DE19837476A1

DE19837476A1 - Preventive surveillance and monitoring procedure for railway rolling stock driving characteristics

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Publication number: DE19837476A1
Application number: DE1998137476
Authority: DE
Inventors: Rudolf Mack
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1998-08-11
Publication date: 2000-02-17

Abstract

A preventive monitoring/surveillance method involves detecting changes in travel noise caused by vehicle components and/or other vibrations of the axles or bogies of the individual rail vehicles while negotiating a route section. The results are then compared on-line with previously determined reference values. In the event of the comparison indicating a serious change in the actual noise and/or vibration value, the comparison of this value with the corresponding reference values relating to the route destination is suspended for so long as the serious changes are to be expected.

Description

Die Steuerung des Bahnverkehrs geschieht auf einem sehr hohen Sicherheitsniveau. Dabei werden eine Vielzahl von strecken seitigen und fahrzeugseitigen Parametern entweder laufend, in vorgegebenen Abständen und/oder ereignisgesteuert überwacht oder überprüft, wobei etwaige Unregelmäßigkeiten möglichst frühzeitig und zuverlässig erkannt werden und zu entsprechen den Sicherheitsreaktionen des Systems führen sollen. Dennoch hat sich gezeigt, daß es ausnahmsweise doch zu schwerwiegen den Schadens fällen kommen kann, die offensichtlich auf einer Fehleinschätzung des möglichen Störungspotentials einzelner Fahrzeugkomponenten oder auf der fehlerhaften Annahme beru hen, daß diese Fahrzeugkomponenten so zuverlässig sind, daß mit nicht rechtzeitig erkennbaren Defekten nicht zu rechnen ist. So hat man bislang jedenfalls allgemein auf eine laufen de Überwachung der Radkränze von Schienenfahrzeugen in der Annahme verzichtet, daß es dort nur zu schleichenden ver schleißbedingten Abnutzungserscheinungen kommt, die bei tur nusmäßigen Inspektionen zuverlässig erkannt werden. Tatsache ist aber, daß etwaige Defekte an den Radreifen wie z. B. Här terisse bei optischen Inspektionen nicht ohne weiteres er kennbar sind und daß es durch das Ablösen eine Radreifens zu gegebenenfalls folgenschweren Schadensfällen mit hohen Mate rial- und Personenverlusten kommen kann. Schäden, die zu ei nem plötzliche Ablösen von Radreifen führen, haben ihre Ursa che meist in Ereignissen, die zeitlich deutlich vor dem ei gentlichen Schadensfall liegen.The control of the rail traffic happens at a very high level Security level. There will be a variety of routes side and vehicle side parameters either ongoing, in predetermined intervals and / or monitored by events or checked, with any irregularities if possible be recognized early and reliably and to comply should lead to the security reactions of the system. Yet has shown that it is exceptionally too serious the damage cases that obviously appear on one Misjudgment of the potential for interference by individuals Vehicle components or based on incorrect acceptance hen that these vehicle components are so reliable that not to expect defects that cannot be recognized in time is. So far, one has generally run into one de Monitoring the wheel arches of rail vehicles in the Assumption waived that there are only creeping ver wear-related wear and tear that occurs at door reliable inspections can be reliably recognized. fact is that any defects on the wheel tires such. B. Har in optical inspections is not easy are recognizable and that by removing a wheel tire too possibly serious damage with high mate rial and personal losses can occur. Damage to egg cause sudden tire detachment, have their Ursa mostly in events that occur well ahead of the egg possible damage.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum vorbeugenden Überwachen des Fahrverhaltens von Schienenfahr zeugen mit dem Ziel anzugeben, sich anbahnende Schäden insbe sondere an den Schienenfahrzeugen zuverlässig und möglichst aufwandsarm zu erkennen.The object of the present invention is to provide a method for preventive monitoring of the driving behavior of rail driving testify with the aim of specifying impending damage especially reliable and as possible on the rail vehicles easy to recognize.

