DE102011077760A1

DE102011077760A1 - Method for cold movement detection of position change of rail car, involves determining measure of state change, and detecting position change of vehicle if measure exceeds threshold such that safety-related action is induced in rail system

Info

Publication number: DE102011077760A1
Application number: DE201110077760
Authority: DE
Inventors: Dr. Ganz Rudolf
Original assignee: Deuta Werke GmbH
Current assignee: Deuta Werke GmbH
Priority date: 2011-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-12-20

Abstract

The method involves moving a state memory i.e. capacitor circuit (23), to a predetermined state when an off-rail vehicle is switched off. A stored state of the memory is changed based on rotation of a wheel axle (10) by interaction of an axis encoder (12) with the memory during changing a position of the vehicle. The state of the memory is checked when the vehicle is switched-on, and a measure of a state change is determined. A position change of the vehicle is detected if the measure exceeds a predetermined threshold such that a safety-related action is induced in a rail system. The axis encoder is designed as an opto-electrical encoder or a magnetic encoder of a speedometer of a rail vehicle, and the state memory is designed as an electronic counter i.e. digital pulse counter, or a capacitor circuit. An independent claim is also included for a safety device for detecting a position change of a rail vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein die Sicherheitstechnik von Schienenfahrzeugen und speziell die Feststellung einer Positionsänderung eines ausgeschalteten Schienenfahrzeugs, insbesondere Triebwagens, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung.The invention relates generally to the safety technology of rail vehicles and more particularly to the detection of a change in position of a switched-off rail vehicle, in particular railcar, and to a method and a device for its implementation.

Neben Zugleitsystemen für effizienten Zugverkehr sind zur Gewährleistung eines sicheren und störungsfreien Zugverkehrs Zugsicherungssysteme bekannt. Ein solches Sicherungssystem ist bspw. ETCS (European Train Control System) als Teil des ERTMS Projekts (European Rail Traffic Management System).In addition to train control systems for efficient train traffic, train control systems are known to ensure safe and trouble-free train traffic. Such a security system is, for example, ETCS (European Train Control System) as part of the ERTMS project (European Rail Traffic Management System).

Funkbasierte Sicherungssysteme wie bspw. ETCS werden bereits jetzt aus Sicherheitsgründen durch triebfahrzeugseitige und eigenständige Sicherheitssysteme ergänzt, welche in Echtzeit autark sicherheitsgerichtete Aktionen auslösen können. Triebfahrzeugseitige Systeme werden zukünftig aufgrund der stetig steigenden Zuggeschwindigkeiten und Verkehrsdichte voraussichtlich verstärkt gefordert werden.For reasons of safety, radio-based security systems such as ETCS are already being supplemented by on-board and stand-alone safety systems, which can autonomously initiate safety-related actions in real time. Traction vehicle-side systems are expected to be increasingly demanded in future due to the ever-increasing train speeds and traffic density.

Typisch kommt hierbei satellitenbasierte Bestimmung der Zugposition bspw. durch GPS, GLONASS, Galileo, etc. zum Einsatz. Satelliten-Navigations- bzw. Ortungssysteme sind allerdings bekannterweise jedoch inhärent bzw. politisch gewollt mit einer gewissen Ungenauigkeit behaftet, welche zu Risiken führen können, insbesondere bei der Zugsicherung.Typically, satellite-based determination of the train position is used, for example, by GPS, GLONASS, Galileo, etc. However, satellite navigation or location systems are, however, known to be inherently or politically intentional with some inaccuracy, which can lead to risks, especially in terms of command.

Entscheidend ist sowohl für rein zugseitige, als auch für zentralisierte Sicherheitssysteme insbesondere eine genaue Bestimmung der Anfangsposition von Triebfahrzeugen bei der sog. „Aufrüstung”, d. h. beim Einschalten. Diese Bestimmung muss insbesondere auch bezüglich des Gleises eineindeutig sein. Wurde das Schienenfahrzeug nicht bewegt, so kann der Betrieb unter Annahme einer beim Abschalten wohlbekannten Position im Gleisnetz uneingeschränkt aufgenommen werden. Wurde das abgeschaltete Schienenfahrzeug jedoch umpositioniert, so könnte insbesondere das fahrzeugseitige Ortungssystem diese Änderung im ausgeschalteten Zustand nicht nachvollziehen. In diesem Fall soll unter reduzierten Geschwindigkeiten solange weitergefahren werden, bis eine Absolutpositionsreferenz zuverlässig bestimmt wird, beispielsweise durch im Gleisnetz angeordnete Transponder. Hiernach kann das im Betrieb befindliche Fahrzeug seine Position kontinuierlich und zuverlässig unterstützt durch eine zusätzliche Fahrwegmessung bestimmen. Hierzu muss jedoch zunächst zuverlässig erkannt werden, ob das abgeschaltete Fahrzeug umpositioniert wurde.Decisive for both train-only and centralized safety systems is, in particular, an accurate determination of the initial position of traction vehicles in the so-called "upgrade", ie. H. when switching. This provision must be unambiguous, especially with regard to the track. If the rail vehicle has not been moved, then the operation can be recorded without restriction assuming a well-known position in the rail network when switching off. However, if the switched-off rail vehicle was repositioned, then in particular the vehicle-mounted location system could not understand this change in the off state. In this case, it is intended to continue at reduced speeds until an absolute position reference is reliably determined, for example by transponders arranged in the track network. After this, the vehicle in operation can continuously and reliably support its position by determining an additional route measurement. For this purpose, however, must first be reliably detected if the switched-off vehicle has been repositioned.

