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Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung von Überfahrten
von fahrweggebundenen Fahrzeugen mittels einer fahrwegseitigen Einrichtung.
Unter fahrweggebundenen Fahrzeugen sind hier sowohl Schienenfahrzeugverbände als
auch Einzelfahrzeuge sowie Magnetschwebebahnen und gummibereifte
Fahrzeuge subsummiert. Letztere sind z. B. als fahrweggebundene
Fahrzeuge für
Flughäfen
bekannt.
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Klassische
Blocksicherungsverfahren im schienengebundenen Verkehr nutzen Achszähler oder
Gleiskreise. Hierbei wird immer ein metallenes Rad zum Verstimmen
des Schwingkreises im Achszähler
oder zum Kurzschluss der Schleife des Gleiskreises benötigt. Magnetschwebebahnen
oder gummibereifte Fahrzeuge können
durch diese Systeme nicht erfasst werden.
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Nachfolgend
wird im Wesentlichen auf Schienenfahrzeuge Bezug genommen, ohne
dass die Erfindung auf diese spezielle Anwendung beschränkt sein
soll. Vielmehr ist eine Anwendung für fahrweggebundene Fahrzeuge
aller Art, insbesondere Magnetschwebebahnen oder gummibereifte Fahrzeuge,
mit umfasst.
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In
Bahndepots, Betriebswerkstätten
oder vor Waschstraßen
wird häufig
auf technische Unterstützung
verzichtet. Stattdessen werden die Gleise regelmäßig abgelaufen, wobei die Positionen
sowie die Zugnummern der Schienenfahrzeuge manuell erfasst werden
und anschließend
gegebenenfalls in eine Datenverarbeitungsanlage eingetragen werden. Dieses
Verfahren ist sehr aufwändig
und fehleranfällig.
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Die
Verwendung von eigenständig
ausgeführten
Schienenkontakten erlaubt eine Erfassung von Achsüberfahrten.
Die Zuordnung der Achsen auf Fahrzeuge erfordert jedoch eine weitere
Aufbereitung der Daten. In vielen Anwendungsfällen ist jedoch die Anzahl
der Achsen des überfahrenden Fahrzeugs
unbekannt, sodass eine Erfassung bis auf Einzelfahrzeugebene nicht
möglich
ist.
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Die
Erfassung von einzelnen Achsen kann weiterhin durch Systeme realisiert
werden, die auf optischer oder radargestützter Erfassung oder Lichtschranken
basieren. Die Probleme liegen auch hier in der Zuordnung der Achsen
zu einzelnen Fahrzeugen.
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Aus
der nicht vorveröffentlichten
Anmeldung mit dem amtlichen Aktenzeichen 10 2005 047 703.3 ist eine
gleisseitige Einrichtung für
Identifikationszwecke bekannt, die als Bestandteil eines RFID-Systems
(Oberflächenwellen-Identifikationssystems) ausgebildet
ist. Dabei fungiert die gleisseitige Einrichtung als Daten-Lesegerät, das mit
einem schienenfahrzeugseitigen Datenspeicher zusammenwirkt. In den
Datenspeicher sind die schienenfahrzeugseitigen Daten fest eingespeichert,
wobei die gleisseitige Einrichtung, nämlich das Daten-Lesegerät, diese fest
eingespeicherten Daten beim Überfahren übernimmt
und mit eingespeicherten Daten vergleicht. Nur bei Gleichheit dieser
Daten, vorzugsweise in Form einer Fahrzeugnummer, wird eine zugeordnete punktförmige Zugbeeinflussung
auf Fahrtfreigabe gestellt. Diese Verfahrensweise gestattet eine
technische Unterstützung
des sicheren Betriebes auf Eisenbahnstrecken, insbesondere eingleisigen
Eisenbahnstrecken mit schwacher Belastung. Die Verfügbarkeit
der Identifizierungsfunktion setzt jedoch voraus, dass jedes Schienenfahrzeug
mit einem von der gleisseitigen Einrichtung auslesbaren Datenspeicher ausges tattet
ist und dass dieser Datenspeicher nicht defekt oder beschädigt ist.
