DE102020207814A1

DE102020207814A1 - Method for determining a length-dependent parameter of a rail-bound combination of vehicles and vehicles

Info

Publication number: DE102020207814A1
Application number: DE102020207814.9A
Authority: DE
Inventors: Judith Przigoda
Original assignee: Siemens Mobility GmbH
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2020-06-24
Filing date: 2020-06-24
Publication date: 2021-12-30
Also published as: WO2021259575A1

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zur Ermittlung eines Parameters eines schienengebundenen Verbandes (VB) von Fahrzeugen (FZ1 ... FZ5), welcher von der Länge des Verbandes (VB) abhängig ist. Der Parameter wird unter Berücksichtigung der Ausbreitung von akustischen Schallsignalen in einer Schiene, die den Verband (VB) trägt, ermittelt. Ein Fahrzeug (FZ1 ... FZ5) wird mit einer einen Schallgenerator (SGN) aufweisenden Generatoranordnung (GNA, GNAI, GNAA) ausgestattet, mit der das Schallsignal in die Schiene eingeleitet wird. Ein anderes Fahrzeug (FZ1 ... FZ5) wird mit einer einen Schallsensor (SSN) aufweisenden Sensoranordnung (SNA, SNAI, SNAA) ausgestattet, mit der das Schallsignal aufgezeichnet wird. Das aufgezeichnete Schallsignal wird rechnergestützt bezüglich der Länge des zwischen Schallgenerator (SGN) und Schallsensor (SSN) liegenden Schienenabschnitts ausgewertet. Ferner umfasst die Erfindung ein Fahrzeug (FZ1 ... FZ5), eine Generatoranordnung (GNA, GNAI, GNAA), eine Sensoranordnung (SNA, SNAI, SNAA), ein Computerprogrammprodukt sowie eine Bereitstellungsvorrichtung.The invention describes a method for determining a parameter of a rail-bound convoy (VB) of vehicles (FZ1 . . . FZ5), which is dependent on the length of the convoy (VB). The parameter is determined taking into account the propagation of acoustic sound signals in a splint carrying the bandage (VB). A vehicle (FZ1 ... FZ5) is equipped with a sound generator (SGN) having a generator arrangement (GNA, GNAI, GNAA) with which the sound signal is introduced into the rail. Another vehicle (FZ1 ... FZ5) is equipped with a sound sensor (SSN) having a sensor arrangement (SNA, SNAI, SNAA) with which the sound signal is recorded. The recorded sound signal is evaluated by computer with regard to the length of the rail section between the sound generator (SGN) and the sound sensor (SSN). The invention also includes a vehicle (FZ1 . . . FZ5), a generator arrangement (GNA, GNAI, GNAA), a sensor arrangement (SNA, SNAI, SNAA), a computer program product and a provision device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Parameters eines schienengebundenen Verbandes von Fahrzeugen, welcher von der Länge des Verbandes abhängig ist, wobei der Parameter unter Berücksichtigung der Ausbreitung von akustischen Schallsignalen in einer Schiene, die den Verband trägt, ermittelt wird. Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens zur Ermittlung eines Parameters eines schienengebundenen Verbandes von Fahrzeugen, welcher von der Länge dieses Verbandes abhängig ist, wobei

• das besagte Fahrzeug zu dem Verband von Fahrzeugen gehört,
• der Parameter unter Berücksichtigung der Ausbreitung von akustischen Schallsignalen in einer Schiene, die den Verband trägt, ermittelbar ist.

The invention relates to a method for determining a parameter of a rail-bound assembly of vehicles which is dependent on the length of the assembly, the parameter being determined taking into account the propagation of acoustic sound signals in a rail that carries the assembly. The invention also relates to a vehicle set up to carry out a method for determining a parameter of a rail-bound group of vehicles which is dependent on the length of this group, wherein

• the vehicle in question belongs to the association of vehicles,
• the parameter can be determined taking into account the propagation of acoustic sound signals in a rail that carries the association.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Sensoranordnung oder Generatoranordnung. Zuletzt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie eine Bereitstellungsvorrichtung für dieses Computerprogrammprodukt, wobei das Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung dieses Verfahrens ausgestattet ist.The invention also relates to a sensor arrangement or generator arrangement. Finally, the invention relates to a computer program product and a provision device for this computer program product, the computer program product being equipped with program commands for carrying out this method.

Gemäß dem Stand der Technik werden sowohl Züge mit konstruktionsbedingt bekannter Länge sowie Züge eingesetzt, deren Länge abhängig von der Anzahl der eingesetzten Waggons ist. Bei letzteren Zügen ist es beispielsweise für den Einsatz von modernen Zugleitsystemen, wie zum Beispiel ETCS (European Train Control System) erforderlich, die Zuglänge genau zu kennen. Deswegen kann zum Beispiel dem Zugführer die Gelegenheit gegeben werden, die Zuglänge in ein Eingabesystem einzugeben, um diese bei dem Betrieb des Zugleitsystems zu berücksichtigen. Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass der Zugführer bei der Eingabe Fehler macht.According to the prior art, both trains with a known length due to their design and trains whose length depends on the number of wagons used are used. With the latter trains, for example, for the use of modern train control systems, such as ETCS (European Train Control System), it is necessary to know the length of the train exactly. For this reason, for example, the train driver can be given the opportunity to enter the train length into an input system in order to take this into account when operating the train control system. However, it cannot be ruled out that the train driver makes mistakes when entering the data.

Gemäß der US 2004/0261533 A1 kann die Zuglänge durch Auswertung akustischer Signale bestimmt werden. Zu diesem Zweck wird eine gleisgebundene Infrastruktur zur Verfügung gestellt, die jedoch nur am Einbauort verwendet werden kann.According to the US 2004/0261533 A1 the train length can be determined by evaluating acoustic signals. For this purpose, a track-based infrastructure is made available, which, however, can only be used at the installation site.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit dem die Länge eines Verbandes von Fahrzeugen (Zügen) kostengünstig, zuverlässig und unabhängig vom Ort ermittelt werden kann. Auch besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Fahrzeug, eine Sensoranordnung und eine Generatoranordnung anzugeben, die zur Durchführung des genannten Verfahrens geeignet sind. Zuletzt besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Computerprogrammprodukt sowie eine Bereitstellungsvorrichtung für dieses Computerprogrammprodukt anzugeben, mit dem das vorgenannte Verfahren durchgeführt werden kann.The object of the invention is to provide a method with which the length of a formation of vehicles (trains) can be determined inexpensively, reliably and independently of the location. The object of the invention also consists in specifying a vehicle, a sensor arrangement and a generator arrangement which are suitable for carrying out the method mentioned. Finally, the object of the invention is to provide a computer program product and a provision device for this computer program product with which the aforementioned method can be carried out.

Diese Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Verfahren) erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass

• ein Fahrzeug mit einer einen Schallgenerator aufweisenden Generatoranordnung ausgestattet wird, mit der das Schallsignal in die Schiene eingeleitet wird,
• ein anderes Fahrzeug mit einer einen Schallsensor aufweisenden Sensoranordnung ausgestattet wird, mit der das Schallsignal aufgezeichnet wird,
• das aufgezeichnete Schallsignal rechnergestützt bezüglich der Länge des zwischen Schallgenerator und Schallsensor liegenden Schienenabschnitts ausgewertet wird.

