DD288231A5

DD288231A5 - METHOD FOR DETERMINING THE DRIVING SPEED OF RAIL-LINKED VEHICLES

Info

Publication number: DD288231A5
Application number: DD33325589A
Authority: DD
Inventors: Werner Schober; Martin Guenther
Original assignee: Hochschule Fuer Verkehrswesen "Friedrich List" Dresden,De
Priority date: 1989-10-03
Filing date: 1989-10-03
Publication date: 1991-03-21

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Fahrgeschwindigkeit schienengebundener Fahrzeuge, das beruehrungslos, unter allen Witterungsbedingungen und bei allen Bewegungszustaenden, ohne Einflusz des Schlupfes zwischen Rad und Schiene, anwendbar ist. Erfindungsgemaesz wird diese Aufgabe dadurch geloest, dasz mit am Fahrzeug angebrachten Waermequellen 2 impulsartig mit konstanter Frequenz Thermomarken bevorzugt auf der Scheitelflaeche der Schiene 1 oder am Schienenkopf erzeugt werden, die mit einem Temperatursensor 3, der in konstantem Abstand zur Waermequelle 2 angebracht ist, erfaszt werden und ueber Zeitdifferenzmessung, des Abstandes zwischen Erzeugung des Waermeimpulses und/oder des Abschaltimpulses und der Erfassung des Anfanges bzw. des Endes der Thermomarken, die absolute Fahrgeschwindigkeit ermittelt wird. Als Waermequellen 2 eignen sich induktive Hochfrequenzgeneratoren mit entsprechend der zu erwaermenden Schienenoberflaeche gestalteten Induktor, Lasertechnik, und bei niedrigen Geschwindigkeiten koennen warme Fluessigkeitsstrahlen aus Duesen auf die Scheitelflaeche oder an andere Teile der Schiene 1 gespritzt werden. Das Meszverfahren eignet sich fuer alle schienengebundenen Fahrzeuge, es ist keine geschleppte oder ungebremste Achse erforderlich, da der Schlupf zwischen Rad und Schiene keinen Einflusz auf das Meszergebnis hat.{Fahrgeschwindigkeit; schienengebundene Fahrzeuge; Schlupf; Schiene; Thermomarke; Waermequelle; Temperatursensor; Zeitdifferenzmessung}The invention relates to a method for determining the speed of rail-bound vehicles, the contactless, under all weather conditions and at all Bewegungszustaenden, without influence of the slip between the wheel and rail, is applicable. According to the invention, this object is achieved by generating thermo-marks preferably on the top surface of the rail 1 or on the rail head with vehicle-mounted heat sources 2 in a pulse-like manner with constant frequency, which are detected by a temperature sensor 3 which is mounted at a constant distance from the heat source 2 and via time difference measurement, the distance between generation of the heat pulse and / or the switch-off pulse and the detection of the beginning or the end of the thermal marks, the absolute driving speed is determined. As heat sources 2 are inductive high-frequency generators with designed according to erwaermenden Schienenoberflaeche inductor, laser technology, and at low speeds warm liquid jets can be injected from Duesen on the vertex surface or other parts of the rail 1. The metric method is suitable for all rail vehicles, there is no towed or unbraked axle required, since the slip between the wheel and rail has no influence on the Meszergebnis. {Driving speed; rail-bound vehicles; slip; Rail; Thermo brand; Waermequelle; Temperature sensor; Time difference measurement}

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung ist für die Messung der Fahrgeschwindigkeit schienengebundener Fahrzeuge anwendbar.The invention is applicable to the measurement of the driving speed of rail-bound vehicles.