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 mit der Zeit verändernden Eigenschaften und Funk tionen von Fahrzeugkomponenten dadurch erkannt werden, daß die aktuellen Schall- und Schwingungswerte der Achsen oder Drehgestelle der Fahrzeuge mit entsprechenden Referenzwerten solcher Schall- und Schwingungswerte verglichen werden, die sich dort bei ordnungsgerechtem Zustand der betreffenden Fahrzeugkomponenten und bei ordnungsgerechtem Zustand der be fahrenen Strecke einstellen. An bestimmten Streckenpunkten, an denen sich die zu erwartenden Schall- und Schwingungswerte der Achsen und Drehgestelle aufgrund von Streckengegebenhei ten wie z. B. Brücken, Tunnels und Weichenfeldern erwartungs gemäß verändern, sind die Referenzwerte oder die entsprechen den aktuellen Schall- und Schwingungswerte entsprechend zu modifizieren oder aber der Vergleich ist vorübergehend aus zu setzen, solange die Schwingungsmuster erwartungsgemäß vom vorgegebenen Muster abweichen. Das erfindungsgemäße Verfahren benötigt zu seiner Anwendung nur eine relativ geringe Anzahl von Referenzwerten und kommt daher mit entsprechend wenig um fangreichen Speichern für die Bereitstellung dieser Werte und einem entsprechend geringen Aufwand fuhr das Lesen dieser Wer te aus.The invention solves this problem by using the characterizing features of claim 1. Thereafter sol len with mechanical stress and mechanical Wear with time changing properties and radio tions of vehicle components are recognized in that the current sound and vibration values of the axes or Bogies of the vehicles with corresponding reference values such sound and vibration values are compared that there if the relevant condition is correct Vehicle components and if the be Set the distance traveled. At certain waypoints, at which the expected sound and vibration values of the axles and bogies due to route conditions ten such as B. bridges, tunnels and turnouts are expected according to change, are the reference values or the corresponding according to the current sound and vibration values modify or the comparison is temporarily off too as long as the vibration patterns are expected from specified pattern. The method according to the invention only requires a relatively small number for its application of reference values and therefore perishes with correspondingly little extensive storage for the provision of these values and the reading of these people went at a correspondingly low cost te out.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfin dungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angege ben.Advantageous refinements and developments of the inventions The method according to the invention is specified in the subclaims ben.

So sollen nach der Lehre des Anspruches 2 laufend die Ampli tuden und die Frequenzspektren der Lauf- und Körperschallge räusche und/oder anderer Schwingungen an den Achsen oder Drehgestellen der Fahrzeuge ermittelt und mit entsprechenden Referenzwerten verglichen werden, weil diese Größen sich im Vorfeld eines sich anbahnenden Schadens verändern.Thus, according to the teaching of claim 2, the ampli tuden and the frequency spectra of the barrel and structure-borne noise noise and / or other vibrations on the axles or Bogies of the vehicles determined and with corresponding Reference values are compared because these quantities differ in the Change in advance of impending damage.

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 Datenmengen 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.

In besonders vorteilhafter Weise ist nach der Lehre des An spruches 5 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 5 provided, 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.

Nach der Lehre des Anspruches 6 sollen die Referenzwer te/-wertebänder durch Mitteln der auf mindestens einem Prüf stand oder bei praktischen Fahrversuchen an den Achsen oder Drehgestellen aufgenommenen Schall- und/oder Schwingungswerte bestimmt werden. Dies macht eine problemlose Ermittlung und Vorgabe der Referenzwerte möglich, beispielsweise in der Wei se, daß sie den Fahrzeugen auf einer CD oder einem sonstigen Speichermedium mitgegeben werden können. Dabei gibt es für jede Achse oder jedes Drehgestell vorzugsweise jeweils nur ein einziges Schall- oder Schwingungsspektrum, das für das Befahren der gesamten Strecke mit Ausnahme der Streckenab schnitte gilt, an denen sich das Fahrverhalten des Fahrzeugs streckenbedingt erwartungsgemäß verändert. Allenfalls gibt es möglicherweise noch Modifizierungen der Referenzdaten hin sichtlich der Vorrückgeschwindigkeit des Fahrzeugs.According to the teaching of claim 6, the reference te / value bands by averaging on at least one test or during practical driving tests on the axles or Bogies recorded sound and / or vibration values be determined. This makes it easy to determine and Presetting of the reference values possible, for example in the white se that the vehicles on a CD or other Storage medium can be given. There is for each axle or bogie preferably only each a single sound or vibration spectrum that for the Driving the entire route with the exception of the route cuts applies to which the driving behavior of the vehicle changed as expected due to the route. At most there are possibly modifications of the reference data visibly the advancing speed of the vehicle.