This object is achieved according to the invention with the subject matter of the claim (method) specified at the outset in that

• a vehicle is equipped with a generator arrangement with a sound generator, with which the sound signal is introduced into the rail,
• Another vehicle is equipped with a sensor arrangement having a sound sensor with which the sound signal is recorded,
• the recorded sound signal is evaluated with the aid of a computer with regard to the length of the rail section between the sound generator and the sound sensor.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass es mit vergleichsweise einfach aufgebauten Komponenten, die aufeinander abgestimmt sind, durchgeführt werden kann, nämlich der Generatoranordnung und der Sensoranordnung. Diese ermöglichen eine rechnergestützte Ermittlung der Zuglänge (oder Länge des Verbandes von Fahrzeugen), so dass Fehler bei einer manuellen Eingabe der Zuglänge minimiert oder sogar ausgeschlossen werden können. Dadurch ist vorteilhaft ein zuverlässiger Betrieb möglich, wobei die Komponenten vergleichsweise kostengünstig in der Anschaffung sind. Dies bietet auch den Vorteil, dass die Komponenten bei verfügbaren Zügen kostengünstig nachgerüstet werden können.The method according to the invention has the advantage that it can be carried out with comparatively simply structured components that are coordinated with one another, namely the generator arrangement and the sensor arrangement. These enable a computer-aided determination of the train length (or the length of the formation of vehicles) so that errors when entering the train length manually can be minimized or even excluded. This advantageously enables reliable operation, with the components being comparatively inexpensive to purchase. This also offers the advantage that the components can be cost-effectively retrofitted to available trains.

Unter „rechnergestützt“ oder „computerimplementiert“ kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise eine Implementierung des Verfahrens verstanden werden, bei dem ein Computer / Prozessor oder mehrere Computer / Prozessoren mindestens einen Verfahrensschritt des Verfahrens ausführt oder ausführen.In connection with the invention, “computer-aided” or “computer-implemented” can be understood to mean, for example, an implementation of the method in which one computer / processor or several computers / processors executes or executes at least one method step of the method.

Sofern es in der nachfolgenden Beschreibung nicht anders angegeben ist, beziehen sich die Begriffe „erstellen“, „berechnen“, „rechnen“, „feststellen“, „generieren“, „konfigurieren“, „modifizieren“ und dergleichen vorzugsweise auf Handlungen und/oder Prozesse und/oder Verarbeitungsschritte, die Daten verändern und/oder erzeugen und/oder die Daten in andere Daten überführen. Dabei liegen die Daten insbesondere als physikalische Größen vor, beispielsweise als elektrische Impulse oder auch als Messwerte. Die erforderlichen Anweisungen/Programmbefehle sind in einem Computerprogramm als Software zusammengefasst. Weiterhin beziehen sich die Begriffe „empfangen“ „aussenden“, „einlesen“, „auslesen“, „übertragen“ und dergleichen auf das Zusammenwirken einzelner Hardwarekomponenten und/oder Softwarekomponenten über Schnittstellen. Die Schnittstellen können hardwaretechnisch, beispielsweise kabelgebunden oder als Funkverbindung, und/oder softwaretechnisch, beispielweise als Interaktion zwischen einzelnen Programmmodulen oder Programmteilen eines oder mehrerer Computerprogramme, realisiert sein.Unless otherwise stated in the following description, the terms “create”, “calculate”, “calculate”, “determine”, “generate”, “configure”, “modify” and the like preferably refer to actions and / or Processes and / or processing steps that change and / or generate data and / or convert the data into other data. The data are in particular available as physical quantities, for example as electrical impulses or also as measured values. The necessary instructions / program commands are summarized in a computer program as software. Furthermore, the terms "receive", "send", "read in", "read out", "transmit" and the like refer to the interaction of individual hardware components and / or software components via interfaces. The interfaces can be implemented in terms of hardware, for example wired or as a radio link, and / or in software, for example as interaction between individual program modules or program parts of one or more computer programs.

Der Ausdruck „Computer“ ist breit auszulegen, er deckt alle elektronischen Geräte mit Datenverarbeitungseigenschaften ab. Computer können somit beispielsweise Personal Computer, Server, Handheld-Computer-Systeme, Pocket-PC-Geräte, Mobilfunkgeräte und andere Kommunikationsgeräte, die rechnergestützt Daten verarbeiten, Prozessoren und andere elektronische Geräte zur Datenverarbeitung sein, die vorzugsweise auch zu einem Netzwerk zusammengeschlossen sein können. Unter einer „Speichereinheit“ kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise ein computerlesbarer Speicher in Form eines Arbeitsspeichers (engl. Random-Access Memory, RAM) oder Datenspeichers (Festplatte oder eines Datenträgers) verstanden werden.The term “computer” is to be interpreted broadly, it covers all electronic devices with data processing properties. Computers can thus be, for example, personal computers, servers, handheld computer systems, pocket PC devices, mobile radio devices and other communication devices that process data with the aid of computers, processors and other electronic devices for data processing, which can preferably also be connected to a network. In connection with the invention, a “memory unit” can be understood to mean, for example, a computer-readable memory in the form of a random access memory (RAM) or data memory (hard disk or a data carrier).

Unter einem „Prozessor“ kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise eine Maschine, zum Beispiel ein Sensor zur Erzeugung von Messwerten oder eine elektronische Schaltung, verstanden werden. Bei einem Prozessor kann es sich insbesondere um einen Hauptprozessor (engl. Central Processing Unit, CPU), einen Mikroprozessor oder einen Mikrocontroller, beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder einen digitalen Signalprozessor, möglicherweise in Kombination mit einer Speichereinheit zum Speichern von Programmbefehlen, etc. handeln. Bei einem Prozessor kann es sich beispielsweise auch um einen IC (integrierter Schaltkreis, engl. Integrated Circuit), insbesondere einen FPGA (engl. Field Programmable Gate Array) oder einen ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung, engl. Application-Specific Integrated Circuit), oder einen DSP (Digitaler Signalprozessor, engl. Digital Signal Processor) handeln. Auch kann unter einem Prozessor ein virtualisierter Prozessor oder eine Soft-CPU verstanden werden. Es kann sich beispielsweise auch um einen programmierbaren Prozessor handeln, der mit einer Konfiguration zur Ausführung eines rechnergestützten Verfahrens ausgerüstet ist.In connection with the invention, a “processor” can be understood to mean, for example, a machine, for example a sensor for generating measured values or an electronic circuit. A processor can in particular be a central processing unit (CPU), a microprocessor or a microcontroller, for example an application-specific integrated circuit or a digital signal processor, possibly in combination with a memory unit for storing program commands, etc. . A processor can also be, for example, an IC (integrated circuit), in particular an FPGA (field programmable gate array) or an ASIC (application-specific integrated circuit), or act as a DSP (digital signal processor). A processor can also be understood to be a virtualized processor or a soft CPU. For example, it can also be a programmable processor that is equipped with a configuration for executing a computer-aided method.

Als „Cloud“ soll eine Umgebung für ein „Cloud-Computing“ (deutsch Rechnerwolke oder Datenwolke) verstanden werden. Gemeint ist eine IT-Infrastruktur, welche über ein Netzwerk wie das Internet verfügbar gemacht wird. Sie beinhaltet in der Regel Speicherplatz, Rechenleistung oder Anwendungssoftware als Dienstleistung, ohne dass diese auf dem die Cloud nutzenden lokalen Rechner installiert sein müssen. Angebot und Nutzung dieser Dienstleistungen erfolgen dabei ausschließlich durch technische Schnittstellen und Protokolle, etwa mittels eines Webbrowsers. Die Spannweite der im Rahmen des Cloud-Computings angebotenen Dienstleistungen umfasst das gesamte Spektrum der Informationstechnik und beinhaltet unter anderem Infrastruktur, Plattformen und Software.A “cloud” is to be understood as an environment for “cloud computing” (German computer cloud or data cloud). What is meant is an IT infrastructure that is made available via a network such as the Internet. It usually includes storage space, computing power or application software as a service without these having to be installed on the local computer using the cloud. These services are offered and used exclusively through technical interfaces and protocols, such as a web browser. The range of services offered in the context of cloud computing encompasses the entire spectrum of information technology and includes infrastructure, platforms and software, among other things.

