DE102005023726A1

DE102005023726A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Vermeidung von ungewollten Beeinflussungen von Doppelsensoren

Info

Publication number: DE102005023726A1
Application number: DE200510023726
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Wirtsch.Ing. Altehage; Rudolph Thalbauer
Original assignee: FRAUSCHER GmbH
Current assignee: Frauscher Sensortechnik GmbH
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2006-11-30
Anticipated expiration: 2025-05-24
Also published as: CN101189155A; EP1883566A1; DE102005023726B4; WO2006125595A1

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zur rechtzeitigen Aktivierung bzw. Deaktivierung der Zählung durch Doppelsensoren, um ungewollte Beeinflussungen des Doppelsensors zu reduzieren, solange sich kein Schienenfahrzeug in der Umgebung des durch die Doppelsensoren zu sichernden Gleisfreimeldeabschnittes befindet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Vermeidung von ungewollten Beeinflussungen von Doppelsensoren in Achszählsystemen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und 7.
Achszählsysteme dienen der Frei- und Besetztmeldung von Gleisabschnitten im Eisenbahnnetz.
Zuläufe zu einem Gleisabschnitt werden mit verdoppelten Radsensoren (sogenannten Doppelsensoren) überwacht. Sobald mindestens einer der beiden Radsensoren eines Doppelsensors an einem Zulauf zum freien Gleisabschnitt von einem Eisenbahnrad beeinflusst wird, meldet die Auswerteeinheit aus Sicherheitsgründen eine Belegung und bleibt in diesem Zustand.
Erst die ordentliche (zählbare) Überquerung von beiden Radsensoren eines Doppelsensors durch das Rad ermöglicht es, die Belegung des zugehörigen Gleisabschnitts genau dann wieder aufzuheben, wenn die Anzahl aller eingezählten (zulaufenden) Achsen an einem Doppelsensor gleich der Anzahl aller ausgezählten (ablaufenden) Achsen an einem Doppelsensor dieses Gleisabschnitts ist.
Durch diese Systematik reicht für die Belegung des Achszählkreises die Beeinflussung eines Radsensors aus, für die anschließende sichere Freimeldung ist dagegen eine höchstzuverlässige Zählung der Eisenbahnräder sowohl beim Zulauf als auch beim Ablauf der Achsen notwendig.
Insgesamt erhält man mit dieser Art der Auswertung allgemein anerkannte, signaltechnisch sichere Achszählsysteme.
Allerdings kann es durch diese Wirkungsweise zu Beeinträchtigungen der Verfügbarkeit kommen.
Gründe hierfür liegen in Beeinflussungen des Radsensors, die von denjenigen, hervorgerufen durch Eisenbahnräder, nicht sicher unterschieden werden können, oder in Beeinflussungen des Übertragungsweges (Kabelanlage), z.B. durch induzierte Spannungen.
Im Falle solcher ungewollter Beeinflussungen ist wegen der Sicherheitsanforderungen stets eine dauerhafte Belegungsmeldung erforderlich, die entweder durch eine Grundstellung des Auswertesystems (gegebenenfalls nach Instandsetzung der defekten Komponenten) oder in einigen Fällen auch ausschließlich durch die ordnungsgemäße Ein- und Auszählung eines durchfahrenden Zuges aufgehoben werden kann.
Bei hoher Zugdichte und automatisiertem Betrieb führen die Störungen jedoch zu erheblichen betrieblichen Behinderungen mit entsprechenden Kosten.
Um Störungen dieser Art zu vermeiden, wurden bisher im Wesentlichen drei verschiedene Strategien verfolgt.

