DE19711772C1 - Test device for checking completeness of multi-wagon transport forms, mainly rail based - Google Patents
Test device for checking completeness of multi-wagon transport forms, mainly rail basedInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung für Transportmittel mit mehreren Transporteinheiten von denen mindestens eine angetrieben ist, insbesondere für Schienenfahrzeuge mit mindestens einer Antriebseinheit und wenigstens einem angekoppelten Waggon, mit einer Überwachungseinheit, einer Prüfleitung und wenigstens einer der Prüfleitung zugeordneten Kupplung, sowie ein Verfahren zum Betreiben der Prüfvorrichtung.The invention relates to a test device for means of transport with several Transport units of which at least one is driven, in particular for Rail vehicles with at least one drive unit and at least one coupled Waggon, with a monitoring unit, a test line and at least one of the Test line assigned coupling, and a method for operating the test device.
Zur Überprüfung der Vollständigkeit von Transportmitteln mit mehreren Transporteinheiten, insbesondere Schienenfahrzeuge, werden im wesentlichen Verfahren eingesetzt, die stationär bestimmte Streckenabschnitte überwachen und nur dann die überwachten Strecken für andere Transportmittel freigeben, wenn der Abschnitt als frei erkannt wird. Meist werden Streckenabschnitte blockiert, die wesentlich größer sind als die Länge der sich darauf bewegenden Transportmittel. Bei ungewollten Trennung der Transportmittel, insbesondere Zugtrennungen, wird der Streckenabschnitt über längere Zeit völlig gesperrt, bis die Betriebsstörung erkannt und beseitigt ist.To check the completeness of means of transport with several transport units, rail vehicles in particular, are essentially used processes that are stationary monitor certain sections of the route and only then monitor the monitored sections for others Release means of transport when the section is recognized as free. Mostly Blocked sections of road that are significantly larger than the length of the road moving means of transport. Unintentional separation of the means of transport, in particular Train separations, the route section is completely blocked for a long time until the Malfunction is recognized and remedied.
Um den zukünftigen Mobilitäts- und Transportbedarf abzudecken und auch wirtschaftlich umsetzen zu können, bedarf es deutlicher Verbesserungen der Flexibilität und der Produktivität heutiger Betriebsabläufe im Schienennetz der Bahn. Insbesondere das in der Bahn-Leittechnik angewandte stationäre Blockverfahren zur Überprüfung der Zugvollständigkeit innerhalb überwachter Streckenabschnitte wirkt sich stark durchsatzbegrenzend aus und behindert damit die wünschenswerte Erhöhung der Zugfrequenzen, insbesondere auf Hauptstrecken. Die im Zusammenhang mit diesem Verfahren eingesetzten streckenseitig verkabelten Sensoren für die Gleisfreimeldung, wie Achszähler oder Gleisstromkreise, verursachen hohe Investitions- und Wartungskosten.To cover future mobility and transport needs and also economically To be able to implement this requires significant improvements in flexibility and Productivity of today's operations in the rail network. In particular that in the Railway control technology applied stationary block procedures to check the Train completeness within monitored sections has a strong impact throughput limiting and thus hinders the desirable increase in Train frequencies, especially on main routes. The related to this Method used track-side wired sensors for track vacancy detection, such as Axle counters or track circuits cause high investment and maintenance costs.
Neben stationär an der Strecke installierten Vorrichtungen und Datennetzen in modernen Zügen ist bekannt, Zugschlußgeräte am Ende des letzten Wagens zu befestigen. Diese sogen. End-Of-Train-Devices werden insbesondere in USA eingesetzt. Dabei ist allerdings zu beachten, daß bei herkömmlichen Güterwagen neben der mechanischen Verbindung die Druckluftleitung für die Bremsanlage die einzige durchgehende Verbindung auf dem Zug darstellt. Elektrische Leitungen sind in diesem Fall in den Waggons 5 nicht vorhanden.In addition to stationary devices and data networks installed on the route in modern trains, it is known to attach train connection devices at the end of the last car. These so-called End-of-train devices are used particularly in the USA. It should be noted, however, that in conventional freight cars, in addition to the mechanical connection, the compressed air line for the brake system is the only continuous connection on the train. In this case, electrical lines are not present in the wagons 5 .
Die Zugschlußgeräte überwachen permanent zugrelevante Parameter, insbesondere den Luftdruck auf der Bremsleitung, den Ort und/oder die Geschwindigkeit. Die Informationen werden per Funk an einen Empfänger auf der Lokomotive übertragen und dort mit den entsprechenden Daten verglichen, die zuvor von den Einrichtungen der Lokomotive ermittelt wurden. Die elektrische Energieversorgung des Zugschlußgerätes wird mit Akkumulatoren sichergestellt. Alternativ kann auch die Druckluft des Bremssystems zur elektrischen Energieerzeugung verwendet werden. Aber auch in diesem Fall werden ebenfalls Akkumulatoren benötigt, um die erzeugte elektrische Energie zwischenzuspeichern.The train termination devices monitor permanently relevant parameters, in particular the Air pressure on the brake line, location and / or speed. The information are transmitted by radio to a receiver on the locomotive and there with the corresponding data compared previously determined by the locomotive facilities were. The electrical power supply of the train termination device is made with accumulators ensured. Alternatively, the compressed air of the brake system can be used for electrical Power generation can be used. But also in this case too Accumulators are required to temporarily store the electrical energy generated.