Als „Programmmodule“ sollen einzelne Funktionseinheiten verstanden werden, die den erfindungsgemäßen Programmablauf ermöglichen. Diese Funktionseinheiten können in einem einzigen Computerprogramm oder in mehreren miteinander kommunizierenden Computerprogrammen verwirklicht sein. Die hierbei realisierten Schnittstellen können softwaretechnisch innerhalb eines einzigen Prozessors umgesetzt sein oder hardwaretechnisch, wenn mehrere Prozessoren zum Einsatz kommen.“Program modules” are to be understood as individual functional units that enable the program sequence according to the invention. These functional units can be implemented in a single computer program or in several computer programs that communicate with one another. The interfaces implemented here can be implemented in terms of software within a single processor or in terms of hardware if several processors are used.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Länge des Schienenabschnitts durch die Bestimmung der Laufzeit des Schallsignals vom Schallgenerator bis zum Schallsensor bestimmt wird.According to one embodiment of the invention, it is provided that the length of the rail section is determined by determining the transit time of the sound signal from the sound generator to the sound sensor.

Das Laufzeitverfahren lässt sich vorteilhaft sehr einfach durchführen und basiert auf einer bewährten Technologie. Hierfür muss eine Synchronisierung zwischen dem Schallgenerator und dem Schallsensor erfolgen, da der Zeitpunkt der Generierung des Schallsignals bekannt sein muss, um die Laufzeit bis zur Detektierung durch den Schallsensor ermitteln zu können.The runtime method can advantageously be carried out very easily and is based on proven technology. For this, a synchronization between the sound generator and the sound sensor must take place, since the point in time at which the sound signal was generated must be known in order to be able to determine the transit time up to detection by the sound sensor.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schallgenerator über eine kabelgebundene Verbindung oder über die Luft (zum Beispiel über eine Funkschnittstelle) synchron mit der Einleitung des Schallsignals ein Synchronisationssignal an den Schallsensor sendet.According to one embodiment of the invention, it is provided that the sound generator sends a synchronization signal to the sound sensor via a wired connection or via the air (for example via a radio interface) synchronously with the introduction of the sound signal.

Durch die genannte Verbindung ist es vorteilhaft besonders einfach, die genannte Synchronisierung durchzuführen. Dabei wird der Effekt ausgenutzt, dass die genannte kabelgebundene Verbindung oder die Luftschnittstelle eine wesentlich schnellere Datenübertragung ermöglicht, als der in der Schiene übertragene Schall dies zulässt. Somit lassen sich bereits genügend genaue Messergebnisse erzeugen, wenn die Laufzeit auf Grund der Ausbreitungsgeschwindigkeit über die Luftschnittstelle (Funksignale) bzw. über Kabelverbindung vernachlässigt wird.The aforementioned connection makes it particularly easy to carry out the aforementioned synchronization. This makes use of the effect that the above-mentioned wired connection or the air interface enables data to be transmitted much faster than the sound transmitted in the rail allows. This means that sufficiently accurate measurement results can be generated if the transit time is neglected due to the speed of propagation via the air interface (radio signals) or via a cable connection.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Schallsensor ein Aktivierungssignal an den Schallgenerator sendet, welches die Einleitung des Schallsignals auslöst. Alternativ kann ja auch die Generatoreinheit kommunizieren (via Netzwerk, kabelgebunden oder drahtlos), dass in einem bestimmten Zeitintervall (z.B. in 10 Sekunden) ein Schallimpuls zu erwarten ist und so den Sensor aktivieren.According to one embodiment of the invention, it is provided that the sound sensor sends an activation signal to the sound generator which triggers the introduction of the sound signal. Alternatively, the generator unit can also communicate (via network, wired or wireless) that in A sound impulse can be expected within a certain time interval (e.g. in 10 seconds) and thus activate the sensor.

Die Aussendung des Aktivierungssignals kann ebenfalls über die Luftschnittstelle (zwischen den Fahrzeugantennen gesendetes Funksignal) oder über die kabelgebundene Verbindung erfolgen. Auch hier wird der Effekt ausgenutzt, dass es vernachlässigt werden kann, dass das Aktivierungssignal eine gewisse Laufzeit hat, bevor es in der Generator Anordnung ausgewertet werden kann. Der Vorteil dieser Konfiguration liegt darin, dass das Verfahren durch die Steuerung der Sensoranordnung kontrolliert werden kann. Diese sendet sowohl ein Initialisierungssignal für die Generatoranordnung aus als auch detektiert sie das Antwortsignal (Schallsignal), sodass auf dieser Grundlage die Laufzeit gemessen werden kann.The activation signal can also be sent via the air interface (radio signal sent between the vehicle antennas) or via the wired connection. Here, too, the effect is used that it can be neglected that the activation signal has a certain duration before it can be evaluated in the generator arrangement. The advantage of this configuration is that the method can be controlled by controlling the sensor arrangement. This sends out an initialization signal for the generator arrangement and also detects the response signal (sound signal) so that the transit time can be measured on this basis.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass von dem Schallgenerator und dem Schallsensor der eine im ersten Fahrzeug und der andere im letzten Fahrzeug des Verbandes angeordnet wird.According to one embodiment of the invention it is provided that one of the sound generator and the sound sensor is arranged in the first vehicle and the other in the last vehicle of the formation.

Diese Anordnung ist insofern besonders vorteilhaft, weil die Ermittlung der Zuglänge auf diese Weise besonders einfach möglich ist. Aber auch andere Konfigurationen sind denkbar. Ist zum Beispiel die Länge der eingesetzten Lokomotive (d. h. dem ersten Fahrzeug) bekannt, könnte eine Messung auch vom ersten bis zum letzten der gezogenen Wagen (Fahrzeuge) erfolgen. Beim Rangieren könnte auch die Länge unterschiedlicher Zugteile gemessen werden.This arrangement is particularly advantageous because it is particularly easy to determine the length of the train in this way. But other configurations are also conceivable. For example, if the length of the locomotive used (i.e. the first vehicle) is known, a measurement could also be made from the first to the last of the drawn wagons (vehicles). When maneuvering, the length of different train parts could also be measured.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei dem ersten Fahrzeug und/oder bei dem letzten Fahrzeug zu der Länge des Schienenabschnitts eine Strecke addiert wird, die sich durch den Abstand des Schallgenerators und/oder des Schallsensors von der Frontseite des Verbandes und/oder der Rückseite des Verbandes ergibt.According to one embodiment of the invention it is provided that in the first vehicle and / or in the last vehicle a distance is added to the length of the rail section, which is determined by the distance of the sound generator and / or the sound sensor from the front of the association and / or the back of the bandage results.

Es ist somit vorteilhaft möglich, den Schallgenerator und den Schallsensor an einer geeigneten Stelle des Fahrzeugs unterzubringen, wobei diese Stelle nicht notwendigerweise am Anfang des Fahrzeugverbandes bzw. am Ende des Fahrzeugverbandes liegen muss. Hierdurch wird beispielsweise eine Verkabelung der Sensoren vereinfacht. Auch können diese an einer geschützten Stelle angebracht werden, damit das Risiko einer Beschädigung minimiert werden kann.It is thus advantageously possible to accommodate the sound generator and the sound sensor at a suitable location on the vehicle, this location not necessarily having to be at the beginning of the vehicle formation or at the end of the vehicle formation. This simplifies the wiring of the sensors, for example. These can also be attached to a protected location so that the risk of damage can be minimized.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Einleiten und Aufzeichnen des Schallsignals während eines Stillstandes des Verbandes durchgeführt werden.According to one embodiment of the invention, it is provided that the introduction and recording of the sound signal are carried out while the association is at a standstill.

