DE19836081A1

DE19836081A1 - Failure detection method for rail vehicle component

Info

Publication number: DE19836081A1
Application number: DE1998136081
Authority: DE
Inventors: Ralf Sykosch; Matthias Mueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-07-30
Filing date: 1998-07-30
Publication date: 2000-02-17

Abstract

The failure detection method uses comparison of detected noise and/or vibration characteristics for a given rail vehicle component, obtained via an on-line method during travel, with stored reference values for each location and travel velocity. The level and frequency spectrum of the running noise and/or the vibration of a monitored component may be compared in amplitude and phase with corresponding reference values.

Description

Die Vergangenheit hat gezeigt, daß es trotz des in der Bahn technik vorhandenen hohen Sicherheitsstandards ausnahmsweise doch zu schwerwiegenden Schadens fällen kommen kann, die zu Material- und Personengefährdungen führen können. Grund dafür ist, daß einige bislang als extrem zuverlässig angesehene und aus diesem Grunde nicht in den Überwachungsprozeß mit einbe zogene Fahrzeugkomponenten doch Schaden nehmen und Folgeschä den verursachen können, die nicht mehr hinzunehmen sind. Zu solchen bislang üblicherweise nicht überwachten Komponenten zählen z. B. die Radkränze der Fahrzeugräder von Schienen fahrzeugen. Hier hat man sich bislang mit einer von der Lauf leistung der Räder abhängigen Wartung der Räder verbunden mit einer ggf. vorzunehmenden Nachbearbeitung der Radsätze be gnügt; ähnliche Wartungsvorgänge werden auch für andere Fahr zeugkomponenten vorgenommen, beispielsweise den Fahrzeugauf hängungen für die Neigezugsteuerung.The past has shown that despite being on the train exceptionally high technical standards serious damage can occur Material and personal hazards can result. the reason for this is that some have so far been considered extremely reliable and for this reason not included in the monitoring process towed vehicle components but damage and consequential damage can cause those that are no longer acceptable. To such components that have not been monitored so far count z. B. the rim of the vehicle wheels of rails vehicles. So far you have one with the run performance of the wheels dependent maintenance of the wheels associated with a possible reworking of the wheel sets be is enough; Similar maintenance operations are also carried out for other drivers made components, such as the vehicle suspensions for tilt control.

Ein Großteil der Schäden, die an mechanischem Verschleiß un terl iegenden Fahrzeugkomponenten möglicherweise auftreten können, läßt sich sicherlich durch vorbeugende Überwachungs maßnahmen rechtzeitig erkennen. Solche Schäden können aber kaum im statischem Betrieb im Rahmen von Wartungsvorgängen im Bahnbetriebswerk erkannt werden, sondern vorzugsweise oder ausschließlich im dynamischen Betrieb während des Fahrzeug einsatzes auf der Strecke. Hierzu ist es notwendig, die Fahr zeugkomponenten fortlaufend hinsichtlich solcher Parameter zu überprüfen, die sich im Frühstadium eines späteren Schadens erkennbar verändern; es sind dies bei mechanischen Belastun gen ausgesetzten Komponenten vorzugsweise Geräusche und/oder Schwingungen, die dann abweichen von üblicherweise erwarteten Geräuschen oder Schwingungen. Much of the damage caused by mechanical wear and tear underlying vehicle components may occur preventive surveillance Recognize measures in good time. Such damage can, however hardly in static operation as part of maintenance operations in the Railway depot can be recognized, but preferably or only in dynamic operation during the vehicle use on the track. For this it is necessary to drive Witness components continuously with regard to such parameters check out the early stages of later damage change noticeably; these are mechanical loads exposed components, preferably noises and / or Vibrations that then deviate from what is normally expected Noises or vibrations.

Aus der EP 0 795 454 A1 ist ein Verfahren zur Eigenortung ei nes spurgeführten Fahrzeugs bekannt, bei dem das Fahrzeug bei seiner Fahrt mittels eines oder mehrerer Sensoren aktuelle Beschleunigungsspektren ermittelt und mit auf einer früheren Fahrt ermittelten entsprechenden Spektren vergleicht. Die für frühere Fahrten geltenden Beschleunigungsspektren sind in ei nem fahrzeugseitigen Speicher ortsbezogen abgelegt. Durch Korrelation der aktuellen mit den hinterlegten Beschleuni gungsspektren kann das Fahrzeug erkennen, welchen Strecken punkt es gerade befährt. Diese bekannte Ortungseinrichtung basiert auf dem Vergleich aktueller für das Fahrverhalten ei nes Fahrzeugs an einem bestimmten Streckenpunkt typischer Meßwerte mit in einem Speicher streckenbezogen hinterlegten entsprechenden Referenzwerten. Dabei kommt es auf eine mög lichst genaue Überdeckung von aktuellen und abgespeicherten Beschleunigungsspektren an. Im Falle eines defekten Fahrzeugs oder einer defekten Streckenkomponente, die zu einer markan ten Veränderung des aktuellen Beschleunigungsprofils gegen über einem für den betreffenden Fahrort abgespeicherten Be schleunigungsprofil führt, versagt das bekannte Verfahren, d. h. es kommt zu keinem Ortungsergebnis. Bei dem bekannten Verfahren werden auch nicht bestimmte einzelne Komponenten eines Fahrzeugs hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf ein aktu elles Beschleunigungsspektrum bewertet, sondern es wirkt je weils die Summe aller Komponenten, die Einfluß auf das Be schleunigungsspektrum nehmen kann, auf das Beschleunigungs spektrum. Für den Ortungsvorgang reicht es aus, den Korrela tionsvorgang zwischen aktuellem Beschleunigungsspektrum und Referenzbeschleunigungsspektrum auf einen einzigen fahrzeug seitigen Bezugspunkt und einen Streckenpunkt vorzunehmen.EP 0 795 454 A1 describes a method for self-location Nes track-guided vehicle known, in which the vehicle at current travel by means of one or more sensors Acceleration spectra determined and with an earlier one Comparing the drive determined corresponding spectra. The for Acceleration spectra applicable to previous trips are in egg nem stored on-site memory. By Correlation of the current with the stored accelerations the vehicle can recognize which routes point it is currently driving. This known location device is based on the comparison of current driving behavior typical of a vehicle at a certain route point Measured values with track-related stored in a memory corresponding reference values. It comes down to a possible As accurate as possible coverage of current and saved Acceleration spectra. In the event of a defective vehicle or a defective track component that leads to a markan changes in the current acceleration profile over a Be stored for the relevant destination acceleration profile fails, the known method fails, d. H. there is no location result. With the well-known Procedures are also not certain individual components of a vehicle with regard to its effects on a current elles acceleration spectrum rated, but it works because the sum of all components that influence the loading acceleration spectrum can take on the acceleration spectrum. It is sufficient for the location process, the correla tion process between the current acceleration spectrum and Reference acceleration spectrum on a single vehicle side reference point and a waypoint.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Früherkennung von Schäden an Schienenfahrzeugen anzugeben, mit dem es möglich ist, sich anbahnende Schäden an einzelnen örtlich verschiedenen Komponenten von Schienenfahrzeugen zu verlässig und möglichst aufwandsarm zu erkennen.The object of the present invention is to provide a method for Specify early detection of damage to rail vehicles with which it is possible to cause impending damage to individuals locally different components of rail vehicles to be recognized reliably and with as little effort as possible.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Anwendung der kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Danach sol len die sich bei mechanischer Beanspruchung und mechanischem Verschleiß einstellenden Veränderungen im Schall- und Schwin gungsverhalten der einzelnen Fahrzeugkomponenten mit für den jeweiligen Fahrort geltenden, auf dem Fahrzeug hinterlegten entsprechenden Referenzwerten verglichen werden, wobei beim Erkennen markanter Abweichungen auf einen sich anbahnenden Schaden an einer bestimmten Komponente geschlossen wird.The invention solves this problem by using the characterizing features of claim 1. Thereafter sol len with mechanical stress and mechanical Wear-setting changes in sound and vibration behavior of the individual vehicle components for the applicable at the respective place of travel, deposited on the vehicle corresponding reference values are compared, with the Recognize striking deviations on a looming one Damage to a particular component is closed.

Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous training and further developments of the invention Procedures are specified in the subclaims.

So sollen nach der Lehre des Anspruches 2 laufend die Ampli tuden und Frequenzspektren der Lauf- und Körperschallgeräu sche und/oder anderer Schwingungen der einzelnen Fahrzeugkom ponenten ermittelt und mit entsprechenden Referenzwerten ver glichen werden, weil diese Größen sich im Vorfeld eines ent stehenden Schadens an einer Fahrzeugkomponente verändern.Thus, according to the teaching of claim 2, the ampli and frequency spectra of the running and structure-borne noise cal and / or other vibrations of the individual vehicle comm components and ver with corresponding reference values be compared because these sizes change standing damage to a vehicle component.

In vorteilhafter Weise sollen die miteinander zu vergleichen den Werte gemäß Anspruch 3 digitalisiert werden bzw. in digi taler Form vorliegen, so daß sie datentechnisch behandelt werden können.Advantageously, they should be compared the values are digitized according to claim 3 or in digi taler form, so that it is treated in terms of data technology can be.

Um die Datenmenge zu reduzieren, sieht Anspruch 4 vor, die miteinander zu vergleichenden Daten vor dem Vergleichsvorgang auf geeignete Weise einer Vorverarbeitung zuzuführen; dies reduziert den Aufwand für den Vergleich der Ist- mit den Soll-Daten. In order to reduce the amount of data, claim 4 provides that data to be compared with each other before the comparison process appropriately pre-process; this reduces the effort for the comparison of the actual with the Target data.

Diese Vorverarbeitung kann gemäß Anspruch 5 in besonders vor teilhafter Weise das Mitteln der zu vergleichenden Werte be inhalten; das macht das Bewertungsergebnis unabhängig von Kurzzeiteinflüssen auf die Sensoren für die Fahrzeugkomponen tenüberwachung und begrenzt den Vergleichsvorgang auf das notwendige Maß.This preprocessing can, according to claim 5, in particular partial averaging of the values to be compared content; that makes the evaluation result independent of Short-term influences on the sensors for the vehicle components monitoring and limits the comparison process to necessary measure.

In besonders vorteilhafter Weise ist nach der Lehre des An spruches 6 vorgesehen, die in den Vergleich einzubeziehenden Referenzwerte als Wertebänder vorzugeben, die den Spielraum bezeichnen, innerhalb dessen die entsprechenden aktuellen Schall- und Schwingungswerte als ordnungsgerecht oder als nicht ordnungsgerecht zu klassifizieren sind.According to the teaching of the An Proposition 6 provided that to be included in the comparison Specify reference values as bands of values that give the scope denote within which the corresponding current Sound and vibration values as correct or as are not properly classified.

Die Referenzwerte sollen nach der Lehre des Anspruches 7 aus den bei früheren Fahrten ermittelten aktuellen Schall- und Schwingungswerten gebildet werden, die zuvor von einer mög lichst großen Anzahl von Fahrzeugen ermittelt wurden, wobei die Referenzwerte oder -wertebänder dann nach einem bewährten Statistikverfahren aus den aktuellen Schall- und Schwingungs werten bestimmt werden.The reference values should be based on the teaching of claim 7 the current sound and noise determined on previous trips Vibration values are formed that were previously possible by a largest possible number of vehicles were determined, whereby the reference values or bands of values then according to a proven one Statistical procedures from the current sound and vibration values to be determined.

