CH699857B1 - Verfahren zur Achszählung bei Schienenfahrzeugen. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Achszählung bei Schienenfahrzeugen mit einem, insbesondere im Bereich einer Schienenkrümmung angeordneten, Achszählsensor, wobei ein analoger Signalverlauf (2.1) am Ausgang des Achszählsensors mit einer ersten Schaltschwelle (3) verglichen wird, zwischen deren Überschreitung und anschliessender Unterschreitung ein digitaler Zählimpuls (4) erzeugt wird. Um eine Teilung (4.1/4.2) des digitalen Zählimpulses bei spiessgangeffektbedingtem kurzzeitigen Einbruch (5) des analogen Signalverlaufes (2.1) bis unterhalb der ersten Schaltschwelle (3) zu vermeiden, wird der digitale Zählimpuls (4) zwischen dem Überschreiten und dem darauf folgenden Unterschreiten einer zweiten, unterhalb der ersten Schaltschwelle (3) liegenden zweiten Schaltschwelle erzeugt.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Achszählung bei Schienenfahrzeugen mit einem, insbesondere im Bereich einer Schienenkrümmung angeordneten, Achszählsensor, wobei ein analoger Signalverlauf am Ausgang des Achszählsensors mit einer ersten Schaltschwelle verglichen wird, zwischen deren Überschreitung und anschliessender Unterschreitung ein digitaler Zählimpuls erzeugt wird.

[0002] Achszählsensoren werden im Bahnwesen für die Gleisfreimeldung, aber auch für andere Schalt- und Meldeaufgaben eingesetzt. Dabei wird überwiegend die magnetfeldbeeinflussende Wirkung der Eisenräder der Schienenfahrzeuge ausgenutzt. Für die Fahrtrichtungserkennung des Schienenfahrzeugs werden zweikanalige Sensoren benötigt. Beim Überfahren eines Fahrzeugrades erzeugen die beiden Sensorkanäle nacheinander zeitlich versetzte Signale, die zur Fahrtrichtungserkennung genutzt werden.

[0003] Diese nach dem induktiven Wirkprinzip arbeitenden Achszählsensoren lassen sich neben der ein- oder zweikanaligen Bauweise auch in Näherungsschalter, die die Rückwirkung der Eisenräder auf einen ein Magnetfeld erzeugenden Sensor erfassen, und die Eisenbahnschienen umgreifende Systeme mit getrenntem Sender und Empfänger einteilen.

[0004] Allen induktiv arbeitenden Sensoren ist dabei gemeinsam, dass sie störempfindlich sind gegenüber Drehgestellverkantungen, die insbesondere im Bereich einer Schienenkrümmung auftreten. Durch diesen sogenannten Spiessgangeffekt kann es zu einem kurzzeitigen Einbruch des analogen Signalverlaufes bis unterhalb der ersten Schaltschwelle kommen, so dass eine Teilung des digitalen Zählimpulses resultiert. Diese Zählimpulsteilung führt zu Fehlzählungen bezüglich der Anzahl der Achsen, die den Sensor passiert haben. Der Spiessgangeffekt tritt besonders ausgeprägt in Schienenbögen mit relativ kleinem Radius auf, wie er typischerweise im Nahverkehr vorkommt. Das Verhalten von Schienenfahrzeugen bei Kurvenfahrten ist u.a. beschrieben in Frederich, F., «Spurführung in engen Gleisbögen», Der Nahverkehr 2/1985, Seiten 52–61.

[0005] Insbesondere wegen der Probleme mit dem Spiessgangeffekt wurden im Nahverkehr bisher überwiegend andere Prinzipien zur Gleisfreimeldung, z.B. Gleisstromkreise, eingesetzt, bei denen der Spiessgangeffekt nicht auftritt.

[0006] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Achszählung mit Achszahlsensoren anzugeben, bei dem der Spiessgangeffekt sich nicht negativ auswirkt, so dass Achszählstörungen vermieden werden.

[0007] Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass eine Teilung des digitalen Zählimpulses bei spiessgangeffektbedingtem kurzzeitigen Einbruch des analogen Signalverlaufes bis unterhalb der ersten Schaltschwelle vermieden wird, indem der digitale Zählimpuls zwischen der Überschreitung und dem darauf folgenden Unterschreiten einer zweiten, unterhalb der ersten Schaltschwelle liegenden zweiten Schaltschwelle erzeugt wird. Auf diese Weise entsteht ein ungeteilter Gesamtimpuls, der als digitaler Zählimpuls weiter ausgewertet werden kann. Durch die zweite Schaltschwelle ist sichergestellt, dass der Zählimpuls nicht bereits mit dem Unterschreiten der ersten Schaltschwelle im Bereich des Einbruchs beendet wird und bei erneuter Überschreitung der ersten Schaltschwelle im Bereich des Einbruchs neu gebildet wird. Die Höhe der zweiten Schaltschwelle ist dabei derart gewählt, dass echte Zählimpulse, die von zwei unterschiedlichen Achsen herrühren, nicht zu einem einzigen Zählimpuls zusammengeführt werden. Der Signaleinbruch darf ein bestimmtes Mass nicht überschreiten.