Vorteilhaft kann eine Messung somit vor der Inbetriebnahme eines Fahrzeugverbandes erfolgen. Im Stillstand sind vorteilhaft außerdem besonders genaue Messungen möglich, da weniger Störgeräusche als während der Fahrt vorliegen. Beispielsweise entstehen im Stillstand keine Rollgeräusche der Räder des Verbandes von Fahrzeugen. Außerdem muss der Effekt nicht herausgerechnet werden, dass sich der Fahrzeugverband während der Signalausbreitung im Gleis bewegt, was sich je nach Bewegungsrichtung durch eine Verlängerung oder Verkürzung der Signallaufzeiten auswirken würde.A measurement can therefore advantageously take place before a vehicle group is put into operation. In addition, particularly precise measurements are advantageously possible when the vehicle is at a standstill, since there is less interference than when driving. For example, when the vehicle is at a standstill, there is no rolling noise from the wheels of the vehicle assembly. In addition, the effect that the vehicle formation moves along the track during the signal propagation does not have to be factored in, which, depending on the direction of movement, would result in a lengthening or shortening of the signal transit times.

Ein weiterer Vorteil bei der Messung im Stillstand ist, dass der Schallgenerator bzw. der Schallsensor die Schiene des Gleises während der Messung berühren kann. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist nämlich vorgesehen, dass für das Einleiten und/oder das Aufzeichnen des Schallsignals der Schallgenerator und/oder der Schallsensor mit der Schiene mechanisch gekoppelt wird.Another advantage of the measurement at a standstill is that the sound generator or the sound sensor can touch the rail of the track during the measurement. According to one embodiment of the invention, provision is made for the sound generator and / or the sound sensor to be mechanically coupled to the rail for the introduction and / or recording of the sound signal.

Eine mechanische Kopplung hat den Vorteil, dass vergleichsweise einfach aufgebaute Schallgeneratoren bzw. Schallsensoren verwendet werden können. Durch die mechanische Kopplung ist es überdies möglich, eine vergleichsweise genaue Messung durchzuführen. Der Schallgenerator kann beispielsweise durch einen mechanischen Stoßimpulsgeber realisiert sein. Dieser beschleunigt eine Masse, die auf die Schiene auftrifft und somit eine Schallwelle in der Schiene auslöst. Der Aufschlag stellt dabei vorteilhaft auch ein gut detektierbares Signal für die Synchronisierung mit dem Schallsensor dar. Der Schallsensor kann durch ein Mikrofon realisiert sein, welches die Schallwelle durch den direkten Kontakt mit der Schiene zuverlässig ermitteln kann.A mechanical coupling has the advantage that comparatively simply constructed sound generators or sound sensors can be used. The mechanical coupling also makes it possible to carry out a comparatively precise measurement. The sound generator can be implemented, for example, by a mechanical shock pulse generator. This accelerates a mass that hits the rail and thus triggers a sound wave in the rail. The impact advantageously also represents a readily detectable signal for synchronization with the sound sensor. The sound sensor can be implemented by a microphone which can reliably determine the sound wave through direct contact with the rail.

Um eine mechanische Kopplung mit der Schiene zu gewährleisten, muss eine mechanische Absenkvorrichtung vorgesehen werden, die den Schallgenerator bzw. den Schallsensor vom Wagen aus auf die Schiene absenken. Sobald diese Vorbereitung abgeschlossen ist, kann die Messung während der Berührung des Schallgenerators und des Schallsensors durchgeführt werden.In order to ensure a mechanical coupling with the rail, a mechanical lowering device must be provided that lowers the sound generator or the sound sensor from the carriage onto the rail. As soon as this preparation is completed, the measurement can be carried out while touching the sound generator and sound sensor.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Einleiten und/oder das Aufzeichnen des Schallsignals durch den Schallgenerator und/oder den Schallsensor mit der Schiene berührungslos erfolgt.According to one embodiment of the invention, it is provided that the sound signal is introduced and / or recorded by the sound generator and / or the sound sensor with the rail in a contactless manner.

Als berührungsloser Schallgenerator kann zum Beispiel ein Stoßwellengenerator (vereinzelt auch als Schockwellengenerator bezeichnet) verwendet werden. Dieser erzeugt eine Stoßwelle, die sich über die Luft zur Schiene hin ausbreitet und in dieser eine Schallwelle erzeugt.For example, a shock wave generator (sometimes also referred to as a shock wave generator) can be used as a contactless sound generator. This generates a shock wave that spreads through the air towards the rail and generates a sound wave in it.

Als Schallsensor kann beispielsweise ein Lasermikrofon zum Einsatz kommen. Mittels des Lasermikrofons kann ein Laser auf die Schiene gerichtet werden, der die Anwesenheit des erzeugten Schallsignals in der Schiene detektieren kann.A laser microphone, for example, can be used as the sound sensor. By means of the laser microphone, a laser can be aimed at the rail, which can detect the presence of the generated sound signal in the rail.

Sowohl ein Stoßwellengenerator als auch ein Lasermikrofon können somit am Fahrzeug montiert werden und benötigen keine mechanische Vorrichtung, durch die diese auf die Schiene abgesenkt werden müssen. Mechanisch sind diese Vorrichtungen daher weniger störanfällig. Außerdem kann eine Messung ohne eine Vorbereitung (Absenken auf die Schiene) vorgenommen werden, wodurch auch kurze Stillstandszeiten für eine Messung der Länge verwendet werden können. Beispielsweise ist es somit auch möglich, während der Fahrt oder bei kurzen Stillstandszeiten die Zuglänge zu überprüfen und hierdurch eine Zugvollständigkeitskontrolle möglich zu machen.Both a shock wave generator and a laser microphone can thus be mounted on the vehicle and do not require a mechanical device by which they have to be lowered onto the rail. Mechanically, these devices are therefore less prone to failure. In addition, a measurement can be carried out without any preparation (lowering onto the rail), which means that short downtimes can also be used to measure the length. For example, it is thus also possible to check the length of the train while the train is in motion or during short downtimes, thereby enabling a train completeness check.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Einleiten und/oder das Aufzeichnen des Schallsignals durch den Schallgenerator und/oder den Schallsensor in jeder der beiden Schienen eines Gleises erfolgt, welches den Verband trägt.According to one embodiment of the invention, it is provided that the sound signal is introduced and / or recorded by the sound generator and / or the sound sensor in each of the two rails of a track that carries the association.

Um in jeder Schiene eine Messung durchführen zu können, müssen für jede Schiene je ein Schallgenerator und ein Schallsensor vorgesehen werden. Auf diese Weise entsteht vorteilhaft Redundanz. Dies bedeutet, dass eine Messung auch durchgeführt werden kann, wenn eines der beiden Systeme ausfällt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass Messfehler bei der Messung eliminiert werden können. Es ist möglich, einen Mittelwert aus den Messwerten beider Systeme zu ermitteln. Auf diese Weise verringert sich statistisch der Messfehler. Eine andere Möglichkeit liegt darin, ein Voting für die ermittelten Messwerte durchzuführen. Nur wenn diese in einem vorbestimmten Toleranzbereich liegen, kann der Messwert als sicher akzeptiert werden. Wird dieses Toleranzfeld verlassen, muss die Messung in diesem Fall verworfen werden und eine entsprechende Fehlerausgabe erfolgen.In order to be able to carry out a measurement in each rail, a sound generator and a sound sensor must be provided for each rail. This advantageously creates redundancy. This means that a measurement can also be carried out if one of the two systems fails. Another possibility is that measurement errors can be eliminated during the measurement. It is possible to determine an average value from the measured values of both systems. In this way, the measurement error is statistically reduced. Another possibility is to carry out a voting for the measured values determined. The measured value can only be accepted as reliable if these are within a predetermined tolerance range. If this tolerance field is left, the measurement must be discarded in this case and a corresponding error output must be issued.