Diese umfassen zunächst Maßnahmen, um die Zuverlässigkeit der Radsensoren zu erhöhen, d.h. Detektionsverfahren für das Eisenbahnrad zu entwickeln, die möglichst wenig störanfällig gegenüber anderen Einflüssen sind (vgl. DE 19641392A1 , DE 10137519 A1 und DE 10221577 B3 ). Allerdings können damit Störungen der Radsensoren durch die zunehmende Belastung durch Umgebungseinflüsse, insbesondere durch elektromagnetische Abstrahlung moderner Schienenfahrzeuge, und bewusste sowie unbewusste Manipulation nicht ausgeschlossen werden.

Zur zweiten Gruppe zählen Verfahren, die dazu dienen, von Eisenbahnrädern hervorgerufene Signale von anderen Signalen zu unterscheiden. Wegen der erforderlichen Fehlersicherheit sind dieser Technik allerdings enge Grenzen gesetzt. Ein Beispiel hierfür bietet die Filterung der Radsensorsignale (vgl. DE 23 19 164 C2 ), wobei kürzere Impulse als nicht von Rädern herrührende Beeinflussungen verworfen werden. Hohe anzunehmende Geschwindigkeiten und kleine Raddurchmesser führen allerdings dazu, dass nur äußerst kurze Impulse verworfen werden können, ohne dass die sichere Erkennung von Eisenbahnrädern beeinträchtigt wird.

Die dritte Strategie, Störungen durch fehlerhafte Radsensorsignale zu verhindern besteht in Korrekturmechanismen innerhalb der Achszählauswertungseinheit. Dazu wird in EP 1 086 873 A1 eine Möglichkeit der Störfilterung beschrieben, welche die gruppenweise Auswertung der Achsen unter Berücksichtigung der Zuggeschwindigkeit empfiehlt. Bei dieser Auswertung werden Radsensorimpulse verworfen, die innerhalb eines Betrachtungszeitraumes nicht das gleiche Muster (Befahrungsrichtung und -geschwindigkeit) wie diejenigen der übrigen Räder am gleichen Doppelsensor haben.

Ebenso wurden Verfahren zur Achsmustererkennung vorgeschlagen ( DE 32 01 293 C2 ), mit denen neben der Achsanzahl auch deren zeitliches Impulsmuster zur Freimeldung berücksichtigt werden sollen. Allerdings ist der Aufwand, um die Ungenauigkeit durch Stauchen und Dehnen bzw. Geschwindigkeitsänderungen des Zuges entsprechend zu berücksichtigen, erheblich.

Beide Verfahren setzen allerdings eine aktuelle Zugfahrt voraus, d.h. Störungen während der Zugpausen werden nicht beherrscht.

EP 0 662 898 B1 empfiehlt, durch Vergleichen der Achszahlen aufeinanderfolgender Zählabschnitte etwaige Zählfehler zu korrigieren. Voraussetzung hierfür ist allerdings eine aufwändige übergeordnete Logik sowie eine einfache Gleistopologie. Einen ähnlichen Ansatz verfolgt DE 197 06 021 A1 .

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, den Doppelsensor genau dann zur Zählung zu aktivieren, wenn sich ein Zug nähert, und den Doppelsensor unempfindlich gegenüber ungewollten Beeinflussungen zu schalten, sobald sich mit Sicherheit kein Schienenfahrzeug im Umgebungsbereich befindet. Die sichere Information darüber, dass sich dort kein Schienenfahrzeug aufhält, wird hierzu direkt aus den benachbarten Überwachungsabschnitten gewonnen. Hierdurch sind keine weiteren Hilfsmittel bzw. Detektoren notwendig, um die Zählung rechtzeitig zu aktivieren bzw. zu deaktivieren.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 und 7 gekennzeichnete Erfindung gelöst, d.h. durch ein Verfahren zur rechtzeitigen Aktivierung der Zählung, wobei eine Vorrichtung die notwendige sichere Information über die Aktivierungsnotwendigkeit dem jeweiligen Doppelsensor zur Verfügung stellt.

