DE102004032338A1

DE102004032338A1 - Verfahren und Überwachungsanlage zum Überwachen einer Gleisanlage

Info

Publication number: DE102004032338A1
Application number: DE200410032338
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. Pudelko; Bernhard Dr. Schürlein
Original assignee: IDAS INFORMATIONS DATEN und AU; IDAS INFORMATIONS- DATEN- und AUTOMATIONSSYSTEME GmbH
Current assignee: IDAS INFORMATIONS DATEN und AU; IDAS INFORMATIONS- DATEN- und AUTOMATIONSSYSTEME GmbH
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2004-07-02
Publication date: 2006-03-09

Abstract

Die Erfindung betrifft allgemein Verfahren und Überwachungsanlagen zum Überwachen des Innen- und/oder Außenbereichs einer wenigstens ein Gleis enthaltenden Gleisanlage. DOLLAR A Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Anlagen verfügbar zu machen, mit denen auch bestehende Gleisanlagen großflächig und kostengünstig überwacht werden können. DOLLAR A Hierzu dient ein Verfahren, welches mit Hilfe von elektrisch leitfähigen Leitern (50¶1¶ bis 50¶n¶, 60¶1¶ bis 60¶n¶; 70¶1¶ bis 70¶n¶, 80¶1¶ bis 80¶n¶), wie zum Beispiel Metallplatten, die zumindest entlang eines Abschnitts (10) einer Gleisanlage angeordnet sind und paarwweise zur Erzeugung elektrischer Felder angesteuert werden können, eine Gleisanlage überwacht.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Verfahren und Überwachungsanlagen zum Überwachen des Innen- und/oder Außenbereichs einer wenigstens ein Gleis enthaltenden Gleisanlage.
Immer wieder zeigt sich, dass der Eisenbahnverkehr durch absichtliche oder unabsichtliche Störungen oder Beschädigungen an der Gleisanlage beeinträchtigt werden kann. Hindernisse auf den Gleisen oder eine Beschädigung der Gleise kann gefährliche Unfälle verursachen. Eisenbahnschienen verlaufen weitläufig und gelegentlich durch unwegsame und schlecht einsehbare Gebiete, so dass eine mehr oder weniger lückenlose Überwachung, die zudem kostengünstig ist, schwierig ist.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Verfahren und Anlagen verfügbar zu machen, mit denen auch bestehende Gleisanlagen großflächig und kostengünstig überwacht werden können.
Dieses technische Problem löst die Erfindung zum einen mit den Verfahrensschritten des Anspruchs 1.
Danach wird ein Verfahren zum Überwachen einer wenigstens ein Gleis enthaltenden Gleisanlage mit Hilfe von elektrisch leitfähigen Leitern, die beispielsweise als Metallplatten, metallische Gitter oder elektrisch leitfähig beschichtete Träger ausgebildet sein können, zur Verfügung gestellt. Die Leiter sind zumindest entlang eines Abschnitts einer Gleisanlage angeordnet und können paarweise angesteuert werden. Im Folgenden ist unter Gleisanlage eine Anlage zu verstehen, die unter anderem eine feste Fahrbahn, wie zum Beispiel ein Schotterbett, wenigstens ein Schienenpaar und dazwischen verlaufende Querschwellen enthält. Zunächst wird an wenigstens ein Leiterpaar eine elektrische Spannung derart angelegt, dass sich zwischen den beiden elektrisch leitfähigen Leitern des Leiterpaares wenigstens zeitweise ein elektrisches Feld mit vorbestimmter Feldstärke ausbildet. Mit anderen Worten bilden die paarweise angesteuerten Leiter jeweils einen Kondensator. Zwischen den Leitern des wenigstens einen als Kondensator wirkenden Leiterpaares wird eine bestimmte physikalische Größe während des Anliegens des elektrischen Feldes, vorzugsweise zu vorbestimmten Zeitpunkten, gemessen. Bei der zu messenden physikalischen Größe kann es sich um die Kapazität des gebildeten Kondensators, den kapazitiven Widerstand, den kapazitiven Ladestrom und/oder die elektrische Feldstärke handeln. Die gemessenen Werte werden mit Referenzwerten verglichen, die zuvor als Referenzdaten abgespeichert werden können. Anhand der ermittelten Vergleichswerte wird das Auftreten eines Ereignisses zwischen dem wenigstens einen Leiterpaar erfasst.
Mit Hilfe dieses Verfahrens können alle Gegenstände, wie zum Beispiel vorbeifahrende Züge, Personen oder Tiere erfasst werden, die eine von der Umgebungsluft abweichende relative Dielektrizitätskonstante aufweisen. Denn sobald derartiger Objekte zwischen zwei mit Spannung versorgte Leitern treten, wird die zu messende physikalische Größe, zum Beispiel die Kapazität verändert.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass vorteilhafterweise Objekte, die beim Eintreten in das elektrische Feld eines Leiterpaares eine Veränderung der zu messenden physikalischen Größe verursachen, die kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist, nicht erfasst werden. Auf diese Weise können zum Beispiel kleine Gegenstände, die den Eisenbahnverkehr nicht gefährden, aus den erfassten Überwachungsdaten herausgefiltert werden.
Ferner sei angemerkt, dass die Messzyklen und die Dauer einer einzelnen Messung frei wählbar sind.
Um nicht nur das Auftreten eines Ereignisses erfassen, sondern auch die Art des Ereignisses erkennen zu können, werden Daten, die vordefinierte Ereignisse darstellen, gespeichert. Ein erfasstes Ereignis kann auf diese Weise einem der vordefinierten Ereignis zugeordnet und somit in seiner Art erkannt werden.
Das Auftreten eines Ereignisses und/oder die Art des erkannten Ereignisses werden vorzugsweise an eine Steuer- und Überwachungseinrichtung und/oder an den Führerstand eines, beispielsweise in der Nähe befindlichen Zuges übermittelt, um rechtzeitig die richtigen Maßnahmen einleiten zu können. Solche Maßnahmen können das Anhalten oder Abbremsen eines Zuges, das Entfernen von Gegenständen und dergleichen betreffen.
Zur Auswahl einer bestimmten, zu veranlassenden Maßnahmen werden die erfassten Ereignis ausgewertet. In Abhängigkeit der Auswertung werden automatisch Anweisungen zur Einleitung vorbestimmter Maßnahmen zum Beispiel für das Überwachungspersonal erzeugt.
Um den Innenbereich der Gleisanlage ausleuchten, d. h. überwachen zu können, werden die Leiter an gegenüberliegenden Seiten der Gleisanlage aufgestellt.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsvarianten wird eine Spannung an jeweils zwei gegenüberliegende, Leiter angelegt, die derart ausgewählt werden, dass ein senkrecht zur Gleisanlage verlaufendes elektrisches Feld erzeugt wird.
Bei einer solchen Ansteuerung der Leiter bleiben jedoch Innenbereiche der Gleisanlage unbeobachtet.
Deshalb ist es vorteilhaft, an jeweils zwei gegenüberliegende Leiter eine Spannung anzulegen, wobei die Leiter entlang der Gleisanlage derart versetzt zueinander angeordnet sind, dass ein bezüglich der Gleisanlage schräg verlaufendes elektrisches Feld erzeugt wird.
Um auch den Außenbereich der Gleisanlage überwachen zu können, werden an jeweils zwei entlang der Gleisanlage unmittelbar nebeneinander liegende Leiter eine Spannung angelegt wird, um ein parallel zur Gleisanlage verlaufendes elektrisches Feld zu erzeugen.
Um die Messempfindlichkeit zu erhöhen, kann eine physikalische Größe, wie zum Beispiel die elektrische Feldstärke zwischen mehreren, gleichzeitig angesteuerten Leiterpaaren gemessen werden.
Vorbestimmbare Leiterpaare können auch zeitlich nacheinander angesteuert werden, um eine gegenseitige Beeinflussung der in ihnen erzeugten elektrischen Felder zu vermeiden. Auf diese Weise kann zudem ein entlang der Gleisanlage fortlaufendes elektrisches Feld erzeugt werden. Um die Überwachung einer Gleisanlage übersichtlich und sicherer gestalten zu können, wird die Gleisanlage in Überwachungsabschnitte unterteilt, wobei jedem Überwachungsabschnitt eine vorbestimmte Anzahl an Leitern zugeordnet wird.
Um die Gleisanlage effizient und energiesparend überwachen zu können, kann die Überwachung der Gleisanlage innerhalb eines Überwachungsabschnitts unter Ansprechen auf ein Steuersignal gestartet wird. Dadurch kann erreicht werden, dass immer nur ein gerade benötigter Überwachungsabschnitt überwacht wird. Das heißt, dass nur Leiterpaare innerhalb eines aktuellen Überwachungsabschnitts elektrisch angesteuert werden. Das Steuersignal kann beispielsweise von einer zentralen Steuereinrichtung oder von einem nahenden Zug ausgesendet werden.
Das oben genannte technische Problem wird ebenfalls durch die Verfahrensschritte des Anspruchs 13 gelöst, die im Unterschied zum Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Messwerte mit Referenzwerten verglichen werden, eine Differenzmessung betreffen. Jeweils zwei Leiterpaare werden derart elektrisch angesteuert, dass sich zwischen den Leitern der beiden Leiterpaare wenigstens zeitweise jeweils ein elektrisches Feld mit vorbestimmter Feldstärke ausbildet. Zwischen den Leitern der beiden Leiterpaare wird jeweils eine bestimmte physikalische Größe, zum Beispiel die elektrische Feldstärke während des Anliegens des elektrischen Feldes gemessen. Die gemessenen Werte werden anschließend miteinander verglichen. Anhand der Vergleichswerte wird das Auftreten eines Ereignisses erfasst.
Mittels dieser sogenannten Differenzmessung können innerhalb verschiedener Überwachungsabschnitte Messwerte ermittelt, miteinander verglichen, zentral und/oder dezentral ausgewertet werden. Auf diese Weise können auch die Messwerte, die in weiter entfernten Überwachungsabschnitten aufgenommen werden, miteinander verglichen werden. Dadurch können natürliche Veränderungen, die durch Temperaturänderungen, Regen, Schnee, Nebel und ähnliche Einflüsse verursacht werden, von lokalen Ereignissen getrennt werden. Denn natürliche Störungen wirken großflächig und werden somit in verschiedenen Überwachungsabschnitten erfasst. Mittels der erwähnten Differenzmessung können derartige natürliche Störungen kompensiert werden.
Um eine Beeinflussung der Umwelt durch elektrische Felder zu verringern, werden jeweils zwei nebeneinander liegende Leiterpaare derart elektrisch angesteuert werden, dass die Polarität der erzeugten elektrischen Felder in den beiden Leiterpaaren entgegengesetzt ist.
Zweckmäßigerweise werden zwischen den beiden angesteuerten Leitern eines Leiterpaares elektrische Wechselfelder erzeugt werden.
Ferner kann die Gleisanlage mehrere Gleise umfassen, wobei die Leiter an den gegenüberliegenden Seiten jedes Gleises angeordnet sind. Auf diese Weise können die Gleise einer Gleisanlage unabhängig voneinander überwacht werden.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass ein Leiterpaar und eine Induktivität einen Schwingkreise bilden.