Ein anderer Aspekt liegt darin, dass die Messwerte prinzipbedingt in einer Kurve unterschiedlich ausfallen müssen. Dies liegt daran, dass in einer Kurve (auch bei Weichenüberfahrten) eine Schiene, nämlich die außenliegende, einen größeren Radius beschreibt als die andere (innenliegende). Zwangsläufig sind somit die Signalwege auch unterschiedlich lang.Another aspect is that, due to the principle involved, the measured values must turn out differently in a curve. This is due to the fact that in a curve (even when crossing points) one rail, namely the one on the outside, describes a larger radius than the other (on the inside). The signal paths are inevitably of different lengths.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Einleiten und/oder das Aufzeichnen des Schallsignals durch den Schallgenerator und/oder den Schallsensor bei unterschiedlichen Fahrzeugen mit unterscheidbaren Schallsignalen durchgeführt wird.According to one embodiment of the invention it is provided that the introduction and / or the recording of the sound signal by the sound generator and / or the sound sensor is carried out in different vehicles with distinguishable sound signals.

Die Erzeugung unterschiedlicher Schallsignale kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass unterschiedliche Frequenzen verwendet werden. Es ist dadurch möglich, bei Zügen, die hintereinander auf einem Gleis stehen, die erzeugten Schallsignale eindeutig einem bestimmten Zug zuzuordnen. Die Eigenschaften des erzeugten Schallsignals werden für die betreffende Sensoranordnung über die bestehende Verbindung zwischen Generatoranordnung und Sensoranordnung (beispielsweise über eine Funkschnittstelle oder ein Kabel) übertragen, so dass diese für die Auswertung des Schallsignals zur Verfügung stehen.Different sound signals can be generated, for example, by using different frequencies. This makes it possible to uniquely assign the generated sound signals to a specific train for trains that are standing one behind the other on a track. The properties of the generated sound signal are transmitted to the relevant sensor arrangement via the existing connection between the generator arrangement and the sensor arrangement (for example via a radio interface or a cable) so that they are available for the evaluation of the sound signal.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schallsignale unterschiedlicher Fahrzeuge mit unterscheidbaren Codierungen versehen werden.According to one embodiment of the invention it is provided that the sound signals of different vehicles are provided with distinguishable codings.

Eine Kodierung des Signals hat den großen Vorteil, dass auch eine größere Zahl unterschiedlicher Signale verwendet werden können. Es ist sogar eine zugindividuelle Kodierung möglich.Coding the signal has the great advantage that a larger number of different signals can also be used. A train-specific coding is even possible.

Beispielsweise könnte die verwendete Zugnummer auch für die Kodierung des Signals verwendet werden. Insbesondere in Bahnhöfen, wo ein Bedarf für die Zuglängenermittlung von besonderer Bedeutung ist (wenn zum Beispiel die Zuglänge sich dadurch ändert, dass Zugteile voneinander getrennt werden) ist eine Kodierung von Vorteil, da im Bahnhofsbereich häufig mehrere Züge dicht beieinanderstehen und insofern eine akustische Kopplung über Gleise (Weichen) gegeben sein kann. Eine Kodierung des Signals trägt daher in vorteilhafter Weise dazu bei, die Fehlerwahrscheinlichkeit auf ein Minimum zu reduzieren.For example, the train number used could also be used to encode the signal. Coding is particularly advantageous in train stations, where there is a need to determine train length (for example, if the train length changes because train parts are separated from each other), since several trains are often close together in the train station area and thus an acoustic coupling via Tracks (points) can be given. Coding the signal therefore advantageously helps to reduce the probability of errors to a minimum.

Die Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Fahrzeug) erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass

• das Fahrzeug mit einer einen Schallgenerator aufweisenden Generatoranordnung ausgestattet wird, mit der das Schallsignal in die Schiene einleitbar ist, oder
• mit einer einen Schallsensor aufweisenden Sensoranordnung ausgestattet wird, mit der das Schallsignal aufzeichenbar ist.

The object is achieved according to the invention with the subject matter of the claim (vehicle) specified at the outset in that

• the vehicle is equipped with a generator arrangement having a sound generator with which the sound signal can be introduced into the rail, or
• is equipped with a sensor arrangement having a sound sensor with which the sound signal can be recorded.

Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das aufgezeichnete Schallsignal rechnergestützt bezüglich der Länge des zwischen Schallgenerator und Schallsensor liegenden Schienenabschnitts auswertbar ist, und zwar bevorzugt nach dem vorstehend ausführlich beschriebenen Verfahren.Furthermore, it is provided according to the invention that the recorded sound signal can be evaluated with the aid of a computer with regard to the length of the rail section lying between the sound generator and the sound sensor, specifically preferably according to the method described in detail above.

Damit steht erfindungsgemäß ein Fahrzeug zur Verfügung, welches in einen Fahrzeugverband integriert werden kann und die Durchführung des oben genannten Verfahrens damit ermöglicht. Das Fahrzeug benötigt dafür die notwendige Hardware-Infrastruktur. Hierbei handelt es sich einerseits um die Ausstattung mit einer Generatoranordnung und andererseits um die Ausstattung mit einer Sensoranordnung. Da für die Messung die zwei Fahrzeuge mit einer Sensoranordnung und einer Generatoranordnung notwendig sind, müssen diese beiden Fahrzeuge in den betreffenden Fahrzeugverband aufgenommen werden, um eine Messung durchführen zu können. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Generatoranordnung und/oder die Sensoranordnung über reversibel trennbare mechanische Anschlüsse und Signalanschlüsse verfügen, die eine Auswechselbarkeit und eine Nachrüstbarkeit der Generatoranordnung und/oder der Sensoranordnung ermöglichen.Thus, according to the invention, a vehicle is available which can be integrated into a vehicle formation and thus enables the above-mentioned method to be carried out. The vehicle needs the necessary hardware infrastructure for this. This is, on the one hand, the equipment with a generator arrangement and, on the other hand, the equipment with a sensor arrangement. Since the two vehicles with a sensor arrangement and a generator arrangement are necessary for the measurement, these two vehicles must be included in the relevant vehicle formation in order to be able to carry out a measurement. According to one embodiment of the invention, it is provided that the generator arrangement and / or the sensor arrangement have reversibly separable mechanical connections and signal connections which enable the generator arrangement and / or the sensor arrangement to be exchanged and retrofitted.

Diese Ausgestaltung der Erfindung hat gleich mehrere Vorteile. Einerseits können die Generator Anordnung und/oder die Sensoranordnung für mehrere unterschiedliche Züge verwendet werden. Insbesondere auf Bahnhöfen, auf denen nicht ausgestattete Züge verkehren, kann ohne großen Investitionsaufwand die Zuglänge ermittelt werden, indem die erfindungsgemäße Sensoranordnung und Generatoranordnung an den jeweiligen Enden des Fahrzeugverbandes positioniert werden. Nach der Messung können diese wieder entfernt werden.This embodiment of the invention has several advantages. On the one hand, the generator arrangement and / or the sensor arrangement can be used for several different trains. In particular at train stations on which trains that are not equipped run, the train length can be determined without great investment by positioning the sensor arrangement and generator arrangement according to the invention at the respective ends of the vehicle formation. After the measurement, these can be removed again.