Durch die „Cold Movement Detection” (CMD), also zur Feststellung einer Positionsänderung bei abgeschaltetem Fahrzeug, wird also ermittelt, ob das Fahrzeug im ausgeschaltetem (sog. abgerüstetem) Zustand bewegt wurde abweichend von der bekannten Position, die das Fahrzeug beim Ausschaltvorgang eingenommen hatte, z. B. durch Rangieren mittels eines anderen Fahrzeuges in eine Position, bspw. auf ein Parallelgleis.By the "Cold Movement Detection" (CMD), so to determine a change in position when the vehicle is switched off, so it is determined whether the vehicle was moved in the off (so-called. Disarmed) state deviating from the known position, which had taken the vehicle during the switch-off , z. B. by maneuvering by means of another vehicle in a position, eg. On a parallel track.

Zur Realisierung der CMD ist bekannt, einen Vergleich eines bei Abrüstung ausgeschalteten Triebfahrzeugs festzuhalten durch satellitenbasierte Positionsmessung bzw. Ortung mit einer erneuten Ortung beim Einschalten (siehe GRAIL: Quantitative Risk Analysis of Train Awakening and Cold Movement Detector, TIFSA, Issue 1, 2008 ). Dieses Vorgehen kann jedoch aufgrund der Ungenauigkeit der Satellitensysteme durch eine mehrdeutige und demnach inkorrekte Bestimmung führen. Insbesondere eine bzgl. des Gleises fehlerhafte Ortung kann zur Entgleisung oder gar Zugkollision führen (idem: 9). Gerade die Rangier- bzw. Parkbereiche, in denen Schienenfahrzeuge abgestellt und ggf. umrangiert werden, sind jedoch häufig mehrgleisig.For the realization of the CMD is known to hold a comparison of a powered-off during disarmament locomotive by satellite-based position measurement or location with a new location at power (see GRAIL: Quantitative Risk Analysis of Train Awakening and Cold Movement Detector, TIFSA, Issue 1, 2008 ). However, due to the inaccuracy of the satellite systems, this procedure may lead to an ambiguous and therefore incorrect determination. Especially with respect to the track faulty location can lead to derailment or even train collision (idem: 9 ). However, the shunting or parking areas in which rail vehicles are parked and possibly relocated are often multi-tracked.

Dementsprechend werden jüngst Anstrengungen unternommen zur sichereren Feststellung einer Positionsänderung eines außer Betrieb befindlichen bzw. ausgeschalteten Schienenfahrzeugs. Beim Wiedereinschalten (sog. Aufrüsten) muss die CMD aus obengenannten Gründen zuverlässige und somit sichere Ergebnisse liefern.Accordingly, efforts are recently made to more surely detect a change in position of an out-of-service rail vehicle. When switching on again (so-called upgrading), the CMD must provide reliable and therefore reliable results for the reasons mentioned above.

Dies vorangestellt, liegt vorliegender Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein sichereres Verfahren und eine sicherere Vorrichtung zur Feststellung einer Positionsänderung eines ausgeschalteten Schienenfahrzeugs (CMD) bereitzustellen.With this in mind, the object of the present invention is to provide a safer method and a safer device for detecting a position change of a switched-off rail vehicle (CMD).

Diese Aufgabe löst bereits ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 6.This object is already achieved by a method according to claim 1 and a device according to claim 6.

Das vorgeschlagene Verfahren zur sicherheitsrelevanten Feststellung einer Positionsänderung eines ausgeschalteten Schienenfahrzeugs, insbesondere eines Triebfahrzeugs, wird angewendet bei Schienenfahrzeugen, welche mindestens einen Achsgeber zur Erzeugung eines elektrischen Signals in Abhängigkeit der Winkelstellung einer Radachse des Schienenfahrzeugs aufweisen, und mit einem System zur Bestimmung der absoluten Position, d. h. zur Ortung des Schienenfahrzeugs ausgestatten sind, dessen unzureichende Genauigkeit durch das vorgeschlagene Verfahren risikolos gemacht wird. Hierbei kann es sich insbesondere um ein Satelliten-Navigations-System handeln.The proposed method for the safety-relevant determination of a change in position of a switched-off rail vehicle, in particular a traction vehicle, is used in rail vehicles, which have at least one rotary encoder for generating an electrical signal as a function of the angular position of a wheel axle of the rail vehicle, and with a system for determining the absolute position, d. H. equipped for locating the rail vehicle whose insufficient accuracy is made risk-free by the proposed method. This may in particular be a satellite navigation system.

Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren das Versetzen eines Zustandsspeichers in einen vorgegebenen Zustand beim Ausschalten des Schienenfahrzeugs, bspw. durch ein eingebettetes System zur automatisierten Abrüstung. Grundsätzlich kommen hierzu vielerlei geeignete Zustandsspeicher in Frage, bspw. ein physischer Energiespeicher, z. B. ein Kondensator, oder ein rechentechnischer Speicher, z. B. ein digitales Zählerwerk. Der Zustandsspeicher soll jedoch in eine Vielzahl verschiedner Zustände versetzbar sein. According to the invention, the method comprises placing a state memory in a predetermined state when the rail vehicle is switched off, for example by an embedded system for automated disarmament. In principle, many suitable state memories come into consideration for this, for example a physical energy store, eg. As a capacitor, or a computational memory, z. B. a digital counter. However, the state memory should be displaceable in a variety of different states.

Ferner kann das Verfahren das Verändern des gespeicherten Zustands im Zustandsspeicher durch Zusammenwirken des Achsgebers des Schienenfahrzeugs mit dem Zustandsspeicher im Falle einer Positionsänderung des Schienenfahrzeugs nach erfolgtem Abschaltvorgang umfassen, bspw. beim Umrangieren. Als Achsgeber kann hierbei ein typisch bereits vorhandener Drehstellungsgeber an der Radachse, z. B. des Tachometers, oder aber ein hierzu eigens vorgesehener Achsgeber verwendet werden. Der Zustandsspeicher wird in der Regel separat vorgesehen oder nachgerüstet und dient allein der CMD. Der Zustandsspeicher und der Achsgeber können von der fahrzeugseitigen Batterie gespeist werden, oder aber gänzlich passive ausgelegt sein. Vorzugsweise sind beide jedoch an sich unabhängig vom Ortungssystem des Fahrzeugs.Furthermore, the method may comprise changing the stored state in the state memory by interaction of the axle transmitter of the rail vehicle with the state memory in the event of a change in position of the rail vehicle after the shutdown has occurred, for example when changing over. As a rotary encoder here is a typical already existing rotary encoder on the wheel axle, z. As the speedometer, or a specially provided for this purpose encoder can be used. The state memory is usually provided separately or retrofitted and serves only the CMD. The status memory and the axis encoder can be powered by the vehicle battery, or be designed entirely passive. However, both are preferably independent of the location system of the vehicle.

Weiter erfindungsgemäß umfasst das Verfahren die Prüfung des Zustands des Zustandsspeichers beim Einschalten des Schienenfahrzeugs und Ermitteln des Maßes der Zustandsänderung. Diese Prüfung des Zustandsspeichers erlaubt das sichere und zuverlässige Feststellen einer Positionsänderung des Schienenfahrzeugs, wenn das Maß der Zustandsänderung des Zustandsspeichers einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet. Das Ergebnis erlaubt das Veranlassen einer sicherheitsgerichteten Aktion im System zur Positionsbestimmung, insbesondere die zeitweilige Nichtberücksichtigung der durch das Ortungssystem angegebene Position bis eine zuverlässige Ortung möglich ist, bspw. durch Transponder oder andere Systeme.Furthermore, according to the invention, the method comprises checking the state of the state memory when the rail vehicle is switched on and determining the extent of the state change. This check of the state memory allows the safe and reliable determination of a position change of the rail vehicle when the degree of state change of the state memory exceeds a predetermined threshold. The result allows the initiation of a safety-related action in the system for position determination, in particular the temporary non-consideration of the position indicated by the location system until a reliable location is possible, for example by transponders or other systems.

Die Erfindung beruht somit auf dem Grundgedanken, dass die Radachsen eines Schienenfahrzeugs bei Umpositionierung drehen und somit für die Positionserfassung eingesetzt werden können. Die Erfindung macht sich dabei den Gedanken zu Nutze, das Ausmaß der erfolgten Drehung durch einen über einen Achsgeber mit zumindest einer Radachse gekoppelten Zustandsspeicher zu erfassen. Dieses Konzept lässt zuverlässig und einfach erkennen, ob das Schienenfahrzeug im abgeschalteten Zustand bewegt wurde. Weder das eigentliche Zugführsystem noch das Ortungssystem wird hierzu erforderlich, sondern es wird eine unabhängige robuste und kostengünstige Zusatz-Sicherheitsvorrichtung eingesetzt, welche rein zur Ermittlung der Radachsendrehung ausgebildet ist.The invention is thus based on the basic idea that the wheel axles of a rail vehicle can rotate during repositioning and thus be used for position detection. The invention makes use of the idea to capture the extent of the rotation performed by a state memory coupled to at least one wheel axle via an axle transmitter. This concept reliably and easily detects whether the rail vehicle has been moved when it is switched off. Neither the actual Zugführsystem nor the positioning system is required for this purpose, but it is an independent robust and inexpensive additional safety device used, which is designed purely to determine the Radachsendrehung.