Vorteilhafterweise enthält die Gleisanlage wenigstens ein Gleis, dessen Schienen an vorbestimmten Stellen elektrisch verbunden werden, um Leiterschleifen zu bilden. In wenigstens eine Leiterschleife wird ein Wechselstrom eingespeist. Der eingespeiste Wechselstrom oder eine dem Wechselstrom proportionale physikalische Größe wird gemessen. Anhand der Messwerte wird dann das Auftreten eines Ereignisses innerhalb der jeweiligen Leiterschleife erfasst. Auf diese Weise können beispielsweise Schienenunterbrechungen, Querschnittsveränderungen in den Schienen oder metallische Gegenstände, die quer über den beiden Schienen eines Gleises liegen, festgestellt werden.
Sofern der eingespeiste Wechselstrom eine ausreichend hohe Frequenz besitzt, können auch metallische Gegenstände erfasst werden, die keinen galvanischen Kontakt zwischen den Schienen erzeugen. Denn in den metallischen Gegenständen werden Wirbelströme induziert, die über eine höhere Wirkleistungsaufnahme und/oder Änderung der Phasenlage des Stroms gegenüber der erzeugten Spannung aus einer Stromquelle erkannt werden. Auch lokale Erwärmungen, die zum Beispiel durch Schweißarbeiten an den Schienen hervorgerufen werden, können beispielsweise durch Änderungen des elektrischen Widerstandes der Schienen erfasst werden.
In angrenzende Leiterschleifen können Wechselströme mit unterschiedlicher Frequenz eingespeist werden, so dass sich zum Beispiel Leiterschleifen mit einer ersten Frequenz und Leiterschleifen mit einer zweiten Frequenz abwechseln.
Um die Messempfindlichkeit zu erhöhen, können Wechselströme mit gleicher Frequenz in wenigstens zwei Leiterschleifen gemessen und miteinander verglichen werden. Im normalen, ungestörten Zustand ist die Differenz der Messwerte nahezu null. Jede Veränderung des Wechselstroms in nur einer der Leiterschleifen führt zu einem Wert, der von null abweicht. Durch die Anwendung der Differenzmessung von Wechselströmen können natürliche Veränderungen, wie Temperaturänderung, Schnee oder Regen kompensiert werden. Denn solche Einflüsse treten in der Regel großflächig auf und beeinflussen die Leiterschleifen symmetrisch.
Die Qualität der Überwachung kann weiter verbessert werden, wenn an vorbestimmten Stellen an den Schienen eines Gleises Detektoren zum Erfassen von Körperschallwellen angeordnet werden. Denn mit diesem Verfahren können zusätzlich direkt am Gleis vorgenommene Manipulationen, wie zum Beispiel Bohren, Fräsen, Hämmern, Schleifen und dergleichen erfasst werden. Diese Überwachungsart entspricht einer Passivmessung.
Vorteilhafterweise werden an vorbestimmten Stellen des Gleises definierte Körperschallwellen erzeugt, die mit Referenzdaten verglichen werden, um das Auftreten eines Ereignisses zu erfassen. Damit können zum Beispiel Schienenunterbrechungen, Fremdkörper auf den Schienen und auch Änderungen in der Befestigung der Schienen erkannt werden. Diese Überwachungsart entspricht einer Aktivmessung.
Die Qualität und Zuverlässigkeit der Überwachung einer Gleisanlage kann dadurch weiter gesteigert werden, dass die Gleisanlage durch stationär aufgestellte Kameras überwacht wird, die Tageslichtbilder und/oder Infrarotbilder liefern können.
Zweckmäßigerweise überwacht jede Kamera einen zugewiesenen Abschnitt der Gleisanlage.
Um die Kameras energiesparend betreiben zu können, werden die Kameras durch Steuersignale ein- und ausgeschaltet. Die Steuersignale können beispielsweise von einem sich in der Nähe befindlichen Zug ausgelöst werden, so dass die Kamera immer nur dann aktiviert wird, kurz bevor ein Zug in den von dieser Kamera ausgeleuchteten Überwachungsabschnitt einfährt.
Die Zeitpunkte zum Ein- und Ausschalten der Kameras können beliebig vorbestimmt sein oder automatisch, zum Beispiel in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Zuges, seines Gewichts oder anderen Parametern festgelegt werden. Beispielsweise wird eine Kamera ausgeschaltet, oder in den „stand by" Modus geschaltet, wenn ein Zug aus dem Überwachungabschnitt herausgefahren ist.
Um Abweichungen von einem störungsfreien Zustand innerhalb eines Überwachungsbereichs zu erfassen, werden die aufgenommenen Bilder automatisch mit gespeicherten Referenzbilddaten verglichen.
Um die Anzahl verwendeter Kameras zu reduzieren, kann die Gleisanlage durch wenigstens eine mobile Kamera überwacht werden.
Dazu kann die wenigstens eine mobile Kamera vorzugsweise an einem Überwachungsfahrzeug befestigt werden.
Um auf Störungen an der Gleisanlage rasch reagieren zu können, werden die von der stationären oder mobilen Kamera aufgenommenen Bilder vor und/oder nach der Auswertung an den Führerstand eines Zuges oder an eine zentrale Überwachungseinrichtung übermittelt.
Ein vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Geschwindigkeit und der Abstand des Überwachungsfahrzeugs zum Zug automatisch geregelt wird.
Fährt das Überwachungsfahrzeug unmittelbar vor einem Zug auf dem Gleis, kann die Geschwindigkeit des Überwachungsfahrzeugs und/oder dessen Abstand zum Zug automatisch an die physikalischen Parameter des Zuges, zum Beispiel dessen Gewicht und Geschwindigkeit angepasst werden. Die Geschwindigkeit des Zuges kann laufend über ein GPS-System gemessen und zum Überwachungsfahrzeug übermittelt werden, wohingegen das Gewicht des Zuges nur an vorbestimmten Stellen, zum Beispiel innerhalb eines vorbestimmten Bereichs eines Bahnhofs ermittelt werden kann.
Die mobile Kamera kann auch entlang einer separaten Spur oder Schiene in der Nähe eines Gleises oder parallel zu einer Oberleitung geführt und mit Energie versorgt werden.
Das oben genannte technische Problem wird ebenfalls durch die Verfahrensschritte des Anspruchs 36 gelöst.
Danach enthält die Gleisanlage wenigstens ein Gleis, wobei dessen Schienen an vorbestimmten Stellen elektrisch verbunden werden, um Leiterschleifen zu bilden. In wenigstens eine Leiterschleife wird ein Wechselstrom eingespeist. Der eingespeiste Wechselstrom oder eine dem Wechselstrom proportionale physikalische Größe wird gemessen wird, wobei anhand der Messwerte das Auftreten eines Ereignisses innerhalb der jeweiligen Leiterschleife erfasst wird.
Das oben genannte technische Problem wird ebenfalls durch die Verfahrensschritte des Anspruchs 38 gelöst.
Danach enthält die Gleisanlage wenigstens ein Gleis, wobei an vorbestimmten Stellen zwischen den Schienen des Gleises Detektoren zum Erfassen von Körperschallwellen angeordnet sind.
Das oben genannte technische Problem wird ebenfalls durch die Verfahrensschritte des Anspruchs 43 gelöst.
Danach wird die Gleisanlage durch mehrere stationäre Kameras überwacht, die Bewegt- und/oder Standbilder aufnehmen. Jede Kamera überwacht einen zugewiesenen Abschnitt der Gleisanlage, wobei die Kameras durch Steuersignale ein- und ausgeschaltet werden.
Das oben genannte technische Problem wird ebenfalls durch die Verfahrensschritte des Anspruchs 46 gelöst.
Danach wird die Gleisanlage durch wenigstens eine mobile Kamera überwacht.
Die oben geschilderten Überwachungsverfahren können unabhängig voneinander, abwechselnd, gleichzeitig oder in Abhängigkeit voneinander durchgeführt werden.
Das oben genannte technische Problem wird ferner durch die Merkmale des Anspruchs 52 gelöst.
Danach ist eine Überwachungsanlage zum Überwachen einer Gleisanlage vorgesehen, die mehrere elektrisch ansteuerbare, elektrisch leitfähige Leiter, die zumindest entlang eines Überwachungsabschnitts einer wenigstens ein Gleis aufweisende Gleisanlage aufgestellt sind,
eine steuerbaren Energieversorgungseinrichtung zum Anlegen einer Spannung an wenigstens ein Leiterpaar derart, dass sich zwischen den beiden Leitern wenigstens zeitweise ein elektrisches Feld mit vorbestimmter Feldstärke ausbildet,
eine Messeinrichtung zum Messen einer physikalischen Größe zwischen den Leitern des wenigstens einen Leiterpaares während des Anliegens eines elektrischen Feldes,
eine Einrichtung zum Vergleichen der gemessenen Werte mit Referenzwerten sowie
eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten der Vergleichswerte und zum Erfassen des Auftretens eines Ereignisses zwischen den Leitern des wenigstens einen Leiterpaares aufweist.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Daten können gespeichert sein, die mehrere vordefinierte Ereignisse darstellen. Die Auswerteeinrichtung ist dementsprechend zum Zuordnen eines erfassten Ereignis zu einem der vordefinierten Ereignisse ausgebildet.
Ferner kann die Überwachungsanlage eine Sendeeinrichtung aufweisen, die das Auftreten eines Ereignisses und/oder die Bezeichnung des Ereignisses an eine zentrale Überwachungseinrichtung und/oder den Führerstand eines in der Nähe befindlichen Zuges übermittelt.
Weiterhin kann die Überwachungsanlage eine Einrichtung aufweisen, die unter Ansprechen auf das erfasste Ereignis automatisch Anweisungen zur Einleitung vorbestimmter Maßnahmen erzeugt.
Ferner kann die Überwachungsanlage dadurch gekennzeichnet sein, dass die steuerbare Energieversorgungseinrichtung an wenigstens ein Paar von Leitern, die an gegenüberliegenden Seiten der Gleisanlage angeordnet sind, eine Spannung zur Erzeugung eines im wesentlichen senkrecht zur Gleisanlage verlaufenden elektrischen Feldes anlegt.
Die steuerbare Energieversorgungseinrichtung kann auch an wenigstens ein Paar von Leitern, die an gegenüberliegenden Seiten der Gleisanlage angeordnet sind, eine Spannung zur Erzeugung eines diagonal zur Gleisanlage verlaufenden elektrischen Feldes anlegen.
Die steuerbare Energieversorgungseinrichtung kann an wenigstens ein Paar von Leitern, die unmittelbar nebeneinander liegen, eine Spannung anlegen, um ein parallel zur Gleisanlage verlaufendes elektrisches Feld zu erzeugen.
Vorteilhafterweise sind die Leiter winklig ausgebildet, wobei eine erste Wirkfläche senkrecht und eine zweite Wirkfläche parallel zur Gleisanlage ausgerichtet ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung kann die steuerbare Energieversorgungseinrichtung elektrische Spannungen in Abhängigkeit eines programmierbaren zeitlichen Rhythmus an vorbestimmbare Leiterpaare anlegen, um ein sich entlang der Gleisanlage fortlaufendes elektrisches Feld zu erzeugen.