Characteristic of the known state of the art

Es ist bekannt, daß zur Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit, aus den Radumfangsgeschwindigkeiten, Pseudogeschwindigkeiten mit der. verschiedensten technischen Mitteln gebildet werden, um den Meßfehler, der ganz besonders vom Radschlupf beeinflußt wird, klein zu halten. Üblicherweise werden mit optoelektronischen, induktiven oder kapazitiven Sensoren Zeitdifferenzen zwischen Markierungen, die auf am Rad oder an der Achse angebrachten Scheiben, bei deren Drehung gemessen und daraus die Pseudogeschwindigkeit gebildet wird (DD 226965).It is known that to determine the driving speed, from the wheel peripheral speeds, pseudo speeds with the. Various technical means are formed in order to keep the measurement error, which is particularly influenced by the wheel slip, small. Usually, with optoelectronic, inductive or capacitive sensors, time differences between markings, which are measured on disks mounted on the wheel or on the axle, during their rotation, and from this the pseudo speed is formed (DD 226965).

Bei schienengebundenen Fahrzeugen treten dabei besondere Schwierigkeiten auf, da der Schlupf zwischen Rad und Schiene die Meßunsicherheit erhöht. Daher kann sinnvollerweise nur an nichtangetriebenen Achsen die Radumfangsgeschwindigkeitsmessung mit geringem Schlupfeinfluß zur Berechnung der Pseudogeschwindigkeit herangezogen werden. Außerdem treten bei dieser Art der Messung Meßfehler durch Außendurchmess3rr"'ferenzen der Räder auf und eine Geschwindigkeitsmessung bei Bremsvorgängen ist nur an ungebremsten Achsen möglich. Andere Meßeinrichtungen nutzen die Radartechnik (EP 48394), es wird bordautonom die Geschwindigkeitsmessung erdgebundener Fahrzeuge mittels Doppler-Radar auch bei welligem Untergrund durchgeführt. Der technische und finanzielle Aufwand für die Geschwindigkeitsmessung mit dieser Meßmethode ist jedoch so hoch, daß er auf wenige Spezialanwendungsfälle begrenzt ist.In rail vehicles there are special difficulties, since the slip between the wheel and rail increases the uncertainty. For this reason, it is only sensible to use the wheel circumference speed measurement with low slip influence for calculating the pseudo speed on non-driven axles. In addition, in this type of measurement, measurement errors occur due to external wheel diameters and speed measurement during braking is only possible on unbraked axles Other measuring devices use radar technology (EP 48394), the speed measurement of terrestrial vehicles using Doppler radar also becomes bordautonom However, the technical and financial effort for speed measurement with this measurement method is so high that it is limited to a few special application cases.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die Fahrgeschwindigkeit schienengebundener Fahrzeuge mit hoher Meßgenauigkeit und geringem Aufwand zu bestimmen.The aim of the invention is to determine the speed of rail vehicles with high accuracy and low cost.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es, die Fahrgeschwindigkeit schienengebundener Fahrzeuge berührungslos, unter allen Witterungsbedingungen und bei allen Bewegungszuständen, ohne Einfluß des Schlupfes zwischen Rad und Schiene, zu messen.The object of the invention is to measure the speed of rail-bound vehicles contactless, under all weather conditions and in all states of motion, without the influence of the slip between the wheel and rail.

Erfindunpsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mit am Fahrzeug angebrachten Wärmequellen impulsartig mit bekannter Frequenz Thermomarken bevorzugt auf der Scheitelfläche der Schiene oder am Schienenkopf erzeugt werden, die mit einem Temperatursensor, der in konstantem Abstand zur Wärmequelle angebracht ist, erfaßt werden und über Zeitdifferenzmessung, des Abstandes zwischen Erzeugung des Wärmeimpulses und/oder des Abschaltimpulses und dor Erfassung des Anfanges bzw. des Endes der Thermomarkon, die absolute Fahrgeschwindigkeit ermittelt wird.Erfindunpsgemäß this object is achieved in that are generated with the vehicle-mounted heat sources pulse-like with known frequency thermo-marks preferably on the top surface of the rail or on the rail head, which are detected by a temperature sensor which is mounted at a constant distance to the heat source, and time difference measurement, the distance between generation of the heat pulse and / or the switch-off pulse and dor detection of the beginning or the end of the thermal mark, the absolute driving speed is determined.