Nach der Lehre des Anspruches 7 ist vorgesehen, daß die Ein zelfahrzeuge eines Fahrzeugverbandes jeweils für sich die ak tuellen Schall- und Schwingungswerte bestimmen, daß aber die Auswertung dieser Werte an zentraler Stelle auf nur einem einzigen Fahrzeug geschieht; das macht es möglich, auf diesem Fahrzeug, z. B. dem führenden Triebfahrzeug, über den Zustand des gesamten Fahrzeugverbandes Bescheid zu wissen und dort an zentraler Stelle entscheiden zu können, wie im Fall einer Störung zu reagieren ist. Allerdings ist auch eine individu elle Bewertung auf den einzelnen Fahrzeugen möglich, was ins besondere für den Fall gleichartig ausgerüsteter Fahrzeuggar nituren in Frage kommt.According to the teaching of claim 7 it is provided that the one individual vehicles of a vehicle association each for itself current sound and vibration values determine that the Evaluation of these values at a central point on only one single vehicle happens; that makes it possible on this Vehicle, e.g. B. the leading locomotive, on the condition of the entire vehicle association to know and there to be able to make a central decision, as in the case of a Is to respond to the fault. However, it is also an individual All assessment possible on the individual vehicles, which ins especially in the case of similarly equipped vehicle cooking nituren comes into question.

Eine sicherheitsrelevante Störung wird gemäß Anspruch 8 nicht nur vom Abweichen der tatsächlichen Schwingungswerte von den entsprechenden Referenzwerten abhängig gemacht, sondern auch vom Vorhandensein dieser Störung über eine vorgegebene Min destzeit. Dadurch sollen Stör-Reaktionen auf nur kurzzeitig wirkende Ereignisse wie z. B. das Überfahren eines Schienen stoßes vermieden werden.A safety-relevant malfunction is not according to claim 8 only from the deviation of the actual vibration values from the corresponding reference values, but also from the presence of this fault for a predetermined min least time. This is intended to cause disturbance reactions for only a short time acting events such as B. driving over a rail be avoided.

Nach der Lehre des Anspruches 9 ist eine gesonderte Bewertung des Schall- und Schwingungsverhaltens der vorderen Achsen ei nes Zuges vorgesehen. Damit soll das Überfahren eines Astes oder eines Steines erkannt werden. Diese Fremdkörper werden durch den ersten Radsatz des Fahrzeuges von der Strecke ge räumt bzw. zermahlen, so daß sie von den folgenden Fahrzeu grädern nicht mehr erkannt werden können. Ein solches Ereig nis soll nicht zu einer Störungsmeldung für einen anormalen Fahrzeugzustand führen. Dennoch kann natürlich das Erkennen eines solchen Ereignisses auf dem Fahrzeug zu einer entspre chenden Meldung führen, die auch an eine Leitstelle abgesetzt werden kann.According to the teaching of claim 9 is a separate assessment the sound and vibration behavior of the front axles nes train provided. This is supposed to run over a branch or a stone can be recognized. These foreign bodies will ge by the first wheelset of the vehicle from the track clears or grinds, so that they from the following vehicles degrees can no longer be recognized. Such an event nis is not intended to be a malfunction report for an abnormal Maintain vehicle condition. Still, of course, cognition of such an event on the vehicle appropriate message, which is also sent to a control center can be.

Nach der Lehre des Anspruches 10 ist vorgesehen, daß aus den für die einzelnen Achsen oder Drehgestelle eines Fahrzeugs ermittelten Schall- und Schwingungswerten ein Mittelwert ge bildet und dieser mit den für die einzelnen Achsen oder Dreh gestelle ermittelten Einzelwerten verglichen wird. Dadurch soll eine etwaige Veränderung des Laufverhaltens einer Achse oder eines Drehgestells , die ihre Ursache in der Veränderung der Eigenschaften oder Funktionen einer Fahrzeugkomponente oder mehrerer Fahrzeugkomponenten hat, möglichst frühzeitig erkannt werden.According to the teaching of claim 10 it is provided that from the for the individual axles or bogies of a vehicle determined sound and vibration values an average forms and this with those for the individual axes or rotation individual values determined are compared. Thereby is a possible change in the running behavior of an axis or a bogie, its cause in the change the properties or functions of a vehicle component or several vehicle components, as early as possible be recognized.

Auch dieser Vergleich soll gemäß Anspruch 11 unter Berück sichtigung der Fahrgeschwindigkeit der Fahrzeuge und der zu erwartenden Beeinflussung der Schall- und Schwingungsspektren durch die Strecke durchgeführt werden.This comparison is also intended according to claim 11 under Berück visualization of the driving speed of the vehicles and the expected influence on the sound and vibration spectra be performed through the route.