Ein besonderes Problem bei der Bewertung der aktuellen Para meter einer Vielzahl gleichartiger über die Fahrzeuge ver teilt angeordneter Komponenten, z. B. der Fahrzeugräder, be steht darin, daß die aktuellen Schall- und Schwingungswerte der Fahrzeugkomponenten beim Vorrücken der Fahrzeuge einzeln nacheinander mit den entsprechenden ortsbezogenen Referenz werten verglichen werden müssen. Zur Lösung dieses Problems sieht die Lehre des Anspruches 8 vor, die Referenzwerte nach Maßgabe der jeweils vorliegenden Gegebenheiten mehrfach zeit verzögert abzurufen und gezielt mit den aktuellen Schall- und Schwingungswerten der einzelnen Komponenten dann zu verglei chen, wenn diese sich an dem Streckenpunkt vorbeibewegen, für den die Referenzwerte gelten. Dies macht es möglich, die Schall- und Schwingungswerte jeder einzelnen Fahrzeugkompo nente, die zu überprüfen ist, einzeln mit den den ordnungsge rechten Zustand einer solchen Komponente repräsentierenden Referenzwerten zu vergleichen und so z. B. den einen Radsatz zu erkennen, an dem kratzende oder schlagende Geräusche oder sonstige anormale Schwingungen auftreten.A particular problem when evaluating the current para meters of a large number of similar vehicles shares arranged components, e.g. B. the vehicle wheels, be is that the current sound and vibration values the vehicle components individually as the vehicles advance successively with the corresponding location-based reference values must be compared. To solve this problem the teaching of claim 8 provides for the reference values Subject to the circumstances at hand several times delayed access and targeted with the current sound and Then compare the vibration values of the individual components if they move past the waypoint, for the reference values apply. This makes it possible to Sound and vibration values of each individual vehicle compo Note that is to be checked individually with the rules representing the right state of such a component Compare reference values and so z. B. the one wheel set to recognize by the scratching or hitting noises or other abnormal vibrations occur.

Um die Referenzwerte zu bestimmen, sieht der Anspruch 9 vor, die aktuellen Schall- und Schwingungswerte der zu prüfenden Fahrzeugkomponenten auf den Fahrzeugen in einem ersten Spei chermedium, z. B. auf einem Magnetband, festzuhalten. Diese Magnetbänder können bei jeder Fahrt beschrieben werden und beinhalten dann das aktuelle Schall- und Geräuschspektrum der zu bewertenden Fahrzeugkomponenten an den einzelnen Strecken punkten; dieser Zustand kann sich in gewissen Grenzen über die Zeit gesehen verändern. Die von den Fahrzeugen bespielten Bänder können in vorgegebenen zeitlichen Abständen, z. B. täglich oder wöchentlich, an eine Datenverarbeitungseinrich tung übergeben werden, die sich an zentraler Stelle bei spielsweise in einem Bahnbetriebswerk befindet.In order to determine the reference values, claim 9 provides the current sound and vibration values of the test items Vehicle components on the vehicles in a first memory ch Medium, e.g. B. on a magnetic tape. This Magnetic tapes can be written on every trip and then contain the current sound and noise spectrum of the vehicle components to be assessed on the individual routes score; this condition can go beyond certain limits seen change the time. The ones recorded by the vehicles Tapes can be at predetermined intervals, e.g. B. daily or weekly, to a data processing facility are handed over, which are at a central point for example in a railway depot.

Dort werden nach der Lehre des Anspruches 10 aus der Vielzahl der vorliegenden ortsbezogenen aktuellen Schall- und Schwin gungswerte nach bestimmten statistischen Gesichtspunkten die entsprechenden Referenzwerte oder Referenzwertebänder ermit telt und auf eine Vielzahl von Speichermedien, z. B. Kompakt- Discs, aufgespielt. Diese Kompakt-Discs werden den Fahrzeugen übergeben, die dann über den jeweils aktuellen Satz der Refe renzsignale für die Bewertung der abgefragten Fahrzeugkompo nenten verfügen.There are 10 from the multitude according to the teaching of claim the present location-based current sound and vibration performance values according to certain statistical criteria corresponding reference values or reference value bands telt and on a variety of storage media such. B. Compact Discs, recorded. These compact discs are used in vehicles passed, which then over the current sentence of the Refe limit signals for the evaluation of the queried vehicle compo dispute.

Auf den Fahrzeugen werden nach der Lehre des Anspruches 11 die auf den Kompakt-Discs gespeicherten Daten in einen Ar beitsspeicher übernommen und aus diesem gezielt mehrfach dann abgerufen, wenn sie für den Vergleich mit den entsprechenden aktuellen Daten der einzelnen Fahrzeugkomponenten benötigt werden. Dieses Abrufen der Daten geschieht softwaremäßig über Lesezeiger, die nach Maßgabe der Fahrgeschwindigkeit der Fahrzeuge und der Abstände der zu bewertenden gleichartigen Fahrzeugkomponenten voneinander so fortschaltbar sind, daß die gespeicherten Referenzwerte immer dann für einen Ver gleich zur Verfügung stehen, wenn die entsprechenden Fahr zeugkomponenten beim Passieren des Streckenpunktes, für den die Referenzwerte gelten, die entsprechenden aktuellen Schall- und Schwingungswerte erzeugen. Durch diese Maßnahme wird ein individueller Wertevergleich mit einem Minimum an Aufwand erreicht.According to the teaching of claim 11 the data stored on the compact discs in an ar beit memory and then targeted several times retrieved when compared for comparison with the appropriate current data of the individual vehicle components is required become. The data is retrieved via software Read pointers according to the driving speed of the Vehicles and the distances of the like to be evaluated Vehicle components can be switched from each other so that the stored reference values for a ver are available immediately if the appropriate driving witness components when passing the waypoint for which the reference values apply, the corresponding current ones Generate sound and vibration values. By this measure an individual comparison of values with a minimum of Effort reached.

Um den Vergleich zwischen aktuellen Schall- und Schwingungs werten und entsprechenden Referenzwerten wirklich fahrortbe zogen durchführen zu können, ist es nach der Lehre des An spruches 12 von Vorteil, wenn die ortsbezogene Zuordnung der miteinander zu vergleichenden Werte gelegentlich resynchroni siert wird. Dies soll vorzugsweise beim Passieren ortsfester Streckeneinrichtungen geschehen, deren Lage dem bewertenden Fahrzeug bekannt ist. Durch die Resynchronisierung wird der Gleichlauf zwischen Referenzsignalen und aktuellen Signalen verbessert.To compare the current sound and vibration values and corresponding reference values really To be able to perform it is according to the teachings of the contractor Proverb 12 is advantageous if the location-based assignment of occasionally resynchronized values to be compared with each other is settled. This should preferably be stationary when passing Route facilities happen, the location of which evaluates Vehicle is known. The resynchronization means that Synchronization between reference signals and current signals improved.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is based on one in the drawing illustrated embodiment explained in more detail.