Auch ist es möglich, Züge, die regelmäßig in einem bestimmten Verkehrsnetz verkehren, mit der Sensoranordnung und der Generatoranordnung nachzurüsten. Die Schnittstellen können dann für eine entsprechende Verkabelung verwendet werden. Bei der Nachrüstung ist ein weiterer Vorteil dadurch gegeben, dass die Funktion der Komponenten unabhängig von bereits installierten Zugsicherungssystem des Zuges arbeiten können. Daher wird der mit der Zugsicherungseinrichtung verbundene Standard nicht berührt und es ist keine Neuzulassung für das nachgerüstete Fahrzeug notwendig. Vielmehr können die Werte mittels des erfindungsgemäßen Messsystems (Generatoranordnung und Sensoranordnung) ermittelt werden und als Eingangsgröße in das bestehende Zugsicherungssystem eingegeben werden. Sie ersetzen diesbezüglich lediglich eine manuelle Eingabe beispielsweise durch den Zugführer.It is also possible to retrofit trains that regularly run in a certain traffic network with the sensor arrangement and the generator arrangement. The interfaces can then be used for appropriate cabling. When retrofitting, there is a further advantage that the function of the components can work independently of the train protection system already installed in the train. Therefore, the standard associated with the train protection device is not affected and no new approval is necessary for the retrofitted vehicle. Rather, the values can be determined by means of the measuring system according to the invention (generator arrangement and sensor arrangement) and entered as an input variable into the existing train protection system. In this regard, they merely replace manual input, for example by the train driver.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Generatoranordnung zum Einbau in ein Fahrzeug nach einem der Ansprüche eingerichtet ist oder dass eine Sensoranordnung zum Einbau in ein Fahrzeug der oben beschriebenen Art eingerichtet ist. Die hiermit verbundenen Vorteile sind vorstehend bereits erläutert worden und werden an dieser Stelle nicht noch einmal wiederholt.According to one embodiment of the invention it is provided that a generator arrangement is set up for installation in a vehicle according to one of the claims or that a sensor arrangement is set up for installation in a vehicle of the type described above. The advantages associated with this have already been explained above and will not be repeated again at this point.

Des Weiteren wird ein Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung des genannten erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder dessen Ausführungsbeispielen beansprucht, wobei mittels des Computerprogrammprodukts jeweils das erfindungsgemäße Verfahren und/oder dessen Ausführungsbeispiele durchführbar sind.Furthermore, a computer program product with program instructions for carrying out the mentioned method according to the invention and / or its exemplary embodiments is claimed, the method according to the invention and / or its exemplary embodiments being able to be carried out in each case by means of the computer program product.

Darüber hinaus wird eine Bereitstellungsvorrichtung zum Speichern und/oder Bereitstellen des Computerprogrammprodukts beansprucht. Die Bereitstellungsvorrichtung ist beispielsweise ein Datenträger, der das Computerprogrammprodukt speichert und/oder bereitstellt. Alternativ und/oder zusätzlich ist die Bereitstellungsvorrichtung beispielsweise ein Netzwerkdienst, ein Computersystem, ein Serversystem, insbesondere ein verteiltes Computersystem, ein cloudbasiertes Rechnersystem und/oder virtuelles Rechnersystem, welches das Computerprogrammprodukt vorzugsweise in Form eines Datenstroms speichert und/oder bereitstellt.In addition, a provision device for storing and / or providing the computer program product is claimed. The provision device is, for example, a data carrier that stores and / or provides the computer program product. Alternatively and / or additionally, the provision device is, for example, a network service, a computer system, a server system, in particular a distributed computer system, a cloud-based computer system and / or virtual computer system, which the computer program product preferably stores and / or provides in the form of a data stream.

Die Bereitstellung erfolgt beispielsweise als Download in Form eines Programmdatenblocks und/oder Befehlsdatenblocks, vorzugsweise als Datei, insbesondere als Downloaddatei, oder als Datenstrom, insbesondere als Downloaddatenstrom, des vollständigen Computerprogrammprodukts. Diese Bereitstellung kann beispielsweise aber auch als partieller Download erfolgen, der aus mehreren Teilen besteht und insbesondere über ein Peer-to-Peer Netzwerk heruntergeladen oder als Datenstrom bereitgestellt wird. Ein solches Computerprogrammprodukt wird beispielsweise unter Verwendung der Bereitstellungsvorrichtung in Form des Datenträgers in ein System eingelesen und führt die Programmbefehle aus, sodass das erfindungsgemäße Verfahren auf einem Computer zur Ausführung gebracht wird.It is provided, for example, as a download in the form of a program data block and / or command data block, preferably as a file, in particular as a download file, or as a data stream, in particular as a download data stream, of the complete computer program product. This provision can, for example, also take place as a partial download, which consists of several parts and, in particular, is downloaded via a peer-to-peer network or made available as a data stream. Such a computer program product is read into a system using the supply device in the form of the data carrier, for example, and executes the program commands so that the method according to the invention is carried out on a computer.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben.Further details of the invention are described below with reference to the drawing. The same or corresponding drawing elements are each provided with the same reference numerals and are only explained several times to the extent that there are differences between the individual figures.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also develop the invention independently of one another and are therefore also to be regarded as part of the invention individually or in a combination other than the one shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention that have already been described.

Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs während der Ausführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens als schematische Seitenansicht und
2 ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugs während der Ausführung eines anderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens als Ansicht von oben schematisch.

Show it:

1 an embodiment of the vehicle according to the invention during the execution of an embodiment of the method according to the invention as a schematic side view and
2 another embodiment of the vehicle according to the invention during the execution of another embodiment of the method according to the invention as a view from above schematically.

In 1 ist ein Gleis GL dargestellt, auf dem ein Verband VB von Fahrzeugen FZ1 ... FZ5 fährt. Ver Verband VB wird durch einen Zug gebildet. Das Fahrzeug FZ1 an der Spitze des Verbandes VB ist eine Lokomotive. Diese weist eine Fahrzeugantenne FA1 auf. Diese weist auch eine weitere Antenne AN2 auf, die über Funksignale FS mit einer anderen Antenne AN1 einer Leitzentrale LZ kommunizieren kann. Auch die UWB-Antennen UA1 ... UA5 können untereinander kommunizieren.In 1 is a track GL shown on which a bandage VB of vehicles FZ1 ... FZ5 moves. Ver association VB is formed by a train. The vehicle FZ1 at the head of the association VB is a locomotive. This has a vehicle antenna FA1 on. This also has another antenna AN2 on that via radio signals FS with another antenna AN1 a control center LZ can communicate. Also the UWB antennas UA1 ... UA5 can communicate with each other.

Das letzte Fahrzeug im Verband FZ5 weist ebenfalls eine Fahrzeugantenne FA2 auf. Diese kommuniziert über Funksignale mit der bereits erwähnten Fahrzeugantenne FA1, so dass die Lokomotive (erstes Fahrzeug FZ1) mit dem letzten Fahrzeug FZ5 in kommunikativer Verbindung steht.The last vehicle in the formation FZ5 also has a vehicle antenna FA2 on. This communicates via radio signals with the vehicle antenna already mentioned FA1 so that the locomotive (first vehicle FZ1 ) with the last vehicle FZ5 is in communicative connection.

In 1 ist der Fall dargestellt, das die Fahrzeugantenne FA1 mit der zweiten Fahrzeugantenne FA2 kommuniziert, wobei diese Antennen jeweils auf dem ersten Fahrzeug FZ1 und auf dem letzten Fahrzeug FZ5 des Verbandes VB angeordnet sind. Die zwischen diesen beiden UWB-Antennen ausgetauschten Funksignale FS legen damit die Strecke zurück, die sich zwischen dem ersten Fahrzeug FZ1 und dem letzten Fahrzeug FZ5 des Verbandes erstreckt. Diese Strecke hat einen bestimmten Betrag und wird als Signalweg SW bezeichnet.In 1 the case is shown that the vehicle antenna FA1 with the second vehicle antenna FA2 communicates, these antennas each on the first vehicle FZ1 and on the last vehicle FZ5 of the association VB are arranged. The radio signals exchanged between these two UWB antennas FS thus cover the distance between the first vehicle FZ1 and the last vehicle FZ5 of the association extends. This distance has a certain amount and is called the signal path SW designated.

