DE102020205482A1 - Überwachungsanordnung und Verfahren zur Überwachung eines Gleismagneten - Google Patents

Überwachungsanordnung und Verfahren zur Überwachung eines Gleismagneten Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Überwachungsanordnung, umfassend ein Empfangsgerät (11) und eine Auswerteanordnung (12). Das Empfangsgerät (11) ist ausgelegt, eine Feldstärke eines Magnetfelds (B) zu detektieren und eine Haltinformation (SH) und eine Feldstärkeinformation (SF) in Abhängigkeit der Feldstärke abzugeben. Die Auswerteanordnung (12) ist mit dem Empfangsgerät (11) gekoppelt und ausgelegt, eine Zwangsbremsungsinformation (SZ) in Abhängigkeit von der Haltinformation (SH) und eine Diagnoseinformation (SD) in Abhängigkeit von der Feldstärkeinformation (SF) bereitzustellen.

Description

  • Es werden eine Überwachungsanordnung, ein Schienenfahrzeug mit der Überwachungsanordnung und ein Verfahren zur Überwachung eines Gleismagneten angegeben.
  • Das Verfahren kann beispielsweise zur Überwachung der Fahrsperren Gleismagnete einer Schienenstrecke durch ein Schienenfahrzeug eingesetzt werden.
  • In Schienenfahrzeugen werden häufig magnetische Fahrsperren eingesetzt. Diese verhindern eine ungewollte Vorbeifahrt an einer Signaleinrichtung, welche die Information „Halt“ signalisiert, und lösen eine Zwangsbremsung aus. Hierzu ist am Standort der Signaleinrichtung ein Gleismagnet installiert, der ein polarisiertes magnetisches Gleichfeld erzeugt. Ein Richtungsvektor des Magnetfelds wird signalabhängig geschaltet und überträgt somit z.B. die Information „Fahrt“ oder „Halt“ oder optional auch eine andere Information. Ein im Drehgestell des Schienenfahrzeugs installiertes Empfangsgerät erkennt den Richtungsvektor des Magnetfelds des Gleismagneten und meldet die Vorbeifahrt an einer Signaleinrichtung mit der Information „Halt“ an ein zentrales Fahrsperrengerät des Schienenfahrzeugs, so dass das Fahrsperrengerät eine Zwangsbremsung auslöst.
  • Die Gleismagnete an den Standorten der Signaleinrichtungen sind regelmäßig zu kontrollieren. Hierzu sucht beispielsweise ein Mitarbeiter mit einem Prüfgerät jeden Standort einer Signaleinrichtung auf, misst die Einbaugeometrie des Gleismagneten und testet die Feldstärke des Gleismagneten mit einem Prüfgerät.
  • Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, eine Überwachungsanordnung, ein Schienenfahrzeug mit einer Überwachungsanordnung und ein Verfahren zum Überwachen eines Gleismagneten bereitzustellen, das den Aufwand der Überwachung verringert.
  • Diese Aufgaben werden durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und gehen weiterhin aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen hervor.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst eine Überwachungsanordnung ein Empfangsgerät, das ausgelegt ist, eine Feldstärke eines Magnetfelds zu detektieren und eine Haltinformation und eine Feldstärkeinformation in Abhängigkeit der Feldstärke abzugeben. Weiter umfasst die Überwachungsanordnung eine Auswerteanordnung, die mit dem Empfangsgerät gekoppelt und ausgelegt ist, eine Zwangsbremsungsinformation in Abhängigkeit von der Haltinformation und eine Diagnoseinformation in Abhängigkeit von der Feldstärkeinformation bereitzustellen.
  • Mit Vorteil werden die Feldstärkeinformation und die Diagnoseinformation in Abhängigkeit von der Feldstärke eines Magnetfelds erzeugt. Das Empfangsgerät kann ausgelegt sein, die Feldstärke des Magnetfelds eines Gleismagneten zu detektieren. Somit kann der Gleismagnet von einem Empfangsgerät auch beim Vorbeifahren aus einem Schienenfahrzeug heraus überprüft werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Überwachungsanordnung werden die oben genannten Informationen, wie die Halt-, die Feldstärke-, die Zwangsbremsungs- und/oder die Diagnoseinformation als Signale, wie etwa digitale oder analoge Signale, oder als Datentelegramm übertragen. Die digitalen oder analogen Signale werden z.B. über elektrische Leitungen übertragen. Das Datentelegramm wird z.B. über ein Bussystem oder ein Netzwerk übertragen. Das Bussystem weist z.B. eine elektrische oder eine optische Busleitung auf. Das Netzwerk ist z.B. drahtgebunden oder drahtlos.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Überwachungsanordnung ist das Empfangsgerät ausgelegt, die Feldstärkeinformation in Abhängigkeit einer Richtung des Magnetfelds sowie einer Impulshöhe bereitzustellen.
  • Da bei einem Gleismagnet die Richtung des Magnetfelds geändert werden kann, wird mit Vorteil das Feldstärkesignal auch in Abhängigkeit der Richtung des Magnetfelds gebildet. Mit Vorteil kann aus der Impulshöhe und der Richtung des Magnetfeldes auf die richtige Anordnung in einem Gleis und der Feldstärke des Magnetfelds des Gleismagneten geschlossen werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Überwachungsanordnung gibt die Auswerteanordnung die Diagnoseinformation mit einem ersten Diagnosewert ab, wenn das Empfangsgerät detektiert, dass die Feldstärke unter einem ersten Wert oder gleich dem ersten Wert ist. Der erste Wert kann ein vorgegebener Wert sein. Der erste Wert kann auch als Haltfeldstärkewert bezeichnet sein. Der erste Diagnosewert ist z.B. ein logischer Wert wie 0 oder 1.
  • Gemäß zumindest einer Weiterbildung der Ausführungsform der Überwachungsanordnung gibt die Auswerteanordnung die Diagnoseinformation mit einem zweiten Diagnosewert ab, wenn das Empfangsgerät detektiert, dass die Feldstärke über dem ersten Wert ist.
  • Somit bildet die Auswerteanordnung in einem Beispiel die Diagnoseinformation als digitales Signal oder Datentelegramm. Mit Vorteil weist ein digitales Signal oder ein Datentelegramm eine hohe Störsicherheit auf.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Überwachungsanordnung detektiert das Empfangsgerät die Feldstärke des Magnetfelds elektronisch oder elektrisch. Beispielsweise umfasst das Empfangsgerät einen Magnetfelddetektor. Der Magnetfelddetektor umfasst beispielsweise mindestens einen Hall-Sensor, einen magneto-resistiven Sensor (wie etwa einen Riesenmagnetowiderstandssensor, englisch giant magneto-resistive sensor, abgekürzt GMR, oder einen anisotropen Magnetowiderstandssensor, englisch anisotropic magneto-resistive sensor, abgekürzt AMR), einen induktiven Sensor oder einen anderen Sensor, der die Feldstärke des Magnetfelds detektiert. Mit Vorteil ermöglicht der Magnetfelddetektor eine genaue elektronische Erfassung des Magnetfelds.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Überwachungsanordnung umfasst das Empfangsgerät einen Temperatursensor. Das Empfangsgerät gibt eine Temperaturinformation an die Auswerteanordnung ab. Das Magnetfeld des Gleismagneten ist typischerweise temperaturabhängig. Die Auswerteanordnung stellt beispielsweise die Diagnoseinformation in Abhängigkeit von der Feldstärkeinformation und von der Temperaturinformation bereit. Mit Vorteil ist eine Temperaturabhängigkeit der Diagnoseinformation verringert.
  • Gemäß zumindest einer alternativen Ausführungsform der Überwachungsanordnung ist das Empfangsgerät frei von einem Temperatursensor.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Überwachungsanordnung umfasst das Empfangsgerät einen ersten Ausgang zur Abgabe der Haltinformation und einen zweiten Ausgang zur Abgabe der Feldstärkeinformation. Die Auswerteanordnung umfasst einen ersten Eingang, der mit dem ersten Ausgang des Empfangsgeräts gekoppelt ist, einen zweiten Eingang, der mit dem zweiten Ausgang des Empfangsgeräts gekoppelt ist.
  • Mit Ausgang und Eingang ist z.B. jeweils ein Anschluss, etwa in Form einer Buchse, Stecker, Lötpunkt, Bondpad, Leiterbahnknoten, Chipsockelanschluss, Lichtleiteranschluss oder Antenne bezeichnet.
  • Mit Vorteil werden in dieser Ausführungsform die Haltinformation und die Feldstärkeinformation getrennt voneinander vom Empfangsgerät an die Auswerteanordnung übermittelt, da die Haltinformation eine verglichen mit der Feldstärkeinformation deutlich höhere Bedeutung für die Sicherheit hat.