Um eine Zuverlässige Diskriminierung einer signifikanten Positionsänderung zu ermöglichen, ist der Zustandsspeicher vorzugsweise in eine Vielzahl verschiedner Zustände versetzbar. So kann bspw. mit einem Pulsgeber als Achsgeber, das Verändern des gespeicherten Zustands in diskreten Stufen erfolgen, wobei jeder Puls des Achsgebers die Zustandsänderung um eine Stufe bewirkt. Entsprechend kann als Schwellwert eine Veränderung über mindestens mehrere diskrete Stufen vorbestimmt werden, wodurch geringfügige Schwankungen im gespeicherten Zustand oder vernachlässigbare Bewegung des Schienenfahrzeugs unberücksichtigt bleiben. So kann durch geeignete Dimensionierung der Anzahl beim Abrollvorgang eines Radumfangs erzeugten Pulse, die mit jedem Puls verbundene Änderung, bspw. die Lade- bzw. Entlademenge der Ladekapazität des Kondensator und geeigneter Wahl des Schwellwerts bzw. des vorgegebenen Zustands beim Ausschalten zur Diskriminierung der Ortsveränderung der zurückgelegte Wege bis zur Diskriminierung auch nach Wunsch festgelegt werden.In order to allow a reliable discrimination of a significant change in position, the state memory is preferably displaceable in a plurality of different states. Thus, for example, with a pulser as an axis encoder, changing the stored state in discrete stages, each pulse of the axis encoder causes the state change by one stage. Accordingly, as a threshold value, a change over at least a plurality of discrete stages can be predetermined, whereby small fluctuations in the stored state or negligible movement of the rail vehicle are disregarded. Thus, by suitably dimensioning the number of pulses generated during the rolling process of a wheel circumference, the change associated with each pulse, for example the charge or discharge amount of the charge capacitor of the capacitor and suitable selection of the threshold value or the predetermined state when switching off to discriminate the change in location also be set as desired.

Die vorgeschlagene zusätzliche Sicherheitsvorrichtung für ein Schienenfahrzeug und zur Dürchführung des CMD-Verfahrens im Sinne der Erfindung umfasst somit zur Lösung der gestellten Aufgabe mindestens einen Zustandsspeicher, welcher mit Mitteln zusammenwirkt, wie bspw. dem Zugführsystem, dem Ortungssystem oder dem zugseitigen Sicherungssystem, die ihn beim Ausschalten des Schienenfahrzeugs in einen vorgegebenen Zustand versetzen. Außerdem wirkt der Zustandsspeicher mit dem Achsgeber des Fahrzeugs zusammen zum Verändern des gespeicherten Zustands des Zustandsspeichers in Abhängigkeit der Drehung der Radachse. Jede Positionsänderung des ausgeschalteten Schienenfahrzeugs kann zuverlässig erkannt werden durch Prüfung des Zustands des Zustandsspeichers beim Einschalten des Schienenfahrzeugs und Ermitteln des Maßes der Zustandsänderung des Zustandsspeichers.The proposed additional safety device for a rail vehicle and Dürchführung the CMD method according to the invention thus comprises at least one state memory, which cooperates with means, such as. The train guiding system, the positioning system or the train-side safety system, the him in the Switch off the rail vehicle in a predetermined condition. In addition, the state memory interacts with the vehicle's transaxle to vary the stored state of the state memory in response to the rotation of the wheel axle. Any change in position of the switched-off rail vehicle can be reliably detected by checking the state of the state memory when the rail vehicle is switched on and determining the degree of the state change of the state memory.

Der Achsgeber kann bereits im Schienenfahrzeug vorhanden sein, bspw. für die Geschwindigkeitsmessung, oder als Bestandteil der Sicherheitsvorrichtung nachgerüstet werden. Als bereits vorhandener Achsgeber kann z. B. ein opto-elektrischer oder magnetischer Pulsgeber, welcher bereits zum Tachometer des Schienenfahrzeugs gehört, genutzt werden zur Erfassung der Zustandsänderung.The rotary encoder can already be present in the rail vehicle, for example, for the speed measurement, or be retrofitted as part of the safety device. As already existing fulcrum z. As an opto-electric or magnetic pulser, which already belongs to the tachometer of the rail vehicle, are used to detect the change in state.

Bei neu hergestellten Fahrzeugen kann vorzugsweise ein vom Tachometer oder sonstigen Systemen des Schienenfahrzeugs unabhängigen Achsgeber, vorzugsweise einen passiver Achsgeber ohne eigene Energieversorgung, wie beispielsweise einen Wiegandsensor, vorgesehen werden, welcher als Bestandteil der Sicherheitsvorrichtung eingebaut wird.In newly manufactured vehicles can preferably independent of the speedometer or other systems of the rail vehicle faders, preferably a passive encoder without its own power supply, such as a Wiegandsensor be provided, which is installed as part of the safety device.

Vorzugsweise ist der Zustandsspeicher in eine Vielzahl verschiedener Zustände versetzbar, so dass eine geeignete und ggf. einstellbare Diskriminierung anhand einer Entscheidungsschwelle erfolgen kann. Ein geeigneter Zustandsspeicher ist beispielsweise als Kondensatorschaltung ausgeführt, welche einen Kondensator und ein vom Achsgeber gesteuertes Schaltelement umfasst, das mit dem Kondensator so verschaltet ist, dass der Kondensator auf- oder entladen wird zum Bewirken einer Zustandsänderung. In diesem Fall ist der Ladezustand des Kondensators eine Funktion der Anzahl im ausgeschalteten Zustand erfolgter Umdrehungen der Radachse.Preferably, the state memory can be put into a multiplicity of different states, so that a suitable and possibly adjustable discrimination based on a decision threshold can be made. A suitable state memory is embodied, for example, as a capacitor circuit which comprises a capacitor and a switching element controlled by the axis generator, which is connected to the capacitor in such a way that the capacitor is charged or discharged in order to bring about a change of state. In this case, the state of charge of the capacitor is a function of the number of revolutions of the wheel axle in the off state.