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Bekannt
sind auch Identifikationsverfahren auf der Basis von GPS (Global
Positioning System), wobei jedes Schienenfahrzeug mit mindestens
einem GPS-Empfänger
ausgestattet sein muss. Problematisch ist derzeit noch die gleisseitige
Auflösung, insbesondere
in Bahndepots, Betriebswerkstätten oder
Waschstraßen
mit geringen Gleisabständen. Außerdem ist
ein Empfang der GPS-Signale in geschlossenen Hallen nicht möglich.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung zur Erfassung
von Überfahrten
von fahrzeuggebundenen Fahrzeugen anzugeben, welche eine technische
Unterstützung
des Betriebes, insbesondere in Bahndepots, Betriebswerkstätten und
vor Waschstraßen,
gestattet. Die Anordnung soll auch für Magnetschwebebahnen und Fahrzeuge
geeignet sein, die kein metallenes Rad aufweisen.
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Die
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch
Auswertung des Dopplersignals können Überfahrten
durch Fahrzeuge auch dann erkannt werden, wenn fahrzeugseitig kein
Datenspeicher, insbesondere eines RFID-Systems, vorhanden ist oder
dieser Datenspeicher defekt ist.
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Bei
einem vorhandenen oder vorgesehenen RFID-System kann das fahrwegseitige,
beispielsweise gleisseitige, Daten-Lesegerät zusätzlich mit der Dopplersignal-Sende/Empfangs-Funktion
ausgestattet werden. Die zur Bildung und Auswertung des Dopplersignals
erforderliche Auswerteeinrichtung kann entweder ebenfalls Bestandteil
des Daten-Lesegerätes
bzw. der gleisseitigen Einrichtung sein oder extern angeordnet sein.
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Durch
die Auswertung des Dopplersignals ist feststellbar, dass ein Fahrzeug
gerade die fahrwegseitige Einrichtung passiert oder über der
Einrichtung zum Stillstand kommt.
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Aber
auch charakteristische Merkmale des Fahrzeugs sind durch das Dopplersignal
detektierbar. Beispielsweise kann die Länge eines Fahrzeugs mit mehreren
Anhängern
oder Waggons und/oder fahrzeugspezifischen Ausformungen der Reflexionsfläche durch
entsprechende Auswertung des Dopplersignals erkannt werden.
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Die
genaue Positionierung der gleisseitigen Einrichtung kann auf einer
Schwelle im Gleis vorgesehen sein. Möglich ist aber auch eine horizontale Anordnung,
wobei die Sender/Empfänger-Baugruppe der Einrichtung
seitlich neben dem Gleis aufgestellt wird. Auf diese Weise können Witterungseinflüsse, wie
Schneefall und Vereisung, die den Strahlengang behindern könnten, minimiert
werden.
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Gemäß Anspruch
2 umfasst die Auswerteeinrichtung Mittel zur digitalen Signalverarbeitung, insbesondere
einen Signalprozessor. Bei Überfahrt des
Fahrzeugs über
die fahrwegseitige Einrichtung wird am Fahrzeugunterbau das von
der fahrwegseitigen Einrichtung abgestrahlte Signal, insbesondere ein
HF-Signal, reflektiert.
Während
der Überfahrt
bewegen sich die Reflexionspunkte des Fahrzeugs über den Sender hinweg und es
kommt am Empfänger
zu einer kontinuierlichen Phasendrehung, wodurch das Dopplersignal
entsteht. Nach dem Empfang des phasengedrehten Reflexionssignals,
Mischen mit dem Sendesignal, Verstärkung in einem NF-Durchlassbereich
und A/D-Wandlung steht das niederfrequente Dopplersignal zur weiteren
Aufbereitung durch die digitale Signalverarbeitung zur Verfügung.