Das oben genannte technische Problem wird ebenfalls durch eine Überwachungsanlage zum Überwachen einer Gleisanlage gelöst, welche mehrere elektrisch ansteuerbare, elektrisch leitfähige Leiter, die zumindest entlang eines Abschnitts einer wenigstens ein Gleis enthaltende Gleisanlage aufgestellt sind,
eine steuerbare Energieversorgungseinrichtung zum Anlegen einer Spannung an jeweils zwei Leiterpaare derart, dass sich zwischen den beiden Leitern jedes Leiterpaares wenigstens zeitweise ein elektrisches Feld mit vorbestimmter Feldstärke ausbildet,
eine Messeinrichtung zum Messen einer bestimmten physikalischen Größe zwischen den beiden Leitern jedes Leiterpaares während des Anliegens des elektrischen Feldes,
eine Einrichtung zum Vergleichen der gemessenen Werte sowie
eine Auswerteeinrichtung zum Auswerten der Vergleichswerte und zum Erfassen des Auftretens eines Ereignisses zwischen dem Leiterpaar aufweist.
Das oben genannte technische Problem wird ferner durch eine Überwachungsanlage zum Überwachen einer Gleisanlage gelöst, bei der die Gleisanlage wenigstens ein Gleis enthält, die Schienen des Gleises an vorbestimmten Stellen elektrisch verbunden sind, um Leiterschleifen zu bilden.
Zudem ist wenigstens eine steuerbare Energieversorgungseinrichtung zum Einspeisen eines Wechselstroms in wenigstens eine Leiterschleife, eine Messeinrichtung zum Messen des eingespeisten Wechselstroms oder einer dem Wechselstrom zugeordneten physikalischen Größe und eine Auswerteeinrichtung vorgesehen, die anhand der Messwerte das Auftreten eines Ereignisses innerhalb einer Leiterschleife erfasst.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform sind mehrere steuerbare Energieversorgungseinrichtungen vorgesehen, die in unmittelbar angrenzende Leiterschleifen Wechselströme mit unterschiedlichen Frequenzen einspeisen, wobei eine Messung von Wechselströmen mit gleicher Frequenz in wenigstens zwei Leiterschleifen erfolgt, und wobei die Auswerteeinrichtung zum Vergleichen der gemessenen Wechselströme vorgesehen ist.
Das oben genannte technische Problem wird zudem durch eine Überwachungsanlage zum Überwachen einer Gleisanlage gelöst, bei der die Gleisanlage wenigstens ein Gleis enthält, wobei an vorbestimmten Stellen an den Schienen des Gleises Detektoren zum Erfassen von Körperschallwellen angeordnet sind und eine Einrichtung zum Auswerten der erfassten Körperschallwellen vorgesehen ist.
Vorteilhafterweise sind an vorbestimmten Stellen des Gleises Einrichtungen zum Erzeugen vorbestimmter Körperschallwellen in dem Gleis angeordnet, wobei eine Einrichtung zum Vergleichen der Detektorausgangssignale mit Referenzsignalen und eine Einrichtung zum Erfassendes Auftretens eines Ereignisses vorgesehen ist.
Weiterhin wird das oben genannte technische Problem durch eine Überwachungsanlage zum Überwachen einer Gleisanlage gelöst bei der wenigstens eine entlang der Gleisanlage bewegliche Kamera vorgesehen ist.
Die wenigstens eine mobile Kamera kann dazu an einem Überwachungsfahrzeug befestigt sein.
Eine Regeleinrichtung dient dazu, die Geschwindigkeit und den Abstand des Überwachungsfahrzeugs mit Bezug auf einen zugeordneten Zug zu regeln.
Fahren Überwachungseinrichtung und Zug auf demselben Gleis, kann die Regeleinrichtung die Geschwindigkeit des Überwachungsfahrzeugs und/oder dessen Abstand zum Zug an die physikalischen Parameter, wie zum Beispiel Masse und Geschwindigkeit des Zuges anpassen.
Alternativ kann die Kamera auch entlang einer Schiene oder eines Seils in der Nähe einer Oberleitung der Gleisanlage geführt und über die Oberleitung mit Energie versorgt werden, oder auf einer parallel zu Gleisanlage angeordneten Schiene bewegt werden.
Wenigstens eine Bildverarbeitungseinrichtung kann vorgesehen sein, die zum Vergleichen von aufgenommenen Bildern mit Referenzbildern und zum Erfassen des Auftretens eines Ereignisses anhand des Vergleichsergebnisses ausgebildet ist.
Zweckmäßigerweise ist eine Einrichtung zum Übermitteln der von der Kamera aufgenommenen Bilder vor und/oder nach der Auswertung an den Führerstand eines Zuges oder eine zentrale Überwachungseinrichtung vorgesehen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1A–Q einen zu überwachenden Gleisanlagenabschnitt, welcher mittels elektrischer Felder überwacht wird,
2A abschnittsweise eine Gleisanlage mit zwei Gleisen, die mittels in Leiterschleifen eingespeister Wechselströme überwacht werden,
2B die in 2A gezeigte Gleisanlage mit mehreren Leiterschleifen in jedem Gleis,
3 einen Gleisanlagenabschnitt, welcher mittels Körperschalldetektoren überwacht wird,
4 einen mittels stationärer Kameras überwachten Gleisanlagenabschnitt,
5 einen mittels einer beweglichen Kamera überwachten Gleisanlagenabschnitt, wobei die Kamera mittels eines Überwachungsfahrzeuges, welches auf den Gleisen fährt, überwacht wird,
6 einen mittels einer beweglichen Kamera überwachten Gleisanlagenabschnitt, wobei die Kamera entlang einer separaten Schiene geführt wird, und
7 eine beispielhafte Überwachungseinrichtung.
In den 1A–F ist jeweils ein zu überwachender Gleisanlagenabschnitt 10 dargestellt, dessen Länge beispielsweise durch den Abstand aufeinanderfolgender Freileitungsmasten definiert ist. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die nachfolgend beschriebenen Überwachungsmaßnahmen allesamt für die Überwachung von Gleisanlagen beliebiger Länge geeignet sind. Mit anderen worten können beliebig viele Gleisanlagenabschnitte gleichzeitig und zu unterschiedlichen Zeitpunkten überwacht werden.
Im vorliegenden Beispiel begrenzen die Freileitungsmasten 20, 22 bzw. 30, 32 die Länge des zu überwachenden Gleisanlagenabschnitts 10. Beispielsweise enthält die Gleisanlage 10 zwei parallel zueinander verlaufende Gleise 40 und 42. Zu beiden Seiten der Gleisanlage sind elektrisch leitfähige Leiter, die beispielhaft als Metallplatten ausgebildet sind, im Abstand zueinander angeordnet. Die Metallplatten 50₁ bis 50_n sowie 60₁ und 60_n weisen jeweils eine parallel zu den Gleisen 40, 42 verlaufende Wirkflächen auf. So sind im vorliegenden Beispiel entlang der oberen Seite der Gleisanlage 10 zwischen den Freileitungsmasten 20 und 30 zehn Metallplatten angeordnet, die mit 50₁ und 50_n bezeichnet sind. Auf der gegenüberliegenden Seite der Gleisanlage 10 befinden sich zwischen den Freileitungsmasten 22 und 32 ebenfalls zehn Metallplatten, die mit 60₁ und 60_n bezeichnet und in vorbestimmtem Abstand zueinander angeordnet sind.
Die in den 1E und 1F dargestellte zu überwachende Gleisanlage 10 unterscheidet sich von den in den 1A–1D gezeigte Gleisanlage dadurch, dass winkelförmige Metallplatten 70₁ bis 70_n bzw. 80₁ bis 80_n verwendet werden, welche erste Wirkflächen parallel und zweite Wirkflächen senkrecht zu den Gleisen 40 und 42 aufweisen. Die winkelförmigen Metallplatten 70₁ bis 70_n sind an einer Seite der Gleisanlage 10, im vorliegenden Beispiel zwischen den Freileitungsmasten 20 und 30 angeordnet, wohingegen die mit 80₁ bis 80_n bezeichneten winkelförmigen Metallplatten auf der gegenüberliegenden Seite der Gleisanlage 10 zwischen den Freileitungsmasten 22 und 32 angeordnet sind.
Als Metallplatten können auch Baken verwendet werden, die entlang einer Gleisanlage aufgestellt und als Markierungs-, Warn- oder Begrenzungszeichen fungieren. Die Anzahl und die Anordnung der Metallplatten 50, 60, 70 und 80 kann je nach Intensität der gewünschten Überwachung der Gleisanlage unterschiedlich gestaltet werden. So ist es ebenfalls denkbar, dass weitere Metallplatten in der Mitte der Gleisanlage 10, das heißt zwischen den beiden Gleisen 40 und 42 angebracht werden, so dass die Gleise 40 und 42 unabhängig voneinander überwacht werden können. Bei einer solchen Ausführung weisen die Baken einen geringeren Abstand auf als bei den in den 1A–1F dargestellten Anordnungen, so dass die Empfindlichkeit gegenüber Störeinflüssen erhöht werden kann.
Die Metallplatten 50₁ bis 50_n , 60₁ bis 60_n , 70₁ bis 70_n und 80₁ bis 80_n sind mit einer oder mehreren steuerbaren Energieversorgungseinrichtungen (nicht dargestellt) elektrisch verbunden.
Die Energieversorgungseinrichtungen sind derart ausgebildet, dass sie jeweils an paarweise angesteuerte Metallplatten vorzugsweise Wechselspannungen anlegen können, um zwischen den jeweiligen Leiterpaaren elektrische Wechselfelder hervorzurufen, die zur Überwachung der Gleisanlage 10 dienen. Den Metallplatten sind Sensoren (nicht dargestellt) zugeordnet, die physikalische Größen, zum Beispiel die Kapazität oder die elektrische Feldstärke zwischen den angesteuerten Leiterpaar messen können. Nachfolgend wird nur eine Messung der elektrischen Feldstärke betrachtet.
Die Messwerte der Sensoren werden einer zentralen oder dezentral verteilten Überwachungseinrichtungen zugeführt. Eine beispielhafte Überwachungseinrichtung 300, die auch in einem in 5 gezeigten Zug 200 oder Überwachungsfahrzeug 220 implementiert sein kann, ist in 7 dargestellt.
Die Überwachungseinrichtung 300 weist einen oder mehrere Eingänge auf, über die Messwerte einem Vergleicher 310 zugeführt werden. Der Vergleicher 310 kann Messwerte miteinander vergleichen, oder Messwerte mit Referenzwerten vergleichen, die in einem Speicher 320 abgelegt sind. Der Ausgang des Vergleichers 310 ist mit dem Eingang einer Auswerteeinrichtung 340 verbunden, die, wie weiter unten noch erläutert, auch eine Bildauswerteeinrichtung sein kann. Die Auswerteeinrichtung 340 kann auf einen Speicher 330 zugreifen, in dem Daten abgelegt sind, die bestimmten Referenzereignisse wie zum Beispiel „Glätte, Gleisunterbrechung, großes Hindernis, u.s.w. entsprechen. Die Auswerteeinrichtung 340 kann auf einen weiteren Speicher 350 zugreifen, in dem besondere Maßnahmen oder auch Befehle enthalten sein. Die Inhalte der Speicher 330 und 350 werden in Abhängigkeit vom Ergebnis der Auswerteeinrichtung 340 ausgelesen und an eine entsprechende Stelle übermittelt. Die im Speicher 350 abgelegten Befehle können beispielsweise direkt an einen Zug weitergeleitet werden und diesen zum Beispiel veranlassen, anzuhalten. Die Überwachungseinrichtung 300 kann eine Regeleinrichtung 360 aufweisen, wenn sie in dem Überwachungsfahrzeug 220 oder dem Zug 200 implementiert ist. Die Funktion der Regeleinrichtung 360 wird weiter unten erläutert. Die Übertragung der Messdaten von den Sensoren zu der Überwachungseinrichtung 300 kann leitungsgebunden oder drahtlos erfolgen. Entsprechende Schnittstellen sind in der Überwachungseinrichtung implementiert. Nachfolgend wird die Funktionsweise einer Überwachungsanlage zur Überwachung der in den 1A–1F gezeigten Gleisanlage 10 näher erläutert.