  • Gemäß zumindest einer alternativen Ausführungsform der Überwachungsanordnung umfasst das Empfangsgerät einen ersten Ausgang oder einen ersten Anschluss zur Abgabe der Halt- und der Feldstärkeinformation. Das Empfangsgerät überträgt an einer gemeinsamen Schnittstelle die Halt- und die Feldstärkeinformation. Die gemeinsame Schnittstelle ist z.B. als Busschnittstelle realisiert. Entsprechend umfasst in einem Beispiel die Auswerteanordnung einen ersten Eingang oder ersten Anschluss, der mit dem ersten Ausgang bzw. ersten Anschluss des Empfangsgeräts (z.B. über eine Busleitung) gekoppelt ist.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Überwachungsanordnung umfasst die Auswerteanordnung einen ersten Ausgang zur Abgabe der Zwangsbremsungsinformation und einen zweiten Ausgang zur Abgabe der Diagnoseinformation.
  • Gemäß zumindest einer alternativen Ausführungsform der Überwachungsanordnung umfasst die Auswerteanordnung einen ersten Ausgang oder einen Anschluss zur Abgabe der Zwangsbremsungs- und der Diagnoseinformation. Die Auswerteanordnung überträgt z.B. an einer gemeinsamen Schnittstelle die Zwangsbremsungs- und die Diagnoseinformation. Die gemeinsame Schnittstelle ist z.B. als Busschnittstelle realisiert.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Überwachungsanordnung umfasst die Auswerteanordnung ein Fahrsperrengerät, das mit dem ersten Eingang der Auswerteanordnung gekoppelt ist.
  • Mit Vorteil gibt das Fahrsperrengerät die Zwangsbremsungsinformation in Abhängigkeit vom Haltsignal ab.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Überwachungsanordnung ist das Fahrsperrengerät mit dem zweiten Eingang der Auswerteanordnung gekoppelt. Somit gibt das Fahrsperrengerät die Diagnoseinformation in Abhängigkeit von der Feldstärkeinformation ab. Optional gibt das Fahrsperrengerät die Diagnoseinformation in Abhängigkeit von der Feldstärkeinformation und von der Haltinformation ab.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Überwachungsanordnung umfasst die Auswerteanordnung ein Diagnosegerät, das mit dem zweiten Eingang der Auswerteanordnung gekoppelt ist. Folglich gibt das Diagnosegerät die Diagnoseinformation in Abhängigkeit von der Feldstärkeinformation ab. Mit Vorteil ist die Erzeugung der Diagnoseinformation von der Erzeugung der Zwangsbremsungsinformation entkoppelt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Überwachungsanordnung eine Fahrzeugsteuerung, die einen Eingang, der mit dem zweiten Ausgang der Auswerteanordnung gekoppelt ist, und einen Speicher umfasst. Die Fahrzeugsteuerung speichert die Diagnoseinformation zusammen mit einer Ortsinformation im Speicher. Mit Vorteil kann durch Abspeicherung der Ortsinformation ein vor Ort zu überprüfender Gleismagnet einfach aufgefunden werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Überwachungsanordnung ein weiteres Empfangsgerät. Das weitere Empfangsgerät detektiert eine Feldstärke eines Magnetfelds und gibt eine weitere Haltinformation und eine weitere Feldstärkeinformation in Abhängigkeit der Feldstärke ab. Die Auswerteanordnung ist mit dem weiteren Empfangsgerät gekoppelt. Die Auswerteanordnung stellt die Zwangsbremsungsinformation in Abhängigkeit von der Haltinformation und/oder von der weiteren Haltinformation und die Diagnoseinformation in Abhängigkeit von der Feldstärkeinformation und/oder von der weiteren Feldstärkeinformation bereit.
  • Beispielsweise ist das Empfangsgerät in einem Abstand zum weiteren Empfangsgerät angeordnet. Daher kann sich das vom Empfangsgerät an einem Zeitpunkt detektierte Magnetfeld von dem vom weiteren Empfangsgerät an diesem Zeitpunkt detektierten Magnetfeld unterscheiden. Die beiden an diesem Zeitpunkt detektierten Feldstärken können unterschiedlich sein. Die beiden an einem Zeitpunkt detektierten Feldstärken können auch näherungsweise identisch sein und einer Feldstärke des Erdmagnetfeldes entsprechen bzw. den Wert Null haben. Typischerweise ist in einem Schienenfahrzeug das Empfangsgerät in der Fahrrichtung gesehen hinter dem weiteren Empfangsgerät angeordnet. Beispielsweise stellt die Auswerteanordnung die Zwangsbremsungsinformation in Abhängigkeit von der weiteren Haltinformation bereit, da dieses vom weiteren Empfangsgerät (welches das „vordere“ Empfangsgerät ist) erzeugt wird. Weiter stellt die Auswerteanordnung die Diagnoseinformation in Abhängigkeit von der Feldstärkeinformation bereit, da dieses vom Empfangsgerät (welches das „hintere“ Empfangsgerät ist) erzeugt wird.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Überwachungsanordnung umfasst das weitere Empfangsgerät einen weiteren ersten Ausgang zur Abgabe der weiteren Haltinformation und einen weiteren zweiten Ausgang zur Abgabe der weiteren Feldstärkeinformation. Die Auswerteanordnung umfasst einen dritten Eingang, der mit dem weiteren ersten Ausgang des weiteren Empfangsgeräts gekoppelt ist, und einen vierten Eingang, der mit dem weiteren zweiten Ausgang des weiteren Empfangsgeräts gekoppelt ist.
  • Mit Vorteil ist das weitere Empfangsgerät für die Detektion einer Feldstärke eines Magnetfelds des Gleismagneten ausgelegt. Das weitere Empfangsgerät und das Empfangsgerät können das Magnetfeld des Gleismagneten ausschließlich zeitlich hintereinander detektieren. Der zeitliche Abstand hängt von der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs und vom Abstand des weiteren Empfangsgeräts vom Empfangsgerät im Schienenfahrzeug ab. Durch Einschalten und Ausschalten eines Stromes im Gleismagnet können eine Richtung und eine Feldstärke des Magnetfeldes des Gleismagneten verändert werden.
  • Die Überwachungsanordnung ist dazu vorgesehen und eingerichtet von einem Schienenfahrzeug umfasst zu sein. Merkmale und Ausführungsformen, die lediglich in Verbindung mit der Überwachungsanordnung beschrieben sind, können auch in Verbindung mit dem Schienenfahrzeug ausgebildet sein und umgekehrt. Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Schienenfahrzeug die Überwachungsanordnung. Das Empfangsgerät und das weitere Empfangsgerät sind so im Schienenfahrzeug angeordnet, dass das Empfangsgerät in Fahrtrichtung hinter dem weiteren Empfangsgerät angeordnet ist.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Schienenfahrzeugs gibt die Auswerteanordnung die Zwangsbremsungsinformation mit einem ersten Wert ab, welcher eine Zwangsbremsung des Schienenfahrzeugs auslöst, sofern das weitere Empfangsgerät eine Feldstärke des Gleismagneten detektiert, die größer als oder gleich einem Haltfeldstärkewert ist, und darauf die Haltinformation auf einen ersten logischen Wert setzt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Schienenfahrzeugs gibt die Auswerteanordnung die Zwangsbremsungsinformation mit einem zweiten Wert ab, welcher keine Zwangsbremsung des Schienenfahrzeugs auslöst, sofern das weitere Empfangsgerät eine Feldstärke des Gleismagneten detektiert, die kleiner als ein Haltfeldstärkewert ist oder eine umgekehrte Polarität bezogen auf den Haltfeldstärkewert hat, und darauf die Haltinformation auf einen zweiten logischen Wert setzt.
  • Mit Vorteil gibt das weitere Empfangsgerät, welches das vordere Empfangsgerät ist, die Zwangsbremsungsinformation ab. Damit kann nötigenfalls schnell eine Zwangsbremsung eingeleitet werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Überwachung eines Gleismagneten umfasst ein Schienenfahrzeug ein Empfangsgerät, ein weiteres Empfangsgerät und eine Auswerteanordnung, die mit dem Empfangsgerät und dem weiteren Empfangsgerät gekoppelt ist. Das Verfahren umfasst ein Überfahren eines Gleismagneten durch das weitere Empfangsgerät, wobei das weitere Empfangsgerät eine Feldstärke eines Magnetfelds des Gleismagneten detektiert und eine Haltinformation mit einem derartigen Wert an die Auswerteanordnung abgibt, so dass die Auswerteanordnung keine Zwangsbremsung des Schienenfahrzeugs auslöst. Weiter umfasst das Verfahren ein Umschalten des Magnetfelds des Gleismagneten und ein Überfahren des Gleismagneten durch das Empfangsgerät, wobei das Empfangsgerät eine Feldstärke des Magnetfelds des Gleismagneten detektiert und eine Feldstärkeinformation an die Auswerteanordnung abgibt, und die Auswerteanordnung eine Diagnoseinformation bereitstellt, dessen Wert bzw. Diagnosewert von der Feldstärkeinformation abhängt.