Die Zeichnung zeigt schematisch ein Eisenbahnfahrzeug F1, das in nicht dargestellter Weise über zuginterne Fernwirkleitun gen oder ein Bussystem in Verbindung steht mit weiteren ge kuppelten Fahrzeugen; die Fahrzeuge bilden zusammen einen Zug, der von dem dargestellten Fahrzeug F1 aus gesteuert und überwacht wird. Bei dem Zug soll es sich insbesondere um ei nen Hochgeschwindigkeitszug handeln. Die Spurführung des Fahrzeugs F1 geschieht durch Räder R1, R2, die auf den Fahr schienen S eines Gleises abrollen. Das Fahrzeug F1 ist wie auch die übrigen Fahrzeuge des Zuges mit Aufnehmern versehen, welche die Lauf- oder Körperschallgeräusche und/oder andere aktuellen Schwingungen der zu überwachenden Fahrzeugkomponen ten hinsichtlich Pegel und Frequenzspektren erfassen und ei nem Vergleich mit entsprechenden Referenzwerten zuführen. Konkret dargestellt sind u. a. Sensoren D1 und D2 zum Erfas sen der Laufgeräusche und sonstigen Schwingungen, die an den einzelnen Fahrzeugrädern R1, R2 auftreten. Dabei können für jedes Fahrzeugrad, wie im dargestellten Ausführungsbeispiel angenommen, gemeinsame Sensoren D1, D2 zum Detektieren etwai ger Abnormalitäten im Radlauf verwendet sein oder mehrere ge trennte Sensoren, von denen z. B. einer die Geräusche des Radkranzes und ein anderer die Geräusche des Radlagers er faßt. Es ist auch denkbar, daß zum Überwachen von auf einer gemeinsamen Achse angeordneten Fahrzeugrädern oder von in ei nem gemeinsamen Drehgestell gelagerten Fahrzeugrädern jeweils nur ein einziger Sensor vorhanden ist.The drawing shows schematically a railway vehicle F1, the in a manner not shown via internal telecontrol or a bus system is connected to other ge coupled vehicles; the vehicles together form one Train controlled by the vehicle F1 shown and is monitored. The train should in particular be egg trade a high-speed train. The guidance of the Vehicle F1 happens through wheels R1, R2 on the drive rails S roll off a track. The vehicle F1 is like also provide sensors for the other vehicles on the train, which the running or structure-borne noise and / or others current vibrations of the vehicle components to be monitored Record levels and frequency spectra and egg Make a comparison with the corresponding reference values. Are shown specifically a. Sensors D1 and D2 for detection the running noises and other vibrations that individual vehicle wheels R1, R2 occur. You can do this for each vehicle wheel, as in the illustrated embodiment Assume common sensors D1, D2 for detecting something ger abnormalities used in the wheel arch or several ge separated sensors, of which e.g. B. one of the sounds of Wheel rim and another the noises of the wheel bearing he sums up. It is also conceivable that for monitoring on one common axis arranged vehicle wheels or from in egg Vehicle wheels mounted on a common bogie each there is only one sensor.

Neben diesen zum Erfassen des Laufverhaltens von Fahrzeugrä dern vorgesehenen Sensoren gibt es einen weiteren in der Zeichnung dargestellten Sensor D3, der beispielsweise für den Fall, daß es sich bei dem Fahrzeug F1 um ein Fahrzeug han delt, dessen Fahrgastzelle bedarfsweise gegenüber der Verti kalen geneigt werden kann, zum Erkennen von Geräuschen und Schwingungen der Fahrzeugaufhängung dient. Die in der Zeich nung dargestellten Sensoren stehen für eine Vielzahl weiterer Sensoren zum individuellen Erfassen von Geräuschen und Schwingungen bestimmter Fahrzeugkomponenten.In addition to these for recording the running behavior of vehicle wheels of the sensors provided there is another one in the Drawing shown sensor D3, for example for the Case that the vehicle F1 is a vehicle delt, whose passenger compartment needs if necessary opposite the verti can be inclined to detect noises and Vibrations of the vehicle suspension is used. The in the drawing shown sensors stand for a variety of other Sensors for the individual detection of noises and Vibrations of certain vehicle components.

Die von den Fahrzeugsensoren aufgenommenen aktuellen Geräu sche und Schwingungen, die den Ist-Zustand des Schall- und Schwingungsverhaltens der zugehörigen Fahrzeugkomponenten re präsentieren, werden erfindungsgemäß verglichen mit entspre chenden Sollwerten der Komponenten, die von einem Referenz speicher SR zur Verfügung gestellt werden. Für den Vergleich der aktuellen und der Referenzwerte steht ein in der Zeich nung schematisch angedeuteter Vergleicher V, der vorzugsweise softwaremäßig realisiert ist. Im Vergleicher findet ein Ver gleich statt zwischen den auf einen bestimmten Fahrort bezo genen Schall- und Schwingungs-Referenzwerten des Referenz speichers und den entsprechenden aktuellen Schall- und Schwingungswerten der einzelnen Fahrzeugkomponenten, die beim Befahren des betreffenden Fahrortes von den Komponenten er zeugt werden.The current noise recorded by the vehicle sensors and vibrations that reflect the current state of sound and Vibration behavior of the associated vehicle components right present, are compared according to the invention with correspond corresponding setpoints of the components by a reference SR memory can be made available. For comparison the current and the reference values are shown in the drawing tion schematically indicated comparator V, which is preferred is implemented in software. In the comparator, a ver equal to instead of between those related to a particular destination sound and vibration reference values of the reference memory and the corresponding current sound and Vibration values of the individual vehicle components that the Driving on the relevant location from the components be fathered.