Die 1A–1F zeigen den Verlauf elektrischer Felder bei unterschiedlicher Ansteuerung von Metallplattenpaaren.
Wie in 1A dargestellt, werden gemäß einem ersten Ansteuerungsmodus Spannungen jeweils an zwei gegenüberliegend angeordnete Metallplatten angelegt. Mit anderen Worten wird jeweils eine elektrische Spannung an die Metallplatten 50₁ und 60₁ bis 50_n und 60_n angelegt. Auf diese Weise bilden die jeweiligen Metallplattenpaare einen Plattenkondensator, der jeweils ein senkrecht zur Gleisanlage 10 verlaufendes elektrisches Feld erzeugt. Je nach Implementierung werden über die steuerbaren Energieversorgungseinrichtungen an die Metallplattenpaare 50₁ , 60₁ bis 50_n , 60_n elektrische Spannungen gleichzeitig, oder in einem vorbestimmten Rhythmus angelegt. Denkbar ist beispielsweise, dass die Metallplattenpaare 50₁ , 60₁ bis 50_n , 60_n zeitlich hintereinander angesteuert werden. Die einzeln ermittelten Messwerte können dann in dem Vergleicher 310 der Überwachungseinrichtung 300 mit im Speicher 320 gespeicherten Referenzdaten verglichen werden.
Alternativ können gleichzeitig jeweils zwei Metallplattenpaare elektrisch angesteuert und die dazwischen erzeugten elektrischen Felder gemessen werden. In diesem Fall könnten die in zwei ausgewählten Metallplattenpaaren gemessenen elektrischen Feldstärken direkt miteinander in dem Vergleicher 310 verglichen werden. Das Auftreten eines Ereignisses wird zum Beispiel von der Auswerteeinrichtung 340 erkannt, wenn der berechnete Differenzwert von null abweicht.
Angemerkt sei an dieser Stelle, dass bei der Differenzmessung darauf zu achten ist, dass die Metallplatten eines ausgewählten Metallplattenpaares hinsichtlich der Abmessungen und des Abstandes zueinander im Wesentlichen gleich sind, so dass die Differenz der ermittelten Messwerte bei ungestörten Verhältnissen, das heißt es befinden sich keine Fremdkörper innerhalb des zu überwachenden Gleisabschnitts, etwa null ergibt.
Wie 1B und 1C zeigen, können entsprechend einem zweiten und dritten Ansteuerungsmodus die entlang des. Gleisanlagenabschnitts 10 angeordneten Metallplatten auch derart paarweise angesteuert werden, dass zwischen jedem Metallplattenpaar ein diagonal zu den Gleisen 40 und 42 verlaufendes elektrisches Feld erzeugt wird. Um eine gegenseitige Beeinflussung der elektrischen Felder zwischen verschiedenen Metallplattenpaaren zu vermeiden, werden jeweils nur zwei Metallplattenpaare zu einer Zeit angesteuert. Ist der Abstand zwischen zwei Metallplattenpaaren groß genug, können auch mehrere Metallplattenpaare gleichzeitig angesteuert werden, um auf diese Weise wieder eine Differenzmessung der ermittelten elektrischen Feldstärken zwischen den jeweiligen Metallplattenpaaren bestimmen zu können.
Wie in den 1B und 1C gezeigt, entstehen die diagonalen elektrischen Felder dadurch, dass zwei gegenüberliegende Metallplattenpaare, die jedoch entlang der Gleisanlage um einen vorbestimmten Abstand versetzt angeordnet sind, elektrisch angesteuert werden. In 1D sind die überlagerten elektrischen Felder dargestellt, die bei der jeweiligen paarweisen Ansteuerung von Metallplatten entsprechend den 1A bis 1C entstehen. Wie in 1D erkennbar ist, können mit Hilfe von senkrecht und diagonal zur Gleisanlage 10 erzeugten elektrischen Feldern eine nahezu flächendeckende Überwachung des Innenbereichs eines Gleisanlagenabschnitts 10 erreicht werden.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass mehrere der in den 1A bis 1D gezeigten Gleisanlagenabschnitte gleichzeitig oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten überwacht werden können. Denkbar ist es zum Beispiel, aus den innerhalb eines Gleisanlagenabschnitts ermittelten Messwerten einen Mittelwert zu bilden und diesen mit dem Mittelwert eines anderen überwachten Gleisanlagenabschnittes zu vergleichen.
Wie bereits erläutert, zeigen 1E und 1F denselben Gleisanlagenabschnitt wie die 1A bis 1D. Allerdings werden winkelförmige Metallplatten 70₁ bis 70_n , und 80₁ und 80_n verwendet. Auf diese Weise ist es möglich, nicht nur den Innenbereich des Gleisanlagenabschnitts 10 zu überwachen, wie dies mit einer Anordnung gemäß der 1A bis 1D der Fall ist, sondern auch den Außenbereich der Gleisanlage 10 zu überwachen. Demzufolge können die nebeneinander angeordneten winkelförmigen Metallplatten 70₁ bis 70_n paarweise derart angesteuert werden, dass ein parallel zu den Gleisen 40 und 42 verlaufendes elektrisches Feld entsteht. In ähnlicher Weise können die winkelförmigen Metallplatten 80₁ bis 80_n auf der gegenüberliegenden Seite der Gleisanlage 10 paarweise angesteuert werden, um ebenfalls ein parallel zu den Gleisen 40 und 42 verlaufendes elektrisches Feld zu erzeugen. Die Überlagerung der in den 1A bis 1E erzeugbaren elektrischen Felder ist in 1F dargestellt. Es ist überflüssig, darauf hinzuweisen, dass die in 1F gezeigten elektrischen Felder keiner Momentaufnahme entspringen, sondern die Überlagerung der zu unterschiedlichen Zeiten erzeugten elektrischen Felder darstellt.
Eine ebenfalls nicht dargestellte Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Energieversorgungseinrichtung kann derart programmiert sein, dass jeweils zwei Metallplattenpaare elektrische Felder mit umgekehrter Polarität erzeugen, so dass Umweltbeeinflussungen durch die Wechselfelder möglichst vermieden oder doch so gering wie möglich gehalten werden können. Denn bekanntermaßen heben sich elektrische Felder mit entgegengesetzter Polarität durch Interferenz ganz oder weitgehend auf.
Erwähnt sei ferner, dass die als Metallplatten fungierenden Baken auch derart ausgeführt sein können, dass sie gleichzeitig als Befestigungselemente für die bei Trassen von Hochgeschwindigkeitszügen in vielen Streckenabschnitten erforderlichen Wind- und Lärmschutzzäunen genutzt werden können.
Die Auswerteeinrichtung 340 der Überwachungseinrichtung 300 ist nicht nur in der Lage, anhand der ausgewerteten Vergleichsergebnisse das Auftreten eines Fremdkörpers zwischen den erzeugten elektrischen Feldern innerhalb und außerhalb des Gleisanlagenabschitts 10 zu erkennen. Zusätzlich können anhand der im Speicher 330 gespeicherter Referenzdaten, die bestimmten Ereignissen entsprechen, auch die Art des Fremdkörpers ermittelt werden. Nicht nur Fremdkörper, die den Eisenbahnverkehr beeinträchtigen oder gefährden, sondern auch Züge selbst können erfasst und innerhalb eines Gleisanlagenabschnitts lokalisiert werden. Auf diese Art und Weise ist es möglich, neben der Überwachung einer Gleisanlage auf Fremdkörper hin auch gleichzeitig die Ortung eines oder mehrerer Züge zu erreichen.
Der in 1G gezeigte zu überwachende Gleisanlagenabschnitt entspricht dem in 1A gezeigten, wobei zusätzlich zwischen den Gleisen 40 und 42 Metallplatten 55₁ bis 55_n angeordnet sind.
1G, 1H und 1I unterscheiden sich lediglich darin, dass die Metallplatten 50₁ bis 50_n , 55₁ bis 55_n und 60₁ bis 60_n in Längsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind.
Gemäß 1J können Metallplatten 57₁ bis 57_n und 58₁ bis 58_n auch zwischen den Schienen der Gleise 40, 42 angeordnet sein. Die Metallplatten haben dann eine Höhe, die auf die Bodenfreiheit der Schienenfahrzeuge abgestimmt ist.
In 1K und 1L sind elektrisch leitfähige Leiter lediglich beispielhaft an den gegenüberliegenden Seiten eines Gleisanlagenabschnitts 10 angeordnet. Die elektrisch leitfähigen Leiter 450₁ bis 450_n sind in 1K beispielhaft als Prismen dargestellt. Die elektrisch leitfähigen Leiter 460₁ bis 460_n und 470₁ bis 470_n in 1L weisen einen fünfeckigen bzw. runden Querschnitt auf. Die unterschiedlichen Formen der Leiter beeinflussen die zwischen zwei Leitern erzeugten elektrischen Felder und haben somit Einfluss auf die Messempfindlichkeit. Insbesondere können Formen für die elektrisch leitfähigen Leiter verwendet werden, die den Verlauf der elektrischen Felder gezielt beeinflussen. Denkbar ist hierfür, Leiter aus mehreren Einzelteilen aufzubauen.
In 1M sind Metallplatten zu beiden Seiten eines Gleisanlagenabschnitts 10 und zwischen Gleisen 40 und 42 angeordnet. Die mit durchgezogenen Linien dargestellten Metallplatten 400₁ bis 400_n , 420₁ bis 420_n und 410₁ bis 410_n sind in eine vorbestimmten Höhe oberhalb der Gleise 40 und 42 angeordnet. Die mit gestrichelten Linien dargestellten Metallplatten 405, bis 404_n , 415₁ bis 415_n und 425₁ bis 425_n sind etwa in der Höhe der Gleise 40, 42, zum Beispiel im Boden angeordnet. Vorzugsweise bildet eine oberhalb der Gleise 40 und 42 angeordnete Metallplatte und eine am Boden befindliche Metallplatte einen Kondenstor zu Erzeugung eines elektrischen Feldes. Grundsätzlich können jedoch beliebige Metallplattenpaare zu Bildung von Kondensatoren angesteuert werden.
Die in 1N dargestellte Anordnung entspricht der in 1M dargestellten Anordnung mit der Ausnahme, dass die im Boden angeordneten Metallplatten durch metallische Schienenschwellen ersetzt worden sind. Natürlich muss in diesem Fall nicht jede Schienenschwelle elektrisch leitfähig sein.