Zu überwachende Gleisbereiche (Strecken und Bahnhöfe) werden regelmäßig in einzelne Abschnitte gegliedert, die durch geeignete Gleisfreimeldeeinrichtungen automatisch überwacht werden. Dabei grenzen die einzelnen Abschnitte unmittelbar aneinander an. Somit werden die Grenzstellen zwischen zwei Abschnitten, das ist bei Verwendung von Achszählsystemen der Montageort der Doppelsensoren, beiderseits von Freimeldeabschnitten eingerahmt, die stets die sichere Information darüber bereitstellen können, ob dieser Abschnitt frei von Schienenfahrzeugen ist. Diese sichere Information kann dann dazu genutzt werden, die Zählung durch den Doppelsensor zeitweise zu deaktivieren.

Dadurch können sich Doppelsensoren, denen sich kein Schienenfahrzeug nähert, sehr viel unempfindlicher gegenüber externen Einflüssen verhalten. Störungen durch vorübergehende Manipulationen, elektromagnetische Beeinflussungen insbesondere des Kabels oder Beeinflussungen durch Oberbauarbeitsgeräte werden somit während dieser Zeiträume vermieden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Funktionsfähigkeit des Doppelsensors wird permanent überwacht. Ausfall oder Beschädigung werden sofort detektiert.

Darüber hinaus können Signalmuster abhängig von den Anforderungen des Schienenverkehrbetreibers definiert werden, die zu einer Belegung des Doppelsensors und den beiden damit verbundenen Freimeldeabschnitten führen sollen. Anwendung kann dies bei der Erkennung von Fahrzeugen finden, die in einen Freimeldeabschnitt eingesetzt werden (Draisinen), also nicht ordentlich über den Schienenweg dem Freimeldeabschnitt zulaufen.

Die Aktivierung durch bestimmte Signalmuster kann jedoch auch zur Erhöhung der Sicherheit dienen. Dadurch wird im Falle eines zwar äußerst unwahrscheinlichen, aber möglichen Versagens eines Doppelsensors verhindert, dass auch die folgenden Doppelsensoren nicht rechtzeitig aktiviert werden.

Falls einem Doppelsensor keine sichere Freimeldung über angrenzenden Freimeldeabschnitte zur Verfügung steht, sind auch andere sichere Informationen verwendbar, wie beispielsweise die Einfahrerlaubnis in den Abschnitt.