Das laufende Erfassen aktueller Schall- und Schwingungswerte beschreibt nicht nur das Fahrverhalten des Fahrzeugs sondern mindestens auch in gewisser Weise den jeweiligen Streckenzu stand. Wenn die aktuellen Schall- und Schwingungswerte einer Vielzahl von Fahrzeugen gemäß Anspruch 12 z. B. an den End punkten einer Strecke gesammelt und gemeinsam bewertet wer den, so lassen sich hieraus Angaben über den jeweiligen Ist-Streckenzustand herleiten. Solche Angaben können beispiels weise für die Wartung und die Instandhaltung der Strecke ge nutzt werden.The ongoing acquisition of current sound and vibration values describes not only the driving behavior of the vehicle but at least also to a certain extent the respective routes was standing. If the current sound and vibration values one A variety of vehicles according to claim 12 z. B. at the end score a route and collectively evaluate who the, information about the respective can be derived from this Derive actual route status. Such information can, for example way for the maintenance and repair of the route be used.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläu tert. The invention is based on one in the drawing schematically illustrated embodiment tert.

Die Zeichnung zeigt ein Eisenbahnfahrzeug F1, das über zugin terne Fernwirkleitungen L oder ein Bussystem in Verbindung steht mit weiteren nicht dargestellten Fahrzeugen; die Fahr zeuge bilden zusammen einen Zug, der von dem dargestellten Fahrzeug F1 aus gesteuert und überwacht wird. Bei dem Zug soll es sich insbesondere um einen Hochgeschwindigkeitszug handeln. Die Spurführung des Fahrzeuges F1 geschieht durch Räder R1, R2, die auf den Fahrschienen S eines Gleises abrol len. Das Fahrzeug F1 ist wie auch die übrigen Fahrzeuge des Zuges mit Sensoren D1 und D2 zum Erfassen der Laufgeräusche und sonstigen Schwingungen noch Amplituden und Frequenzspek tren an den Achsen oder Drehgestellen des Fahrzeugs ausge rüstet. Bei nicht mit durchgehenden Achsen versehenen Fahr zeugen ist für jede Kurzachse mindestens ein eigener Sensor vorzusehen, bei durchgehenden Achsen sind diese Sensoren den beiden Achslagern der Achse zuzuordnen. Es ist aber auch denkbar, daß zum Überwachen von auf einer gemeinsamen Achse angeordneten Fahrzeugrädern oder von in einem gemeinsamen Drehgestell gelagerten Fahrzeugrädern jeweils nur ein einzi ger Sensor vorgesehen ist.The drawing shows a railway vehicle F1, which is about Zugin tern telecontrol lines L or a bus system in connection stands with other vehicles, not shown; the driving Witnesses together form a train of that shown Vehicle F1 is controlled and monitored from. On the train In particular, it should be a high-speed train act. The tracking of the vehicle F1 is done by Wheels R1, R2 that roll on the rails S of a track len. The vehicle F1 is like the other vehicles of the Train with sensors D1 and D2 to record the running noise and other vibrations, amplitudes and frequency spec out on the axles or bogies of the vehicle equips. If the drive is not provided with continuous axles Witness is at least one sensor for each short axis To be provided, these sensors are the for continuous axes assign both axle bearings to the axle. It is also conceivable that for monitoring on a common axis arranged vehicle wheels or from in a common Bogie mounted vehicle wheels only one single ger sensor is provided.

Als Sensoren können bewährte Schwingungsaufnehmer verwendet sein, wie sie aus dem Werkzeugmaschienenbau bekannt sind. Im Prinzip können diese Sensoren wie Stimmgabeln arbeiten, die, wenn sie auf einen Resonanzkörper, wie z. B. ein Achslager, aufgelegt werden, einfach mitschwingen. Sie sind konstruktiv so in die Achslagergehäuse zu integrieren, daß sie von direk ten Umwelteinflüssen möglichst geschützt sind. Die von ihnen aufgenommenen Daten können z. B. über Lichtwellenleiter oder Kupferkabel oder gegebenenfalls auch drahtlos der Bewertung zugeführt werden.Proven vibration sensors can be used as sensors be as they are known from machine tool construction. in the Principle these sensors can work like tuning forks that, if they are on a sound box, e.g. B. an axle bearing, just hang up, just swing along. You are constructive to integrate into the axle bearing housing in such a way that it is direct environmental influences are protected as far as possible. The one of them recorded data can e.g. B. via optical fiber or Copper cable or, if applicable, wirelessly of the evaluation be fed.