In einer anderen geeigneten Ausgestaltung ist der Zustandsspeicher als elektronischer Zähler, bspw. als digitaler Pulszähler, ausgeführt ist. Der Zählerzustand kann somit durch den Achsgeber, insbesondere durch Pulse eines als Pulsgeber ausgeführten Achsgebers, verändert werden. So kann der Zählerstand proportional zu den erfolgten Umdrehungen der Radachse sein.In another suitable embodiment, the status memory is designed as an electronic counter, for example as a digital pulse counter. The counter state can thus be changed by the rotary encoder, in particular by pulses of a pulse generator designed as a pulse generator. Thus, the count can be proportional to the completed revolutions of the wheel axle.

Die Erfindung betrifft ebenfalls ein fahrzeugseitiges Sicherheits- oder Sicherungssystem, welches mindestens eine Sicherungsvorrichtung der oben beschriebenen Art umfasst, sowie ein hiermit ausgerüstetes Schienenfahrzeug, insbesondere ein Triebfahrzeug.The invention also relates to a vehicle-side safety or security system comprising at least one safety device of the type described above, as well as a rail vehicle equipped therewith, in particular a traction vehicle.

Zur Erhöhung der Sicherheit können mehrere erfindungsgemäße Sicherheitsvorrichtungen redundant addierend verschaltet sein, bspw. mit in Reihe geschalteten Kondensatoren, so dass bereits die Zustandsänderung nur einer Vorrichtung die Risikoerkennung ermöglicht. Hierdurch wist auch bei Ausfall einer Vorrichtung die Sicherheit der CMD gewährleistet.To increase safety, several safety devices according to the invention can be interconnected with redundant adding, for example with capacitors connected in series, so that even the change in state of only one device enables risk identification. As a result, the security of the CMD is ensured even if one device fails.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren. Hierbei zeigen:Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments with reference to FIGS. Hereby show:

1: eine CMD-Sicherheitsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführung mit einer ersten Kondensatorschaltung als Zustandsspeicher; 1 a CMD safety device according to a first embodiment with a first capacitor circuit as state memory;

2: eine CMD-Sicherheitsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführung mit einer zweiten Kondensatorschaltung als Zustandsspeicher; 2 a CMD safety device according to a second embodiment with a second capacitor circuit as state memory;

3: eine CMD-Sicherheitsvorrichtung gemäß einer dritten Ausführung mit einem Zähler als Zustandsspeicher. 3 a CMD security device according to a third embodiment with a counter as state memory.

Identische oder gleich wirkende Teile sind durchgehend mit identischen Bezugszeichen versehen.Identical or equivalent parts are provided with identical reference numerals throughout.

1 zeigt schematisch eine Radachse 10 eines Schienenfahrzeugs, wie bspw. eines Triebwagens (nicht näher gezeigt) mit einem hieran vorgesehen Achsgeber 12 zur Erzeugung eines elektrischen Signals 14 in Abhängigkeit der Drehwinkelstellung der Radachse 10. Der Achsgeber 12 hat einen an sich bekannten Aufbau und kann, bspw. als optoelektrischer oder magnetischer Pulsgeber mit Stromversorgung ausgeführt sein. Solche Achsgeber 12 sind an vielen Fahrzeugen z. B. für die Geschwindigkeitsmessung bereits vorhanden. Alternativ kann als Achsgeber 12 ein separater Geber vorgesehen sein, welcher, wie beispielhaft in 3 gezeigt, nicht zum Zugführsystem, sondern eigens als Teil einer CMD-Sicherheitsvorrichtung 120 ausgebildet ist. In diesem Fall wird ein passiver Geber bevorzugt, der selbst keine eigene Stromversorgung benötigt, z. B. ein Wiegandsensor. 1 schematically shows a wheel axle 10 a rail vehicle, such as, for example, a railcar (not shown in detail) with a shaft encoder provided thereon 12 for generating an electrical signal 14 depending on the angular position of the wheel axle 10 , The encoder 12 has a known structure and can, for example, be designed as an opto-electric or magnetic pulser with power supply. Such encoder 12 are on many vehicles z. B. already exists for the speed measurement. Alternatively, as an axis encoder 12 a separate encoder may be provided which, as exemplified in FIG 3 shown, not to the Zugführsystem, but especially as part of a CMD security device 120 is trained. In this case, a passive encoder is preferred, which itself does not require its own power supply, z. B. a Wiegandsensor.