Vereinfachend wird zunächst davon ausgegangen, daß der Refe renzspeicher genau dann bestimmte Referenzwerte für den Ver gleicher zur Verfügung stellt, wenn der Sensor einer betrach teten Fahrzeugkomponente die auf den zugehörigen Fahrort be zogenen entsprechenden aktuellen Schall- und Schwingungswerte detektiert. Sowohl die in den Vergleich einzubeziehenden ak tuellen Schall- und Schwingungswerte als auch die zugehörigen Referenzwerte werden dabei durch Mitteln von über eine vorge gebene Meßzeit von z. B. 100 ms oder eine vorgegebene Weg strecke von z. B. 5 m aufgenommen bzw. zur Verfügung gestell ten Einzelwerten dargestellt. Unter der Annahme, daß die ak tuellen Werte und die Referenzwerte für die jeweils gleiche Fahrgeschwindigkeit gelten und unter der Annahme, daß die ak tuellen Werte nicht oder nur geringfügig von den entsprechen den Referenzwerten abweichen und innerhalb vorgegebener Refe renzwertebänder liegen, stellt der Vergleicher Übereinstim mung zwischen den ihm zugeführten Werten fest. Das bedeutet, daß die aktuellen Schall- und Schwingungswerte der betrachte ten Fahrzeugkomponente innerhalb eines durch die entsprechen den Referenzwerte vorgegebenen Rahmens liegen, der die Schall- und Schwingungswerte umfaßt, die sich bei ordnungsge rechtem Zustand der Fahrzeugkomponente einstellen. To simplify matters, it is initially assumed that the ref Reference memory then determines specific reference values for the ver provides the same if the sensor was looking at one tied vehicle components based on the associated driving location pulled corresponding current sound and vibration values detected. Both the ak current sound and vibration values as well as the associated Reference values are given by averaging over one given measuring time of z. B. 100 ms or a predetermined path range of z. B. 5 m added or made available th individual values are shown. Assuming that the ak current values and the reference values for the same in each case Driving speed apply and assuming that the ak current values or only slightly from the corresponding values deviate from the reference values and within the specified ref the comparator provides agreement between the values supplied to it. That means, that the current sound and vibration values of the consider th vehicle component within a by the correspond the reference values of the given framework, which the Includes sound and vibration values, which are in order Set the right state of the vehicle component.

Tatsächlich ist es jedoch so, daß aus sich heraus keine Syn chronisation zwischen den Referenzssignalen und den entspre chenden aktuellen Signalen der Sensoren gegeben ist. Im Refe renzspeicher SR sind die den einzelnen Fahrzeugkomponenten zugeordneten Referenzwerte unter Bezug auf bestimmte Fahrorte hinterlegt. Dieser Bezug wird durch einen in der Zeichnung nicht näher dargestellten Streckenatlas hergestellt, in dem die zu befahrende Strecke feinfühlig hinterlegt ist. In die sem Streckenatlas sind auch die Fahrorte ortsfester strecken seitiger Markierungseinrichtungen M vermerkt. Diese Markie rungseinrichtungen dienen der ortsbezogenen Synchronisation der aktuellen Schall- und Schwingungswerte mit den entspre chenden Referenzwerten im Referenzspeicher. Ortsfeste Markie rungseinrichtungen zur Übermittlung von Ortspositionen an vorüberlaufende Fahrzeuge sind bekannt. Durch die Übermitt lung von Qrtsmarkierungen beim Koppeln fahrzeug- und strek kenseitiger Kopplungseinrichtungen K erkennt das Fahrzeug, daß es sich mit einem Bezugspunkt B über einem bestimmten Streckenpunkt befindet. Eine entsprechende Information veran laßt die Synchronisierung der Ortsposition des Streckenatlas ses auf die tatsächliche Ortsposition der Markierungseinrich tung. Eine fahrzeugseitige Recheneinrichtung G bestimmt fort laufend nach Maßgabe der Fahrgeschwindigkeit V, der seit der letzten Synchronisierung vergangenen Zeitspanne Δt und dem örtlichen Versatz Δs eines zur Ermittlung der tatsächlich zurückgelegten Fahrstrecke herangezogenen Impulsgebers W zum Bezugspunkt B des Fahrzeugs den Zeitpunkt, an dem der Refe renzspeicher SR die in ihm für die einzelnen Fahrzeugkompo nenten hinterlegten Referenzwerte zum Vergleich mit den aktu ellen Referenzwerten zur Verfügung stellen muß. Wenn eine sehr feinfühlige Zuordnung der Referenzwerte zu den einzelnen Streckenpunkten gegeben ist, läßt sich ein hinreichend fein fühliger Vergleich mit den entsprechenden aktuellen Schall- und Schwingungswerten der Fahrzeugkomponenten vornehmen. In fact, it is the case that no syn chronization between the reference signals and the corresponding corresponding current signals from the sensors is given. In the Refe Reference memories SR are the individual vehicle components assigned reference values with reference to certain driving locations deposited. This reference is made by one in the drawing Route atlas not shown, in which the route to be traveled is delicately stored. In the The route locations are also fixed in this route atlas markers M noted. That markie Location facilities are used for location-based synchronization the current sound and vibration values with the corresponding corresponding reference values in the reference memory. Fixed markie tion facilities for the transmission of location positions passing vehicles are known. Through the transmission Qrts markings when coupling vehicle and Strek coupling device K on the side recognizes the vehicle, that it is with a reference point B above a certain one Waypoint is located. Appropriate information leave the synchronization of the position of the route atlas ses on the actual location of the marker tung. A vehicle-side computing device G continues to determine continuously in accordance with the driving speed V, which since the last synchronization past time period Δt and the local offset Δs one to actually determine the traveled distance used pulse generator W to Reference point B of the vehicle the time at which the Refe SR reference memory for the individual vehicle compo reference values stored for comparison with the current must provide available reference values. When a very sensitive assignment of the reference values to the individual Waypoints is given, can be a sufficiently fine sensitive comparison with the corresponding current sound and carry out vibration values of the vehicle components.