Die von den Fahrzeugsensoren aufgenommenen aktuellen Geräu sche und Schwingungen werden einem Speicher SA zugeführt und dort gespeichert. Der Speicher SA nimmt aber nicht nur die Daten auf, die das Schall- und Schwingungsverhalten der dem eigenen Fahrzeug zugeordneten Achsen und Drehgestelle be zeichnen, sondern in entsprechender Weise auch die diesbezüg lichen Daten der Achsen und Drehgestelle der weiteren Fahr zeuge des Fahrzeugverbandes. Diese werden ihm über die zugin ternen Fernwirkleitungen L oder auf sonstige Art und Weise zugeführt. Die im Speicher SA abgelegten aktuellen Schall- und Schwingungswerte der Achsen und Drehgestell werden erfin dungsgemäß verglichen mit entsprechenden Soll-Werten, die von einem Referenzspeicher SR zur Verfügung gestellt werden. Für den Vergleich der aktuellen Werte und der Referenzwerte steht ein in der Zeichnung schematisch angedeuteter Vergleicher V, der vorzugsweise softwaremäßig realisiert ist. Der Referenz speicher SR ist vorzugsweise als Kompakt-Disc ausgeführt. Die in ihm enthaltenen Referenzdaten wurden zuvor auf einem oder mehreren Prüfständen bzw. bei praktischen Fahrversuchen auf Referenzstrecken ermittelt; sie beziehen sich auf die Schall- und Schwingungswerte an den Achsen oder Drehgestellen wie sie sich bei ordnungsgerechtem Zustand und ordnungsgerechtem Be triebsverhalten aller Fahrzeugkomponenten der Fahrzeuge - so weit sie Einfluß haben auf das Schall- und Schwingungsverhal ten der Achsen oder Drehgestelle - und ordnungsgerechtem Zu stand der befahrenen Gleise einstellen. Gebildet werden die Referenzwerte dadurch, daß eine möglichst große Anzahl von Fahrzeugen auf dem Prüfstand bzw. in den Referenzgleisen hin sichtlich des aktuellen Schall- und Schwingungsverhaltens ih rer Achsen oder Drehgestelle untersucht wird und daß durch Mitteln der gefundenen Werte nach statistischen Verfahren hieraus die Werte/Wertebänder für die Referenzwerte bestimmt werden, innerhalb derer sich die aktuellen Schall- und Schwingungswerte der Achsen oder Drehgestelle bei ordnungsge rechtem Verhalten der überwachten Fahrzeugkomponenten aufhal ten müssen. Zu diesem Zwecke werden die aktuellen Schall- und Schwingungswerte der einzelnen Fahrzeuge, wie sie sich auf den Referenzgleisen einstellen, aus dem Speicher SA in eine zentrale Verarbeitungseinrichtung übermittelt, die daraus die Referenzwerte oder Referenzwertebänder bestimmt.The current noise recorded by the vehicle sensors ces and vibrations are supplied to a memory SA and saved there. The storage SA does not only take that Data on the sound and vibration behavior of the own vehicle assigned axles and bogies draw, but also in this regard data of the axles and bogies of the other vehicles witness of the vehicle association. These are given to him via the train telecontrol lines L or in some other way fed. The current sound stored in the SA and vibration values of the axles and bogie are invented in accordance with the corresponding target values, which of be made available to a reference memory SR. For the comparison of the current values and the reference values a comparator V schematically indicated in the drawing, which is preferably implemented in software. The reference SR memory is preferably designed as a compact disc. The reference data contained in it were previously on one or several test benches or in practical driving tests Reference distances determined; they relate to the sound and vibration values on the axles or bogies like them in proper condition and proper loading driving behavior of all vehicle components of the vehicles - see above as far as they have influence on the sound and vibration behavior axles or bogies - and properly closed adjust the position of the tracks used. They are educated Reference values in that the largest possible number of Vehicles on the test bench or in the reference tracks visually of the current sound and vibration behavior ih axles or bogies is examined and that by Averaging the values found using statistical methods from this the values / value bands for the reference values are determined within which the current sound and Vibration values of the axles or bogies when properly right behavior of the monitored vehicle components have to. For this purpose, the current sound and Vibration levels of individual vehicles as they relate to set the reference tracks, from the memory SA into one central processing facility that transmits the Reference values or reference value bands determined.

Zur Begrenzung der Menge der miteinander zu vergleichenden aktuellen Werte und der Referenzwerte sollten diese einer Vorverarbeitung unterzogen sein, in der sie z. B. durch Mit telwertbildung bestimmten Werteklassen zugeordnet werden; die Darstellung der Werte geschieht vorzugsweise in digitaler Form.To limit the amount of comparisons current values and the reference values, these should be one Be subjected to preprocessing in which B. by with tel value formation are assigned to certain value classes; the The values are preferably displayed in digital form Shape.