Unter der Ausdehnung des Verbandes VB werden die realen Gegebenheiten verstanden, die den Signalweg SW erzeugen. Dieser muss nicht notwendigerweise der realen Zuglänge entsprechen. Dies hängt davon ab, wo auf dem Verband die Fahrzeugantennen FA eins, FA zwei vorgesehen sind. Der 1 lässt sich entnehmen, dass die Fahrzeugantennen sich auf den jeweiligen Fahrzeugen in der Mitte befinden, so das zu dem tatsächlichen Fahrzeugende jeweils beim ersten Fahrzeug FZ1 ein Abstand ADD1 und beim letzten Fahrzeug FZ5 ein Abstand ADD2 hinzukommt.Under the expansion of the bandage VB the real conditions that affect the signal path are understood SW produce. This does not necessarily have to correspond to the real train length. This depends on where on the association the vehicle antennas FA one, FA two are provided. the 1 it can be seen that the vehicle antennas are located on the respective vehicles in the middle, so that at the actual end of the vehicle in each case with the first vehicle FZ1 a distance ADD1 and the last vehicle FZ5 a distance ADD2 come in addition.

In 1 ist weiterhin zu erkennen, dass auf dem ersten Fahrzeug FZ1 eine Sensoranordnung SSN am Fahrzeugboden untergebracht ist. Auf dem letzten Fahrzeug FZ5 ist ein der Generator Anordnung DNA vorgesehen, mit der Schall erzeugt werden kann. Auch diese befindet sich am Fahrzeugboden. Wird von der Generator Anordnung GNA Schall imitiert, so wird dieser auch in das Gleis GL eingeleitet und breitet sich in der betreffenden Schiene unter anderem in Richtung des ersten Fahrzeugs FZ1 aus. Der Schall kann dort durch die Sensoranordnung es SNA detektiert werden.In 1 you can still see that on the first vehicle FZ1 a sensor arrangement SSN is housed on the vehicle floor. On the last vehicle FZ5 is a generator arrangement DNA provided with which sound can be generated. This is also located on the vehicle floor. Used by the generator arrangement GNA Imitates sound, so it is also in the track GL initiated and spreads in the relevant rail, among other things, in the direction of the first vehicle FZ1 out. The sound can there through the sensor arrangement SNA can be detected.

Für den Abstand zwischen der Generatoranordnung GNA und der Sensoranordnung SNA gilt das zu den Fahrzeugantennen FA1 und FA2 oben Angegebene entsprechend. Somit ergibt sich auch der Signalweg SW. Dass der Signalwege übereinstimmen, kann zu einem Vergleich der Laufzeiten genutzt werden, um eine Synchronisierung zu gewährleisten (hierzu im Folgenden noch mehr).For the distance between the generator arrangement GNA and the sensor arrangement SNA this applies to the vehicle antennas FA1 and FA2 Above specified accordingly. This also results in the signal path SW . The fact that the signal paths match can be used to compare the transit times in order to ensure synchronization (more on this below).

Für die Bewältigung des Signalweges SW benötigt der Schall in der Schiene eine bestimmte Zeit. Diese kann durch ein Laufzeitverfahren ermittelt werden. Aus der Laufzeit ergibt sich somit der Signalweg SW und unter Berücksichtigung der Abstände ADD1, ADD2 die genaue Zuglänge.For coping with the signal path SW the sound needs a certain time in the rail. This can be determined using a runtime method. The signal path is thus derived from the transit time SW and taking into account the distances ADD1 , ADD2 the exact train length.

Um das Verfahren zuverlässig durchführen zu können, sind in dem Fahrzeug FZ1 eine Steuerung ST1 und in dem Fahrzeug FZ2 eine Steuerung ST2 vorgesehen. Diese sind jeweils mit den Fahrzeugantennen FA1, FA2 zwei sowie jeweils mit der Generatoranordnung GNA und der Sensoranordnung SNA verbunden, wie dies in 1 angedeutet ist. Außerdem ist die Steuerung ST1 mit der Steuerung ST2 über eine Kabelverbindung KV verbunden. Eine Verbindung besteht auch zu der Fahrzeugsteuerung FST im ersten Fahrzeug FZ1 (Lokomotive).In order to be able to carry out the method reliably, there are in the vehicle FZ1 a controller ST1 and in the vehicle FZ2 a controller ST2 intended. These are each with the vehicle antennas FA1 , FA2 two as well as each with the generator arrangement GNA and the sensor arrangement SNA connected as this in 1 is indicated. Also, the controls ST1 with the controller ST2 via a cable connection KV connected. There is also a connection to the vehicle control system FST in the first vehicle FZ1 (Locomotive).

Sowohl die Kabelverbindung KV wie auch die Funkverbindung zwischen den Fahrzeugantennen FA1, FA2 kann zur Synchronisierung der Sensoranordnung SNA mit der Generatoranordnung GNA verwendet werden. Es kann ermittelt werden, wann der Schallgenerator SGN das Schallsignal erzeugt, sodass die Laufzeit bis zur Detektierung mittels der Sensoranordnung SNA ermittelt werden kann. Hierbei wird der Effekt ausgenutzt, dass die Ausbreitung des Signals zur Synchronisierung in der Kabelverbindung KV oder des Funksignals FS bedeutend schneller ist als die Ausbreitung des Schallsignals im Gleis GL, wobei die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Synchronisierungssignals bei der Berechnung berücksichtigt werden kann.Both the cable connection KV as well as the radio link between the vehicle antennas FA1 , FA2 can be used to synchronize the sensor arrangement SNA with the generator arrangement GNA be used. It can be determined when the sound generator SGN the sound signal is generated, so that the transit time to detection by means of the sensor arrangement SNA can be determined. Here, the effect is used that the propagation of the signal for synchronization in the cable connection KV or the radio signal FS is significantly faster than the propagation of the sound signal in the track GL , whereby the speed of propagation of the synchronization signal can be taken into account in the calculation.

Zum Steuern des Verfahrens arbeiten die Steuerungen ST1 der Sensoranordnung SNA und die Steuerung ST2 der Generatoranordnung GNA zusammen. Über die Kabelverbindung KV oder die Funkschnittstelle, gebildet aus den Fahrzeugantennen FA1, FA2, kann auch eine Kommunikation der Steuerungen ST1, S2, d. h. die Übertragung von Informationen erfolgen. Weiterhin ist die Steuerung ST1 im ersten Fahrzeug FZ1 mit einer Fahrzeugsteuerung FST verbunden, so dass eine Weiterverarbeitung der Daten im Fahrzeug erfolgen kann. Zum Beispiel kann die ermittelte Länge des Verbandes von Fahrzeugen auf diese Weise bei der Zugsteuerung berücksichtigt werden. Zu diesem Zweck kann das erste Fahrzeug FZ1 in der beschriebenen Weise auch mit der Leitzentrale LZ kommunizieren.The controls operate to control the process ST1 the sensor arrangement SNA and the controls ST2 the generator arrangement GNA together. Via the cable connection KV or the radio interface, formed from the vehicle antennas FA1 , FA2 , can also be a communication between the controls ST1 , S2 , ie the transfer of information is carried out. Furthermore, the control ST1 in the first vehicle FZ1 with a vehicle control FST connected so that further processing of the data can take place in the vehicle. For example, the determined length of the formation of vehicles can be taken into account in the train control in this way. For this purpose the first vehicle can FZ1 in the manner described also with the control center LZ communicate.

In 2 ist ein Verband VB von Fahrzeugen FZ1 ... FZ5 von oben dargestellt. Dieser befindet sich in einer Kurvenfahrt. Das Gleis GL ist als strichpunktierte Linie angedeutet, wobei die Kurve der Einfachheit halber als Kreisbogen dargestellt ist.In 2 is an association VB of vehicles FZ1 ... FZ5 shown from above. This is cornering. The track GL is indicated as a dash-dotted line, the curve being shown as a circular arc for the sake of simplicity.