Prinzipiell ist es denkbar, alle aktuellen Sensormeldungen der Fahrzeuge mit den entsprechenden Referenzwerten des Refe renzspeichers zu vergleichen, indem jeder Sensor auf die für seinen jeweiligen Fahrort geltenden Referenzwerte des Refe renzspeichers zugreift. Dies erfordert jedoch einen erhebli chen Aufwand für den Referenzspeicher. Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Abkehr von der vorstehend skizzierten Lösung vorgese hen, daß zum Vergleich gleichartiger aktueller Sensormeldun gen, z. B. von Radsensoren mit entsprechenden Referenzwerten, nicht eine Vielzahl von unterschiedlichen Referenzwerten aus dem Referenzspeicher abzurufen ist, sondern daß für alle gleichartigen Komponenten jeweils die gleichen Referenzwerte mehrfach und immer gerade dann zum Vergleich mit aktuellen Werten zur Verfügung gestellt werden, wenn die Sensoren der betreffenden Fahrzeugkomponente den Streckenpunkt passieren, an dem die Fahrzeugkomponenten die entsprechenden aktuellen Schall- und Schwingungswerte erzeugen. Zu diesem Zweck werden die im Referenzspeicher SR gespeicherten Daten in einen Ar beitsspeicher RAM übernommen und dort zeitlich versetzt je weils dann gelesen, wenn die entsprechenden aktuellen Schall- und Schwingungswerte für die einander entsprechenden Fahr zeugkomponenten erkannt werden. Das mehrfache Lesen der Refe renzdaten aus dem Arbeitsspeicher geschieht über Lesezeiger L1, L3, die nach Maßgabe der jeweiligen Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, der seit der letzten Synchronisation zurückge legten Wegstrecke des Fahrzeugs und dem Abstand des jeweili gen Sensors von einem fahrzeugseitigen Bezugspunkt fort schaltbar sind. Der in der Zeichnung dargestellte Lesezeiger L1 ist für das Aufrufen der Referenzwerte zuständig, die sich auf die Schall- und Schwingungsspektren der Radsensoren an einem bestimmten Streckenpunkt beziehen und der Lesezeiger L3 für das Aufrufen der Referenzwerte, die die Soll-Schall- und -Schwin gungsspektren z. B. für die Fahrzeugaufhängungen ange ben. In den Steuerungen LS1, LS3 der Lesezeiger sind die Ab stände s1, s2 der einander entsprechenden Komponenten R1, R2 nicht nur des Fahrzeuges F1 sondern auch der übrigen Fahrzeu ge des Zuges hinterlegt. Immer dann, wenn die Recheneinrich tung G ein Ausgangssignal führt, das anzeigt, daß der oder die Sensoren einer betrachteten Fahrzeugkomponente aktuelle Schall- und Schwingungssignale liefern, die sich auf den Fahrort beziehen, für den der Vergleich mit den entsprechen den Referenzwerten vorzunehmen ist, veranlaßt der zugehörige Lesezeiger L1 bzw. L3, daß die entsprechenden Daten vom Ar beitsspeicher RAM für den Vergleich zur Verfügung gestellt werden. Die in der Steuerung LS1 des Lesezeigers L1 hinter legten Abstandswerte s1, s2 sind selbstverständlich verschie den von den Abstandswerten s3, die in der Steuerung LS3 für den Lesezeiger L3 hinterlegt sind; diese beziehen sich auf den Abstand der Sensoren D3 für das Erkennen von Geräuschen und sonstigen Schwingungen in den Fahrzeugaufhängungen. Die in der Zeichnung dargestellten Lesezeiger L1 und L3 stehen für eine Vielzahl weiterer Lesezeiger, über die der Vergleich weiterer aktueller Sensorsignale mit entsprechenden Referenz signalen vorgenommen werden kann.In principle, it is conceivable for all current sensor messages of vehicles with the corresponding reference values of the Refe to compare the reference memory by setting each sensor to that for the Refe access memory. However, this requires a considerable amount Chen effort for the reference memory. After one particularly advantageous embodiment of the method according to the invention is provided in a departure from the solution outlined above hen that for comparison of similar current sensor messages gene, e.g. B. of wheel sensors with corresponding reference values, not a variety of different reference values the reference memory is to be called up, but that for all similar components each have the same reference values multiple times and always just for comparison with current ones Values are made available when the sensors of the relevant vehicle component pass the waypoint, on which the vehicle components have the corresponding current Generate sound and vibration values. For this purpose the data stored in the reference memory SR in an ar RAM and taken over there at different times because read when the corresponding current sound and vibration values for the corresponding driving components are recognized. Repeated reading of the ref Reference data from the main memory is done via read pointers L1, L3, depending on the respective driving speed of the vehicle that has returned since the last synchronization put the distance of the vehicle and the distance of the respective gene from a vehicle-side reference point are switchable. The read pointer shown in the drawing L1 is responsible for calling up the reference values, which are on the sound and vibration spectra of the wheel sensors refer to a certain route point and the read pointer L3 for calling up the reference values that the target sound and vibration supply spectra z. B. for the vehicle suspensions ben. In the controls LS1, LS3 the read pointers are Ab stands s1, s2 of the corresponding components R1, R2 not only the vehicle F1 but also the other vehicles of the train. Whenever the computing device device G leads an output signal which indicates that the or the sensors of a vehicle component under consideration Deliver sound and vibration signals that affect the Get the location for which the comparison with the correspond the reference values is to be carried out by the associated Read pointer L1 or L3 that the corresponding data from the Ar RAM provided for comparison become. The behind in the control LS1 of the read pointer L1 distance values s1, s2 are of course different of the distance values s3, which are in the control LS3 for the read pointer L3 are stored; these refer to the distance of the sensors D3 for the detection of noise and other vibrations in the vehicle suspensions. The read pointers L1 and L3 shown in the drawing for a variety of other read pointers over which the comparison further current sensor signals with corresponding reference signals can be made.