Diese Zugschlußgeräte besitzen jedoch Nachteile, die zwar bei den amerikanischen Bahn- Betriebsbedingungen nicht gravierend erscheinen, aber unter europäischen Gesichtspunkten nicht vernachläßigbar sind. So kann z. B. bei langen Güterzügen auf kurvenreichen Tunnelstrecken die Funkverbindung zwischen dem letzten Wagen und der Lokomotive zeitweise abreißen. Weiterhin müssen die unhandlichen und schweren Zugschlußgeräte vorn Rangierpersonal zwischen letztem Wagen und Lagerstation transportiert werden, und durch logistische Maßnahmen muß die sichere Verfügbarkeit solcher Geräte an den Rangierbahnhöfen sichergestellt werden. Ferner ist eine Prozedur zur Abstimmung des lokomotivseitigen Empfängers auf das zugehörige Zugschlußgerät erforderlich, zu deren Durchführung die Unterstützung durch das Rangierpersonal benötigt wird. Die Summe dieser Nachteile läßt den Einsatz solcher Zugschlußgeräte unter europäischen Bedingungen, insbesondere im Güterverkehr mit vielen Rangiervorgängen bei relativ kurzen Laufstrecken, wenig praktikabel erscheinen.However, these train termination devices have disadvantages, which are Operating conditions do not seem serious, but from a European point of view are not negligible. So z. B. on long freight trains on winding roads Tunnel routes the radio link between the last car and the locomotive temporarily tear off. Furthermore, the bulky and heavy train termination devices must be in the front Shunting personnel are transported between the last car and the storage station, and through logistical measures must ensure the safe availability of such devices to the Marshalling yards can be ensured. There is also a procedure for coordinating the locomotive-side receiver on the associated train termination device required to their Support from the shunting staff is required. The sum of these Disadvantages are the use of such train termination devices under European conditions, especially in freight transport with many maneuvering operations over relatively short distances, appear to be less practical.
In der DE-A1 42 11 377 ist ein Prüfverfahren zur Zugvollständigkeitsprüfung für Reisezugwagen offenbart. Die für das Verfahren verwendete Vorrichtung ist mit einer Kopfstation mit einer Überwachungseinheit, den einzelnen Waggons zugeordneten Schaltungs- und Verstärkereinrichtungen, einer Prüfleitung zwischen den Waggons und der Prüfleitung zugeordneten Hochfrequenz-Kupplungen ausgestattet. Mit einem Algorithmus wird über die Prüfschaltungen auf den einzelnen Waggons mittels Hochfrequenz- Reflexionsmeßverfahren die Zugvollständigkeit geprüft. Dabei werden zwei Hochfrequenzsignale mit unterschiedlicher Frequenz eingesetzt. Ist eine Leitung offen, wird dies durch Reflexion des in die Prüfleitung eingespeisten Hochfrequenzsingals am offenen Prüfleitungsende offenkundig. Bei geschlossener Verbindung wird keine Reflexion des eingespeisten Hochfrequenzsignals beobachtet. Die Prüfleitung besteht der Redundanz wegen aus zwei Leitungen. Die Prüfung ist in beiden Richtungen möglich. Die Prüfung der Kupplung zum nachfolgenden Waggon wird jeweils individuell für jede einzelne Kupplung ausgewertet. Zwischen die einzelnen Prüfleitungsstücke zwischen den Waggons sind auf jedem Waggon Verstärker zwischengeschaltet. Werden Waggons getauscht und in anderer Reihenfolge angekuppelt, werden geschlossenen Kupplungen mit einem Kreuz-Abfrage- Algorithmus geprüft. Das Verfahren setzt jedoch eine entsprechende aufwendige elektrische und elektronische Ausstattung in jedem einzelnen Waggon voraus.DE-A1 42 11 377 describes a test method for completeness testing for Passenger coaches revealed. The device used for the method is with a Head station with a monitoring unit assigned to the individual wagons Circuit and amplifier devices, a test line between the wagons and the Test line assigned high-frequency couplings. With an algorithm is carried out via the test circuits on the individual wagons using high-frequency Reflection measurement procedure checked the train completeness. This will be two High-frequency signals with different frequencies are used. If a line is open, this by reflecting the high-frequency signal fed into the test line at the open Obviously the end of the test lead. When the connection is closed, no reflection of the fed high-frequency signal observed. The test management is there for redundancy from two lines. The test is possible in both directions. Checking the Coupling to the following wagon is individual for each individual coupling evaluated. Between the individual test line pieces between the wagons are on every wagon amplifier interposed. Are wagons exchanged and in other Order coupled, closed couplings are cross-queried Algorithm checked. However, the method requires a correspondingly complex electrical and electronic equipment in every single wagon ahead.
Ein ähnliches Verfahren zur Zugvollständigkeitsprüfung von Reisezugwagen ist aus der DE- A1 43 07 897 bekannt. Diese Zugvollständigkeitsprüfung ist jedoch vorrangig bei mit Zugbegleitpersonal besetzten Reisezugwagen einsetzbar. Aus der DE-C2 36 41 037 ist ein Verfahren bekannt, bei dem zur Erfassung von Zustandsinformationen die Eisenbahnwaggons mit Überwachungssensoren versehen sind. Aus der DE-A1 38 40 844 ist eine Zugvollständigkeitsprüfvorrichtung bekannt, bei der mittels zusätzlichen Blinddosen im Bereich von Kupplungsdosen der einzelnen Waggons Teile der in Reisezugwagen üblichen zwölfadrigen elektrischen Durchgangsleitungen bei ordnungsgemäß gekuppelten Waggons kurzgeschlossen sind. Aus der DE-A1 42 42 649 ist ein optischer Koppler zur Informationsübertragung bei Schienenfahrzeugen beschrieben, welche mit Lichtwellenleitern ausgestattet sind. In der JP-C 55-124 040 ist eine weitere Anordnung zur Zustandsprüfung der Lokomotive eines Zuges bekannt, bei der ein separates Testgerät die Funktion der Lokomotive prüft.A similar procedure for the train completeness check of passenger coaches is from DE A1 43 07 897 known. However, this train completeness check is primarily with Train attendants can use occupied passenger coaches. From DE-C2 36 41 037 is a Method known in which the railway wagons for recording status information are equipped with monitoring sensors. From DE-A1 38 40 844 is one Train completeness test device is known, in which by means of additional dummy boxes in Range of coupling sockets of the individual wagons, parts of the usual ones in passenger coaches twelve-core electrical feed-through cables in properly coupled wagons are short-circuited. From DE-A1 42 42 649 an optical coupler is used Information transmission in rail vehicles described, which with optical fibers are equipped. In JP-C 55-124 040 there is a further arrangement for checking the condition of the Locomotive of a train known, in which a separate test device the function of Locomotive checks.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige, zuverlässige und einfache Prüfvorrichtung für Transportmittel mit mehreren Transporteinheiten für die Vollständigkeits prüfung anzugeben, welche sowohl auf Transportmitteln mit wenigen als auch mit vielen Transporteinheiten verwendbar ist, sowie ein Verfahren zum Betreiben der Prüfvorrichtung. The object of the invention is to be an inexpensive, reliable and simple Test device for means of transport with several transport units for completeness Specify the test, both on means of transport with few and with many Transport units can be used, as well as a method for operating the test device.