Die in 1P dargestellte Anordnung unterscheidet sich von der in 1M gezeigten Anordnung dadurch, dass anstelle der am Boden angeordneten Metallplatten Metallplatten 435₁ bis 435_n auf den Schwellen des Gleises 40 und Metallplatten 445₁ bis 445_n auf den Schwellen des Gleises 42 angeordnet sind. Angemerkt sei, dass die in den 1M bis 1P dargestellten Metallplatten Wirkflächen haben, die im wesentlichen parallel zu den Gleisen 40, 42 liegen.
Die in 1Q gezeigte Anordnung unterscheidet sich von der in 1A dargestellten Anordnung dadurch, dass zu den Metallplatten 50₁ bis 50_n und 60₁ bis 60_n , die eine Wirkfläche senkrecht zu den Gleisen 40 und 42 aufweisen, gestrichelt dargestellte Metallplatten 405₁ bis 405_n , 415₁ bis 415_n und 420₁ bis 420_n hinzukommen, die beispielhaft im Boden angeordnet sind und eine Wirkfläche parallel zu den Gleisen 40 und 42 haben.
Mit den in 1M bis 1Q dargestellten Anordnungen der Metallplatten können elektrische Felder zur Überwachung des Gleisanlagenabschnitts 10 erzeugt werden, deren Feldlinien dreidimensional verlaufen können. Zum Beispiel können durch entsprechende Ansteuerungen von jeweils zwei Metallplatten elektrische Felder erzeugt werden, die vertikal zur Gleisanlage verlaufende Feldlinien haben. Die oberen und beispielhaft am Boden angeordnete Metallplatten können jeweils im Lot zueinander, oder, wie gezeigt, versetzt zueinander angeordnet sein.
Die anhand der 1A bis 1Q erläuterte Überwachungsmaßnahme kann unabhängig oder mit den nachfolgend beschriebenen weiteren Überwachungsmaßnahme kombiniert werden.
In 2A ist beispielsweise der in den 1A bis 1F dargestellte zu überwachende Gleisanlagenabschnitt 10 dargestellt. Der Gleisanlagenabschnitt 10 weist wiederum zwei Gleise 40 und 42 auf. Die Schienen des Gleisabschnitts 40 sind beispielsweise an drei Stellen 90, 91 und 92 elektrisch verbunden. Die Schienen des Gleisabschnitts 42 sind ebenfalls an drei Stellen 100, 101 und 102 elektrisch miteinander verbunden. Auf diese Weise wird das Gleis 40 innerhalb des zu überwachenden Gleisanlagenabschnitts 10 in zwei Leiterschleifen 93 und 94 unterteilt, wohingegen das Gleis 42 in zwei Leiterschleifen 103 und 104 unterteilt wird. Zwischen die Schienen der Leiterschleifen 93 und 103 ist beispielsweise ein Transformator 110 geschaltet, über den ein Wechselstrom vorbestimmter Frequenz in die Leiterschleifen 93 und 103 eingespeist wird. Ebenso ist zwischen die Schienen der Leiterschleifen 94 und 104 beispielsweise ein Transformator 120 zwischengeschaltet, der einen Wechselstrom mit einer zweiten Frequenz in die Leiterschleifen 94 und 104 einspeist. Eine nicht dargestellte Messeinrichtung überwacht die physikalischen Größen in jeder Leiterschleife. Die physikalische Größe kann ein Strom, eine Spannung, ein Widerstand, eine Wirk- oder Blindleistung sein. Eine Änderung der physikalischen Größe in einer überwachten Leiterschleife wird beispielsweise durch Unterbrechungen im jeweiligen Schienenstrang, durch Querschnittsveränderungen der Schiene, durch metallische Gegenstände, die quer über den beiden Schienen liegen, verursacht. Die bezüglich einer Leiterschleife ermittelten Messwerte werden zur in 7 gezeigten Überwachungseinrichtung 300 übertragen und dort in dem Vergleicher 310 mit Referenzwerten verglichen. Anhand der Vergleichswerte kann die Auswerteeinrichtung 340 Störungen auf den Gleisen erkennen. Die im Speicher 320 abgelegten Referenzdaten können experimentell oder empirisch ermittelt werden.
2B zeigt einen Gleisanlagenabschnitt 10, bei dem die Gleise 40 und 42 in acht Leiterschleifen unterteilt sind. Wie in 2B dargestellt, werden in die jeweiligen Leiterschleifen abwechselnd Wechselströme mit einer ersten und einer zweiten Frequenz eingespeist, so dass sich Leiterschleifen mit Strömen der ersten Frequenz und Leiterschleifen mit Strömen der zweiten Frequenz abwechseln, was sich über den gesamten Gleisanlagenabschnitt 10 abwechselnd so fortsetzen kann. Nunmehr ist es möglich, jeweils zwei Leiterschleifen zu überwachen, in denen Wechselströme mit der gleichen Frequenz fließen. Die Messwerte können wieder der Überwachungseinrichtung 300 übermittelt werden. Anschließend wird im Vergleicher 310 die Differenz der beiden gemessenen Wechselströme ermittelt, wobei im ungestörten Zustand die Differenz der Messwerte für die beiden Leiterschleifen null oder nahezu null ist. Jede Veränderung, die nur in einer der beiden Leiterschleifen erfolgt, führt sofort zu einem Wert, der von null beziehungsweise von nahezu null abweicht.
Wie bereits erwähnt, können die beiden in den 1A bis 1F beziehungsweise 2A und 2B erläuterten Überwachungsmaßnahmen unabhängig voneinander oder kombiniert betrieben werden. Beispielsweise kann die Überwachung einer Leiterschleife gestartet werden, wenn innerhalb desselben Gleisanlagenabschnitts eine Veränderung der elektrischen Feldstärke in einem oder mehreren angesteuerten Metallplattenpaaren in der Auswerteeinrichtung 340 erfasst worden ist. Das Steuersignal zum Starten der Überwachung der entsprechenden leiterschleife kann als Befehl im Speicher 350 abgelegt sein. Die Auswerteeinrichtung 340 liest den entsprechenden Befehl aus und sorgt dafür, dass er die Überwachung der entsprechenden Leiterschleife aktiviert.
In 3 ist eine alternative Überwachungsmaßnahme dargestellt. In einen, zwei Gleise 40 und 42 umfassenden Gleisanlagenabschnitt 10 sind an den Schienen der Gleise 40 und 42 beispielsweise zwei Körperschalldetektoren 130 und 140 geschaltet. Auf diese Weise können Manipulationen wie zum Beispiel Bohren, Fräsen, Hämmern und Schleifen am Schienenstrang erkannt werden.
Die von den Körperschalldetektoren 130 und 140 erzeugten Ausgangssignale können drahtlos oder leitungsgebunden an die Überwachungseinrichtung 300 übertragen werden. Die übertragenen Messwerte werden mit zuvor im Speicher 320 abgespeicherten Referenzwerten im Vergleicher 310 verglichen, um Manipulationen an Schienenstrang erfassen zu können. Um zusätzlich größere Fremdkörper auf den Schienen der Gleise 40 und 42 sowie Änderungen in der Befestigung der Schienen erkennen zu können, sind an den Schienen der Gleise 40 und 42 Körperschallerzeuger 150, 151 beziehungsweise 152 und 153 angeordnet, die definierte Körperschallwellen in den Schienen erzeugen. Beispielsweise können die Körperschallwellen in den beiden Schienen der Gleise 40 und 42 von den Körperschalldetektoren 130 und 140 erfasst und in der Überwachungseinrichtung 300 durch Differenzbildung im Vergleicher 310 verglichen werden. Eine Auswertung des ergebnisses erfolgt dann in der Auswerteeinrichtung. Da der Ort der Körperschalldetektoren 130 und 140 und gegebenenfalls der Schallerzeuger 150 und 151 bekannt ist, kann eine Störstelle innerhalb des Gleisanlagenabschnitts 10 grob geortet werden.
Die auf einer Auswertung von Körperschallwellen basierende Überwachungsmaßnahme, wie sie in 3 dargestellt ist, kann mit den zuvor genannten Überwachungsmaßnahmen kombiniert werden. Es ist auch denkbar, die Körperschallüberwachungsmaßnahme unabhängig von den beiden zuvor erwähnten Maßnahmen durchzuführen.
4A und 4B zeigen eine weitere Maßnahme zur Überwachung eines Gleisanlagenabschnitts 10. Über dem dargestellten Gleisanlagenabschnitt 10 sind im Abstand zueinander zwei stationäre Kameras 160 und 170 befestigt. Im vorliegenden Beispiel ist die Kamera 160 zwischen zwei gegenüberliegenden Freileitungsmaste 180 und 181 befestigt, während die Kamera 170 zwischen zwei gegenüberliegenden Freileitungsmaste 190 und 191 befestigt ist. Der Bereich zwischen den beiden Kameras 160 und 170 bildet den zu überwachenden Gleisanlagenabschnitt 10. Der von der Kamera 180 kegelförmig ausgeleuchtete Überwachungsbereich ist in 4A schraffiert dargestellt, während der von der Kamera 170 kegelförmig ausgeleuchtete Überwachungsbereich in 4B dargestellt ist.
Nachfolgend wird kurz die Funktionsweise der in den 4a und 4B gezeigten Überwachungsanlage erläutert.
Solange sich kein Zug in der Nähe einer der Kameras befindet, arbeiten die Kameras 160 und 170 normalerweise nur im „Stand By"-Modus. Nähert sich ein Zug 200 der Kamera 160, wird diese aktiviert. Dabei wird die Kamera 160 so früh aktiviert, dass sie einen für den Zugführer noch nicht sichtbaren Bereich vorausschauend erfassen kann. Der Zeitpunkt des Einschaltens der Kamera kann frei wählbar oder automatisch, beispielsweise in Abhängigkeit von der Zuggeschwindigkeit erfolgen. Die von der Kamera 160 erzeugten Bilder können der Überwachungseinrichtung 300 übermittelt werden, die zentral und/oder unmittelbar in dem Führerstand des Zuges 200 implementiert sein kann. Die aufgenommenen Bilder werden vorzugsweise mit Referenzbildern, die einen ungestörten Zustand des ausgeleuchteten Gleisanlagenabschnitts darstellen, im Vergleicher 310 verglichen. Wenn die als Bildverarbeitungseinrichtung fungierende Auswerteeinrichtung 340 Abweichungen vom ungestörten Zustand ermittelt, können Warnsignale und gegebenenfalls entsprechende Maßnahmen, wie zum Beispiel automatisches Abbremsen oder Anhalten des Zuges eingeleitet werden. Steuersignale zum Auslösen von Warnsignalen oder zum Einleiten entsprechender Maßnahmen sind im Speicher 350 abgelegt und können von der Auswerteeinrichtung 350 ausgelesen werden. Wie in 4B dargestellt, wird die Kamera 160 wieder in den „Stand by"-Modus versetzt, sobald der Zug an der Kamera 160 vorbeigefahren ist. Die Kamera 170 wird nunmehr aktiviert und das Überwachungsprozedere wiederholt sich. Auf diese Weise kann die gesamte Länge einer Gleisanlage mit stationären Kameras, die entlang der Gleisanlage zum Beispiel zwischen Freileitungsmasten aufgehängt sind, überwacht werden.