Die CMD-Sicherheitsvorrichtung 120 gemäß 1 umfasst weiterhin einen Zustandspeicher in Form einer Kondensatorschaltung 23. In der Kondensatorschaltung 23 ist ein Zustandsschalter 26 vorgesehen, bspw. ein FET Transistor, welcher durch das Ausgangssignal eines Signalumwandlers 16 angesteuert wird. Der Signalumwandler 16 passt das Signal des Achsgebers 12 an und erzeugt ein Triggersignal 18 zum öffnen oder schließen des Zustandsschalters 26. In 1 verbindet der Zustandsschalter 26 verbindet eine Elektrode eines Kondensators 30 mit Masse, so dass der Kondensator 30 durch vom Achsgeber 12 erzeugte Pulse entladen wird. Zur Herstellung eines definierten Anfangszustands des Zustandspeichers bzw. der Kondensatorschaltung 23 gem. 1, ist ein Reset-Schalter 28 vorgesehen, welche die mit dem Schalter 26 verbundene Elektrode, mit einer Speise- oder Betriebsspannung verbinden kann. Der Reset-Schalter 28 wird bspw. durch das übergeordnete Zugsicherungssytem 22 beim abrüsten über eine definierte Zeit geschlossen, um den Kondensator 30 voll zu laden.The CMD safety device 120 according to 1 further comprises a state memory in the form of a capacitor circuit 23 , In the capacitor circuit 23 is a state switch 26 provided, for example, a FET transistor, which by the output signal of a signal converter 16 is controlled. The signal converter 16 adjusts the signal of the axis encoder 12 and generates a trigger signal 18 to open or close the status switch 26 , In 1 connects the state switch 26 connects an electrode of a capacitor 30 with ground, leaving the capacitor 30 through from the encoder 12 generated pulses is discharged. For producing a defined initial state of the state memory or the capacitor circuit 23 gem. 1 , is a reset switch 28 provided, which with the switch 26 connected electrode, with a supply or operating voltage can connect. The reset switch 28 is, for example, by the parent Zugsicherungssytem 22 when disassembled over a defined time closed to the condenser 30 fully loaded.

Als Ausgangssignal der CMD-Sicherheitsvorrichtung 120 wird der Ladezustand des Kondensators 30 verwendet, d. h. die anliegende Spannung. Hierdurch kann beim Aufrüsten erkannt werden, wie viel Umdrehungen die Radachse 12 etwa zurücklegte bzw. dass mehr Umdrehungen als einer vollständigen Aufladung entsprechen zurückgelegt wurden. Durch das Ausgangsignal kann beispielsweise im System 22 ein Relais oder elektronisches Gate angesteuert werden.As an output of the CMD safety device 120 becomes the state of charge of the capacitor 30 used, ie the applied voltage. As a result, it can be recognized during the upgrade, how many revolutions the wheel axle 12 or more revolutions than a full charge have been completed. By the output signal, for example, in the system 22 a relay or electronic gate are controlled.

2 zeigt eine zweite Ausführungsform einer CMD-Sicherheitsvorrichtung 220 mit redundanten Achsgebern 12 an verschiedenen Radachsen 10 sowie abgewandelter Kondensatorschaltung 24. In der Kondensatorschaltung 24 nach 2 entspricht der vordefinierte Zustand des Zustandsspeichers einem vollkommen entladenen Zustand des Kondensators. Die Zustandsänderung in Funktion der Drehung der Radachsen 12 erfolgt als schrittweise Aufladung des Kondensators 30. Entsprechend sind zwei Zustandsschalter 26 für jeden Achsgeber 12 parallel zwischen einem Speisespannungsanschluss und der nicht fest mit Masse verbundenen Elektrode des Kondensators 30 angeschlossen. Der Reset-Schalter 28 schaltet diese Elektrode auf Masse beim Abrüsten des Systems. Der Zustandsspeicher gemäß 2 lässt somit an der erfolgten Aufladung erkennen, inwiefern das Schienenfahrzeug bewegt wurde. 2 shows a second embodiment of a CMD safety device 220 with redundant axis encoders 12 at different wheel axles 10 as well as modified capacitor circuit 24 , In the capacitor circuit 24 to 2 The predefined state of the state memory corresponds to a completely discharged state of the capacitor. The state change as a function of the rotation of the wheel axles 12 takes place as a gradual charging of the capacitor 30 , Accordingly, two state switches 26 for each axis encoder 12 parallel between a supply voltage terminal and the non-grounded electrode of the capacitor 30 connected. The reset switch 28 Switches this electrode to ground when disarming the system. The state memory according to 2 Thus it can be seen from the successful charging, to what extent the rail vehicle has been moved.

Die Ausführungsform gemäß den 1–2 nutzen den Kondensator 30 als Zustandsspeicher und somit den Ladezustand des Kondensators 30 als „Zustandswert” als diskriminierendes Merkmal zur Feststellung, ob eine Ortsveränderung des Fahrzeugs stattgefunden hat. Dabei wird der Ladezustand des Kondensators 30 durch die Triggersignale 18 verändert. Die Anzahl der Pulse ist typsicherweise proportional zu der Drehbewegung entsprechend zurückgelegtem Weg. Mit jedem Puls wird der Ladezustand des Kondensators 30 dabei um einen bestimmten Wert erhöht (Aufladung, 2) bzw. reduziert (Entladung, 1). Über- bzw. unterschreitet der Ladezustand einen bestimmten Schwellwert, wird damit erkennbar, dass eine Bewegung stattgefunden hat, die eine bestimmte Strecke überschreitet.The embodiment according to the 1 - 2 use the capacitor 30 as a state memory and thus the state of charge of the capacitor 30 as a "condition value" as a discriminating feature for determining whether a change of location of the vehicle has taken place. At this time, the state of charge of the capacitor becomes 30 through the trigger signals 18 changed. The number of pulses is typically proportional to the rotational movement corresponding distance traveled. With each pulse, the state of charge of the capacitor 30 increased by a certain value (charge, 2 ) or reduced (discharge, 1 ). If the state of charge exceeds or falls below a certain threshold value, it becomes apparent that a movement has taken place which exceeds a certain distance.