Insbesondere soll die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung auch auf in Betreib befindlichen Transportmitteln leicht nachrüstbar sein.In particular, the test device according to the invention is also intended to be in operation Means of transport can be easily retrofitted.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weiterführende und vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen und der Beschreibung zu ent nehmen.The object is solved by the features of the independent claims. Further and advantageous refinements can be found in the subclaims and the description to take.
Die Erfindung besteht darin, daß eine zentrale Überwachungseinheit 1 vorgesehen ist und daß eine Prüfleitung 3 von der Überwachungseinheit 1 durch alle Transporteinheiten des Transportmittels geführt ist.The invention consists in that a central monitoring unit 1 is provided and that a test line 3 is guided by the monitoring unit 1 through all the transport units of the means of transport.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird eine autarke sicherheitsrelevante Zugvoll ständigkeitsprüfung am Zug erreicht.The configuration according to the invention makes an autonomous safety-relevant train full endurance test on the train reached.
Vorzugsweise ist die Prüfleitung 3 aus Stücken zusammengesetzt, besonders bevorzugt ent hält jede Transporteinheit ein Prüfleitungsstück, das von einem Ende zum anderen Ende der Transporteinheit reicht. Der Vorteil besteht darin, daß jede Transporteinheit mit jeder ande ren gekuppelt werden kann und die Prüfeinrichtung in Transportmitteln mit an sich beliebi ger Zahl von Transporteinheiten verwendet werden kann.The test line 3 is preferably composed of pieces, particularly preferably each transport unit contains a test line piece which extends from one end to the other end of the transport unit. The advantage is that each transport unit can be coupled to each other and the test device can be used in transport means with any number of transport units.
Zweckmäßigerweise weisen die Prüfleitungsstücke am Übergang zwischen einzelnen Trans porteinheiten eine Kupplung auf, wobei die Kupplung eine Wellenreflexionsstelle bilden kann, an der elektromagnetische, elektrische und/oder optische Wellen teilweise reflektiert werden.The test line pieces expediently point at the transition between individual trans port units on a coupling, the coupling forming a wave reflection point can partially reflect electromagnetic, electrical and / or optical waves will.
Die Prüfleitung 3 an einer endseitigen Transporteinheit weist einen definierten Abschluß auf, insbesondere einen definierten elektrischen und /oder optischen Abschluß.The test line 3 on an end-side transport unit has a defined termination, in particular a defined electrical and / or optical termination.
In einer Ausführungsform ist die Prüfleitung 3 aus einer optischen Lichtleitfaser gebildet. In einer anderen Ausführungsform ist die Prüfleitung 3 durch eine elektrische Leitung gebildet. In einer weiteren Ausführungsform ist die Prüfleitung 3 sowohl aus elektrischen als auch aus optischen Leitungen gebildet. In one embodiment, the test line 3 is formed from an optical fiber. In another embodiment, the test line 3 is formed by an electrical line. In a further embodiment, the test line 3 is formed from both electrical and optical lines.
Besonders günstig ist, wenn die Prüfleitung 3 durch eine elektrische Doppelleitung gebildet ist, insbesondere eine Koaxialleitung und/oder eine verdrillte Doppelleitung, vorzugsweise mit geringem Wellenwiderstand.It is particularly favorable if the test line 3 is formed by an electrical double line, in particular a coaxial line and / or a twisted double line, preferably with a low characteristic impedance.
Vorteilhaft ist, wenn die Prüfleitungsstücke untereinander im wesentlichen gleiche elektri sche oder optische Eigenschaften aufweisen. In diesem Fall sind einzelne Transporteinheiten besonders einfach austauschbar.It is advantageous if the test line pieces are essentially the same electri have cal or optical properties. In this case there are individual transport units particularly easy to replace.
Besonders günstig ist, wenn jedes Ende der Prüfleitung 3 gleiche, selbstabbildend ausgebil dete Verbindungsvorrichtungen aufweist, wobei beliebige Paare solcher Verbindungsvor richtungen miteinander verkuppelbar sind. Damit ist gewährleistet, daß einzelne Transpor teinheiten mit beliebigen anderen verkuppelbar sind.It is particularly advantageous if each end of the test line 3 has the same, self-imaging connecting devices, any pairs of such connecting devices being able to be coupled to one another. This ensures that individual transport units can be coupled with any other.
Ein bevorzugtes Verfahren besteht darin, vom Prüfgerät einen Prüfpuls auszusenden und die Laufzeit und/oder die endseitige Flankenfonn des Pulses und/oder die Zahl der an den Wel lenreflexionsstellen der Prüfleitung 3 reflektierten Signale zu registrieren und/oder auszu werten. Besonders vorteilhaft ist, einen Ausgangszustand in einem ersten Prüfvorgang zu registrieren und nachfolgend wenigstens einmal der Prüfvorgang zu wiederholen und bei Abweichung vom Ausgangszustand ein Signal auszulösen, das den Fehler anzeigt.A preferred method is to send out a test pulse from the test device and to register and / or evaluate the transit time and / or the flank end of the pulse and / or the number of signals reflected at the wave reflection points on the test line 3 . It is particularly advantageous to register an initial state in a first test process and then to repeat the test process at least once and to trigger a signal indicating the error in the event of a deviation from the initial state.
Vorteilhaft ist, die Dauer eines Rechteck-Prüfpulses größer als die doppelte Laufzeit des Prüfpulses durch die Prüfleitung zu wählen.It is advantageous that the duration of a rectangular test pulse is greater than twice the running time of the Test pulse to be selected by the test management.
Ein weiteres bevorzugtes und besonders einfaches Verfahren besteht darin, den Leitungswi derstand der Prüfleitung 3 mit Gleich- und/oder Wechselstrom zu bestimmen.Another preferred and particularly simple method is to determine the line resistance of the test line 3 with direct and / or alternating current.