  • Der Wert der Haltinformation hängt von der Feldstärke des Magnetfelds ab. Der Wert der Feldstärkeinformation hängt von der Feldstärke des Magnetfelds ab. Die Stärke eines Magnetfelds kann durch die Feldstärke (auch magnetische Feldstärke genannt) oder durch die Flussdichte (auch als magnetische Flussdichte oder magnetische Induktion bezeichnet) ausgedrückt werden. Anstelle der Feldstärke kann somit auch die Flussdichte in den Ausführungen in dieser Erfindung verwendet werden.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens ist die Feldstärke des Magnetfelds des Gleismagneten, welche das weitere Empfangsgerät detektiert, verschieden von der Feldstärke des Magnetfelds des Gleismagneten, die das Empfangsgerät detektiert. Dies liegt daran, dass das Empfangsgerät und das weitere Empfangsgerät zeitlich hintereinander den Gleismagneten überfahren, das Magnetfeld des Gleismagneten sich zeitlich ändern kann (etwa durch Aus- oder Einschalten eines Stromes) und der minimale Abstand des Empfangsgeräts und des weiteren Empfangsgerät zum Gleismagneten beim Überfahren des Gleismagneten sowie Störmagnetfelder oder Magnetfeldabschirmungen geringfügig unterschiedlich sein können.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens gibt die Auswerteanordnung die Diagnoseinformation mit einem ersten Diagnosewert ab, wenn das Empfangsgerät detektiert, dass die Feldstärke des Magnetfelds des Gleismagneten unter einem ersten Wert (oder gleich) dem ersten Wert ist.
  • Gemäß zumindest einer Weiterbildung der Ausführungsform des Verfahrens gibt die Auswerteanordnung die Diagnoseinformation mit einem zweiten Diagnosewert ab, wenn das Empfangsgerät detektiert, dass die Feldstärke des Magnetfelds des Gleismagneten über dem ersten Wert ist. Der erste und der zweite Diagnosewert sind z.B. logische Werte wie 0 oder 1.
  • Das Verfahren kann mit der Überwachungsanordnung oder dem Schienenfahrzeug gemäß den oben beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt werden. Merkmale und Ausführungsformen, die lediglich in Verbindung mit der Überwachungsanordnung oder dem Schienenfahrzeug beschrieben sind, können auch in Verbindung mit dem Verfahren ausgebildet sein und umgekehrt.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist das Schienenfahrzeug beispielsweise im Nahverkehr eingesetzt. In Schienenfahrzeugen des Nahverkehrs sind vielfältig magnetische Fahrsperren eingesetzt. Mit Vorteil verhindern die Fahrsperren eine ungewollte Vorbeifahrt an Signaleinrichtungen mit „Halt“ Information und lösen eine Zwangsbremsung aus. Zur Realisierung einer Fahrsperre umfasst das Schienenfahrzeug das Empfangsgerät und das Fahrsperrengerät und weist die Gleisanlage den Gleismagneten auf.
  • Hierzu ist z.B. an jedem Signalstandort ein Gleismagnet installiert, der ein polarisiertes magnetisches Gleichfeld quer zur Fahrtrichtung erzeugt. Der Richtungsvektor des Magnetfelds wird signalabhängig geschaltet und überträgt durch die räumliche Orientierung die Information „Fahrt“ oder „Halt“.
  • Ein im Drehgestell des Schienenfahrzeugs installiertes Empfangsgerät, auch magnetischer Empfänger oder Fahrzeugmagnet genannt, erkennt den Magnetfeldvektor des Gleismagnetfelds und meldet die Passage einer die Information „Halt“ zeigenden Signaleinrichtung an ein zentrales Fahrzeuggerät, das eine Zwangsbremsung auslöst.
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform registrieren das Empfangsgerät oder die Empfangsgeräte im Schienenfahrzeug jeden Gleismagnet. Sie senden die sowieso vorhandenen Informationen bei jeder Überfahrt eines Gleismagneten an das Fahrzeuggerät, nämlich die Feldstärke des Gleismagneten und die Temperatur am Einbauort des Empfangsgeräts im Drehgestell. Das Fahrzeuggerät, etwa die Fahrzeugsteuerung, kann anhand dieser Informationen die Qualität des passierten Gleismagneten bewerten und Signalstandorte melden, die kritisch sind.
  • Mit Vorteil können durch die Auswerteanordnung die Gleismagnete an den Signalstandorten regelmäßig vom Nahverkehrsbetrieb kontrolliert werden. Dies kann durchgeführt werden, ohne dass ein Mitarbeiter mit einem Prüfgerät jeden Signalstandort aufsucht, die Einbaugeometrie nachmisst und die Feldstärke des Gleismagnets mit einem Prüfgerät testet. Somit ist es nicht nötig, dass der Nahverkehrsbetrieb auf die Strecke Personal schickt, das jeden einzelnen Gleismagnet manuell überprüft. Die Überwachung der Gleismagnete im Schienennetz eines Nahverkehrsbetriebs erfolgt nicht mehr manuell durch Wartungspersonal, sondern nebenbei durch die im Betrieb verkehrenden Fahrzeuge. Der Nahverkehrsbetrieb verringert Personalkosten und erhöht gleichzeitig die Qualität der Gleismagnete und damit die Sicherheit.
  • Das elektronische Empfangsgerät liefert zusätzlich zur Haltinformation detaillierte Feldstärkeinformationen. Diese Information kann vom Fahrzeuggerät im laufenden Betrieb zur Überwachung der Gleismagnete genutzt werden. Der manuelle Wartungsaufwand wird reduziert bei gleichzeitig verbesserter Überwachungsqualität.
  • Die oben genannten Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung und die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden durch die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den entsprechenden Figuren weitergehend erläutert, wobei
    • 1A und 1B Ausführungsbeispiele einer Überwachungsanordnung zeigen,
    • 2A und 2B Beispiele einer Gleisanordnung zeigen,
    • 3A und 3B Ausführungsbeispiele einer Anordnung, die eine Gleisanordnung und ein Schienenfahrzeug mit einer Überwachungsanordnung umfasst, zeigen,
    • 4A und 4B Ausführungsbeispiele von Signalverläufen einer Überwachungsanordnung zeigen und
    • 5 ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Überwachung eines Gleismagneten zeigt.
  • 1A zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Überwachungsanordnung 10, die ein Empfangsgerät 11 sowie eine Auswertungsanordnung 12 umfasst. Das Empfangsgerät 11 kann auch als Fahrzeugmagnet bezeichnet sein. Das Empfangsgerät 11 umfasst einen Magnetfelddetektor 13. Der Magnetfelddetektor 13 ist beispielsweise als Magnetfeldsensor realisiert. Der Magnetfelddetektor 13 ist beispielsweise als Hallsensor, Riesenmagnetowiderstandssensor, englisch giant magneto-resistive sensor, abgekürzt GMR, anisotroper Magnetowiderstandssensor, englisch anisotropic magneto-resistive sensor, abgekürzt AMR, oder induktiver Sensor realisiert. Weiter umfasst das Empfangsgerät 11 einen ersten und einen zweiten Ausgang 14, 15. Der erste Ausgang 14 des Empfangsgeräts 11 ist mit einem ersten Eingang 16 der Auswerteanordnung 12 verbunden. Weiter ist der zweite Ausgang 15 des Empfangsgeräts 11 mit einem zweiten Eingang 17 der Auswerteanordnung verbunden. Die Auswerteanordnung umfasst einen ersten und einen zweiten Ausgang 18, 19. Optional kann das Empfangsgerät 11 einen Temperatursensor 20 umfassen. Der Temperatursensor 20 kann als Dünnfilmwiderstand oder Halbleitersensor realisiert sein.
  • Die Auswerteanordnung 12 umfasst ein Fahrsperrengerät 25. Ein erster Eingang 26 des Fahrsperrengeräts 25 ist über den ersten Eingang 16 der Auswerteanordnung 12 mit dem ersten Ausgang 14 des Empfangsgeräts 11 verbunden. Entsprechend ist ein zweiter Eingang 27 des Fahrsperrengeräts 25 über den zweiten Eingang 17 der Auswerteanordnung 12 mit dem zweiten Ausgang 15 des Fahrsperrengeräts 11 verbunden. Am ersten Ausgang 28 des Fahrsperrengeräts 25 ist der erste Ausgang 18 der Auswerteanordnung 12 angeschlossen. Entsprechend kann an einen zweiten Ausgang 29 des Fahrsperrengeräts 25 der zweite Ausgang 19 der Auswerteanordnung 12 angeschlossen sein.
  • Zusätzlich umfasst die Überwachungsanordnung 10 ein weiteres Empfangsgerät 35. Das weitere Empfangsgerät 35 ist z.B. wie das Empfangsgerät 11 realisiert. So umfasst das weitere Empfangsgerät 35 einen ersten Ausgang 36, der an einen dritten Eingang 38 der Auswerteanordnung 12 angeschlossen ist. Entsprechend umfasst das weitere Empfangsgerät 35 einen zweiten Ausgang 37, der an einen vierten Eingang 39 der Auswerteanordnung 12 angeschlossen ist. Der dritte Eingang 38 der Auswerteanordnung 12 ist an einen dritten Eingang 40 des Fahrsperrengeräts angeschlossen. Der vierte Eingang 39 der Auswerteanordnung 12 ist an einen vierten Eingang 41 des Fahrsperrengeräts 25 angeschlossen. Das weitere Empfangsgerät 35 umfasst einen weiteren Magnetfelddetektor 53, der z.B. als Hallsensor, Riesenmagnetowiderstandssensor, englisch giant magneto-resistive sensor, abgekürzt GMR, anisotroper Magnetowiderstandssensor, englisch anisotropic magneto-resistive sensor, abgekürzt AMR, oder induktiver Sensor realisiert ist. Weiter umfasst das weitere Empfangsgerät 35 einen weiteren Temperatursensor 54, der als Dünnfilmwiderstand oder Halbleitersensor realisiert sein kann.
