device 5 is designed to analyze the air ultrasonic reflection signal in the time domain and a predetermined image area.
Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform einer gegenständlichen Anlage 20. Die Kontrolleinrichtung 5 weist eineFIG. 3 shows a block diagram of a preferred embodiment of an objective system 20. The control device 5 has a
Mikrocomputereinheit 19 auf, welcher mit einem Signalgenerator 11 verbunden ist, welcher über einen Verstärker 12 mit dem Ultraschalllautsprecher 2 verbunden ist.Microcomputer unit 19 which is connected to a signal generator 11 which is connected via an amplifier 12 to the ultrasonic speaker 2.
Das Ultraschallmikrofon 4 ist über einen Verstärker 12 mit einem Analog/Digital-Wandler 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 Luftultraschallreflexionssignals vom Zeitbereich in einen Bildbereich durchgeführt wird, bevorzug zufolge einer FFT oder einer Wavelet-Transformation. Bei Analyse eines transformierten Luftultraschallreflexionssignals 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 ultrasonic microphone 4 is connected via an amplifier 12 to an analog / digital converter 13, which also includes an upstream low-pass filter. The analog-to-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 air-ultrasonic reflection signal from the time domain into an image area is carried out, preferably according to an FFT or a wavelet transformation. Upon analysis of a transformed air-ultrasonic reflection signal, the signal in question is compared only indirectly with corresponding comparison criteria. In fact, coefficients are compared which, however, characterize the signal in question. This is considered objectively as a comparison of a signal with a comparison criterion.
Die Kontrolleinrichtung 5 ist dazu vorgesehen und ausgebildet das Luftultraschallreflexionssignal 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, Signallaufzeit durch die Druckluftbremsleitung 3. Dies wird insbesondere durch einen Kalibriervorgang vor Antritt der Fahrt ermittelt.The control device 5 is provided and designed to compare the air ultrasound reflection signal with at least one comparison criterion. The control device 5 therefore has the memory 15 for comparison criteria. Preferably, the at least one comparison criterion is a signal transit time determined by the compressed-air brake line 3, preferably before the start of a journey with an individual train 1. This is determined, in particular, by a calibration procedure before starting the journey.
Alternativ bzw. zusätzlich dazu kann vorgesehen sein, dass das wenigstens eine Vergleichskriterium eine, vorzugsweise vor Antritt einer Fahrt mit einem individuellen Zug 1 ermittelte, Signalveränderungscharakteristik, insbesondere eine Signaldämpfungs- und/oder Dispersionscharakteristik und/oder eine Übertragungsfunktion, der Druckluftbremsleitung des jeweiligen, zu überwachenden Zuges 1 umfasst.Alternatively or additionally, it may be provided that the at least one comparison criterion determines a signal variation characteristic, in particular a signal damping and / or dispersion characteristic and / or a transfer function of the compressed air brake line of the respective one, preferably before starting a journey with an individual train 1 monitoring train 1 includes.
Die Kontrolleinrichtung 5 weist gemäß Fig. 3 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, 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.The control device 5, according to FIG. 3, furthermore has its own time base in the form of the clock 1. The control device 5 is further connected to a manual input option 17, such as a keyboard. Furthermore, the system 20 has at least one interface 7 for data exchange, in particular with an ETCS computer, which is connected to the control device 5. By knowing the location of the train, which can be determined by means of appropriate navigation means, such as GPS and / or INS, all data are now available to allow a dynamic control of the track occupancy. By reporting this data to a traffic control center or another train a much denser packing of trains on a track section is possible, as was previously the case. This allows operation according to ETCS Level 3.
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 zu 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 train following and / or a traffic control center upon detection of at least one, in particular while driving, uncoupled waggons 9. The control device 5 is connected to the signal means 18 for this purpose.
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.Particularly preferably, it is also 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 in monitoring the integrity of a train 1. As a result, a drift in the signal propagation time, as occurs during temperature changes, can be compensated.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Zug 1 mit einer Druckluftbremsleitung 3, welche durch den gesamten Zug 1 verläuft, wobei an die Druckluftbremsleitung 3 eine gegenständliche Anlage 20 angeschlossen ist. Dabei ist die Anlage 20 an einem Ende der Druckluftbremsleitung 3 im Bereich eines Fahrstandes in einem Triebfahrzeug 8 an die Druckluftbremsleitung 3 angeschlossen.Fig. 1 shows a schematic representation of a train 1 with a compressed air brake line 3, which runs through the entire train 1, wherein on the compressed air brake line 3 a subject system 20 is connected. The system 20 is connected at one end of the compressed air brake line 3 in the region of a control station in a traction unit 8 to the compressed air brake line 3.
Bei einem Verfahren zur Überwachung der Integrität eines Zuges 1 ist vorgesehen, dass wenigstens ein vorgebbares Luftultraschallausgangssignal mittels eines Ultraschalllautsprechers 2 in eine Druckluftbremsleitung 3 des Zuges 1 eingebracht wird, wobei ein daraufhin an einem Ende der Druckluftbremsleitung 3 reflektiertes Luftultraschallreflexionssignal von einem Ultraschallmikrofon 4 aufgenommen wird, wobei das Luftultraschallreflexionssignal - zum Feststellen der Integrität des Zuges 1 - von einer Kontrolleinrichtung 5 mit wenigstens einem Vergleichskriterium verglichen wird.In a method for monitoring the integrity of a train 1, it is provided that at least one predeterminable air ultrasound output signal is introduced by means of an ultrasonic loudspeaker 2 into a compressed air brake line 3 of the train 1, an air ultrasound reflection signal subsequently reflected at one end of the compressed air brake line 3 being received by an ultrasound microphone 4, wherein the air ultrasonic reflection signal - for determining the integrity of the train 1 - is compared by a control device 5 with at least one comparison criterion.
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