Im folgenden sind die Merkmale, soweit sie für die Erfindung wesentlich sind, eingehend erläutert und anhand von einer Figur näher beschrieben. Es zeigen:In the following the features, insofar as they are essential for the invention, are detailed explained and described in more detail with reference to a figure. Show it:
Fig. 1 einen Güterzug mit einer Prüfeinrichtung und Fig. 1 is a freight train with a test facility and
Fig. 2 eine Prüfeinrichtung in einem Zug mit Überwachungseinheit 1 und Prüfleitung 3 mit dem zugehörigen TDR-Spektrum mit verschiedenen Abschlußwiderständen Fig. 2 shows a test device in a train with monitoring unit 1 and test line 3 with the associated TDR spectrum with different terminating resistors
Die Beispiele der Beschreibung betreffen im wesentlichen Züge, die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Art von Transportmitteln eingeschränkt. Sie eignet sich auch für andere schienengebundene oder nicht schienengebundene Transportmittel, die aus mehreren gekup pelten Transporteinheiten bestehen.The examples of the description are essentially trains, but the invention is not limited to this type of transportation. It is also suitable for others Rail-bound or non-rail-bound means of transport consisting of several kup pelt transport units exist.
Wegen der gewünschten geringen Zugfolgezeiten auf dicht befahrenen Hauptstrecken soll die Erkennungszeit für eine unbeabsichtigte Zugtrennung geringer als ca. 4 Sekunden sein. Bei langen Güterzügen treten Zuglängen von etwa 700 m auf, was ca. 60-70 Waggons 5 entspricht. Die Ortsauflösung eines ortsaiflösenden Prüfverfahrens muß daher mindestens gleich oder besser als ca. 2% sein.Due to the desired short train follow-up times on busy main lines, the detection time for an unintentional train separation should be less than approx. 4 seconds. Long freight trains have train lengths of around 700 m, which corresponds to approx. 60-70 wagons 5 . The spatial resolution of a test method that removes local soap must therefore be at least equal to or better than approx. 2%.
Gleichzeitig muß die Energieversorgung der Prüfeinrichtung unproblematisch sein, und es muß sichergestellt sein, daß beliebige Zuglängen sicher überwacht werden können. Insbe sondere soll die Prüfeinrichtung auch für Güterzüge, die lediglich auf der Lokomotive eine Energiequelle aufweisen, verwendbar sein.At the same time, the power supply to the test facility must be unproblematic, and it it must be ensured that any train lengths can be safely monitored. In particular In particular, the test facility should also be used for freight trains that only have a locomotive Have energy source, can be used.
Die Erfindung besteht dann, daß eine zentrale Überwachungseinheit 1, insbesondere auf der Lokomotive 2, vorgesehen ist und daß eine Prüfleitung 3 oder mehrere Prüfleitungen 3 von der Überwachungseinheit 1 durch alle Transporteinheiten 4 geführt ist. Die Überwachungs einheit 1 kann jedoch auch auf einer anderen Transporteinheit 4 des Zuges mitgeführt wer den.The invention then consists in that a central monitoring unit 1 , in particular on the locomotive 2 , is provided and that a test line 3 or more test lines 3 is guided by the monitoring unit 1 through all transport units 4 . However, the monitoring unit 1 can also be carried on another transport unit 4 of the train.
Erfindungsgemäß führt von der Überwachungseinheit 1 mindestens eine Prüfleitung 3 durch den ganzen Zug. Die Prüfleitung 3 ist vorzugsweise aus Stücken 3.1 zusammengesetzt, die jeweils von einem Ende eines Waggons 4 zum anderen reichen und zwischen den Waggons 4 miteinander durch eine eletkrische und/oder optische Kupplung 5 gekuppelt sind. Zweckmäßigerweise sind nichtgekuppelte Prüfleitungsstücke 3.1 am Zugenden mit einem definierten Abschluß 6 versehen, insbesondere einer Halterung, der zum einen dem Schutz des Prüfleitungsendstückes vor Beschädigung und Verschmutzung dient, zum anderen ein wichtiges Element zur Erkennung eines ungewollten Prüfleitungsbruchs darstellt.According to the invention, at least one test line 3 leads from the monitoring unit 1 through the entire train. The test line 3 is preferably composed of pieces 3.1 , each of which extends from one end of a wagon 4 to the other and is coupled between the wagons 4 by an electrical and / or optical coupling 5 . Expediently, non-coupled test line pieces 3.1 are provided with a defined termination 6 at the end of the train, in particular a holder, which on the one hand serves to protect the test line end piece from damage and dirt, and on the other hand represents an important element for detecting an unwanted test line break.
Eine wichtige Sicherheitsfunktion stellt die Sicherstellung des geeigneten Prüfleitungsab schlusses 6 am letzten Waggon 5 dar. Zum Ausschluß von möglichen Fehlbedienungen ist es zweckmäßig, einen definierten Abschluß 6 der Prüfleitung 3 ausschließlich am Ende des letzten Waggons 5 zu erlauben. Eine gravierende Fehlbedienung wie das versehentliche Be lassen des Prüfleitungs-Endstücks am Ende eines dem letzten Waggon 4 vorausgestellten Waggons 4 in der den definierten Abschluß erzeugenden Halterung kann damit ausgeschlos sen werden. Die Sicherheit des Systems ist damit weiter erhöht.An important safety function is to ensure the appropriate test line termination 6 on the last wagon 5. To rule out possible incorrect operation, it is advisable to allow a defined termination 6 of the test line 3 only at the end of the last wagon 5 . A serious maloperation such as the accidental loading of the test line end piece at the end of a wagon 4 placed in front of the last wagon 4 in the bracket generating the defined closure can thus be ruled out. This further increases the security of the system.