Solange die beim Befahren einer Strecke erzeugten aktuellen Schall- und Schwingungswerte innerhalb der durch die entspre chenden Referenzwerte bzw. Referenzwertebänder definierte Grenzen liegen, kann von einem weitgehend ordnungsgerechten Betriebsverhalten der überwachten Fahrzeugkomponenten ausge gangen werden. Erst wenn die aktuellen Schall- und Schwin gungswerte der Achsen oder Drehgestelle aus den vorgegebenen Referenzwertebändern auswandern, insbesondere wenn sie plötz lich, dann aber anhaltend, auswandern, darf eine Störung ver mutet werden, die zum Einstellen eines Störungsmelders SM verwendet werden kann. Eine solche Störungsmeldung soll aber nur dann ausgegeben werden, wenn die Störung auch tatsächlich eine vorgegebene Mindestzeitspanne andauert. Das ist nicht der Fall, wenn das Fahrzeug über einen Schienenstoß, einen kleineren Ast oder einen Stein fährt. Zwar können dadurch entsprechende Meldungen veranlaßt werden, die z. B. zu einer Streckenbegehung führen, aber auf dem Fahrzeug selbst sollen diese kurzzeitigen Beeinflussungen noch nicht zu einer Stö rungsreaktion führen. Durch das zeitliche Bewerten der Sen sormeldungen lassen sich nur kurzzeitig wirksame Störeinflüs se wie z. B. das Überfahren eines Schienenstoßes aus dem Ver gleichsvorgang zuverlässig ausblenden. Auch das Auftreten von kuzzeitigen extremen Sensorsignalen nur an den vorderen Ach sen oder einem vorderen Drehgestell eines führenden Fahrzeugs läßt sich eindeutig von länger anhaltenden echten Störfällen unterscheiden und aus der Störungsmeldung ausklammern.As long as the current generated when driving a route Sound and vibration values within the corresponding corresponding reference values or reference value bands Limits can be from a largely orderly one Operating behavior of the monitored vehicle components be gone. Only when the current sound and vibration values of the axles or bogies from the given Reference value bands migrate, especially if they suddenly A disturbance may occur, but then persistently, emigrate can be expected to set a malfunction indicator SM can be used. However, such a fault message should can only be output if the fault actually occurs a predetermined minimum time period lasts. This is not the case when the vehicle has a rail joint, a smaller branch or a stone. You can appropriate messages are initiated, the z. B. to a Lead route inspection, but should be on the vehicle itself these short-term influences do not yet lead to disruptions lead reaction. By evaluating the sen Standard messages can only be effective for a short time se such as B. running over a rail joint from the Ver Hide the same process reliably. Even the appearance of short-term extreme sensor signals only on the front axle sen or a front bogie of a leading vehicle can clearly be seen from longer lasting real accidents distinguish and exclude from the fault message.

Beim Befahren bestimmter Streckenabschnitte, beispielsweise beim Befahren von Brücken, Tunnels und Weichen, wird sich das Schall- und Schwingungsverhalten der Achsen und Drehgestelle eines Zuges markant ändern gegenüber dem Schall- und Schwin gungsverhalten beim Befahren eines Prüfgleises. Der Vergleich der aktuellen Schall- und Schwingungswerte mit den zugehöri gen Referenzwerten ist während des Befahrens solcher markan ter Streckenabschnitte entweder auszusetzen oder aber es sind entweder die aktuellen Schall- und Schwingungswerte und/oder die entsprechenden Referenzwerte in vorgegebener Weise zu mo difizieren oder durch entsprechende Referenzwerte zu erset zen. In allen diesen Fällen bedarf es eines Streckenatlasses A, der die Streckenpunkte bezeichnet, zwischen denen der Wer tevergleich auszusetzen oder die Werte fahrortbezogen zu mo difizieren oder zu ersetzen sind. Das Modifizieren oder Er setzen der Schall- und-Schwingungswerte bewirkt eine fahrort abhängige gegenseitige Anpassung von aktuellen Schall- und Schwingungswerten und zugehörigen Referenzwerten.When driving on certain sections of the route, for example when driving over bridges, tunnels and switches, this will change Sound and vibration behavior of the axles and bogies of a train change significantly compared to the sound and vibration behavior when driving on a test track. The comparison the current sound and vibration values with the associated reference values are striking while driving on them ter sections of the route either suspend or there are either the current sound and vibration values and / or the corresponding reference values in a predetermined manner to mo differ or to be replaced by appropriate reference values Zen. A route atlas is required in all of these cases A, which denotes the waypoints between which the who suspend comparisons or the values based on location to mo to be differentiated or replaced. Modifying or Er setting the sound and vibration values causes a driving location dependent mutual adjustment of current sound and Vibration values and associated reference values.