Das Gleis wird durch eine innere Schiene SI und eine äußere Schiene SA gebildet. Da die innere Schiene einen kleineren Radius hat als die äußere Schiene, sind die Signalwege in den Schienen unterschiedlich lang. Die Steuerungen ST1, ST2 können dies berücksichtigen, indem sie aus den beiden Messwerten für die Signalwege den Mittelwert bilden. Außerdem trägt die Verwendung von je zwei Generatoranordnungen GNAI, GNAA und zwei Sensoranordnung SNAI, SNAA zu einer größeren Sicherheit bei, da der Ausfall eines der beiden Systeme kompensiert werden kann.The track is through an inner rail SI and an outer rail SA educated. Since the inner rail has a smaller radius than the outer rail, the signal paths in the rails are of different lengths. The controls ST1 , ST2 can take this into account by calculating the mean value from the two measured values for the signal paths. In addition, the use of two generator assemblies each contributes GNAI , GNAA and two sensor array SNAI , SNAA contributes to greater security, as the failure of one of the two systems can be compensated for.

Es wird deutlich, dass bei einer Anordnung einer Fahrzeugantenne FA1 auf dem ersten Fahrzeug FZ1 und einer Fahrzeugantenne FA2 auf dem letzten Fahrzeug FZ5 des Verbandes VB die gemessene Distanz (SW1 in 1) in 2 einer Sekante SK1 entspricht, welche den durch das Gleis GL beschriebenen Kreisbogen genau in den Punkten schneidet, wo sich die Fahrzeugantennen befinden. Diese Distanz ist daher kürzer als die über dem Gleis gemessene Länge des Verbandes VB bzw. der Abstand über dem Gleis GL zwischen den Fahrzeugantennen, der genau auf dem Kreisbogen des Gleises GL liegt. Da die Ausbreitung der Funksignale jedoch bedeutend schneller erfolgt als die Ausbreitung der Schallsignale, kann der daraus resultierende Messfehler bei der Synchronisierung von Generatoranordnung und Sensoranordnung außer Acht gelassen werden.It is clear that with an arrangement of a vehicle antenna FA1 on the first vehicle FZ1 and a vehicle antenna FA2 on the last vehicle FZ5 of the association VB the measured distance (SW1 in 1 ) in 2 corresponds to a secant SK1, which corresponds to that through the track GL described arc cuts exactly in the points where the vehicle antennas are. This distance is therefore shorter than the length of the formation measured over the track VB or the distance above the track GL between the vehicle antennas, which is exactly on the arc of the track GL located. However, since the propagation of the radio signals is significantly faster than the propagation of the sound signals, the resulting measurement error when synchronizing the generator arrangement and the sensor arrangement can be disregarded.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

LZLZ: LeitzentraleControl center
GLGL: Gleistrack
VBVB: VerbandAssociation
FZ1 ... FZ5FZ1 ... FZ5: Fahrzeugvehicle
KPKP: Kupplung coupling
GNA, GNAI, GNAAGNA, GNAI, GNAA: GeneratoranordnungGenerator arrangement
SGNSGN: SchallgeneratorSound generator
SNA, SNAI, SNAASNA, SNAI, SNAA: SensoranordnungSensor arrangement
SSNSSN: SchallsensorSound sensor
SWSW: SignalwegSignal path
ST1 ... ST2ST1 ... ST2: Steuerungsteering
FA1 ... FA2FA1 ... FA2: FahrzeugantenneVehicle antenna
AN1, AN2AN1, AN2: Antenneantenna
FSFS: FunksignalRadio signal
KVKV: Kabelverbindung Cable connection
ADD1 ... ADD2ADD1 ... ADD2: Abstanddistance
SKSK: Sekantesecant
SISI: innere Schieneinner rail
SASA: äußere Schieneouter rail

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 2004/0261533 A1 [0004]

Claims

Method for determining a parameter of a rail-bound association (VB) of vehicles (FZ1 ... FZ5), which depends on the length of the association (VB), the parameter taking into account the propagation of acoustic sound signals in a rail that the association (VB) is determined, characterized in that • a vehicle (FZ1 ... FZ5) is equipped with a generator arrangement (GNA, GNAI, GNAA) having a sound generator (SGN), with which the sound signal is introduced into the rail , • Another vehicle (FZ1 ... FZ5) is equipped with a sensor arrangement (SNA, SNAI, SNAA) with a sound sensor (SSN) with which the sound signal is recorded. SGN) and sound sensor (SSN) lying rail section is evaluated.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that the length of the rail section is determined by determining the transit time of the sound signal from the sound generator (SGN) to the sound sensor (SSN).

Method according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the sound generator (SGN) sends a synchronization signal to the sound sensor (SSN) via a wired connection or over the air synchronously with the introduction of the sound signal.

Method according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the sound sensor (SSN) sends an activation signal to the sound generator (SGN) which triggers the introduction of the sound signal.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that of the sound generator (SGN) and the sound sensor (SSN) one in the first vehicle (FZ1 ... FZ5) and the other in the last vehicle (FZ1 ... FZ5) of the association (VB) is arranged.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that for the first vehicle (FZ1 ... FZ5) and / or for the last vehicle (FZ1 ... FZ5) a distance is added to the length of the rail section which extends through the Distance (ADD1 ... ADD2) of the sound generator (SGN) and / or the sound sensor (SSN) from the front of the bandage (VB) and / or the back of the bandage (VB) results.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the introduction and recording of the sound signal are carried out while the unit (VB) is at a standstill.

Procedure according to Claim 7 , characterized in that the sound generator (SGN) and / or the sound sensor (SSN) is mechanically coupled to the rail for the introduction and / or recording of the sound signal.

Method according to one of the Claims 1 until 7th , characterized in that the sound signal is initiated and / or recorded by the sound generator (SGN) and / or the sound sensor (SSN) with the rail in a contactless manner.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sound signal is initiated and / or recorded by the sound generator (SGN) and / or the sound sensor (SSN) in each of the two rails of a track (GL) which connects the formation ( VB) carries.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sound signal is initiated and / or recorded by the sound generator (SGN) and / or the sound sensor (SSN) in different vehicles (FZ1 ... FZ5) with distinguishable sound signals.

Procedure according to Claim 11 , characterized in that the sound signals of different vehicles (FZ1 ... FZ5) are provided with distinguishable codes.

Vehicle (FZ1 ... FZ5), set up to carry out a method for determining a parameter of a rail-bound association (VB) of vehicles (FZ1 ... FZ5), which depends on the length of this association (VB), where • said Vehicle (FZ1 ... FZ5) belongs to the association (VB) of vehicles (FZ1 ... FZ5), • the parameter can be determined taking into account the propagation of acoustic sound signals in a rail that carries the association (VB), characterized in that • the vehicle (FZ1 ... FZ5) is equipped with a generator arrangement (GNA, GNAI, GNAA) having a sound generator (SGN) with which the sound signal can be introduced into the rail, or • with a sound sensor ( SSN) having sensor arrangement (SNA, SNAI, SNAA) is equipped with which the sound signal can be recorded.

Vehicle (FZ1 ... FZ5) to Claim 13 , characterized in that the Generator arrangement (GNA, GNAI, GNAA) and / or the sensor arrangement (SNA, SNAI, SNAA) have reversibly separable mechanical connections and signal connections, which can be exchanged and retrofitted to the generator arrangement (GNA, GNAI, GNAA) and / or the sensor arrangement ( SNA, SNAI, SNAA).

Generator arrangement (GNA, GNAI, GNAA) characterized in that the generator arrangement (GNA, GNAI, GNAA) for installation in a vehicle (FZ1 ... FZ5) according to one of the Claims 13 or 14th is set up.

Sensor arrangement (SNA, SNAI, SNAA), characterized in that the sensor arrangement (SNA, SNAI, SNAA) for installation in a vehicle (FZ1 ... FZ5) according to one of the Claims 13 or 14th is set up.

Computer program product with program instructions for performing the method according to one of the Claims 1 - 12th .

Provision device for the computer program product according to Claim 17 , wherein the provision device stores and / or provides the computer program product.