Technisch kann eine solche Sicherheitsfunktion z. B. dadurch realisiert werden, daß die Hal terung für das Ende der Prüfleitung 3 mit der Halterung für das Ende der Druckluftleitung gekoppelt wird und nur bei geöffnetem Absperrhahn und entsprechendem Luftdruck auf diesem Druckluftleitungsstück eine Verbindungseinrichtung für die Herstellung des defi nierten Abschlusses am Ende der Prüfleitung 3 aktiviert wird. Im Falle der oben betrachteten Fehlbedienung müßten nun bei einem vorausgestellten Wagen sowohl die Prüfleitung 3 als auch die Druckluftleitung in ihrer jeweiligen Halterung verbleiben, damit das Überwa chungsgerät den definierten Abschlußwiderstand auf der Prüfleitung 3 feststellen kann. Un ter diesen Bedingungen steht jedoch kein Luftdruck im Bremssystem der nachfolgenden Wagen an, was bei der heute üblicherweise vorgeschriebenen Bremsprobe festgestellt wer den muß. Die Bremsprobe wird dabei manuell vom Rangierpersonal an jedem Waggon 4 vorgenommen, daher erfordert dieser Sicherheitstest keinen nennenswerten Zusatzaufwand.Technically, such a safety function z. B. can be realized in that the Hal tion for the end of the test line 3 is coupled to the holder for the end of the compressed air line and only with an open shut-off valve and corresponding air pressure on this compressed air line piece a connecting device for the production of the defi ned conclusion at the end of the test line 3 is activated. In the case of the incorrect operation considered above, both the test line 3 and the compressed air line would now have to remain in their respective holders in the case of a vehicle in front, so that the monitoring device can determine the defined terminating resistance on the test line 3 . Under these conditions, however, there is no air pressure in the braking system of the following wagons, which must be found in the brake test that is usually required today. The brake test is carried out manually by the shunting staff on each wagon 4 , so this safety test does not require any significant additional effort.
Es ist zweckmäßig, bei Vorhandensein von mehr als einer Druckluftleitung am Waggon 4 jede Druckluftleitung mit einer Prüfleitung 3 zu versehen und jede Prüfleitung zu überwa chen.It is expedient, in the presence of more than one compressed air line on the wagon 4, to provide each compressed air line with a test line 3 and to monitor each test line.
Vorzugsweise sind die Prüfleitungsstücke 3.1 mit elektrischen und/oder optischen Verbin dungseinrichtungen 5 versehen, die, ähnlich wie Druckluftkuppelstücke an Waggons, selbstabbildend ausgebildet sind. Damit ist sichergestellt, daß beliebige Prüfleitungsstücke 3.1 und damit Waggons 4 zusammengekuppelt werden können. Preferably, the test line pieces 3.1 are provided with electrical and / or optical connec tion devices 5 , which, like compressed air coupling pieces on wagons, are self-imaging. This ensures that any test line pieces 3.1 and thus wagons 4 can be coupled together.
Zur weiteren Erhöhung der Betriebssicherheit kann die beschriebene Prüfeinrichtung für die Zugvollständigkeitsprüfung redundant ausgelegt werden. In diesem Fall werden zwei paral lele Prüfleitungen 3 durch die Waggons 4 verlegt. Bei einem solchen System kann auf den Einsatz von selbstabbildend ausgebildeten Verbindungseinrichtungen 5 an den Prüfleitungs enden 3.1 verzichtet und auf konventionelle Stecker/Buchse-Verbindungen zurückgegriffen werden, da nun an jedem Waggonende beide Teile eines Verbindungspaares zur Verfügung stehen. Das Überwachungsgerät 1 auf der Lokomotive 2 ist dann dahingehend modifiziert, daß z. B. über eine elektronische Weichenschaltung oder dergleichen die beiden parallelen Prüfleitungen 3 alternierend analysiert werden. Die Zugvollständigkeit gilt dann solange als gewahrt, wie beide Prüfleitungen 3 einen fehlerfreien Zustand anzeigen.To further increase operational safety, the test device described for the train completeness check can be designed redundantly. In this case, two parallel test lines 3 are laid through the wagons 4 . In such a system, the use of self-mapping connecting devices 5 at the test line ends 3.1 can be dispensed with and conventional plug / socket connections can be used, since both parts of a pair of connections are now available at each end of the wagon. The monitoring device 1 on the locomotive 2 is then modified such that, for. B. the two parallel test lines 3 are analyzed alternately via an electronic switch circuit or the like. The completeness of the train is then considered as long as both test lines 3 indicate an error-free state.
Bevorzugt ist die Prüfleitung 3 eine elektrische Leitung, besonders bevorzugt eine elektri sche Doppelleitung. Besonders geeignet ist eine Koaxialleitung, jedoch sind auch verdrillte Doppelleitungen (Twisted-Pair-Kabel) oder einfache Doppelleitungen einsetzbar.The test line 3 is preferably an electrical line, particularly preferably an electrical double line. A coaxial line is particularly suitable, but twisted pair lines (twisted pair cables) or simple double lines can also be used.
Eine weiter bevorzugte Möglichkeit ist, optische Lichtleitfasern als Prüfleitung 3 einzuset zen, oder optische und elektrische Prüfleitungen zu verwenden. Diese Prüfeinrichtung er möglicht eine bessere Ausnutzung der durch den Zug geführten Prüfleitung. So können zweckmäßigerweise die Zustände einzelner Waggons 4 mit überwacht werden, insbesondere Kühlwaggons oder Kesselwaggons mit gefährlichen Gütern.Another preferred option is to use optical fibers as test line 3 or to use optical and electrical test lines. This test facility enables better use of the test line through the train. The states of individual wagons 4 can expediently also be monitored, in particular refrigerated wagons or tank wagons with dangerous goods.
Die Prüfleitung 3 wird im elektrischen Fall mit elektrischen Pulsen oder Gleich- und/oder Wechselstrom gespeist. Im optischen Fall wird optische Strahlung eingekoppelt.In the electrical case, the test line 3 is fed with electrical pulses or direct and / or alternating current. In the optical case, optical radiation is injected.