Nur die Schall- und Schwingungswerte gleichartiger Fahrzeug komponenten werden auf einen gemeinsamen Fahrort bezogen. Die Bewertung der Schall- und Schwingungswerte der Sensoren ande rer Fahrzeugkomponenten kann sich auf einen davon verschiede nen Fahrort beziehen. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß zunächst die Sensorsignale eines Types von Fahrweg komponenten bewertet werden, bevor die Sensorsignale einer anderen Koponentenart bewertet wird. Es ist aber auch mög lich, die von den Sensoren unterschiedlicher Komponententypen stammenden aktuellen Sensormeldungen ineinander verschachtelt zu bewerten. Only the noise and vibration values of similar vehicles components are related to a common driving location. The Evaluation of the sound and vibration values of the sensors and others The vehicle components can relate to one of them Get a location. The arrangement can be made in this way be that first the sensor signals of one type of track components are evaluated before the sensor signals of a other component type is evaluated. But it is also possible Lich from the sensors of different component types originating current sensor messages nested inside each other to rate.

Die Referenzwerte, anhand derer die aktuellen Schall- und Schwingungswerte für die einzelnen Fahrzeugkomponenten zu be werten sind, werden vorzugsweise dadurch erzeugt, daß aktuel le Schall- und Schwingungswerte zur Kennzeichnung des Schwin gungsverhaltens dieser Komponenten von einer möglichst großen Anzahl von Fahrzeugen aufgenommen und einer gemeinsamen Da tenverarbeitung zugeführt werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß die Fahrzeuge die von ihnen detektier ten aktuellen Werte auf einem Magnetband speichern und daß die Fahrzeugführer diese Magnetbänder nach Fahrtende in einem am Zielort befindlichen Bahnbetriebswerk hinterlegen. Aus der Vielzahl der von den einzelnen Fahrzeugen der Züge stammenden aktuellen Schall- und Schwingungswerten bestimmt eine Daten verarbeitungseinrichtung unter Berücksichtigung gesicherter statistischer Verfahren die Referenzwerte oder Referenzwerte bänder, in denen die aktuellen Schall- und Schwingungswerte der die einzelnen Fahrorte befahrenden Fahrzeugkomponenten liegen sollen, wobei diese Werte über bestimmte Meßzeiten oder Wegstrecken gemittelt sein können. Diese Referenzwerte bzw. Referenzwertebänder werden vervielfältigt und auf Spei chermedien hinterlegt, die an die einzelnen Züge ausgegeben werden und dann für eine bestimmte Zeit Geltung haben sollen. Solche Speicher sind vorzugsweise als Kompact-Discs auszufüh ren. Auf den Fahrzeugen werden die Daten der Kompakt-Discs in den Arbeitsspeicher RAM eingelesen, aus dem sie dann durch die Lesezeiger immer gerade dann für den Vergleich zur Verfü gung gestellt werden, wenn die entsprechenden ortsbezogenen aktuellen Sensordaten für die betreffenden Komponenten gene riert werden. Die an die Züge ausgegebenen Daten haben eine bestimmte zeitliche Gültigkeit und werden durch Auswechseln der Datenträger aktualisiert; die Aktualisierung der Refe renzwerte berücksichtigt etwaige Veränderungen der Schall- und Schwingungswerte von Fahrzeugen, die ihre Ursache in Ver änderungen der Strecke haben; solche Veränderungen können sich z. B. beim Nachstopfen der Gleise oder bei sonstigen Baumaßnahmen an der Strecke ergeben.The reference values against which the current sound and Vibration values for the individual vehicle components values are preferably generated in that current le Sound and vibration values to identify the vibration behavior of these components as large as possible Number of vehicles added and a common da be processed. For example by the fact that the vehicles detect those of them Save the current values on a magnetic tape and that the drivers of these magnetic tapes in one at the end of the journey Store the depot at the destination. From the Plenty of those from the individual vehicles of the trains data determines current sound and vibration values processing device taking into account secured statistical method the reference values or reference values bands in which the current sound and vibration values of the vehicle components traveling through the individual locations should lie, these values over certain measuring times or distances can be averaged. These reference values or reference value bands are reproduced and saved storage media, which are issued to the individual trains and should then be valid for a certain time. Such memories are preferably designed as compact discs Ren. On the vehicles, the data of the compact discs in read the RAM from which it is then read the read pointers are always available for comparison be made if the corresponding location-related current sensor data for the relevant components be cured. The data output to the trains have a certain temporal validity and are replaced by replacement the disk is updated; updating the refe limit values take into account any changes in sound and vibration values of vehicles that have their cause in ver have changes in route; such changes can z. B. when stuffing the tracks or other Construction measures on the route result.

Die Bewertung der aktuellen Schall- und Schwingungswerte von Fahrzeugkomponenten kann auf einem einzigen Fahrzeug eines Zuges oder auf mehreren Fahrzeugen geschehen, vorzugsweise dann immer nur bezogen auf ein oder einige Fahrzeuge des Zu ges. Dadurch verändert sich der Aufwand für das Speichern und Vergleichen der aktuellen mit den Referenzdaten erheblich. Jedes Fahrzeug kann dabei eine eigene Qrtungseinrichtung auf weisen.The evaluation of the current sound and vibration values of Vehicle components can be on a single vehicle Train or happen on several vehicles, preferably then always related to one or a few vehicles of the Zu total This changes the effort for saving and Comparing the current with the reference data significantly. Each vehicle can have its own detection device point.

Es ist auch möglich, das zeitrichtige Lesen der im Arbeits speicher hinterlegten Referenzdaten nicht in jedem Fall auf einen gemeinsamen Bezugspunkt des Fahrzeugs zu beziehen, son dern nach einer einmal vorgenommenen Synchronisierung auf den Abstand einer zuvor bewertenden Fahrzeugkomponente von diesem Bezugspunkt.It is also possible to read the work on time stored reference data in every case to get a common reference point of the vehicle, son after a synchronization to the Distance of a previously assessed vehicle component from this Reference point.