  • Zusätzlich umfasst die Überwachungsanordnung 10 eine Fahrzeugsteuerung 55, die an einem Eingang 57 an den zweiten Ausgang 19 der Auswerteanordnung 12 angeschlossen ist. Die Fahrzeugsteuerung 55 umfasst einen Speicher 56.
  • Das Empfangsgerät 11 detektiert ein Magnetfeld B am Ort des Empfangsgeräts 11. Der Magnetfelddetektor 13 misst elektronisch eine Feldstärke des Magnetfelds B. Dabei bildet das Empfangsgerät 11 eine Haltinformation SH und eine Feldstärkeinformation SF und gibt die Haltinformation SH am ersten Ausgang 14 des Empfangsgeräts 11 und die Feldstärkeinformation SF am zweiten Ausgang 15 des Empfangsgeräts 11 ab. Die Haltinformation SH und die Feldstärkeinformation SF werden in Abhängigkeit vom Magnetfeld B vom Empfangsgerät 11 abgegeben. Dazu werden die Haltinformation SH und die Feldstärkeinformation SF in Abhängigkeit von einer Richtung des Magnetfelds B und von der Feldstärke des Magnetfelds B abgegeben. Das Magnetfeld B am Ort des Empfangsgeräts 11 ist typisch zeitabhängig. Das Magnetfeld B am Ort des Empfangsgeräts 11 hat typisch die Form eines Impulses.
  • Die Haltinformation SH und die Feldstärkeinformation SF werden in Abhängigkeit einer Impulshöhe eines Impulses der Feldstärke bereitgestellt. Die Haltinformation SH und die Feldstärkeinformation SF werden dem ersten und dem zweiten Eingang 16, 17 der Auswerteanordnung 12 zugeleitet. Dabei wird die Haltinformation SH über den ersten Eingang 16 der Auswerteanordnung 12 dem ersten Eingang 26 des Fahrsperrengeräts 25 zugeleitet. Zusätzlich wird die Feldstärkeinformation SF über den zweiten Eingang 17 der Auswerteanordnung 12 z.B. dem zweiten Eingang 27 des Fahrsperrengeräts 25 zugeleitet.
  • Das Fahrsperrengerät 25 generiert eine Zwangsbremsungsinformation SZ und stellt die Zwangsbremsungsinformation SZ am ersten Ausgang 28 des Fahrsperrengeräts 25 bereit. Somit wird am ersten Ausgang 18 der Auswerteanordnung 12 die Zwangsbremsungsinformation SZ abgegeben. Am zweiten Ausgang 29 des Fahrsperrengeräts 12 stellt das Fahrsperrengerät 12 eine Diagnoseinformation SD bereit. Die Diagnoseinformation SD kann auch als Gleismagnetmeldung bezeichnet werden. Die Diagnoseinformation SD wird somit am zweiten Ausgang 19 der Auswerteanordnung 12 abgegeben. Die Diagnoseinformation SD wird dem Eingang 57 der Fahrzeugsteuerung 55 zugeleitet.
  • Der Auswerteanordnung 12 und genauer gesagt dem Fahrsperrengerät 25 wird eine Fahrtrichtungsinformation SFR zugeleitet. Die Fahrtrichtungsinformation SFR gibt die Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeugs an, welches die Überwachungsanordnung 10 umfasst. Zusätzlich wird der Auswerteanordnung 12 und damit dem Fahrsperrengerät 25 eine Bewegungszustandsinformation SB zugeleitet. Die Bewegungszustandsinformation SB wird in Abhängigkeit vom Bewegungszustand des Schienenfahrzeugs erzeugt. Der Bewegungszustand ist z.B. der Zustand „in Bewegung“ oder der Zustand „stehend“.
  • Das weitere Empfangsgerät 35 gibt über den ersten Ausgang 36 des weiteren Empfangsgeräts 35 eine weitere Haltinformation SH2 ab. Die weitere Haltinformation SH2 wird über den dritten Eingang 38 der Auswerteanordnung 12 dem dritten Eingang 40 des Fahrsperrengeräts 25 zugeleitet. Entsprechend gibt das weitere Empfangsgerät 35 am zweiten Ausgang 38 des weiteren Empfangsgeräts 35 eine weitere Feldstärkeinformation SF2 ab. Die weitere Feldstärkeinformation SF2 wird über den vierten Eingang 39 der Auswerteanordnung 25 z.B. dem vierten Eingang 41 des Fahrsperrengeräts 25 zugeleitet. Das Fahrsperrengerät 25 gibt die Zwangsbremsungsinformation SZ in Abhängigkeit von der Haltinformation SH und/oder von der weiteren Haltinformation SH2 ab. Das Fahrsperrengerät 25 gibt z.B. auch die Zwangsbremsungsinformation SZ in Abhängigkeit zusätzlich von der Fahrtrichtungsinformation SFR und/oder von der Bewegungszustandsinformation SB ab. Das Fahrsperrengerät 25 gibt z.B. die Diagnoseinformation SD in Abhängigkeit der Feldstärkeinformation SF und/oder der weiteren Feldstärkeinformation SF2 ab.
  • Eine Ortsinformation SOI wird der Fahrzeugsteuerung 55 zugeleitet. Die Fahrzeugsteuerung 55 ist als nicht-sichere Fahrzeugsteuerung realisiert. Die Haltinformation SH und die weitere Haltinformation SH2 sind als signaltechnisch sichere Haltinformationsmeldungen ausgeführt. Das Fahrsperrengerät 25 ist als sicherheitsrelevantes Fahrsperrengerät implementiert. Die Fahrzeugsteuerung 55 speichert im Speicher 56 Diagnosewerte der Diagnoseinformation SD. Weiter speichert die Fahrzeugsteuerung 55 zu den Diagnosewerten der Diagnoseinformation SD auch den Wert der Ortsinformation SOI und/oder eine Angabe des Zeitpunktes, an dem die Diagnoseinformation SD der Fahrzeugsteuerung 55 zugeleitet wurde.
  • In einem alternativen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist der zweite Ausgang 15 des Empfangsgeräts 11, der zweite Eingang 17 der Auswerteanordnung 12 und der zweite Eingang 27 des Fahrsperrengeräts 25 weggelassen. Beispielsweise verbindet eine Busleitung den ersten Ausgang 14 des Empfangsgeräts 11 über den ersten Eingang 16 der Auswerteanordnung 12 mit dem ersten Eingang 26 des Fahrsperrengeräts 25. Entsprechendes gilt z.B. für das weitere Empfangsgerät 35.
  • In einem alternativen, nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind das weitere Empfangsgerät 35 und/oder die Fahrzeugsteuerung 55 weggelassen.
  • 1B zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Überwachungsanordnung 10, die eine Weiterbildung des in 1A gezeigten Ausführungsbeispiels ist. Die Auswerteanordnung 12 umfasst zusätzlich ein Diagnosegerät 60 mit einem ersten Eingang 61, der an den zweiten Ausgang 15 des Empfangsgeräts 11 über den zweiten Eingang 17 der Auswerteanordnung 12 angeschlossen ist. Ein Ausgang 63 des Diagnosegeräts 60 ist mit dem Eingang 57 der Fahrzeugsteuerung 55 über den zweiten Ausgang 19 der Auswerteanordnung 12 gekoppelt. Zusätzlich ist der zweite Ausgang 37 des weiteren Empfangsgeräts 35 über den vierten Eingang 39 der Auswerteanordnung 12 an einen zweiten Eingang 62 des Diagnosegeräts 60 angeschlossen.
  • Mit Vorteil sind die Aufgaben des Fahrsperrengeräts 25 von den Aufgaben des Diagnosegeräts 60 entkoppelt. Das Fahrsperrengerät 25 ist konfiguriert, die Zwangsbremsungsinformation SZ bereitzustellen. Hingegen gibt das Diagnosegerät 60 die Diagnoseinformation SD ab.