Erfindungsgemäß ist eine unversehrte Prüfleitung 3 an ihrem Ende mit einem definierten Abschluß versehen. Im elektrischen Fall kann das Prüfleitungsende eines endseitigen Wag gons 4 mit einem elektrischen Widerstand, insbesondere einem Kurzschluß oder einem elektrischen Widerstand mit einem definierten Wert, insbesondere gleich dem Wellenwider stand der Prüfleitung 3, abgeschlossen sein. Im optischen Fall ist der Abschluß insbesondere ein reflektierendes Element. According to the invention, an intact test line 3 is provided with a defined termination at its end. In the electrical case, the test line end of an end carriage 4 with an electrical resistance, in particular a short circuit or an electrical resistance with a defined value, in particular equal to the wave resistance of the test line 3 , can be completed. In the optical case, the closure is in particular a reflective element.
In einer bevorzugten Ausführung wird die Unversehrtheit der Prüfleitung 3 und damit die Vollständigkeit des Zuges erfindungsgemäß durch die Messung des elektrischen Widerstan des der Prüfleitung 3 geprüft. Die Prüfeinrichtung und das Prüfverfahren sind besonders einfach. Das zugendseitige Prüfleitungsende wird bevorzugt mit einem Kurzschlußstecker abgeschlossen. Die Höhe des Widerstands ist proportional zur Prüfleitungslänge. Die Prüfleitung 3 kann sowohl mit Gleichstrom als auch mit Wechselstrom gespeist werden. Aus dem Widerstandswert kann auf die Zugvollständigkeit geschlossen werden. Günstig ist es, Temperatureinflüsse auf die Prüfleitung 3 in an sich bekannter Weise zu kompensieren, was die Empfindlichkeit der Methode verbessert. Eine erhöhte Empfindlichkeit kann auch durch den Einsatz von Lock-In-Verstärkertechnik erreicht werden.In a preferred embodiment, the integrity of the test line 3 and thus the completeness of the train is checked according to the invention by measuring the electrical resistance of the test line 3 . The test facility and the test procedure are particularly simple. The end of the test line at the end is preferably terminated with a short-circuit plug. The level of resistance is proportional to the length of the test lead. The test line 3 can be supplied with both direct current and alternating current. The completeness of the train can be concluded from the resistance value. It is favorable to compensate for temperature influences on the test line 3 in a manner known per se, which improves the sensitivity of the method. Increased sensitivity can also be achieved by using lock-in amplifier technology.
Eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführung, welche vorteilhafterweise besonders stabil im Betrieb ist, ist eine Prüfeinrichtung, welche das sogen. Zeitdomänenreflexions-Verfahren (TDR) verwendet. Geräte zur Durchführung von TDR-Verfahren sind kommerziell erhält lich. Das Verfahren beruht darauf, daß ein elektrisches Leitungssystem, insbesondere ein koaxiales Leitungssystem, mit Spannungspulsen, vorzugsweise in Rechteckform oder Halb- Sinusform, gespeist wird und in einem Analysator die Pulsform betrachtet wird. Abhängig vom Widerstand, mit dem das Leitungssystem abgeschlossen wird und abhängig davon, welche Wellenwiderstände im Leitungssystem auftreten, zeigt das im Analysator betrachtete Spektrum Besonderheiten. Jede Prüfleitungsstörung einschließlich der Steckerverbindungen stellt eine Wellenreflexionsstelle dar und verursacht zumindest eine Teilreflexion des einge speisten Spannungspulses, die mit dem Analysator am Prüfleitungsanfang detektiert werden kann. Die Form des reflektierten Spannungspulses läßt Rückschlüsse auf die Art der Störung zu, während seine zeitliche Verzögerung in Relation zum originären Spannungspuls ein Maß für die Entfernung der Störung vom Leitungsanfang darstellt.A preferred embodiment according to the invention, which is advantageously particularly stable is in operation is a test facility, which the so-called. Time domain reflection method (TDR) used. Devices for performing TDR processes are commercially available Lich. The method is based on the fact that an electrical line system, in particular a coaxial line system, with voltage pulses, preferably in rectangular or semi- Sinus shape, is fed and the pulse shape is viewed in an analyzer. Dependent the resistance with which the line system is terminated and depending on Which wave resistances occur in the line system is shown in the analyzer Spectrum peculiarities. Any test line fault including the plug connections represents a wave reflection point and causes at least a partial reflection of the on fed voltage pulses, which are detected with the analyzer at the beginning of the test lead can. The shape of the reflected voltage pulse allows conclusions to be drawn about the type of disturbance to, while its time lag is a measure in relation to the original voltage pulse for the distance of the disturbance from the beginning of the line.
Für eine erfindungsgemäße, auf der TDR-Technik basierende Prüfeinrichtung zur Zugvoll ständigkeitsprüfung wird jeder Waggon 4 eines Zuges mit eine geeigneten Prüfleitung 3 niedriger Dämpfung, vorzugsweise einem Koaxialkabel, mit Steckern als Verbindungsele menten 5 ausgerüstet. Die Stecker sind vorzugsweise in selbstabbildender Bauweise ausge führt, d. h. zwei identische Stecker können passend ineinander gesteckt und fixiert werden, um eine sichere elektrische Verbindung herzustellen. Zum Schutz vor Schmutz und Nässe werden nicht benutzte Stecker in eine am Waggon 4 montierte geeignete Haltevorrichtung eingesteckt.For an inventive, based on the TDR technology test device for full tensile testing, each wagon 4 of a train is equipped with a suitable test line 3 low attenuation, preferably a coaxial cable, with plugs as connecting elements 5 . The plugs are preferably in self-imaging design leads, ie two identical plugs can be inserted and fixed to each other to make a secure electrical connection. To protect against dirt and moisture, unused plugs are inserted into a suitable holding device mounted on the wagon 4 .
Eine bevorzugte Ausführung der Haltevorrichtung ist, die beiden elektrischen Leiter der Prüfleitung 3 kurzgeschlossen werden. Eine weitere, besonders bevorzugte Ausführung der Haltevorrichtung ist, die beiden elektrischen Leiter der Prüfleitung 3 mit einem Widerstand abzuschließen, der dem Wellenwiderstand der Prüfleitung entspricht. Beim Zusammenkup peln zweier aufeinanderfolgenden Waggons 4 werden deren Stecker durch das Rangierper sonal manuell miteinander verbunden.A preferred embodiment of the holding device is that the two electrical conductors of the test line 3 are short-circuited. Another particularly preferred embodiment of the holding device is to terminate the two electrical conductors of the test line 3 with a resistance which corresponds to the characteristic impedance of the test line. When together two successive wagons 4 , their plugs are manually connected by the shunting staff.