Als Kameras können beispielsweise kostengünstige Web-Kameras verwendet werden, die über IP-Netze mit der Überwachungseinrichtung 300 oder weiteren Überwachungseinrichztungen verbunden sein können. Wie in den 4A und 4B weiter gezeigt, können mit den Kameras 160 und 170 beide Gleise 40 und 42 überwacht werden, so dass auch der Gegenverkehr der Gleisanlage mit erfasst wird.
An dieser Stelle sei wiederum erwähnt, dass die Überwachung einer Gleisanlage mit Hilfe stationärer Kameras unabhängig von den zuvor geschilderten Überwachungsmaßnahmen, oder mit den anderen Überwachungsmaßnahmen kombiniert betrieben werden können.
So ist es beispielsweise denkbar, dass die Kameras 160 und 170 nicht erst durch das Herannahen des Zuges 200 aktiviert, sondern beispielsweise bereits dann aktiviert werden, wenn Fremdkörper bei der Überwachung mittels elektrischer Felder in dem entsprechenden Gleisanlagenabschnitt erfasst werden. Mit Hilfe der von der Kamera anschließend aufgenommenen Bilder können Personen, Gegenstände und der Grad der Gefährdung des Eisenbahnverkehrs schnell und präzise erfasst werden.
In den 5 und 6 ist eine weitere alternative Überwachungsmaßnahme zur Überwachung einer Gleisanlage mit Hilfe einer beweglichen Kamera dargestellt. In 5 ist eine Kamera 210 an einem als „Späher" bezeichneten Überwachungsfahrzeug 220 montiert. Das Überwachungsfahrzeug 220 fährt vor einem Zug 200 auf dem Gleis 40. Die Kamera 210 kann Tageslichtbilder und/oder Infrarotbilder erzeugen. Das Überwachungsfahrzeug 220 kann die in 7 dargestellte Überwachungseinrichtung 300 enthalten. Beispielsweise fungiert die Auswerteeinrichtung 340 in diesem Fall als Bildauswertungseinrichtung. Der Vergleicher 310 kann die aktuell aufgenommenen Bilder mit im Speiche 320 abgelegten Referenzdaten, die Referenzbildern eines ungestörten Zustands eines jeweiligen Gleisanlagenabschnitts entsprechen, vergleichen und das Ergebnis an die Auswerteeinrichtung 340 weitergeben. Die Auswertungseinrichtung 340 ist somit in der Lage, die von der Kamera 210 aufgezeichneten Bilder vorbestimmten Gleisanlagenabschnitten zuzuordnen, so dass aufgezeichnete Bilder und abgelegte Referenzbilder unmittelbar verglichen werden können.
Die auf dem Überwachungsfahrzeug 220 implementierte Überwachungseinrichtung 300 kann ferner die Regeleinrichtung 360 und eine Messeinrichtung aufweisen, die zum Beispiel die Geschwindigkeit des Zuges mißt. In Abhängigkeit mit weiteren zugspezifischen Parametern, wie zum Beispiel dessen Masse, möglicher Bremsweg und dergleichen, ist die Regeleinrichtung 360 in der Lage, die Geschwindigkeit des Überwachungsfahrzeugs 220 und auch dessen Abstand zum nacheilenden Zug 200 zu regeln. Neben oder anstelle der Kamera 210 kann das Überwachungsfahrzeug 220 auch eine Radaranlage aufweisen, die zum Beispiel zum Messen des Abstandes zwischen Zug 200 und Überwachungsfahrzeug 220, zum Messen der Geschwindigkeit des Überwachungsfahrzeugs und zum Orten von Fremdkörpern auf und in der Nähe der Gleisanlage dienen kann. Ferner kann eine Lichtquelle, gegebenenfalls auch eine Infrarotquelle zur Ausleuchtung der zu überwachenden Gleisanlage vorgesehen sein. Warneinrichtungen, wie zum Beispiel Hupe, Blinklicht oder Sirene können ebenfalls an dem Überwachungsfahrzeug 220 angebracht sein. Die Überwachungseinrichtung 300 des Überwachungsfahrzeug 220 kann beispielsweise veranlassen, dass der Zug 200 angehalten wird, wenn das Überwachungsfahrzeug 220 beispielsweise gegen ein Hindernis stößt, entgleist oder anderweitig beschädigt oder aufgehalten wird.
Neben den Gleisen 40 und 42 kann auch eine Oberleitung der Gleisanlage mit überwacht werden.
In 6 ist eine bewegliche Kamera an einem als Späher bezeichneten Trägersystem 230 befestigt, welches an einer separaten Schiene 240, die seitlich der Gleise 40 und 42 angeordnet ist, befestigt ist. Die separate Schiene 240 kann zwischen vorhandenen Freilastmasten 250 und 251, die entlang der Gleisanlage 10 angeordnet sind, geführt werden. Eine Stromversorgung des Spähers 230 ist beispielsweise über vorhandene Oberleitungen möglich.
Der Vorteil des an der separaten Schiene 240 geführten Spähers 230 gegenüber dem schienengebundenen Überwachungsfahrzeug 220 ist darin zu sehen, dass es nicht mit Personen, Zügen und anderen Hindernissen kollidieren kann.
An dieser Stelle sei noch einmal betont, dass alle Messwerte, die von einer oder von mehreren in den 1 bis 6 dargestellten Überwachungssystemen zu einer zentralen oder mehreren dezentralen Überwachungseinrichtungen übermittelt werden können. Diese Überwachungseinrichtungen entsprechen in ihren Aufbau und ihrer Funktionsweise der in 7 gezeigten Überwachungseinrichtung 300. Die Überwachungseinrichtungen können unmittelbar oder über separate Steuereinrichtungen die verschiedenen Überwachungssysteme in vorbestimmter Weise oder nach beliebigem Muster aktivieren oder deaktivieren.

10: zu überwachender Gleisanlagenabschnitt
20: Freileitungsmast
22: Freileitungsmast
30: Freileitungsmast
32: Freileitungsmast
40, 42: Gleise
50₁ bis 50_n: Metallplatten
55₁ bis 55_n: Metallplatten
57₁ bis 57_n: Metallplatten
58₁ bis 58_n: Metallplatten
60₁ bis 60_n: Metallplatten
70₁ bis 70_n: winkelförmige Metallplatten
80₁ bis 80_n: winkelförmige Metallplatten
90, 91, 92: elektrische Verbindungen
93, 94: Leiterschleifen
100, 101, 102: elektrische Verbindungen
103, 104: Leiterschleifen
110, 120: Transformator
130: Körperschalldetektor
140: Körperschalldetektor
150 bis 153: Körperschallquellen
160, 170: Kamera
180, 181: Freileitungsmast
190, 191: Freileitungsmast
200: Zug
210: bewegliche Kamera
220: schienengebundenes Überwachungsfahrzeug
230: Trägersystem für bewegliche Kamera
240: separate Schiene
250, 251: Freilastmasten
300: Überwachungseinrichtung
310: Vergleicher
320: Speicher für Referenzdaten
330: Speicher für besondere Ereignisse
340: Auswerteeinrichtung
350: Speicher für besondere Maßnahmen
360: Regeleinrichtung
400₁ bis 400_n: Metallplatte
405₁ bis 405_n: Metallplatte
410₁ bis 410_n: Metallplatte
415₁ bis 415_n: Metallplatte
420₁ bis 420_n: Metallplatte
425₁ bis 425_n: Metallplatte
435₁ bis 435_n: Metallplatte
445₁ bis 445_n: Metallplatte
450₁ bis 450_n: Metallplatte
460₁ bis 460_n: Metallplatte
470₁ bis 470_n: Metallplatte

Claims

Verfahren zum Überwachen einer wenigstens ein Gleis (40, 42) enthaltenden Gleisanlage mit Hilfe von elektrisch leitfähigen Leitern (50₁ bis 50_n , 60₁ bis 60_n ; 70₁ bis 70_n , 80₁ bis 80_n ... 445₁ bis 445_n ), die zumindest entlang eines Abschnitts (10) einer Gleisanlage angeordnet sind und paarweise angesteuert werden können, mit folgenden Schritten: an wenigstens ein Leiterpaar wird eine elektrische Spannung derart angelegt, dass sich zwischen den beiden Leitern des Leiterpaares wenigstens zeitweise ein elektrisches Feld mit vorbestimmter Feldstärke ausbildet, zwischen den Leitern des wenigstens einen Leiterpaares wird eine bestimmte physikalische Größe während des Anliegens des elektrischen Feldes gemessen, die gemessenen Werte werden mit Referenzwerten verglichen, und anhand der Vergleichswerte wird das Auftreten eines Ereignisses zwischen dem wenigstens einen Leiterpaar erfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Daten, die vordefinierte Ereignisse darstellen, gespeichert werden, und dass das erfasste Ereignis einem der vordefinierten Ereignis zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftreten eines Ereignisses und/oder die Bezeichnung des Ereignisses an eine Steuer- und Überwachungseinrichtung und/oder den Führerstand eines Zuges übermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass unter Ansprechen auf das erfasste Ereignis automatisch Anweisungen zur Einleitung vorbestimmter Maßnahmen erzeugt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (50₁ bis 50_n , 60₁ bis 60_n ; 70₁ bis 70_n , 80₁ bis 80_n ... 445₁ bis 445_n ) an gegenüberliegenden Seiten der Gleisanlage, zwischen den Gleisen der Gleisanlage und/oder zwischen den Schienen der Gleise (40, 42) angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Spannung an jeweils zwei gegenüberliegende, Leiter (z. B. 50₁ , 60₁ ) angelegt wird, die derart ausgewählt werden, dass ein senkrecht zur Gleisanlage verlaufendes elektrisches Feld erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass an jeweils zwei gegenüberliegende Leiter (50₁ , 60₃ ) eine Spannung angelegt wird, wobei die beiden Leiter entlang der Gleisanlage derart versetzt angeordnet sind, dass ein bezüglich der Gleisanlage schräg verlaufendes elektrisches Feld erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass an wenigstens ein Leiterpaar, dessen Leiter (70₁ , 70₃ ) entlang der Gleisanlage unmittelbar nebeneinander liegend, eine Spannung angelegt wird, um ein parallel zur Gleisanlage verlaufendes elektrisches Feld zu erzeugen, und/oder dass an wenigstens ein Leiterpaar (400₁ , 405₁ ), dessen elektrisch leitfähige Leiter in der Höhe zueinander versetzt angeordnet sind, eine Spannung angelegt wird, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, welches eine vertikale Richtungskomponente aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Leiterpaare gleichzeitig oder zeitlich nacheinander angesteuert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisanlage in Überwachungsabschnitte (10) unterteilt wird, wobei jedem Überwachungsabschnitt eine vorbestimmte Anzahl an Leitern zugeordnet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die innerhalb verschiedener Überwachungsabschnitte ermittelten Messwerte miteinander verglichen, zentral und/oder dezentral ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachung der Gleisanlage innerhalb eines Überwachungsabschnitts unter Ansprechen auf ein Steuersignal gestartet wird.