  • 2A zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Gleisanordnung 69 mit einem Gleismagneten 70, einer Signaleinrichtung 71 und einem Gleis 72 sowie ein Ausführungsbeispiel eines Empfangsgeräts 11. Die Signaleinrichtung 71 ist z.B. als Lichtsignaleinrichtung realisiert. Das Empfangsgerät 11 ist z.B. so wie in 1A oder 1B gezeigt realisiert. Das Gleis 72 weist eine erste und eine zweite Schiene 73, 74 auf. Der Gleismagnet 70 ist zwischen der ersten und der zweiten Schiene 73, 74 angeordnet. Der Gleismagnet 70 ist quer zu einer Hauptrichtung des Gleises 72 angeordnet. Das heißt, er ist senkrecht oder näherungsweise senkrecht zu einer Hauptrichtung des Gleises 72 angeordnet. Der Gleismagnet 70 weist einen Nordpol 75 und einen Südpol 76 auf. Eine Verbindungslinie zwischen dem Nordpol 75 und dem Südpol 76 steht senkrecht oder näherungsweise senkrecht auf der Hauptrichtung der ersten Schiene 73. Ebenso steht diese Verbindungslinie senkrecht oder näherungsweise senkrecht auf der Hauptrichtung der zweiten Schiene 74.
  • Die Signaleinrichtung 71 neben dem Gleis 72 kann die Informationen „Halt“ oder „Fahrt“ oder eine andere Information anzeigen. In 2A zeigt die Signaleinrichtung 71 die Information „Halt“ an. Bei dieser Information ist der Gleismagnet 70 stromlos betrieben; somit wird der Nordpol 75 und der Südpol 76 durch Permanentmagnete des Gleismagneten 70 realisiert. Eine Richtung des Magnetfelds B ist somit von einer Seite des Gleismagneten 70 mit einer Markierung 77 zu einer weiteren Seite des Gleismagneten 70 ohne Markierung. Die Richtung des Magnetfelds B ist somit von der zweiten Schiene 74 zur ersten Schiene 73.
  • Das Empfangsgerät 11 weist eine Vorzugsrichtung R1 auf (mit einem Pfeil angedeutet), die im Beispiel gemäß 2A von der ersten Schiene 73 zur zweiten Schiene 74 zeigt. Die Vorzugsrichtung R1 des Empfangsgeräts 11 ist somit entgegengesetzt zur Richtung des Magnetfelds B. Bei einer Bewegung eines nicht gezeigten Schienenfahrzeugs mit dem Empfangsgerät 11 in einer Fahrtrichtung FA (mit einem Pfeil angedeutet) und damit eine Bewegung des Empfangsgeräts 11 in der Fahrtrichtung FA überfährt das Empfangsgerät 11 den Gleismagnet 70 und detektiert, dass die Richtung des Magnetfelds B entgegengesetzt zur Vorzugsrichtung R1 ist. Somit löst das Empfangsgerät 11 eine Haltinformation SH aus, die zu einem Zwangsbremsungsinformation SZ führt, welches eine Zwangsbremsung des Schienenfahrzeugs auslöst. Somit wird die Information der Signaleinrichtung 71 über den Gleismagnet 70 an das Empfangsgerät 11 übertragen. In diesem Fall wird die Information „Halt“ übertragen.
  • In 2A ist ein zusätzliches Empfangsgerät 11' gezeigt, dessen Vorzugsrichtung R2 von der zweiten Schiene 74 zur ersten Schiene 73 gerichtet ist. Somit ist die Vorzugsrichtung R2 des zusätzlichen Empfangsgeräts 11' parallel zur Richtung des Magnetfelds B. Fährt ein Schienenfahrzeug mit dem zusätzlichen Empfangsgerät 11' in einer weiteren Fahrtrichtung FB über den Gleismagnet 70, so wird ein Haltinformation SH' generiert, die zu einer Zwangsbremsungsinformation SZ' führt, welche keine Zwangsbremsung auslöst. Die weitere Fahrtrichtung FB ist entgegengesetzt zur Fahrtrichtung FA. Somit übermittelt z.B. auf einer eingleisigen Strecke der Gleismagnet 70 die Information „Halt“ an ein Schienenfahrzeug, das in der Fahrtrichtung FA fährt, und die Information „Fahrt“ an ein Schienenfahrzeug, das in der weiteren Fahrtrichtung FB fährt. Die Fahrtrichtung FA ist somit eine zwangsgebremste Fahrtrichtung gemäß 2A, während die weitere Fahrtrichtung FB eine ungebremste Fahrtrichtung ist.
  • 2B zeigt Ausführungsbeispiele einer Gleisanordnung 69 und eines Empfangsgeräts 11, welche eine Weiterbildung der in 1A, 1B und 2A gezeigten Ausführungsbeispiele sind. In 2B zeigt die Signaleinrichtung 71 die Information „Fahrt“ an. Demzufolge führt der Gleismagnet 70 Strom. Der durch den Gleismagnet 70 fließende Strom erzeugt durch eine Spule des Gleismagnets 70 ein Magnetfeld, das stärker als das Magnetfeld der Permanentmagnete des Gleismagneten 70 ist und somit zu einer entgegensetzen Richtung des Magnetfelds B verglichen mit 2A führt. Somit weist der Gleismagnet 70 den Nord- und den Südpol 75, 76 an umgekehrter Position verglichen mit 2A auf. Die Richtung des Magnetfelds B ist somit von der Seite des Gleitmagneten 70 ohne Markierung zu der Seite des Gleismagneten 70 mit der Markierung 77. Somit ist Richtung des Magnetfelds B von der ersten Schiene 73 zur zweiten Schiene 74. Auch hier ist die Verbindungslinie zwischen dem Nordpol 75 und dem Südpol 76 senkrecht oder näherungsweise senkrecht auf der ersten Schiene 73 und senkrecht oder näherungsweise senkrecht auf der zweiten Schiene 74.
  • Fährt ein Schienenfahrzeug mit dem Empfangsgerät 11 in der Fahrtrichtung FA wie bereits in 2A gezeigt, so stimmt die Vorzugsrichtung R1 des Empfangsgeräts 11 mit der Richtung des Magnetfelds B des Gleismagneten 70 überein. Daher nimmt die Haltinformation SH einen Wert an, der zu einem Wert der Zwangsbremsungsinformation SZ führt, der keine Zwangsbremsung auslöst.
  • Fährt jedoch ein Schienenfahrzeug in der weiteren Fahrtrichtung B, so hat das zusätzliche Empfangsgerät 11' eine Vorzugsrichtung R2, die antiparallel zur Richtung des Magnetfelds B ist. Somit führt das Überfahren des Gleismagneten 70 durch das zusätzliche Empfangsgerät 11' zu einem Wert der Haltinformation SH', der zu einem Wert der Zwangsbremsungsinformation SZ führt, welcher eine Zwangsbremsung auslöst. Die weitere Fahrtrichtung FB ist somit eine zwangsgebremste Fahrtrichtung gemäß 2B, während die Fahrtrichtung FA eine ungebremste Fahrtrichtung ist.
  • Die magnetische Zugbeeinflussung weist eine physikalische Fahrtrichtungsselektivität auf, die eine Installation des Gleismagneten 70 in Gleismitte ermöglicht. Wird ein Gleis 72 im Gleiswechselbetrieb in beiden Richtungen befahren, wirkt das Informationsfeld gleichermaßen auf Fahrzeuge der Bezugs- und der Gegenfahrtrichtung ein. Der Fahrtrichtungsbezug entsteht durch die um 180° gedrehte Passagerichtung der Empfangsgeräte (auch Fahrzeugmagnete genannt) von Bezugs- und Gegenfahrtrichtung.
  • 3A zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung 68, die eine Gleisanordnung 69 und ein Schienenfahrzeug 90 mit einer Überwachungsanordnung 10 umfasst, die eine Weiterbildung der oben gezeigten Ausführungsbeispiele sind. Die Gleisanordnung 69 und das Schienenfahrzeug 90 sind in Draufsicht, das heißt von oben, gezeigt. Die Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs 90 ist in Richtung des Pfeils FA. Das Schienenfahrzeug 90 weist das Empfangsgerät 11 und das weitere Empfangsgerät 35 auf. Das weitere Empfangsgerät 35 ist vorne im Schienenfahrzeug 90 und das Empfangsgerät 11 ist hinten im Schienenfahrzeug 90 angeordnet. In Richtung der Fahrtrichtung FA ist das weitere Empfangsgerät 35 somit vor dem Empfangsgerät 11 angeordnet. Das weitere Empfangsgerät 35 ist zur Erkennung der vom Gleismagneten 70 übermittelten Information vorgesehen.
  • Das Empfangsgerät 11 ist zur Erkennung der Qualität des Gleismagneten 70 vorgesehen. Das Empfangsgerät 11 ist ausgelegt, die Feldstärkeinformation SF abzugeben. In 3A, ist die Signaleinrichtung 71 auf Fahrt gestellt. Somit ist der Gleismagnet 70 stromdurchflossen und das Magnetfeld B von der ersten Schiene 73 zu zweiten Schiene 74 gerichtet. Die erste Schiene 73 kann auch als linke Schiene und die zweite Schiene 74 als rechte Schiene in Fahrtrichtung FA gesehen bezeichnet werden. Somit ist eine Vorzugsrichtung R3 des weiteren Empfangsgeräts 35 parallel zur Richtung des Magnetfelds B des Gleismagneten 70. Das weitere Empfangsgerät 35 übermittelt somit beim Überfahren des Gleismagneten 70 die Haltinformation SH mit einem Wert, der keine Zwangsbremsung des Schienenfahrzeugs 90 auslöst.