Für den kompletten Zug entsteht damit ein permanentes, durchgängiges Leitungssystem, das am Ende des letzten Waggons 4 mit einem definierten Widerstand abgeschlossen wird. Die ser Widerstand ist vorzugsweise gleich dem Wellenwiderstand der Prüfleitung 3 oder vor zugsweise ein Kurzschlußwiderstand.This creates a permanent, continuous piping system for the entire train, which is terminated at the end of the last wagon 4 with a defined resistance. The water resistance is preferably equal to the characteristic impedance of the test line 3 or preferably a short-circuit resistance.
Wird dieses Leitungssystem mit einem auf dem Führerstand der Lokomotive angebrachten TDR-Analysator analysiert, ergibt sich der in Fig. 2 schematisch dargestellte Signalverlauf. In diesem Fall wird davon ausgegangen, daß für die Analyse ein rechteckförmiger Span nungspuls angewendet wird. Vorzugsweise ist die Pulsdauer länger als seine Laufzeit bis zum Zugende und wieder zurück zum TDR-Gerät. Analoge Effekte treten auch bei Verwen dung eines halbsinusförmigen Spannungspulses auf Das Meßsignal weist drei Merkmale auf, insbesondere die Laufzeit, die Form der Flanke des Pulsendes und die Zahl der Spitzen im Signal, mittels derer jeweils die Zugvollständigkeit überwacht werden kann. Jedes ein zelne für sich oder eine Kombination von zwei oder drei Merkmalen kann dazu verwendet werden.If this line system is analyzed with a TDR analyzer mounted on the driver's cab of the locomotive, the signal curve shown schematically in FIG. 2 results. In this case it is assumed that a rectangular voltage pulse is used for the analysis. The pulse duration is preferably longer than its running time to the end of the train and back to the TDR device. Analog effects also occur when using a semi-sinusoidal voltage pulse. The measurement signal has three characteristics, in particular the transit time, the shape of the edge of the pulse end and the number of peaks in the signal, by means of which the train completeness can be monitored in each case. Each one individually or a combination of two or three features can be used for this.
Die Anzahl der erfaßten Spannungsspitzen S gibt die Anzahl der im Leitungssystem enthal tenen Wellenreflexionsstellen und damit im wesentlichen die Zahl der Steckerverbindungen an. Daraus kann die Anzahl der angehängten Waggons 4 abgezählt werden.The number of detected voltage peaks S indicates the number of wave reflection points contained in the line system and thus essentially the number of plug connections. From this, the number of attached wagons 4 can be counted.
Der Signalverlauf am Pulsende wird vom Abschlußwiderstand der Prüfleitung 3 am Zugen de bestimmt. Für den Fall, daß die Leitung mit dem Wellenwiderstand abgeschlossen wird, läuft der am Prüfleitungsanfang erzeugte Puls vollständig in die Prüfleitung 3 hinein, ohne daß Reflexionen am Prüfleitungsende hervorgerufen werden. Dies ist in Fig. 2 mit PW be zeichnet. Wird die Prüfleitung 3 dagegen am Ende kurzgeschlossen, so wird der Puls dort Mit PR invers reflektiert und überlagert sich mit dem Eingangssignal. Bei offenem Prüflei tungsende erfolgt eine Reflexion des Pulses mit unveränderter Polarität, die sich ebenfalls mit dem Eingangssignal überlagert. Dies ist durch die Stufe PO bezeichnet.The signal curve at the end of the pulse is determined by the terminating resistor of the test line 3 at the train. In the event that the line is terminated with the characteristic impedance, the pulse generated at the start of the test line runs completely into test line 3 without causing reflections at the end of the test line. This is shown in Fig. 2 with P W be. If, on the other hand, test line 3 is short-circuited at the end, then the pulse is reflected there inversely with P R and is superimposed on the input signal. When the end of the test line is open, the pulse is reflected with unchanged polarity, which is also superimposed on the input signal. This is indicated by the level P O.
Für den Fall eines offenen oder kurzgeschlossenen Prüfleitungsabschlusses ist die Zeit zwi schen Pulsbeginn P und der Signalform des Pulsendes durch den Anfang des dort reflektier ten, überlagerten Signals ein Maß für die Länge des Zuges. Dabei kann bei bekannter und homogener Signalausbreitungsgeschwindigkeit auf der Prüfleitung 3 der Absolutwert der Zuglänge mit einer Genauigkeit von ca. ±2% bestimmt werden. Ist das Kabel mit dem Wel lenwiderstand abgeschlossen, so entspricht die Zeit bis zur abschließenden Signalstufe der Gesamtdauer des Eingangspulses.In the case of an open or short-circuited test line termination, the time between the start of the pulse P and the waveform of the end of the pulse is a measure of the length of the train by the start of the overlaid signal reflected there. With known and homogeneous signal propagation speed on test line 3, the absolute value of the train length can be determined with an accuracy of approx. ± 2%. If the cable is terminated with the shaft resistor, the time until the final signal stage corresponds to the total duration of the input pulse.
Kommt es zu einer unbeabsichtigten Zugtrennung, so reißt die Prüfleitung 3 in der Nähe der Trennstelle. Dadurch wird der definierte Abschlußwiderstand der Prüfleitung 3 in einen un definierten, instabilen Abschlußwiderstand oder gar in ein offenes Prüfleitungsende über führt. Somit werden detektierbare Veränderungen im Signalverlauf hervorgerufen.If there is an unintentional train separation, the test line 3 breaks near the separation point. As a result, the defined terminating resistor of the test line 3 leads into an un-defined, unstable terminating resistor or even into an open test line end. This causes detectable changes in the signal curve.