Für den Fall, daß unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten ei nen nennenswerten Einfluß auf das Schall- und/oder Schwin gungsverhalten einzelner Fahrzeugkomponenten haben, kann es sinnvoll sein, entweder entsprechende geschwindigkeitsabhän gige Referenzwerte ortsbezogen vorzugeben oder entweder die aktuellen Zustandswerte und/oder die zugehörigen Referenzwer te nach Maßgabe der jeweilige Geschwindigkeit zu verändern, um so zu normierten Vergleichsgrößen zu gelangen.In the event that different speeds ei significant impact on sound and / or vibration behavior of individual vehicle components, it can make sense, either appropriate speed-dependent default reference values to be specified locally or either the current status values and / or the associated reference values to change according to the respective speed, in order to arrive at standardized comparison values.

Das ortsbezogene Einlesen der aktuellen Schall- und Schwin gungswerte in das Speichermedium, aus dem die späteren Refe renzwerte gewonnen werden, kann in der Weise geschehen, daß die beim Befahren eines bestimmten Streckenpunktes von den Sensoren der einzelnen Fahrzeugkomponenten erfaßten Schwin gungen fahrortbezogen abgespeichert werden; hierzu ist eine Zuordnung der Schwingungswerte zu den Streckenpunkten erfor derlich, die ähnlich dem mehrfachen Lesen eines Referenzwer tes beim Vorrücken des Fahrzeugs ein mehrfaches Einschreiben von aktuellen, durchaus aber verschiedenen Schwingungswerten in ein ortsbezogenes Speicherfeld der Speichermediums vor sieht; auch hier können diese Werte durch Mitteln von über eine vorgegebene Meßzeit oder eine vorgegebene Wegstrecke er zeugten Einzelwerten gebildet werden.The location-based reading of the current sound and vibration values in the storage medium from which the later Refe limit values can be obtained in such a way that which when driving to a certain waypoint from the Sensors of the individual vehicle components detected Schwin conditions are saved based on location; this is one Assignment of the vibration values to the route points derlich, which is similar to the multiple reading of a reference person Multiple registrations when the vehicle advances of current, but definitely different vibration values in a location-related storage field of the storage medium sees; Again, these values can be averaged over a predetermined measuring time or a predetermined distance generated individual values.

Die laufende Bewertung der aktuellen Schall- und Schwingungs werte anhand gespeicherter Referenzwerte kann zeitabhängig, geschwindigkeitsabhängig, wegabhängig oder ereignisabhängig vorgenommen werden; anzustreben ist dabei eine kurze Folge zeit, um etwaige Defekte möglichst frühzeitig erkennen zu können.The ongoing evaluation of the current noise and vibration values based on stored reference values can be time-dependent, speed-dependent, route-dependent or event-dependent be made; to strive for is a short sequence time to recognize any defects as early as possible can.

Die möglichen Reaktionen des Fahrzeugs auf einen erkennbar werdenden Schaden oder einen plötzlich auftretenden Schaden, die von Fall zu Fall verscheiden sein können, sind nicht Ge genstand der vorliegenden Erfindung.The possible reactions of the vehicle to you can be seen damage or sudden damage, that may vary from case to case are not Ge subject of the present invention.

Claims

1. A method for early detection of damage to rail driving testify, characterized in that the sound and / or vibration behavior of predetermined components (R1, R2) of the vehicles (F1) is detected during the journey and online with for the respective location and possibly the Reference values applicable to the respective driving speed are compared, which were detected during at least one previous trip and possibly stored according to the speed according to speed-dependent standardization and that the actual status of the relevant vehicle components is inferred from the location-related deviations of the current values from the corresponding reference values.

2. The method according to claim 1, characterized, that the level and frequency spectra of the current run or Structure-borne noise and / or the current vibrations of the vehicle components to be monitored and detected amplitude and frequency comparison with corresponding location-based reference values are supplied.

3.The method according to claim 1 or 2, characterized, that the current sound and / or vibration values are digital based and with corresponding digitized reference values be compared.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized, that for the comparison of the current sound and / or Schwin values with the corresponding reference values both the current as well as the corresponding reference values one of the Data processing to be subjected to preprocessing.

5. The method according to claim 4 characterized, that the preprocessing is temporal or path dependent Averages both the current and the reference values.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized, that at least the Refe limit values as value bands with upper and lower limit values be specified.

7. The method according to claim 6, characterized, that the reference values / value bands by evaluating current Sound and / or vibration values when driving a route by which vehicles of one or more trains are formed.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized, that the reference values / value bands in such a way Location-related comparison with the current sound or Vibration values / value bands are fed that they - starting from a fixed reference point (B) on a vehicle (F1) - multiple times according to the quotient from distance (Δs) the corresponding vehicle components to be evaluated already (R1, R2) from the reference point (B) or the location of one evaluated vehicle component and driving speed (V) be delayed compared to the time for walking past the reference point or an already assessed vehicle comm component at the relevant location.

9. The method according to claim 8, characterized, that the current sound levels determined by the vehicles and / or vibration values / value bands on the vehicles for a later comparison with the current sound and / or Vibration values / value bands on a first memory dium (SA) are saved, that the stored there te are fed to a processing device and that in the reference values / value bands are formed.

10. The method according to claim 9, characterized, that the reference values / value bands are in the processing direction duplicated and transferred to second storage (SR) that are physically available to the vehicles be put.

11. The method according to claim 10, characterized, that the reference values stored in a second memory te / value bands on the vehicles in RAM (RAM) read in and using the individual components assigned, depending on their location on the vehicle conditions and the driving speed of the vehicles Read pointers (L1, L3) read several times at different times the.

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized, that for the location-based assignment of the current sound and / or vibration values / value bands for the corresponding ones Reference values pre-route-related resynchronization can be seen that recognizable on the presence of the vehicle Trigger points (M) on the route and on the vehicle side Knowledge of the location of the trigger points and the location of the driving reference point on the tool side (B) and the driving to be assessed build components on the vehicles.