  • 3B zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung 68, das dem in 3A gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht, jedoch zu einem späteren Zeitpunkt. In 3B ist ein Zustand nach dem Überfahren des Gleismagneten 70 durch das weitere Empfangsgerät 35 gezeigt. Nach dem Überfahren schaltet eine Steuerung den Gleismagneten 70 stromlos. In 3B zeigt die Signaleinrichtung 71 die Information „Halt“ an. Somit ist die Richtung des Magnetfelds B, entsprechend wie in 2A gezeigt, von der zweiten Schiene 74 zur ersten Schiene 73. Es nähert sich das Empfangsgerät 11 dem Gleismagnet 70. Die Vorzugsrichtung R1 des Empfangsgeräts 11 ist parallel zum Magnetfeld B des Gleismagneten 70. Die Vorzugsrichtung R1 und die Richtung des Magnetfelds B des Gleismagneten 70 stimmen überein.
  • In einem Beispiel ist das Empfangsgerät 11 nicht aktiv zur Ermittlung der Haltinformation SH geschaltet. In einem alternativen Beispiel ist das Empfangsgerät 11 aktiv geschaltet; da die Vorzugsrichtung R1 in dieselbe Richtung wie die Richtung des Magnetfelds B weist, hat die Haltinformation SH einen Wert, der zu keiner Zwangsbremsung führt. Das Empfangsgerät 11, genauer gesagt der Magnetfelddetektor 13 im Empfangsgerät 11, ist dafür vorgesehen, das Magnetfeld B zu messen, das heißt die Richtung und die Feldstärke des Magnetfelds B des Gleismagnets 70 zu detektieren. Durch das Überfahren des Gleismagneten 70 detektiert das Empfangsgerät 11 einen Impuls eines Magnetfelds, welcher eine Impulshöhe und eine Impulsbreite aufweist (siehe 4B). Das Empfangsgerät 11 generiert die Feldstärkeinformation SF in Abhängigkeit von der Impulshöhe. Optional generiert das Empfangsgerät 11 die Feldstärkeinformation SF z.B. in Abhängigkeit von der Impulshöhe und der Impulsbreite.
  • Bei gleismittiger Installation wird das Magnetfeld B des Gleismagneten 70 von beiden Empfangsgeräten 11, 35 (auch Fahrzeugmagnete genannt) des Schienenfahrzeugs 90 nacheinander passiert. Das Schienenfahrzeug 90 weist mindestens eine erste und eine zweite Achse 91, 92 auf. Das weitere Empfangsgerät 35 im führenden Fahrzeugkopf passiert den Gleismagnet 70, der mit der Signaleinrichtung 71 gekoppelt ist, mit „Fahrt“ Magnetfeldvektor. Nach der Einfahrt der ersten Achse 91 in den unmittelbar hinter der Signaleinrichtung 71 beginnenden Streckenblock wechselt die Signaleinrichtung 71 von „Fahrt“ auf „Halt“ während der Fahrzeugpassage. Der Strom durch die Kompensationswicklung des Gleismagneten 70 wird abgeschaltet. Der Gleismagnet 70 kann auch als Signalgleismagnet bezeichnet werden. Der Magnetfeldvektor des Gleismagneten 70 wechselt seine Richtung zur Übertragung der Information „Halt“. Das rückwärtige Empfangsgerät 11 (das zur Ermittlung der Haltinformation SH nicht benötigt wird) passiert mit großer Wahrscheinlichkeit den Gleismagneten 70 mit „Halt“ Magnetfeld. Aufgrund seiner zum führenden Fahrzeugmagneten 35 gedrehten Anordnung wird vom Empfangsgerät 11 der Magnetfeldvektor B mit „Fahrt“ Information gemessen.
  • Mit Vorteil liefern die Empfangsgeräte 11, 35 zusätzlich zur betrieblichen Haltinformation auch die gemessenen Feldstärkewerte an das zentrale Fahrsperrengerät 25. Das Fahrsperrengerät 25 wertet Magnetfeldpolaritäten und Feldstärkewerte aus und meldet Gleismagnete mit geringer „Halt“ Feldstärke als Verdachtsfall zur weiteren Überprüfung.
  • 4A und 4B zeigen Ausführungsbeispiele von Signalverläufen der Anordnung 68, welche beispielhaft in 3A und 3B dargestellt ist. Während in 4A eine Feldstärke H3 eines Magnetfelds des Gleismagneten 70, die vom weiteren Empfangsgerät 35 detektiert wird, gezeigt ist, ist in 4B eine Feldstärke H1 des Magnetfelds des Gleismagneten 70, die vom Empfangsgerät 11 detektiert wird, in Abhängigkeit von einer Zeit t gezeigt. Es werden zwei Passagen P1, P2 von Signaleinrichtungen 71 gezeigt. Das weitere Empfangsgerät 35 kann auch als führender Fahrzeugmagnet und das Empfangsgerät 11 als rückwärtiger Fahrzeugmagnet bezeichnet werden. Während der ersten Passage P1, die links in 4A und 4B gezeigt ist, detektiert das weitere Empfangsgerät 35 einen Impuls der Feldstärke H3 des Magnetfelds B. Das Magnetfeld B hat die vorgegebene Richtung und überschreitet einen vorgegebenen Feldstärkenwert FF, der auch Fahrtfeldstärkewert bezeichnet werden kann, so dass keine Zwangsbremsung ausgelöst wird. Die Überfahrt durch das weitere Empfangsgerät 35 ist zu einem ersten Zeitpunkt t1.
  • Zu einem zweiten Zeitpunkt t2, der nach dem ersten Zeitpunkt t1 liegt, detektiert das Empfangsgerät 11 das Magnetfeld B des Gleismagneten 70. Dies resultiert in dem in 4B gezeigten Impuls der Feldstärke H1 des Magnetfelds B. Da im Zeitraum zwischen dem zweiten Zeitpunkt t2 und dem ersten Zeitpunkt t1 das Magnetfeld B des Gleismagneten 70 seine Polarität gewechselt hat und da die Vorzugsrichtung R1 entgegengesetzt zur Vorzugsrichtung R2 des weiteren Empfangsgeräts 35 ist, ist die vom Empfangsgerät 11 detektierte Feldstärke H1 zum zweiten Zeitpunkt t2 positiv. Wie oben erläutert wird daher die Haltinformation SH derart generiert, dass die Zwangsbremsungsinformation SZ keine Zwangsbremsung auslösen würde, sollte die Haltinformation SH des Empfangsgeräts 11 bei der Ermittlung der Zwangsbremsungsinformation SZ berücksichtigt werden. Das Empfangsgerät 11 wertet eine Impulshöhe IH (und optional zusätzlich auch eine Impulsbreite IB) des Impulses der Feldstärke H1 aus und generiert daraus die Feldstärkeinformation SF. Die Impulsbreite IB wird beispielsweise bei einem vorgegebenen Haltfeldstärkewert HF bestimmt.
  • Das weitere Empfangsgerät 35 ermittelt somit zum ersten Zeitpunkt t1 eine Ankündigungsinformation, so dass das Empfangsgerät 11 zum nachfolgenden zweiten Zeitpunkt t2 die Richtung des Magnetfelds B überprüft. Die Ankündigungsinformation ist z.B. als ein Ankündigungssignal realisiert. Sofern die Richtung des Magnetfelds B keine Zwangsbremsung auslöst, generiert das Empfangsgerät 11 aus den Werten der Feldstärke H1 die Feldstärkeinformation SF. In der Folge generiert die Auswerteanordnung 12 die Diagnoseinformation SD zur Bewertung des Gleismagneten 70.
  • Der Verlauf der Feldstärke H3, die vom weiteren Empfangsgerät 35 detektiert wird, ist während der zweiten Passage P2 wie während der ersten Passage P1. Während der zweiten Passage P2 gelingt jedoch keine Umschaltung des Gleismagneten 70 vom stromdurchflossenen in den nicht-stromdurchflossenen Zustand. Die Richtung des Magnetfelds B des Gleismagneten 70 ist somit entgegen der Vorzugsrichtung R1 der Empfangsgeräts 11. Daher detektiert die Auswerteanordnung 12, dass eine Bewertung des Gleismagneten 70 nicht möglich ist. Somit wird keine Feldstärkeinformation SF generiert oder alternativ die Feldstärkeinformation SF mit einem Wert generiert, der angibt, dass eine Bewertung des Gleismagneten 70 nicht durchgeführt wird.
  • Zur Gleismagnetbewertung werden die gemessenen Werte der Feldstärke H1, H3, die von den Empfangsgeräten 11, 35 detektiert werden, an zentraler Stelle im Schienenfahrzeug 90 ausgewertet. Durch Überwachung von Reihenfolge und Polarität der gemessenen Magnetfeldvektoren ist eine Plausibilitätsprüfung möglich. Wird der Gleismagnet 70 plausibel erfasst, kann die gemessene Feldstärke H1, die vom hinteren Empfangsgerät 11 detektiert wird, zur Qualitätsbewertung verwendet werden.