Verfahren zum Überwachen einer Gleisanlage mit Hilfe von elektrisch leitfähigen Leitern, die zumindest entlang eines Abschnitts einer Gleisanlage angeordnet sind und paarweise angesteuert werden können, mit folgenden Schritten: jeweils zwei Leiterpaare werden derart elektrisch angesteuert, dass sich zwischen den Leitern der beiden Leiterpaare wenigstens zeitweise jeweils ein elektrisches Feld mit vorbestimmter Feldstärke ausbildet, zwischen den Leitern der beiden Leiterpaare wird jeweils eine bestimmte physikalische Größe während des Anliegens des elektrischen Feldes gemessen, die gemessenen Werte werden miteinander verglichen, und anhand der Vergleichswerte wird das Auftreten eines Ereignisses erfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Leiterpaare derart elektrisch angesteuert werden, dass die Polarität der erzeugten elektrischen Felder entgegengesetzt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden angesteuerten Leitern eines Leiterpaares elektrische Wechselfelder erzeugt werden, und/oder dass die Gleisanlage mehrere Gleise umfasst, wobei die Leiter an den gegenüberliegenden Seiten jedes Gleises angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Leiterpaar und eine Induktivität einen Schwingkreise bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisanlage wenigstens ein Gleis (40, 42) enthält, die Schienen des Gleises an vorbestimmten Stellen elektrisch verbunden werden, um Leiterschleifen (93, 94, 10, 104) zu bilden, in wenigstens eine Leiterschleife ein Wechselstrom eingespeist wird, der eingespeiste Wechselstrom oder eine dem Wechselstrom zugeordnete physikalische Größe gemessen wird, und dass anhand der Messwerte das Auftreten eines Ereignisses innerhalb der jeweiligen Leiterschleife erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass in angrenzende Leiterschleifen Wechselströme mit unterschiedlicher Frequenz eingespeist werden, und dass Wechselströme mit gleicher Frequenz in wenigstens zwei Leiterschleifen gemessen und miteinander verglichen werden.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder 13 bis 16 erst aktiviert wird, wenn das Auftreten eines Ereignisses nach Anspruch 17 erfasst worden ist.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren erst aktiviert wird, wenn das Auftreten eines Ereignisses nach Anspruch 1 oder 13 erfasst worden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisanlage wenigstens ein Gleis (40, 42) enthält, und dass an vorbestimmten Stellen an den Schienen des Gleises Detektoren 130, 140) zum Erfassen von Körperschallwellen angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass an vorbestimmten Stellen des Gleises definierte Körperschallwellen erzeugt werden, die mit Referenzdaten verglichen werden, um das Auftreten eines Ereignisses zu erfassen.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, 13 bis 16 und/oder 17 bis 20 erst aktiviert wird, wenn das Auftreten eines Ereignisses nach Anspruch 21 erfasst worden ist.
Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren erst aktiviert wird, wenn das Auftreten eines Ereignisses nach Anspruch 1, 13 und/oder 17 erfasst worden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisanlage durch stationär aufgestellte Kameras 1 (160, 170) überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass jede Kamera einen zugewiesenen Abschnitt der Gleisanlage überwacht.
Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Kameras durch Steuersignale ein- und ausgeschaltet werden.
Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuersignale zum Einschalten einer entsprechenden Kamera unter Ansprechen auf einen nahenden Zug (200), oder durch das Erfassen eines Ereignisses gemäß den Ansprüchen 1, 13, 17 oder 21 erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgenommenen Bilder automatisch mit gespeicherten Referenzbilddaten verglichen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisanlage durch wenigstens eine mobile Kamera (210) überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine mobile Kamera (210) an einem Überwachungsfahrzeug (220) befestigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Kamera aufgenommenen Bilder vor und/oder nach der Auswertung an den Führerstand eines Zuges oder eine zentrale Überwachungseinrichtung übermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit und der Abstand des Überwachungsfahrzeugs zum Zug automatisch geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 31 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsfahrzeug (220) auf dem Gleis und vor dem Zug fährt, und dass die Geschwindigkeit des Überwachungsfahrzeugs (220) und/oder dessen Abstand zum Zug (200) automatisch an die physikalischen Parameter des Zuges angepasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (210) entlang einer separaten Schiene geführt und mit Energie versorgt wird.
Verfahren zum Überwachen einer Gleisanlage dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisanlage wenigstens ein Gleis enthält, die Schienen des Gleises an vorbestimmten Stellen elektrisch verbunden werden, um Leiterschleifen (93, 94, 103, 104) zu bilden, in wenigstens eine Leiterschleife ein Wechselstrom eingespeist wird, der eingespeiste Wechselstrom oder eine mit dem Wechselstrom verbundene physikalische Größe gemessen wird, und dass anhand der Messwerte das Auftreten eines Ereignisses innerhalb der jeweiligen Leiterschleife erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, dass in angrenzende Leiterschleifen Wechselströme mit unterschiedlicher Frequenz eingespeist werden, und dass Wechselströme mit gleicher Frequenz in wenigstens zwei Leiterschleifen gemessen und miteinander verglichen werden.
Verfahren zum Überwachen einer Gleisanlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisanlage wenigstens ein Gleis (40, 42) enthält, und dass an vorbestimmten Stellen an den Schienen des Gleises Detektoren (130, 140) zum Erfassen von Körperschallwellen angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass an vorbestimmten Stellen des Gleises definierte Körperschallwellen erzeugt und mit Referenzwerten verglichen werden, um das Auftreten eines Ereignisses zu erfassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass Daten, die mehrere vordefinierte Ereignisse darstellen, gespeichert werden, und dass das erfasste Ereignis einem der vordefinierten Ereignisse zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 36 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftreten eines Ereignisses und/oder die Bezeichnung des Ereignisses an eine zentrale Überwachungseinrichtung und/oder den Führerstand eines in der Nähe befindlichen Zuges übermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, dass unter Ansprechen auf das erfasste Ereignis automatisch Anweisungen zur Einleitung vorbestimmter Maßnahmen erzeugt werden und/oder die Überwachung wenigstens eines bestimmten Gleisabschnitts aktiviert wird.
Verfahren zum Überwachen einer Gleisanlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisanlage durch mehrere stationäre Kameras (160, 170) überwacht wird, jede Kamera einen zugewiesenen Abschnitt der Gleisanlage überwacht, und dass die Kameras durch Steuersignale ein- und ausgeschaltet werden.
Verfahren nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuersignale zum Einschalten einer entsprechenden Kamera unter Ansprechen auf einen nahenden Zug erzeugt werden.
Verfahren nach Anspruch 43 oder 44, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgenommenen Bilder automatisch mit Referenzbilddaten verglichen werden, und dass die Vergleichsdaten automatisch ausgewertet werden, um das Auftreten eines Ereignisses zu erfassen.
Verfahren zum Überwachen einer Gleisanlage, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisanlage durch wenigstens eine mobile Kamera (210) überwacht wird.
Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine mobile Kamera an einem Überwachungsfahrzeug (220) befestigt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 43 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Kamera aufgenommenen Bilder vor und/oder nach der Auswertung an den Führerstand eines Zuges oder eine zentrale Überwachungseinrichtung übermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 48 dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit und der Abstand des Überwachungsfahrzeugs (220) zum Zug (200) automatisch geregelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsfahrzeug (220) auf dem Gleis und vor dem Zug fährt und dass die Geschwindigkeit des Überwachungsfahrzeugs und/oder dessen Abstand zum Zug automatisch an die physikalischen Parameter des Zuges angepasst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 46 bis 49, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera entlang einer separaten Schiene (240), die parallel zu einer Oberleitung oder parallel zur der Gleisanlage verläuft, geführt und mit Energie versorgt wird.
Überwachungsanlage zum Überwachen einer Gleisanlage mit mehreren elektrisch ansteuerbaren, elektrisch leitfähigen Leitern (50₁ bis 50_n , 60₁ bis 60_n ; 70₁ bis 70_n , 80₁ bis 80_n ... 445₁ bis 445_n ), die zumindest entlang eines Überwachungsabschnitts (10) einer wenigstens ein Gleis aufweisende Gleisanlage angeordnet sind, einer steuerbaren Energieversorgungseinrichtung zum Anlegen einer Spannung an wenigstens ein Leiterpaar derart, dass sich zwischen den beiden Leitern wenigstens zeitweise ein elektrisches Feld mit vorbestimmter Feldstärke ausbildet, eine Messeinrichtung zum Messen einer physikalischen Größe zwischen den Leitern des wenigstens einen Leiterpaares während des Anliegens eines elektrischen Feldes, eine Einrichtung zum Vergleichen (310) der gemessenen Werte mit Referenzwerten, eine Auswerteeinrichtung (340) zum Auswerten der Vergleichswerte und zum Erfassen des Auftretens eines Ereignisses zwischen den Leitern des wenigstens einen Leiterpaares.
Überwachungsanlage nach Anspruch 52, dadurch gekennzeichnet, dass Daten in einem Speicher (330) gespeichert sind, die mehrere vordefinierte Ereignisse darstellen, und dass die Auswerteeinrichtung (340) zum Zuordnen eines erfassten Ereignis zu einem der vordefinierten Ereignisse ausgebildet ist.
Überwachungsanlage nach Anspruch 52 oder 53, gekennzeichnet durch eine Sendeeinrichtung, die das Auftreten eines Ereignisses und/oder die Bezeichnung des Ereignisses an eine zentrale und/oder dezentrale Überwachungseinrichtung übermittelt.
Überwachungsanlage nach Anspruch 54, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die unter Ansprechen auf das erfasste Ereignis automatisch Anweisungen zur Einleitung vorbestimmter Maßnahmen erzeugt.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 55, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähigen Leiter (50₁ bis 50_n , 60₁ bis 60_n ; 70₁ bis 70_n , 80₁ bis 80_n ... 445₁ bis 445_n ) an den gegenüberliegenden Seiten der Gleisanlage, jeweils zwischen zwei Gleisen (40, 42) und/oder zwischen den Schienen eines Gleises, und zwar etwa in Höhe des wenigstens einen Gleises und/oder oberhalb des wenigstens einen Gleises angeordnet sind und dass die steuerbare Energieversorgungseinrichtung an wenigstens ein ausgewähltes Paar von Leitern (50₁ , 60₁ ) eine Spannung zur Erzeugung eines elektrischen Feldes anlegen kann.