[0008] Gemäss Anspruch 2 ist vorgesehen, dass die Zeitdifferenz zwischen dem Überschreiten und dem Unterschreiten der zweiten Schaltschwelle gemessen wird und die zeitliche Länge des Zählimpulses bestimmt. Vorzugsweise entspricht die zeitliche Länge des Zählimpulses der gemessenen Zeitdifferenz.

[0009] Die Erfindung wird nachfolgend anhand figürlicher Darstellungen näher erläutert. Es zeigen: <tb>Fig. 1<sep>die Entstehung eines Zählimpulses bei Anordnung eines Achszählsensors an einem geraden Gleis, <tb>Fig. 2<sep>die Entstehung eines Doppel-Zählimpulses bei Anordnung des Achszählsensors an einem gekrümmten Gleis und <tb>Fig. 3<sep>eine Verfahrensweise zur Vermeidung des Doppel-Zählimpulses gemäss Fig. 2.

[0010] Die Fig. 1 bis 3 zeigen in vergleichbarer Darstellungsweise in der oberen Signalkurve die analoge Beeinflussung 1 bzw. 1.1 des Achszählsensors.

[0011] Fig. 1 veranschaulicht die Verhältnisse bei einem Achszählsensor, der an einem geraden Gleis montiert ist und durch ein Eisenbahnrad überfahren wird. Es ist ersichtlich, dass am Ausgang des Achszählsensors ein Signalverlauf 2 resultiert, der bei Erreichung einer ersten Schaltschwelle 3 ein Einschaltsignal für die Erzeugung eines digitalen Zählimpulses 4 aktiviert. Bei Weiterfahrt des Rades wird zunächst ein Maximum der Beeinflussung 1 und damit auch des ausgangsseitigen Signalverlaufes 2 erreicht. Anschliessend sinkt die Beeinflussung 1, wobei beim Unterschreiten der ersten Schaltschwelle 3 das Signal, das den digitalen Zählimpuls 4 erzeugt, wieder deaktiviert wird. Es entsteht folglich genau ein digitaler Zählimpuls 4 für jedes Rad des Schienenfahrzeugs. Der Einfluss einer Hysterese, der dazu führt, dass die Ausschaltschwelle für die Aktivierung des Zählimpulses 4 etwas niedriger ist als die Einschaltschwelle, wurde zur Vereinfachung der Darstellung ignoriert.

[0012] Wird der Achszählsensor jedoch an einem gekrümmten Gleis montiert, kann es – wie Fig. 2zeigt – durch das Verkanten eines Drehgestelles, d.h. durch den Spiessgangeffekt, des Schienenfahrzeuges zu Achszählstörungen kommen. Dabei ist der Signalverlauf 2.1 am Ausgang des Achszählsensors durch einen kleinen Einbruch 5 gekennzeichnet. Wenn dieser Einbruch 5 die erste Schaltschwelle 3 unterschreitet, entstehen zwei digitale Zählimpulse 4.1 und 4.2, obwohl nur ein Rad die Messstelle passiert hat.

[0013] Fig. 3 zeigt eine Verfahrensweise zur Vermeidung der Zweiteilung 4.1/4.2 des Zählimpulses 4. Dabei wird zunächst geprüft, ob die analoge Radbeeinflussung 1.1 des Achszählsensors die Schaltschwelle 3 im Achszählsensor überschritten hat. Dann wird beim Unterschreiten einer zweiten Schaltschwelle 6, die unterhalb der ersten Schaltschwelle 3 liegt, der Zustand Raderkennung aktiviert. Gleichzeitig wird die Zeit tON zwischen dem Überschreiten der zweiten Schaltschwelle 6 und dem darauf folgenden Unterschreiten der zweiten Schaltschwelle 6 gemessen. Der Zustand Raderkennung wird nun für den Zeitraum tON als bereits digitalisiertes Signal 7 ausgegeben und mittels eines Schwellwertes 8 in einem Stellwerk dem weiterverarbeitungsfähigen digitalen Zählimpuls 4 angepasst. Durch diese Verfahrensweise bleibt der kurzzeitige Signaleinbruch 5 unberücksichtigt, so dass der korrekte Einzel-Zählimpuls 4 entsteht.

Claims (2)

1. Verfahren zur Achszählung bei Schienenfahrzeugen mit einem, insbesondere im Bereich einer Schienenkrümmung angeordneten, Achszählsensor, wobei ein analoger Signalverlauf (2, 2.1) am Ausgang des Achszählsensors mit einer ersten Schaltschwelle (3) verglichen wird, zwischen deren Überschreitung und anschliessender Unterschreitung ein digitaler Zählimpuls (4) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilung (4.1/4.2) des digitalen Zählimpulses (4) bei spiessgangeffektbedingtem kurzzeitigen Einbruch (5) des analogen Signalverlaufes (2.1) bis unterhalb der ersten Schaltschwelle (3) vermieden wird, indem der digitale Zählimpuls (4) zwischen dem Überschreiten und dem darauf folgenden Unterschreiten einer zweiten, unterhalb der ersten Schaltschwelle (3) liegenden zweiten Schaltschwelle (6) erzeugt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeitdifferenz (tON) zwischen dem Überschreiten und dem Unterschreiten der zweiten Schaltschwelle (6) gemessen wird und die zeitliche Länge (tON) des Zählimpulses (4) bestimmt.