  • Die erste Passage P1 zeigt eine plausible Gleismagnetpassage an einem Signalstandort. Die Feldstärke H3 des Gleismagnets 70 wird vom führenden Empfangsgerät 35 mit Fahrtpolarität gemessen, was als Ankündigungsinformation, z.B. als Ankündigungssignal, zur Bewertung genutzt wird. Während der ersten Passage P1 fällt der Gleismagnet 70 in die „Halt“ Stellung. Das hintere Empfangsgerät 11 misst den Halt-Magnetfeldvektor mit „Fahrt“ Polarität. Die Polaritätsreihenfolge zeigt eine abgeschlossene, korrekte Gleismagnetpassage an; die Bewertung kann erfolgen.
  • Die zweite Passage P2 zeigt eine nicht plausible Gleismagnetpassage an. Der Gleismagnet 70 wird nicht rechtzeitig in „Halt“ Information umgeschaltet. Die abgeschlossene Gleismagnetpassage wird zwar erkannt, aber die Bewertung erfolgt nicht.
  • Zur Gleismagnetbewertung werden die gemessenen Werte der Feldstärke H1, H3, die von den Fahrzeugmagneten 11, 35 bestimmt werden, an einer zentralen Stelle benötigt. Das kann im Fahrsperrgerät 25 selbst erfolgen oder durch ein separates Diagnosegerät 60. Da das Fahrsperrengerät 25 nicht über Ortinformationen verfügt, wird das Ergebnis der Gleismagnetbewertung an die Fahrzeugsteuerung 55 (auch Fahrzeugsteuergerät genannt) zur Speicherung zusammen mit der Ortsinformation geliefert.
  • Aus den Eingangssignalen magnetische Feldstärke und Polarität von beiden Empfangsgeräten 11, 35, die sich z.B. in den beiden Fahrzeugköpfen befinden, und optional aus der Temperatur am Einbauort eines oder beider Empfangsgeräte 11, 35 zur Temperaturkompensation können die Meldungen für die Qualität des „Halt“ Magnetfelds abgeleitet werden. Die Diagnoseinformation SD enthält z.B. folgende Informationen:
    • - Keine Bewertung; der Gleismagnet 70 wird nicht eindeutig erkannt.
    • - Keine Bewertung; der Gleismagnet 70 wird erkannt, ist aber nicht in der erforderlichen „Halt“ Stellung.
    • - Der Gleismagnet 70 wird erkannt; die Feldstärke H1 ist über einem vorgegebenen Haltfeldstärkewert HF und damit ausreichend.
    • - Der Gleismagnet 70 wird erkannt; die Feldstärke H1 ist unter dem vorgegebenen Haltfeldstärkewert HF und damit nicht ausreichend; die vom Gleismagneten 70 abgegebene „Halt“ Feldstärke ist somit schwach.
  • Optional kann auch die Qualität der Fahrtpolarität bewertet werden. In diesem Fall generiert der weitere Fahrmagnet 35 die Feldstärkeinformation SF2. Die Diagnoseinformation SD enthält z.B. folgende Informationen:
    • - Der Gleismagnet 70 wird erkannt; die Feldstärke H1 ist über einem Fahrfeldstärkewert. Die Fahrt Feldstärke ist somit hoch (der Löschstrom ist ausreichend).
    • - Der Gleismagnet 70 wird erkannt; die Feldstärke H1 ist unter dem vorgegebenen Fahrfeldstärkewert. Die Fahrt Feldstärke ist somit schwach (Löschstrom zu gering, Gefahr von Störungen) .
  • Oben ist die Gleismagnetbewertung für einen in Gleismitte installierten Gleismagnet 70 beschrieben. Unter Verzicht auf Prüftiefe kann das Verfahren auch bei abweichenden Installationsbedingungen angewendet werden:
    • Eine Installationsbedingung kann sein, dass die Streckeneinrichtung ungeeignet ist. Eine Belegungserkennung erfolgt zu langsam. Dies führt zur Einschränkung, dass der hintere Fahrzeugmagnet 11 den Gleismagnet 70 mit ungeeigneter Polarität passiert; somit ist keine Gleismagnetbewertung möglich.
  • Eine andere Installationsbedingung kann sein, dass der Gleismagnet 70 aus der Gleismitte versetzt installiert ist. Daraus resultiert die Einschränkung, dass keine Prüfung der Bezugsgleismagnete möglich ist, stattdessen werden die Gegengleismagnete geprüft.
  • Gemäß einer alternativen Installationsbedingung wird die Löschwicklung des Gleismagnets 70 mit Unterspannung betrieben. Daraus ergibt sich als Einschränkung, dass der „Fahrt“ Vektor nicht lesbar ist. Eine Gleismagnetbewertung ist daher nur ohne Plausibilitätsprüfung möglich.
  • Eine weitere Installationsbedingung kann sein, dass das Schienenfahrzeug 90 ein Einrichtungsfahrzeug ist. Dies führt zur Einschränkung, dass eine Bewertung nur ohne Plausibilitätsprüfung im gezogenen Zustand möglich ist.
  • Gemäß einer anderen Installationsbedingung wird eine Geschwindigkeitsprüfeinrichtung (abgekürzt GÜ) verwendet. Somit ergibt sich die Einschränkung, dass keine Gleismagnetbewertung möglich ist, sofern mit keinem Fahrzeugmagnet „Halt“ Informationen passiert werden.
  • 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zur Überwachung eines Gleismagneten 70 mittels einer Überwachungsanordnung 10. Das Verfahren bzw. die Überwachungsanordnung 10 und der Gleismagnet 70 können eine Weiterbildung der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele sein. Das Verfahren zur Überwachung eines Gleismagneten 70 umfasst z.B. folgende Schritte:
    • Schritt S1: Überfahren des Gleismagneten 70 durch das weitere Empfangsgerät 35, wobei das weitere Empfangsgerät 35 eine Feldstärke eines Magnetfelds B des Gleismagneten 70 detektiert und eine Haltinformation SH an die Auswerteanordnung 12 abgibt.
    • Schritt S2: Auswerten der Haltinformation SH durch die Auswerteanordnung 12. Die Auswertung der Haltinformation SH ergibt, dass das Magnetfeld B des Gleismagneten 70 die vorgegebene Richtung hat und den vorgegebenen Feldstärkenwert FF überschreitet, so dass keine Zwangsbremsung ausgelöst wird. Schritt S3: Umschalten des Magnetfelds B des Gleismagneten 70.
    • Schritt S4: Überfahren des Gleismagneten 70 durch das Empfangsgerät 11, wobei das Empfangsgerät 11 eine Feldstärke des Magnetfelds B des Gleismagneten 70 detektiert und eine Feldstärkeinformation SF an die Auswerteanordnung 12 abgibt. Schritt S5: Bereitstellen der Diagnoseinformation SD durch die Auswerteanordnung 12, wobei der Diagnosewert der Diagnoseinformation SD von der Feldstärkeinformation SF abhängt. Dabei gibt beispielsweise die Auswerteanordnung 12 die Diagnoseinformation SD mit einem ersten Diagnosewert ab, wenn das Empfangsgerät 11 detektiert, dass die Feldstärke des Magnetfelds B des Gleismagneten 70 unter einem ersten Wert ist. Optional gibt die Auswerteanordnung 12 z.B. die Diagnoseinformation SD mit einem zweiten Diagnosewert ab, wenn das Empfangsgerät 11 detektiert, dass die Feldstärke des Magnetfelds B des Gleismagneten 70 über dem ersten Wert ist.
  • Das Verfahren ist in 5 grob vereinfacht skizziert und kann weitere Schritte oder Details zu den Schritten S1 bis S5 umfassen. Beispielsweise stellt die Auswerteanordnung 12 in Schritt S5 die Diagnoseinformation SD in Abhängigkeit von der Feldstärkeinformation und von einer Temperaturinformation des Temperatursensors 20 bereit. Die Diagnoseinformation SD enthält z.B. ein Bit.
  • Die Diagnoseinformation SD kann alternativ auch mehr als zwei verschiedene logische Werte annehmen. Die Diagnoseinformation SD umfasst z.B. 2, 3, 4 oder mehr als 4 Bit und kann somit die Feldstärke in höherer Auflösung angeben.
  • Die oben genannten Informationen, wie die Haltinformation SH, die weitere Haltinformation SH2, die Feldstärkeinformation SF, die weitere Feldstärkeinformation SF2, die Zwangsbremsungsinformation SZ, die Diagnoseinformation SD, die Bewegungszustandsinformation SB, die Fahrrichtungsinformation SFR und/oder die Ortsinformation SOI werden z.B. als Signale, wie etwa digitale oder analoge Signale, oder als Datentelegramm übertragen. Dabei sind die genannten Informationen beispielsweise unterschiedlich realisiert. Beispielsweise sind einige der Informationen als Signale und andere Informationen als Datentelegramm realisiert.
  • Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen detailliert dargestellt und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Variationen der Erfindung können von einem Fachmann erhalten werden, ohne den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung zu verlassen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Überwachungsanordnung
    11, 11'
    Empfangsgerät
    12
    Auswerteanordnung
    13
    Magnetfelddetektor
    14, 15
    Ausgang
    16, 17
    Eingang
    18, 19
    Ausgang
    20
    Temperatursensor
    25
    Fahrsperrengerät
    26, 27
    Eingang
    28, 29
    Ausgang
    35
    weiteres Empfangsgerät
    36, 37
    Ausgang
    38, 39
    Eingang
    40, 41
    Eingang
    53
    weiterer Magnetfelddetektor
    54
    weiterer Temperatursensor
    55
    Fahrzeugsteuerung
    56
    Speicher
    57
    Eingang
    60
    Diagnosegerät
    61, 62
    Eingang
    63
    Ausgang
    68
    Anordnung
    69
    Gleisanordnung
    70
    Gleismagnet
    71
    Signaleinrichtung
    72
    Gleis
    73, 74
    Schiene
    75
    Nordpol
    76
    Südpol
    77
    Markierung
    90
    Schienenfahrzeug
    91, 92
    Achse
    B
    Magnetfeld
    FA, FB
    Fahrtrichtung
    FF
    Fahrfeldstärkewert
    R1, R2, R3
    Vorzugsrichtung
    H1, H3
    Feldstärke
    HF
    Haltfeldstärkewert
    IB
    Impulsbreite
    IH
    Impulshöhe
    SB
    Bewegungszustandsinformation
    SD
    Diagnoseinformation
    SF, SF2
    Feldstärkeinformation
    SFR
    Fahrtrichtungsinformation
    SH, SH2
    Haltinformation
    SOI
    Ortsinformation
    SZ
    Zwangsbremsungsinformation
    t
    Zeit

Claims (15)

  1. Überwachungsanordnung (10), umfassend - ein Empfangsgerät (11), das ausgelegt ist, eine Feldstärke eines Magnetfelds (B) zu detektieren und eine Haltinformation (SH) und eine Feldstärkeinformation (SF) in Abhängigkeit von der Feldstärke abzugeben, und - eine Auswerteanordnung (12), die mit dem Empfangsgerät (11) gekoppelt und ausgelegt ist, eine Zwangsbremsungsinformation (SZ) in Abhängigkeit von der Haltinformation (SH) und eine Diagnoseinformation (SD) in Abhängigkeit von der Feldstärkeinformation (SF) bereitzustellen.
  2. Überwachungsanordnung (10) nach Anspruch 1, wobei das Empfangsgerät (11) ausgelegt ist, die Feldstärkeinformation (SF) in Abhängigkeit von einer Richtung des Magnetfelds (B) sowie einer Impulshöhe (IH) und einer Impulsbreite eines Impulses der Feldstärke des Magnetfelds (B) bereitzustellen.
  3. Überwachungsanordnung (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Auswerteanordnung (12) ausgelegt ist, die Diagnoseinformation (SD) mit einem ersten Diagnosewert abzugeben, wenn das Empfangsgerät (11) detektiert, dass die Feldstärke unter einem ersten Wert ist.
  4. Überwachungsanordnung (10) nach Anspruch 3, wobei die Auswerteanordnung (12) ausgelegt ist, die Diagnoseinformation (SD) mit einem zweiten Wert abzugeben, wenn das Empfangsgerät (11) detektiert, dass die Feldstärke über dem ersten Wert ist.
  5. Überwachungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Empfangsgerät (11) einen Temperatursensor (20) umfasst und ausgelegt ist, eine Temperaturinformation an die Auswerteanordnung (12) abzugeben.
  6. Überwachungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Empfangsgerät (11) einen ersten Ausgang (14) zur Abgabe der Haltinformation (SH) und einen zweiten Ausgang (15) zur Abgabe der Feldstärkeinformation (SF) umfasst, und wobei die Auswerteanordnung (12) umfasst: - einen ersten Eingang (16), der mit dem ersten Ausgang (14) des Empfangsgeräts (11) gekoppelt ist, - einen zweiten Eingang (17), der mit dem zweiten Ausgang (15) des Empfangsgeräts (11) gekoppelt ist, - einen ersten Ausgang (18) zur Abgabe der Zwangsbremsungsinformation (SZ) und - einen zweiten Ausgang (19) zur Abgabe der Diagnoseinformation (SD).
  7. Überwachungsanordnung (10) nach Anspruch 6, wobei die Auswerteanordnung (12) ein Fahrsperrengerät (25) umfasst, das mit dem ersten Eingang (16) der Auswerteanordnung (12) gekoppelt ist.
  8. Überwachungsanordnung (10) nach Anspruch 7, wobei das Fahrsperrengerät (25) mit dem zweiten Eingang (17) der Auswerteanordnung (12) gekoppelt ist.
  9. Überwachungsanordnung (10) nach Anspruch 7, wobei die Auswerteanordnung (12) ein Diagnosegerät (60) umfasst, das mit dem zweiten Eingang (17) der Auswerteanordnung (12) gekoppelt ist.
  10. Überwachungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, des Weiteren umfassend eine Fahrzeugsteuerung (55), die einen Speicher (56) und einen Eingang (57) aufweist, der mit dem zweiten Ausgang (19) der Auswerteanordnung (12) gekoppelt ist, wobei die Fahrzeugsteuerung (55) ausgelegt ist, die Diagnoseinformation (SD) zusammen mit einer Ortsinformation (SOI) im Speicher (56) zu speichern.
  11. Überwachungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, des Weiteren umfassend ein weiteres Empfangsgerät (35), wobei das weitere Empfangsgerät (35) ausgelegt ist, eine Feldstärke eines Magnetfelds zu detektieren und eine weitere Haltinformation (SH2) und eine weitere Feldstärkeinformation (SF2) in Abhängigkeit der Feldstärke des Magnetfelds abzugeben, und wobei die Auswerteanordnung (12) mit dem weiteren Empfangsgerät (35) gekoppelt und ausgelegt ist, die Zwangsbremsungsinformation (SZ) in Abhängigkeit von der Haltinformation (SH) und/oder von der weiteren Haltinformation (SH2) und die Diagnoseinformation (SD) in Abhängigkeit von der Feldstärkeinformation (SF) und/oder von der weiteren Feldstärkeinformation (SF2) bereitzustellen.
  12. Überwachungsanordnung (10) nach Anspruch 11, wobei das weitere Empfangsgerät (35) einen ersten Ausgang (36) zur Abgabe der weiteren Haltinformation (SH2) und einen zweiten Ausgang (37) zur Abgabe der weiteren Feldstärkeinformation (SF2) umfasst, wobei die Auswerteanordnung (12) umfasst: einen dritten Eingang (38), der mit dem ersten Ausgang (36) des weiteren Empfangsgeräts (35) gekoppelt ist, und einen vierten Eingang (39), der mit dem zweiten Ausgang (37) des weiteren Empfangsgeräts (35) gekoppelt ist.
  13. Schienenfahrzeug (90), umfassend eine Überwachungsanordnung (10) nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Empfangsgerät (11) und das weitere Empfangsgerät (35) so im Schienenfahrzeug (90) angeordnet sind, dass das Empfangsgerät (11) in Fahrtrichtung (FA) gesehen hinter dem weiteren Empfangsgerät (35) angeordnet ist.
  14. Verfahren zur Überwachung eines Gleismagneten (70), wobei ein Schienenfahrzeug (90) ein Empfangsgerät (11), ein weiteres Empfangsgerät (35) und eine Auswerteanordnung (12) umfasst, die mit dem Empfangsgerät (11) und dem weiteren Empfangsgerät (35) gekoppelt ist, wobei das Verfahren umfasst: - Überfahren des Gleismagneten (70) durch das weitere Empfangsgerät (35), wobei das weitere Empfangsgerät (35) eine Feldstärke eines Magnetfelds (B) des Gleismagneten (70) detektiert und eine Haltinformation (SH) mit einem derartigen Wert an die Auswerteanordnung (12) abgibt, dass die Auswerteanordnung (12) keine Zwangsbremsung des Schienenfahrzeugs (90) auslöst, - Umschalten des Magnetfelds (B) des Gleismagneten (70), und - Überfahren des Gleismagneten (70) durch das Empfangsgerät (11), wobei das Empfangsgerät (11) eine Feldstärke des Magnetfelds (B) des Gleismagneten (70) detektiert und eine Feldstärkeinformation (SF) an die Auswerteanordnung (12) abgibt, und wobei die Auswerteanordnung (12) eine Diagnoseinformation (SD) mit einem Diagnosewert bereitstellt, wobei der Diagnosewert von der Feldstärkeinformation (SF) abhängt.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Auswerteanordnung (12) die Diagnoseinformation (SD) mit einem ersten Diagnosewert abgibt, wenn das Empfangsgerät (11) detektiert, dass die Feldstärke des Magnetfelds (B) des Gleismagneten (70) unter einem ersten Wert ist.
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