Überwachungsanlage nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Energieversorgungseinrichtung an wenigstens ein ausgewähltes Paar von Leitern (50₁ , 60₁ ) eine Spannung zur Erzeugung eines im wesentlichen senkrecht zur Gleisanlage und/oder zu einem Gleis verlaufenden elektrischen Feldes anlegt, und/oder dass die steuerbare Energieversorgungseinrichtung an wenigstens ein ausgewähltes Paar von Leitern (50₁ , 60₃ ; 400₁ , 405₁ ) eine Spannung zur Erzeugung eines schräg zur Gleisanlage und/oder zu wenigstens einem Gleis verlaufenden elektrischen Feldes anlegt.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 57, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Energieversorgungseinrichtung an wenigstens ein Paar von Leitern (50₁ , 50₂ ), die unmittelbar nebeneinander liegen, eine Spannung anlegt, um ein parallel zur Gleisanlage verlaufendes elektrisches Feld zu erzeugen.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 58, dadurch gekennzeichnet, dass die Leiter (70₁ bis 70_n , 80₁ bis 80_n ) winklig ausgebildet sind, wobei eine erste Wirkfläche senkrecht und eine zweite Wirkfläche parallel zur Gleisanlage ausgerichtet ist.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 58, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitfähigen Leiter als Metallplatten 50₁ bis 50_n , 60₁ bis 60_n ; ... 445₁ bis 445_n ), facettenartige Körper (460₁ bis 460_n ), Rundkörper (470₁ bis 470_n ) und/oder Prismen (450₁ bis 450_n ) ausgebildet sein können.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 60, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisanlage mehrere Gleise (40, 42) umfasst und die Leiter an den gegenüberliegenden Seiten jedes Gleises angeordnet sind.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 61, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Energieversorgungseinrichtung elektrische Spannungen in Abhängigkeit eines programmierbaren zeitlichen Rhythmus an vorbestimmbare Leiterpaare anlegen kann.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 62, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisanlage in Überwachungsabschnitte unterteilt ist, wobei jedem Überwachungsabschnitt eine vorbestimmte Anzahl an Leitern (50₁ bis 50_n , 60₁ bis 60_n ; 70₁ bis 70_n , 80₁ bis 80_n ) zugeordnet ist.
Überwachungsanlage nach Anspruch 63, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertung der Messwerte der jeweiligen Überwachungsabschnitte in einer zentralen oder dezentralen Überwachungseinrichtung (300) erfolgt.
Überwachungsanlage zum Überwachen einer Gleisanlage mit mehreren elektrisch ansteuerbaren, elektrisch leitfähigen Leitern (50₁ bis 50_n , 60₁ bis 60_n ; 70₁ bis 70_n , 80₁ bis 80_n ), die zumindest entlang eines Abschnitts einer wenigstens ein Gleis enthaltende Gleisanlage angeordnet sind, einer steuerbaren Energieversorgungseinrichtung zum Anlegen einer Spannung an jeweils zwei Leiterpaare derart, dass sich zwischen den beiden Leitern jedes Leiterpaares wenigstens zeitweise ein elektrisches Feld mit vorbestimmter Feldstärke ausbildet, eine Messeinrichtung zum Messen einer bestimmten physikalischen Größe zwischen den beiden Leitern jedes Leiterpaares während des Anliegens des elektrischen Feldes, eine Einrichtung (310) zum Vergleichen der gemessenen Werte eine Auswerteeinrichtung (340) zum Auswerten der Vergleichswerte und zum Erfassen des Auftretens eines Ereignisses zwischen dem Leiterpaar.
Überwachungsanlage nach Anspruch 64, dadurch gekennzeichnet, dass die steuerbare Energieversorgungseinrichtung an die beiden Leiterpaare jeweils eine Spannung derart anlegt, dass die Polarität der in den beiden Leiterpaare erzeugten elektrischen Felder entgegengesetzt ist.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 66, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen jeweils zwei zugeordneten Leitern erzeugten elektrischen Felder Wechselfelder sind und/oder dass die Messeinrichtung Messungen zu wählbaren Zeitpunkten durchführt.
Überwachungsanlage nach Anspruch 67, dadurch gekennzeichnet, dass den Leiterpaaren Induktivitäten zugeordnet sind, die zusammen mit den Leiterpaaren Schwingkreise einer vorbestimmten Resonanzfrequenz bilden.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 68, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisanlage wenigstens ein Gleis (40, 42) enthält, die Schienen des Gleises an vorbestimmten Stellen elektrisch verbunden sind, um Leiterschleifen (93, 94, 103, 104) zu bilden, wenigstens eine steuerbare Energieversorgungseinrichtung (110, 120) zum Einspeisen eines Wechselstroms in wenigstens eine Leiterschleife (93, 94, 103, 104) vorgesehen ist, eine Messeinrichtung zum Messen des eingespeisten Wechselstroms oder einer mit dem Wechselstrom verbundenen physikalischen Größe und eine Auswerteeinrichtung (340) vorgesehen ist, die anhand der Messwerte das Auftreten eines Ereignisses innerhalb einer Leiterschleife erfasst.
Überwachungsanlage nach Anspruch 69, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere steuerbare Energieversorgungseinrichtungen (110, 120) vorgesehen sind, die in unmittelbar angrenzende Leiterschleifen (93, 94; 103, 104) Wechselströme mit unterschiedlichen Frequenzen einspeisen, wobei eine Messung von Wechselströmen mit gleicher Frequenz in wenigstens zwei Leiterschleifen erfolgt, und dass die Einrichtung zum Vergleichen (310) der gemessenen Wechselströme vorgesehen ist.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 70, gekennzeichnet durch eine zentrale Steuereinrichtung, die die steuerbare Energieversorgungseinrichtung erst aktiviert, wenn die Auswerteeinrichtung nach Anspruch 68 das Auftreten eines Ereignisses erfasst.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 70, gekennzeichnet durch eine zentrale Steuereinrichtung, die die steuerbare Energieversorgungseinrichtung erst aktiviert, wenn die Auswerteeinrichtung nach Anspruch 52 das Auftreten eines Ereignisses erfasst.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 72, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisanlage wenigstens ein Gleis enthält, und dass an vorbestimmten Stellen an den Schienen des Gleises Detektoren (130, 140) zum Erfassen von Körperschallwellen angeordnet sind.
Überwachungsanlage nach Anspruch 73, dadurch gekennzeichnet, dass an vorbestimmten Stellen des Gleises Einrichtungen (150, 151) zum Erzeugen definierter Körperschallwellen in dem Gleis (40, 42) angeordnet sind, und dass eine Einrichtung (310) zum Vergleichen der Detektorausgangssignale mit Referenzsignalen und eine Einrichtung zum Erfassen des Auftretens eines Ereignisses vorgesehen ist.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 74, gekennzeichnet durch mehrere der Gleisanlage zugeordnete, stationär aufgestellte Kameras (160, 170), wobei jede Kamera einen vorbestimmten Abschnitt der Gleisanlage überwacht.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 52 bis 75, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine entlang der Gleisanlage bewegliche Kamera (210) vorgesehen ist.
Überwachungsanlage nach Anspruch 76, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine mobile Kamera (210) an einem Überwachungsfahrzeug befestigt ist.
Überwachungsanlage nach Anspruch 76 oder 77, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung (360) zum Regeln der Geschwindigkeit und des Abstands des Überwachungsfahrzeugs zu einem zugeordneten Zug (200).
Überwachungsanlage nach Anspruch 78, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsfahrzeug (220) einem Zug (200) zugeordnet ist und vor diesem auf dem Gleis fährt und dass die Regeleinrichtung (360) die Geschwindigkeit des Überwachungsfahrzeugs (220) und/oder dessen Abstand zum Zug (200) an die physikalischen Parameter des Zuges anpasst.
Überwachungsanlage nach Anspruch 77, 78 oder 79, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera entlang einer separaten Schiene (240) geführt und mit Energie versorgt wird.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 75 bis 80, gekennzeichnet durch wenigstens eine Bildverarbeitungseinrichtung, die zum Vergleichen von aufgenommenen Bildern mit Referenzbildern ausgebildet ist.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 75 bis 81, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Kamera aufgenommenen Bilder vor und/oder nach der Auswertung an den Führerstand eines Zuges oder eine Überwachungszentrale übermittelt werden.
Überwachungsanlage zum Überwachen einer Gleisanlage dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisanlage wenigstens ein Gleis enthält, die Schienen des Gleises an vorbestimmten Stellen elektrisch verbunden sind, um Leiterschleifen (93, 94, 103, 104) zu bilden, wenigstens eine steuerbare Energieversorgungseinrichtung (110, 120) zum Einspeisen eines Wechselstroms in wenigstens eine Leiterschleife (93, 94, 103, 104) vorgesehen ist, eine Messeinrichtung zum Messen des eingespeisten Wechselstroms oder einer mit dem Wechselstrom verbundenen physikalischen Größe und eine Auswerteeinrichtung (340) vorgesehen ist, die anhand der Messwerte das Auftreten eines Ereignisses innerhalb einer Leiterschleife erfasst.
Überwachungsanlage nach Anspruch 83, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere steuerbare Energieversorgungseinrichtungen vorgesehen sind, die in unmittelbar angrenzende Leiterschleifen Wechselströme mit unterschiedlichen Frequenzen einspeisen, wobei eine Messung von Wechselströmen mit gleicher Frequenz in wenigstens zwei Leiterschleifen erfolgt, und dass die Auswerteeinrichtung zum Vergleichen der gemessenen Wechselströme vorgesehen ist.
Überwachungsanlage zum Überwachen einer Gleisanlage dadurch gekennzeichnet, dass die Gleisanlage wenigstens ein Gleis (40, 42) enthält, dass an vorbestimmten Stellen zwischen den Schienen des Gleises Detektoren (130, 140) zum Erfassen von Körperschallwellen angeordnet sind, und dass eine Einrichtung zum Auswerten (340) der erfassten Körperschallwellen vorgesehen ist.
Überwachungsanlage nach Anspruch 85, dadurch gekennzeichnet, dass an vorbestimmten Stellen des Gleises Einrichtungen (150, 151) zum Erzeugen vorbestimmter Körperschallwellen an dem Gleis angeordnet sind, und dass eine Einrichtung (310) zum Vergleichen der Detektorausgangssignale mit Referenzsignalen und eine Einrichtung (340) zum Erfassen des Auftretens eines Ereignisses vorgesehen ist.
Überwachungsanlage zum Überwachen einer Gleisanlage, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine entlang der Gleisanlage bewegliche Kamera (210) vorgesehen ist.
Überwachungsanlage nach Anspruch 87, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine mobile Kamera (210) an einem Überwachungsfahrzeug (220) befestigt ist.
Überwachungsanlage nach Anspruch 87 oder 88, gekennzeichnet durch eine Regeleinrichtung (360) zum Regeln der Geschwindigkeit und des Abstands des Überwachungsfahrzeugs (220) zu einem zugeordneten Zug (200).
Überwachungsanlage nach Anspruch 89, dadurch gekennzeichnet, dass das Überwachungsfahrzeug einem Zug zugeordnet ist und vor diesem auf dem Gleis fährt, und dass die Regeleinrichtung (360) die Geschwindigkeit des Überwachungsfahrzeugs (220) und/oder dessen Abstand zum Zug (200) an die physikalischen Parameter des Zuges anpasst.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 87 bis 90, dadurch gekennzeichnet, dass die Kamera (210) entlang einer Schiene in der Nähe einer Oberleitung der Gleisanlage geführt und über die Oberleitung mit Energie versorgt wird, oder auf einer parallel zu Gleisanlage angeordneten Schiene (240) bewegt wird.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 87 bis 91, gekennzeichnet durch wenigstens eine Bildverarbeitungseinrichtung, die zum Vergleichen von aufgenommenen Bildern mit Referenzbildern und zum Erfassen des Auftretens eines Ereignisses anhand des Vergleichsergebnisses ausgebildet ist.
Überwachungsanlage nach einem der Ansprüche 87 bis 92, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Übermitteln der von der Kamera aufgenommenen Bilder vor und/oder nach der Auswertung an den Führerstand eines Zuges oder eine zentrale Überwachungseinrichtung.