Der Streckenatlas A ist auf geeignete Weise mit der Strecke zu synchronisieren, d. h. er hat an jedem Fahrort festzustel len, wo konkret sich das Fahrzeug auf der Strecke befindet. Dies kann z. B. durch Satellitennavigation, durch Auswerten der Kreuzungsstellen von im Gleis verlegten Linienleitern oder anderen Ortungshilfen geschehen. In der Zeichnung ist eine punktförmig wirkende gleisseitige Markierungseinrichtung M angedeutet, die beim Vorbeibewegen des Fahrzeugs F1 über Kopplungseinrichtungen K ein Synchronisationskennzeichen an den Streckenatlas A übermittelt und ihm damit anzeigt, daß sich ein fahrzeugseitiger Bezugspunkt B an einem dem Fahrzeug bekannten Fahrort, nämlich dem Standort der Markierungsein richtung M, befindet. Beim weiteren Vorrücken orientiert sich der Streckenatlas beispielsweise an den Wegimpulsen eines fahrzeugseitigen Wegimpulsgebers, bis er an einer folgenden Markierungseinrichtung erneut synchronisiert wird.The route atlas A is in a suitable way with the route to synchronize, d. H. it has to be determined at every location where the vehicle is on the route. This can e.g. B. by satellite navigation, by evaluation the crossing points of line conductors laid in the track or other location aids happen. In the drawing is a point-like track-side marking device M indicated that when the vehicle F1 moves past Coupling devices K a synchronization indicator transmitted the route atlas A, indicating that there is a vehicle-side reference point B on the vehicle known driving location, namely the location of the marker direction M, located. As you advance, it is oriented the route atlas, for example, on the path impulses of a vehicle-side displacement encoder until it is connected to a following Marking device is synchronized again.

Für den Fall, daß unterschiedliche Fahrgeschwindigkeiten ei nen nennenswerten Einfluß auf das Schall- und/oder Schwin gungsverhalten einzelner Fahrzeugkomponenten haben, kann es vorteilhaft sein, entweder entsprechende geschwindigkeitsab hängige Referenzwerte vorzugeben oder entweder die aktuellen Zustandswerte und/oder die zugehörigen Referenzwerte nach Maßgabe der jeweiligen 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 be advantageous, either appropriate speed dependent reference values or either the current ones State values and / or the associated reference values Change according to the respective speed, so as to standardized comparison 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 können von Fall zu Fall verschieden sein; sie sind nicht Ge genstand der vorliegenden Erfindung.The possible reactions of the vehicle to you can be seen damage or sudden damage may vary from case to case; they are not Ge subject of the present invention.

Wenn die Fahrzeuge die von ihnen ermittelten aktuellen Schall- und Schwingungswerte entweder jedes für sich oder al le Fahrzeuge eines Zugverbandes gemeinsam in einem entspre chenden Speicher SA hinterlegen, dann ist es möglich, die dort gespeicherten Daten von Zeit zu Zeit beispielsweise in den Depots der Fahrzeuge einer zentralen Datenverarbeitung zuzuführen, die aus diesen Werten durch Mitteln bestimmte Aussagen über den Streckenzustand herleiten kann. Vorausset zung dabei ist allerdings, daß die aktuellen Schall- und Schwingungswerte der Fahrzeuge fahrortbezogen aufgezeichnet werden oder daß zumindestens ein gewisser Bezug zum Fahrort gegeben ist. Wenn z. B. an zentraler Stelle erkennbar ist, daß alle Fahrzeuge beim Befahren eines bestimmten Streckenab schnittes ein gegenüber früher geändertes Schwingungsverhal ten zeigen, so ist dies ein Anzeichen dafür, daß sich der Streckenzustand in der Zwischenzeit verändert hat. Gegebenen falls ist aus dem Grad der Abweichung der aktuellen Schall- und Schwingungswerte gegenüber früher gemessenen entsprechen den Werten ein Hinweis z. B. für das Nachschleifen oder gege benenfalls das Auswechseln der Schienen des betreffenden Gleises herzuleiten.If the vehicles the current determined by them Sound and vibration values either individually or al le vehicles of a train group together in one deposit the appropriate memory SA, then it is possible to Data stored there from time to time, for example in the depots for central data processing vehicles which determined from these values by means Can derive statements about the route condition. Prerequisite However, it is important that the current sound and Vibration values of the vehicles are recorded based on the location or that at least some relation to the driving location given is. If e.g. B. is recognizable at a central point, that all vehicles when driving on a certain route cut a changed vibration behavior compared to earlier shows that this is an indication that the Route status has changed in the meantime. Given if is from the degree of deviation of the current sound and correspond to vibration values compared to those previously measured the values a hint z. B. for regrinding or against if necessary, the replacement of the rails of the concerned Derive track.