Es ist im Sinne der Sicherheitstechnik vorteilhaft, wenn gemäß 1 die schrittweise Entladung in mehreren oder einer Vielzahl von Stufen erfolgt. In diesem Fall – falls sich der Kondensator 30 durch andere ggf. fehlerhafte Weise entladen hätte – kann bei geeignet gewählten Stufen in jedem Fall ein Bewegungsvorgang sicher erkannt werden. Durch geeignete Dimensionierung der Zahl bei einer Umdrehung der Radachse 10 erzeugten Pulse, der mit jedem Puls verbundenen Lade- bzw. Entlademenge durch den Signalwandler 16, der Kapazität des Kondensators 30, der Wahl des Ladezustands beim Abrüsten sowie der Wahl der Schwellwerte kann zur Diskriminierung insignifikanter Ortsveränderung der zurückgelegte Mindestwege bis zum Ergebnis „Fahrzeug kalt bewegt” eingestellt werden. Hierzu kann auch ein nachträglich einstellbarer Signalwandler 16 eingesetzt werden (bspw. zur Pulse-Width-Modulation).It is advantageous in terms of safety technology, if according to 1 the step-by-step discharge takes place in several or a plurality of stages. In this case - if the capacitor 30 could have discharged by other possibly faulty way - can be safely detected at suitably selected levels in each case, a movement process. By suitable dimensioning of the number in one revolution of the wheel axle 10 generated pulses, the charge or discharge amount connected to each pulse by the signal converter 16 , the capacitance of the capacitor 30 , the choice of the state of charge when disarming and the choice of thresholds can be set to discriminate insignificant change in location of the covered minimum distances to the result "vehicle cold moves". This can also be a subsequently adjustable signal converter 16 be used (for example, for pulse width modulation).

Ein Vorteil der in den 1–3 dargestellten Schaltungen ist auch, dass die Funktionsfähigkeit der Schaltung zu jeder Zeit während des Fahrbetriebes getestet werden kann. Dazu muss der Kondensator 30 oder Zähler 34 durch das Zugsicherungssystem 22 in den definierten Zustand gebracht werden. Nach Zurücklegen des als Diskriminier-Grenze definierten Fahrwegs (während des regulären Fahrbetriebs) kann vom Zugsicherungssystem 22 das entsprechende Ausgangssignal der CMD-Sicherheitsvorrichtung 120; 220; 320 erwartet und geprüft werden.An advantage of in the 1 - 3 illustrated circuits is also that the functionality of the circuit can be tested at any time during driving. This requires the capacitor 30 or counter 34 through the train control system 22 be brought into the defined state. After traveling the distance defined as the discriminating limit (during normal driving), the train control system can 22 the corresponding output signal of the CMD safety device 120 ; 220 ; 320 expected and tested.

Durch addierende Verschaltung mehrerer CMD-Sicherheitsvorrichtungen 120; 220; 320 kann bereits die Bewegungsanzeige, d. h. Zustandsänderung einer einzigen das Gesamtresultat „Fahrzeug kalt bewegt” erzeugt und somit ein noch höheres Sicherheitsniveau erzielt.By adding interconnection of several CMD safety devices 120 ; 220 ; 320 Already the motion display, ie change of state of a single the overall result "vehicle moves cold" generated and thus achieves an even higher level of security.

3 zeigt als alternative Ausführung eine CMD-Sicherheitsvorrichtung 320 mit einer Zählerschaltung 34, insbesondere einem digitalen Pulszähler mit nur geringem Strombedarf als Zustandsspeicher. Bei geeigneter Wahl der Zählerschaltung 34 und des Achsgebers 12 ist keine Signalanpassung erforderlich. 3 zeigt ferner schematisch, dass der Achsgeber 12 als separates und von sonstigen Systemen unabhängiges Bauteil der CMD-Sicherheitsvorrichtung 320 vorgesehen sein kann. Der definierte Grundzustand wird beim Abrüsten durch ein vom Zugsicherungssystem 22 (in 3 getrennt) erzeugtes Reset-Signal hergestellt. Beim Wiederaufrüsten wird als Ausgangssignal der CMD-Sicherheitsvorrichtung 320 der Zählerstand des Zählers 34 als Maß für den Verfahrweg ausgelesen. Überschreitet der Zählerstand einen vorbestimmten Wert, so wird dieses als signifikante Ortsveränderung eingestuft. 3 shows an alternative embodiment, a CMD safety device 320 with a counter circuit 34 , In particular, a digital pulse counter with low power consumption as state memory. With a suitable choice of counter circuit 34 and the encoder 12 No signal conditioning is required. 3 also shows schematically that the axis encoder 12 as a separate and independent of other systems component of the CMD safety device 320 can be provided. The defined ground state is used when disarmed by a train control system 22 (in 3 disconnected) generated reset signal. When retrofitting is used as the output of the CMD safety device 320 the count of the counter 34 read as a measure of the travel. If the count exceeds a predetermined value, this is classified as a significant change in location.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