Vorteilhaft ist es, die Impulsfrequenz entsprechenden Geschwindigkeitsbereichen anzupassen, um eine optimale Meßgenauigkeit im gesamten Geschwindigkeitsbereich zu sichern.It is advantageous to adapt the pulse frequency to corresponding speed ranges in order to ensure optimum measurement accuracy over the entire speed range.

Als Wärmequellen eignen sich induktive Hochfrequenzgeneratoren mit entsprechend der zu erwärmenden Schienenoberfläche gestalteten Induktor, Lasertechnik und bei niedrigen Geschwindigkeiten können wsrme Flüssigkeitsstrahl^ aus Düsen auf die Scheitelfläche oder an andere Teile der Schiene gespritzt werden.Suitable sources of heat are inductive high-frequency generators with an inductor designed in accordance with the rail surface to be heated, laser technology, and at low speeds, hot liquid jets can be sprayed from nozzles onto the vertex surface or to other parts of the rail.

The measuring method is suitable for all rail-bound vehicles, it is not a towed or unbraked axle

erforderlich, da der Schlupf zwischen Rad und Schiene keinen Einfluß auf das Meßergebnis hat Abstandsänderungen zwischenrequired, since the slip between wheel and rail has no influence on the measurement result has distance changes between

Rail and temperature sensor, which increase the measurement uncertainty in inductive or capacitive measurement, do not have

deren negativen Einfluß.their negative influence.

Since the absolute driving speed is measured directly, there are no measuring errors due to outside diameter differences

der Räder auf.of the wheels.

An influence for subsequent measurements and on the rail does not occur because the thermo-brands introduced with

geringer Energie, relativ kleine Temperatursprünge bewirken, die schnell abgeleitet werden.low energy, relatively small temperature jumps cause, which are derived quickly.

embodiment In Fig. 11st schematically the heat source 2 and temperature sensors 3 on the frame of a rail vehicle above the Rail 1 shown arranged. With the use of a respective temperature sensor 3 in front of or behind the heat source 2, the driving speed in

beiden möglichen Fahrtrichtungen bestimmt werden.be determined in both possible directions.

At relatively low speeds, the thermal marks can be generated by a jet of liquid passing through a Nozzle is sprayed onto the surface of the ship with the help of a fast-switching solenoid valve of constant frequency. On

die Flüssigkeit werden keine besonderen Ansprüche gestellt, ihre Terr paratur muß nur so hoch sein, daß eine mit denthe liquid are no special requirements, their Terr must only be so high that one with the

Temperature sensors detectable thermal mark is generated. A favorable heat source 2 is an inductor designed according to the selected rail surface area High-frequency generator, in which the thermostats are placed on the rail 1 at a constant frequency. To the Temperature sensors 3 are connected to known Zeitmeßschaltungen and by time difference measurement of the length or

des Abstandes der Thermomarken kann die Fahrgeschwindigkeit mit bordeigenem Computer berechnet und zur Anzeigegebracht bzw. gespeichert werden.the distance of the thermal markers, the driving speed can be calculated with in-board computer and displayed or stored.

Claims

1. A method for determining the driving speed of rail vehicles, characterized in that generated with the vehicle mounted heat sources (2) pulse-like with known frequency thermo-marks on the surface of the rail (1) and this with a constant distance to the heat source 2 mounted temperature sensor (3 ) is detected and from the simultaneously measured time difference, the distance between generation of the heat pulse and / or the switch-off pulse and the detection of the beginning or the end of the thermal marks, the driving speed is calculated.

2. The method according to claim 1, characterized in that as the heat source (2), an inductor of a high-frequency generator is used.

3. The method according to claim ^, characterized in that as a heat source (2) uses a laser wild,

4. The method according to claim!, Characterized in that the thermal marks are generated by hot liquid which is injected from nozzles on or on the rail (1).

5. The method according to claim!, Characterized in that the pulse frequency is adjusted according to the driving speed to be measured.