Die Anzahl der Spannungsspitzen S nimmt im gleichen Maße ab, wie Waggons 4 abgetrennt wurden. Der Verlauf der Stufe am Pulsende verändert sich im Rahmen der in Fig. 2 darge stellten Extremfälle. Die Zeit zwischen Pulsbeginn und der durch den definierten Abschluß widerstand bedingten Stufe wird kürzer, da die durch die Trennung erzeugte neue Störstelle näher an der Lokomotive liegt, bzw. die dafür charakteristische Laufzeit kürzer ist als die Pulslänge des Eingangssignals.The number of voltage peaks S decreases to the same extent as wagons 4 were separated. The course of the stage at the end of the pulse changes within the framework of the extreme cases shown in FIG. 2. The time between the start of the pulse and the level due to the defined termination becomes shorter because the new fault created by the separation is closer to the locomotive, or the characteristic transit time is shorter than the pulse length of the input signal.
Bei der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung erfolgt nach der vollständigen Zugzusammen stellung eine Kalibrierung des Meßsignals. Dies bedeutet, daß das von der Überwachungs einheit 1 gemessene Signal hinsichtlich der oben genannten Aspekte zumindest registriert, bevorzugt zusätzlich ausgewertet wird. Stimmen die so ermittelte Anzahl der Waggons 4 und die Länge des Zuges mit den Sollwerten überein, so wird das Signal vorzugsweise als Referenzgröße bestätigt. Falls die bei der Kalibrierung vom System ermittelten Zugdaten nicht mit den Sollwerten übereinstimmen, liefert die Prüfeinrichtung selbst Hinweise auf mögliche Fehlerursachen. Die Sollwerte können als Tabelle in Schriftform oder elektronisch gespeichert sein.In the test device according to the invention, the measurement signal is calibrated after the complete train assembly. This means that the signal measured by the monitoring unit 1 is at least registered with regard to the above-mentioned aspects, and is preferably additionally evaluated. If the number of wagons 4 determined in this way and the length of the train match the target values, the signal is preferably confirmed as a reference variable. If the train data determined by the system during calibration do not match the target values, the test facility itself provides information on possible causes of the error. The setpoints can be stored as a table in writing or electronically.
Sollten die Sollwerte für die Anzahl der Waggons 4 und die Zuglänge weder in schriftlicher noch elektronischer Form vorliegen, so kann die Bestätigung des korrekten Referenzsignals auch mit Hilfe des Rangierpersonals durchgeführt werden. Dazu muß der Rangierer den Stecker am Ende des letzten Waggons 4 aus seiner Halterung herausziehen und wieder hin einstecken. Diese beiden Vorgänge sind über Funk dem Lokführer zu kommunizieren. Regi striert dieser eine Veränderung der charakteristischen Stufe am Pulsende in eine ansteigende Stufe, so ist diese eindeutig auf die Wirkung des definierten Abschlußwiderstandes am Stec ker am Ende des letzten Waggons 4 zurückgeführt. Ein fehlerhafter Zustand der elektrischen Prüfleitung 3 scheidet damit aus, und eine eindeutige Anfangssignalform ist erzeugt, die den fehlerfreien Zustand charakterisiert.If the target values for the number of wagons 4 and the train length are not available in written or electronic form, the correct reference signal can also be confirmed with the help of the shunting staff. To do this, the shunter must pull the plug at the end of the last wagon 4 out of its holder and plug it in again. These two processes are to be communicated to the train driver by radio. Regi striert a change in the characteristic level at the end of the pulse in an increasing level, this is clearly attributed to the effect of the defined terminating resistance at the connector at the end of the last wagon 4 . A faulty state of the electrical test line 3 is therefore ruled out, and a clear initial signal form is generated which characterizes the faultless state.
Während der Zugfahrt wird der Zustand der Prüfleitung 3 zumindest einmal, vorzugsweise wiederholt, besonders bevorzugt ständig analysiert. Besonders günstig ist, das Differenzsi gnal zwischen dem aktuellen Meßsignal und dem Referenzsignal auszuwerten. Bleibt der Zustand des Zuges unverändert, so ist dieses Differenzsignal im wesentlichen Null. Erfolgt eine unbeabsichtigte Zugtrennung, so werden im Differenzsignal eine oder mehrere Stufen erzeugt, worauf zweckmäßigerweise ein Signal und/oder eine automatischen Alarmierung ausgelöst wird. Die Art des aufgetretenen Fehlers bzw. die Stelle einer unbeabsichtigten Zugtrennung kann dann durch die direkte Analyse des aktuellen Signals von der Überwa chungseinheit 1 ermittelt werden.During the train journey, the state of the test line 3 is analyzed at least once, preferably repeatedly, particularly preferably continuously. It is particularly favorable to evaluate the difference signal between the current measurement signal and the reference signal. If the condition of the train remains unchanged, this difference signal is essentially zero. If an unintentional train separation occurs, one or more stages are generated in the differential signal, whereupon a signal and / or an automatic alarm is expediently triggered. The type of error that has occurred or the location of an unintentional train separation can then be determined by the direct analysis of the current signal by the monitoring unit 1 .
Der minimale zeitliche Abstand für zwei aufeinander folgende standardmäßige Analysevor gänge des Systems muß größer sein, als die Signallaufzeit von der Lokomotive bis zum Zu gende und wieder zurück. Für eine 700 m lange Prüfleitung 3 beträgt diese Signallaufzeit typischerweise ca. 7 µs. Unter Berücksichtigung der Rechenzeit für die Signalanalyse ist die Wiederholzeit der Zugvollständigkeitsprüfung vorzugsweise im Bereich von ca. 10-100 ms. The minimum time interval for two successive standard analysis processes of the system must be greater than the signal transit time from the locomotive to the end and back again. For a 700 m long test lead 3 , this signal transit time is typically approximately 7 µs. Taking into account the computing time for the signal analysis, the repetition time of the train completeness check is preferably in the range of approx. 10-100 ms.
Die TDR-Prüfeinrichtung ist besonders vorteilhaft bezüglich Montage, Nachrüstung, Investi tionskosten, Betriebskosten, prinzipbedingte Funktionszuverlässigkeit, Fehlererkennungs zeit, automatische System-Konfigurierbarkeit und aktueller Verfügbarkeit von Systemkom ponenten.The TDR test facility is particularly advantageous in terms of assembly, retrofitting, investment tion costs, operating costs, operational reliability, fault detection time, automatic system configurability and current availability of system com components.
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