Fig. 1–Fig. 2

10: Radachse
12: Achsgeber
14: Achsgebersignal
16: Signalumwandler
18: Triggersignal
120: CMD-Sicherheitsvorrichtung
220: CMD-Sicherheitsvorrichtung

Fig. 3

10: Radachse
12: Achsgeber
14: Achsgebersignal
22: Zugsicherungssystem
23, 24: Kondensatorschaltung
26: Zustandsschalter
28: Resetschalter
30: Kondensator
320: CMD-Sicherheitsvorrichtung
22: Zugsicherungssystem
34: Zählerschaltung

Fig. 1-Fig. 2

10: wheel axle
12: axis encoder
14: Achsgebersignal
16: signal converter
18: trigger signal
120: CMD safety device
220: CMD safety device

Fig. 3

10: wheel axle
12: axis encoder
14: Achsgebersignal
22: Train Control System
23, 24: capacitor circuit
26: state switch
28: reset switch
30: capacitor
320: CMD safety device
22: Train Control System
34: counter circuit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

GRAIL: Quantitative Risk Analysis of Train Awakening and Cold Movement Detector, TIFSA, Issue 1, 2008 [0007]

Claims

Method for the safety-relevant determination of a change in position of a switched-off rail vehicle, in particular a traction vehicle, wherein the rail vehicle has at least one axle transmitter ( 12 ) for generating an electrical signal as a function of the angular position of a wheel axle ( 10 ) of the rail vehicle and a location system for determining the absolute position of the rail vehicle, in particular a satellite navigation system, characterized by, setting a state memory in a predetermined state when turning off the rail vehicle; Changing the stored state of the state memory as a function of the rotation of the wheel axle ( 10 ) by interaction of the axis encoder ( 10 ) with the state memory when changing the position of the switched-off rail vehicle; Checking the state of the state memory when the rail vehicle is turned on and determining the degree of state change; and determining a change in position of the rail vehicle when the measure of the state change of the state memory exceeds a predetermined threshold for initiating a safety-related action in the location system.

Method according to Claim 1, characterized in that the state memory can be put into a multiplicity of different states and the stored state is changed in discrete stages, each pulse of the axis generator ( 12 ) causes the state change by one stage, so that as a threshold value, a change over at least several discrete stages can be predetermined.

Method according to Claim 2, characterized in that, as an axis transmitter ( 12 ) an opto-electric or magnetic pulser of the tachometer of the rail vehicle is used.

A method according to claim 2, characterized in that is used as an axis encoder independent of the tachometer of the rail vehicle encoder.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the state memory is designed as a capacitor circuit which comprises a capacitor ( 30 ) and a controlled by the encoder switching element, which in such a way with the capacitor ( 30 ) is interconnected by the axis encoder ( 12 ) the capacitor ( 30 ) is loaded or unloaded to effect a change of state; or is designed as an electronic counter, the counter state by the axis encoder ( 12 ) is changed.

Method according to one of the preceding claims, characterized by carrying out a safety-related action in the locating system, in particular comprising the temporary disregard of the position indicated by the locating system.

Safety device for determining a change in position of a switched-off rail vehicle, in particular a traction vehicle, that at least one axis encoder ( 12 ) for generating an electrical signal as a function of the angular position of a wheel axle ( 10 ) of the rail vehicle and a system for determining the absolute position of the rail vehicle, in particular a satellite navigation system; characterized by a state memory which cooperates with means which set the state memory in a predetermined state when the rail vehicle is switched off and cooperates with the axis encoder for changing the stored state of the state memory in dependence on the rotation of the wheel axle ( 10 ) When changing the position of the switched-off rail vehicle, so that by checking the state of the state memory when switching on the rail vehicle and determining the degree of change in state of the state memory, a change in position is detected if this measure exceeds a predetermined threshold.

Safety device according to claim 7, characterized in that the axis transmitter ( 10 ) comprises an opto-electrical or magnetic pulser, which is part of the tachometer of the rail vehicle.

Safety device according to claim 7, characterized in that, the rotary encoder ( 12 ) comprises a pulse generator which is independent of the tachometer of the rail vehicle, preferably a passive axis transmitter without power supply, in particular a weighing sensor.

Safety device according to one of the preceding claims, characterized in that the state memory is displaceable in a plurality of different states, and in particular is designed as a capacitor circuit, which is a capacitor ( 30 ) and one from the encoder ( 12 ) controlled switching element which in such a way with the capacitor ( 30 ) is connected, that the capacitor ( 30 ) can be charged or discharged to effect a change of state; or is designed as an electronic counter whose counter state by the axis encoder, in particular by pulses of a pulse generator designed as an encoder, is variable.

Safety system for a rail vehicle, in particular for a traction vehicle, comprising at least one, preferably a plurality of state-summing connected safety devices according to any one of claims 7 to 10 for detecting change in position out of service upon change of state of at least one state memory.