Es ist vorgesehen, dass die Durchführung des Verfahrens sowohl in Einzel- als auch in Mehrabschnittsachszählsystemen erfolgt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
1 die schematische Darstellung eines Doppelsensors zur Erfassung und Zählung von Schienenfahrzeugrädern in Achszählsystemen,
2 die schematische Darstellung eines Gleisbereiches mit Freimeldabschnitten und Doppelsensoren zur automatischen Achszählung und
3 ein Fließbild des Verfahrens zur Aktivierung bzw. Deaktivierung der Radsensoren gemäß der Erfindung.
Wie in 1 dargestellt, erfolgt die Achszählung, wenn ein Rad 5 auf einer Schiene 4 einen Doppelsensor 3, bestehend aus den Radsensoren 1, 2 überquert. Die dabei erzeugten Signale der einzelnen Radsensoren 1, 2 werden zu einem Zählsignal zusammengefasst und zeigen die Laufrichtung des Rades 5 an.
2 zeigt die Anordnung von Doppelsensoren 3 am Einlauf und Auslauf von Freimeldeabschnitten. Streckenabschnitte III, IV werden von je zwei Doppelsensoren begrenzt, Weichenabschnitte I, II von je 3 Doppelsensoren. Die Anzahl kann je nach Gleislage variieren. Ausfahrende Schienenfahrzeuge aus Bahnhof A überfahren die Doppelsensoren a, b oder d und belegen dadurch die Freimeldeabschnitte I oder II. Die Radsensoren a, b und d sind entweder stets aktiviert oder werden durch sichere Argumente (Fahrerlaubnis, Gleisstromkreis) aktiviert. Die Radsensoren c, e und f sind inaktiv, solange die beiden jeweils unmittelbar angrenzenden Freimeldeabschnitte frei sind (I und II für Radsensor c, II und III für Radsensor e sowie III und IV für Radsensor f). Sobald durch die Freimeldesysteme der Abschnitte I oder II keine Freimeldung mehr erfolgt (Befahrung durch Schienenfahrzeuge oder Fehlermeldung), werden die Radsensoren c bzw. e aktiviert. Im weiteren Verlauf wird durch Belegung des Abschnitts III der Radsensor f aktiviert. Dieses Schema lässt sich dann beliebig fortsetzen, ebenso in der entgegengesetzten Fahrtrichtung.
Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren im Einzelnen unter Bezugnahme auf die 3 beschrieben.
Bei dem Verfahren wird nach dem Start des Programms der Doppelsensor im Schritt S200 zum Zählen aktiviert. In Schritt S201 wird bestimmt, ob die angrenzenden Freimeldeabschnitte frei von Eisenbahnfahrzeugen sind. Ist das Ergebnis NEIN geht das Programm zurück zum Schritt S200, ist das Ergebnis JA, wird in Schritt S202 geprüft, ob weitere Argumente zur zwingenden Aktivierung der Zählfähigkeit vorhanden sind. Im positiven Falle geht das Programm zum Programmschritt S200, im negativen Fall weiter zum Programmschritt S203.
Hier wird festgestellt, ob der Doppelsensor funktionstüchtig ist. Falls NEIN, geht das Programm zu Schritt S205 und meldet dem Achszählauswertegerät einen Fehler. Hiernach wird im Schritt S200 der Doppelsensor wieder zum Zählen aktiviert.
Ist das Ergebnis in Schritt S203 positiv, so wird in Schritt S204 geprüft, ob bestimmte Signalmuster erkannt wurden, die zu einer Fehlermeldung führen sollen. Falls NEIN wird die Zählfunktion des Radsensors deaktiviert und danach zum Programmschritt S201 zurückgekehrt.
Wurde ein entsprechendes Signalmuster erkannt (JA), so geht das Programm zu Schritt S205 und weiter zu S200.

Claims

Verfahren zur Vermeidung von ungewollten Beeinflussungen und Beeinträchtigungen der Doppelsensoren eines Achszählsystems, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelsensoren (3) nur dann für Zählungen von Eisenbahnrädern (5) aktiv sind, wenn Zugfahrten auch tatsächlich durchgeführt werden.
Verfahren zur Vermeidung von ungewollten Beeinflussungen und Beeinträchtigungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählung durch Doppelsensoren (3) durch die sichere Freimeldung der unmittelbar angrenzenden Freimeldebereiche (I, II, II, IV) deaktiviert werden kann.
Verfahren zur Vermeidung von ungewollten Beeinflussungen und Beeinträchtigungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zählung durch Doppelsensoren (3) durch andere sichere Argumente (z.B. Fahrauftrag, Gleisstromkreis) deaktiviert werden kann.
Verfahren zur Vermeidung von ungewollten Beeinflussungen und Beeinträchtigungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass funktionelle Störungen des Doppelsensors (3) selber stets (sowohl bei aktivierter als auch deaktivierter Zählung) sofort offenbart werden.
Verfahren zur Vermeidung von ungewollten Beeinflussungen und Beeinträchtigungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sowohl in Einzelabschnittsachszählsystemen als auch in Mehrabschnittachszählsystemen angewendet werden kann.
Verfahren zur Vermeidung von ungewollten Beeinflussungen und Beeinträchtigungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vorher definierte Signalmuster auch im deaktivierten Zustand erkannt und entsprechend verarbeitet werden.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Aktivierung/Deaktivierung der Doppelsensoren (3) vorgesehen ist, sodass die hierfür notwendigen Informationen den Doppelsensoren (3) signaltechnisch sicher zur Verfügung gestellt werden.