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Um
einzelne Waggons und Triebköpfe
von Schienenfahrzeugen zu erkennen und beispielsweise einem bauformspezifischen
Wasch programm zuzuordnen, ist gemäß Anspruch 3 vorgesehen, dass die
Auswerteeinrichtung mit einem Fahrwegkontakt, insbesondere einem
Schienenkontakt, zur Erzeugung von Impulsen bei Überfahrt durch das Schienenfahrzeug
verbunden ist und Mittel zur Auswertung der Impulse aufweist. Der
Schienenkontakt wird an der Schiene montiert und gibt bei Überrollen
von Rädern
je einen Impuls aus. Durch Auswertung der Impulsdauern und Impulsabstände ist
beispielsweise detektierbar, ob ein Drehgestell oder eine Einzelachse
den Schienenkontakt passiert hat. Diese Merkmale lassen sich dann
den einzelnen Waggons und Triebköpfen
zuordnen. Durch Vergleich mit gespeicherten Merkmalen lassen sich
dadurch einzelne Waggons oder Triebköpfe ohne Datenspeicher oder mit
defektem Datenspeicher eines mehrteiligen Schienenfahrzeugs detektieren
und es kann ein entsprechendes Telegramm an eine übergeordnete
Applikation ausgegeben werden. Dabei kann es sich beispielsweise
um die Ansteuerung einer Waschstraße handeln, wobei eine Inaugenscheinnahme
des Schienenfahrzeugs vor der Einfahrt in die Waschstraße weitgehend
entfallen kann. Auch die Positionsbestimmung von Schienenfahrzeugen,
beispielsweise im Depotbereich, wird ermöglicht. Der Grad der Automatisierung
in Bahndepots, Betriebswerkstätten
oder Waschstraßen
sowie die Fehleroffenbarung werden gesteigert.
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Anstelle
von Schienenkontakten können prinzipiell
auch andere Geber, wie beispielsweise Lichtschranken, Radarschranken
oder Kontakte, eingesetzt werden.
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Nachfolgend
wird die Erfindung anhand einer figürlichen Darstellung eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Die
Figur zeigt in schematischer Darstellung einen Waggon 1 eines
nicht weiter dargestellten Schienenfahrzeugs, der auf einem Gleis 2 rollt
und dabei einen Schienenkontakt 3 und ei ne gleisseitige Einrichtung 4 überfährt. Die
gleisseitige Einrichtung 4 strahlt ein Signal ab, das bei Überfahrt
oder Vorbeifahrt des Waggons 1 reflektiert wird und dessen
aus dem Dopplereffekt resultierende Phasendrehung innerhalb der
gleisseitigen Einrichtung 4 oder außerhalb dieser ausgewertet
wird. Die Auswerteeinrichtung ist außerdem auch in der Lage, Impulse,
die bei Überfahrt
des Schienenkontaktes 3 durch den Waggon 1 entstehen,
auszuwerten. Dabei verknüpft
die gleisseitige Einrichtung 4 die ermittelten Dopplersignale
mit den durch den Schienenkontakt 3 erfassten Impulsen.
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Da
sich Schienenfahrzeuge hinsichtlich ihres Aufbaus und Profils stark
voneinander unterscheiden, muss für jeden Waggontyp oder Triebkopftyp beispielsweise
das richtige und individuell festgelegte Waschprogramm ausgewählt werden.
Eine Inaugenscheinnahme zur Erfassung und Einstellung des Waschprogramms
kann bei automatischer Identifizierung mittels der Einrichtung 4 in
Verbindung mit dem Schienenkontakt 3 entfallen, wobei nunmehr
die Waschprogrammauswahl automatisch mittels Datenverarbeitung und
in einer Datenbank hinterlegter Fahrzeuginformationen erfolgt. Wird
ein nicht zuordenbares Fahrzeug erkannt, so kann die Anlage vor dem
Eintreten eines Schadens gestoppt werden, wobei nur dann eine manuelle
Erfassung durch das Bedienpersonal der Waschstraße vorübergehend erforderlich sein
kann.
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Neben
der Steuerung von Waschstraßen kann
die beanspruchte Erfassungseinrichtung auch beispielsweise auf freier
Strecke oder für
die Disposition von Bahndepots und Betriebswerkstätten eingesetzt
werden.