Ahnliches gilt für die Fahrzeuge. Hier kann aus dem gegensei tigen Vergleich der aktuellen Schall- und Schwingungswerte der Achsen oder Drehgestelle noch weit im Vorfeld einer et waigen Störung auf einen sich anbahnenden Schaden geschlossen werden, der vorbeugend zu behandeln ist; auch der plötzliche Ausfall eines einzigen Sensors ist erkennbar und kann als un kritisch eingestuft werden. Ein solcher Vergleich kann über all dort vorgenommen werden wo die entsprechenden Daten vor liegen, also z. B. auf einem Fahrzeug, aber auch in einer Leitstelle oder einem Depot, an das die aktuellen Schall- und Schwingungswerte der Fahrzeuge von Zeit zu Zeit übergeben werden. Durch das automatische vorbeugende Erkennen sich an bahnender Schäden an den Fahrzeugen und an den Gleisen ist es möglich, mindestens auf einen Teil der bislang erforderlichen aufwendigen Wartungsmaßnahmen zu verzichten. Die finanziellen Aufwendungen für die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens in dafür erforderliche Fahrzeuggeräte werden durch den Fortfall dieser Wartungsmaßnahmen weitgehend abgedeckt; das erfindungsgemäße Verfahren finanziert sich damit selbst.The same applies to the vehicles. Here from the opposite comparison of the current sound and vibration values the axles or bogies well in advance of an et possible disturbance concluded that there was an impending damage to be treated preventively; also the sudden Failure of a single sensor is recognizable and can be considered un be critically classified. Such a comparison can be made about all where the corresponding data is available lie, e.g. B. on a vehicle, but also in one Control center or a depot to which the current sound and Vibration values of the vehicles passed from time to time become. With automatic preventive recognition it is groundbreaking damage to the vehicles and the tracks possible, at least on a part of the previously required to dispense with complex maintenance measures. The financial Expenses for the implementation of the invention Procedures in vehicle equipment required for this are by the maintenance of these maintenance measures largely covered; the method according to the invention thus finances itself.

Claims

1. A method for preventive monitoring of the driving behavior of rail vehicles, characterized in that running noises and / or other vibrations of the axles or bogies of the individual vehicles when driving on a route are detected by changes in the properties and functions of vehicle components and detected online with previously determined, if necessary reference values of such running noises and / or vibrations that are applicable to the respective driving speed are compared, which are to be expected when the vehicle components are in the correct state, the reference values preferably being modified in relation to the location in accordance with route characteristics that influence the sound and / or vibration behavior of the vehicles will be replaced for the specification of location-specific reference values or by sound and / or vibration values valid for corresponding reference tracks or that the comparison in the event that a route specification is a e serious changes in the current sound and / or vibration values can be expected, the comparison of these values with the corresponding reference values is suspended for as long as the serious changes are to be expected.

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 detected on the axles or on the rotating parts of the vehicles and an amplitude or frequency comparison with ent speaking 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 any one of claims 1 to 4, characterized, that at least the Refe limit values as value bands with upper and lower limit values be specified.

6. The method according to claim 5, characterized, that the reference values / value bands by averaging the min at least a test bench and / or with practical driving tests Chen on reference lines on the axles or bogies recorded sound and / or vibration values determines who the.

7. The method according to any one of claims to 6, characterized, that the current sound and / or vibration values chassis specific determined and possibly preprocessed a center len data processing on a vehicle of the concerned Vehicle association in which the current Sound and / or vibration values of the individual vehicles the location-related reference values for agreement ver be compared or that the comparison on the individual vehicle gene takes place.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized, that a safety-relevant malfunction from the impermissible Deviation of current sound and / or vibration values from the corresponding reference values and from the existence such deviations detected over defined minimum times becomes.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized, that from the exclusive and temporary occurrence distinctive noises and / or vibrations on the front Axles or the first bogie of a vehicle or train on the running over of a foreign body on the concerned Track and from the constant appearance of such noises and / or vibrations on any axis or any Bogie of a vehicle on a vehicle-side leg pregnancy or vehicle damage closed is, who on these noises or vibrations to the axles or this bogie is manifested.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized, that from the sound and / or vibration values for the one individual axles or bogies of a vehicle for several For more axles or bogies, the mean value applies and this taking into account specifiable permissible ab switches with the axles or bogie-related and / or vibration values of the individual vehicles are compared is, from the detection of predeterminable deviations approached within the permissible reference band damage is closed.

11. The method according to claim 10, characterized, that for the comparison speed-dependent and / or location-specific noise and / or vibration values to be pulled.

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized, that the current sound and / or vibration values or et deviations from the reference values with reference save the location where they occurred be saved and that the saved values become an actual lized route condition description can be used.