DE2942933A1

DE2942933A1 - Vorrichtung zur weg-/geschwindigkeitsmessung schienengebundener fahrzeuge

Info

Publication number: DE2942933A1
Application number: DE19792942933
Authority: DE
Inventors: Roland Dipl.-Ing. 7900 Ulm Linke
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1979-10-24
Filing date: 1979-10-24
Publication date: 1981-05-21

Description

Vorrichtung zur Weg-/Geschwindigkeitsmessung
schienengebundener Fahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Weg-/Geschwindigkeitsmessung schienengebundener Fahrzeuge mittels fahrzeugseitiger Doppler-Radar Sende-/Empfangseinrichtung, deren Antenne einen schmalen Bereich zwischen den Geleisen ausleuchtet.
Die fahrzeugseitige Radareinrichtung weist im einfachsten Fall eine in Fahrtrichtung schräg in Richtung zum Boden gerichtete Radarantenne auf, die nur einen schmalen Bereich zwischen den Geleisen ausleuchtet. Das aus dem Gleisbett reflektierte Signal, das aufgrund der Relativbewegung zwischen Fahrzeug und Boden gegenüber dem ausgesandten Signal eine Dopplerverschiebung aufweist, wird von der fahrzeugseitigen Radareinrichtung empfangen und bezüglich der die Information über die Momentangeschwindigkeit des Fahrzeugs enthaltenden Dopplerverschiebung ausgewertet. Durch Integration der einzelnen derart ermittelten Geschwindigkeits- werte über die Zeit erhält man die zurückgelegte Wegstrecke. Da die Beschaffenheit des Gleisbettes variiert und insbesondere auch die Oberfläche des Bodens unregelmäßig ist, ergeben sich immer wieder Signallücken und Abweichungen der aus der Dopplerverschiebung ermittelten Geschwindigkeit von der tatsächlichen Geschwindigkeit. Zum Uberbrücken auftretender Signallücken sind interpolierende Schaltungen zum Auffüllen dieser Lücken im Doppler-Signal bekannt. Die daraus resultierenden Fehler bei der Wegmessung sind statistischer Natur, so daß die relative Wegmessung mit zunehmender Wegstrecke immer genauer wird.
Die absolute Unsicherheit bei der Bestimmung der zurückgelegten Strecke nimmt hingegen mit zunehmender Wegstrecke immer mehr zu.
Die Realisierung der Schaltungen zum Lückenfüllen oder zur Mittelwertbildung zum Reduzieren statistischer Fehler wird um so aufwendiger, je niedriger die untere noch zu verarbeitende Fahrgeschwindigkeit bei gegebener Meßgenauigkeit angesetzt wird. Für normale Betriebsbremsung eines Fahrzeugs, z. B. am Signal genügt es im allgemeinen, den Fahrweg genau bis herunter zu Geschwindigkeiten von etwa 1 km pro Stunde zu messen und den Restfehler abzuschätzen.
Bei höheren Anforderungen an die absolute Meßgenauigkeit, insbesondere auch bei niedrigen Geschwindigkeiten, wird die Realisierung solcher Schaltungen beliebig schwierig.
Solche Anforderungen sind beispielsweise gegeben bei Zielbremsungen vor Haltepunkten, wo teilweise die Meßtoleranz auf weniger als 20 cm angesetzt ist, oder beim Anfahren, wo mittels des Doppler-Radar-Geräts ein wirkungsvoller Schleuderschutz erzielt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Weg-/Geschwindigkeitsmessung der vorstehend beschriebenen Art anzugeben, mit dem die Weg- und Geschwindigkeitsmessung in solchen speziellen Fällen hoher Anforderung an die Meßgenauigkeit mit vertretbarem Aufwand durchgeführt werden kann.
Eine solche Vorrichtung weist erfindungsgemäß die im Patentanspruch 1 gegebenen Merkmale auf. Da die Genauigkeit, mit der die Wegmessung bis zu einem Zielpunkt durchgeführt werden kann, nie genauer sein kann als die Ortsbestimmung des Punktes, von dem aus die Wegmessung erfolgt, muß ausgegangen werden von einem festen Punkt auf der Strecke, ab dem die Wegmessung nach dem erfindungsgemäßen System erfolgt. Die Wahl eines solchen Punktes kann z. B. nach dem Gesichtspunkt erfolgen, daß die Geschwindigkeit des Fahrzeugs an diesem Punkt voraussichtlich so gering ist, daß die Wegmessung in herkömmlicher Art einen zu großen Meßfehler liefern wird.
Beispielsweise kann bei Zielbremsungen von Zügen im Bahnhof davon ausgegangen werden, daß das Geschwindigkeitsprofil des zu bremsenden Zuges näherungsweise bekannt ist.
Daraus kann dann abgeschätzt werden, in welcher Entfernung vom Haltepunkt nach dem erfindungsgemäßen Wegmeß-System die Messung vorgenommen werden soll, d. h. in welcher Entfernung vom Haltepunkt der 0. g. Ausgangspunkt für die Wegmessung anzuordnen ist. Des weiteren ist für die genaue Zielbremsung in einem solchen Fall natürlich noch das Bekanntsein der Strecke zwischen Ausgangspunkt und Zielpunkt vorauszusetzen, d. h. die Länge der Wegstrecke muß bekannt sein. Die Länge der Strecke kann beispielsweise auch als Information von der Wegmarke an das Fahrzeug übermittelt werden.
Zum Erkennen des Ausgangspunktes dieser Strecke auf der Fahrzeugseite ist am Anfang dieser Wegstrecke eine Wegmarke angeordnet, die vom Fahrzeug registriert wird.
Erfindungsgemäß wird ab dieser Wegmarke bis zum Zielpunkt, also auf der gesamten Wegstrecke vorbekannter Länge der Gleisbereich, der von der fahrzeugseitigen Antenne ausgeleuchtet wird, d. h. aus dem der überwiegende Anteil des reflektierten Doppler-Signals kommt, mit Material belegt, das eine gleichmäßige Reflexion des vom Fahrzeug ausgesandten Radar-Systems bewirkt. Die Reflexionseigenschaften können hierdurch gegenüber dem gewöhnlichen Gleisbett wesentlich verbessert und vor allem über die gesamte Strecke (auch in kleinen Bereichen) konstant gehalten werden, so daß Abweichungen der ermittelten von der tatsächlichen Geschwindigkeit aufgrund von Unebenheiten des Untergrunds nicht mehr auftauchen. Ebenso werden Lücken im Doppler-Signal zuverlässig vermieden.
Hierdurch wird erreicht, daß das Doppler-Radargerät nur einwandfreie Signale zur Auswertung erhält, die auf einfache Weise eine exakte Wegmessung garantieren. Dabei läßt sich ein hoher Aufwand an Schaltungen zur Mittelwertbildung oder zum Lückenfüllen, wie sie ansonsten erforderlich wären, vermeiden und trotzdem eine höhere Meßgenauigkeit an den Punkten, wo' dies erforderlich ist, erzielen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausfükrungsform weist das erfindungsgemäß angeordnete reflektierende Material retroreflektierende Eigenschaften auf, d. h. es ist so geartet, daß es Radar-Signale stets in der Richtung reflektiert, aus der sie herkommen.
Einige besonders günstige Ausgestaltungen solcher retroreflektierender Anordnungen sind in den Unteransprüchen 6 bis 10 beschrieben.
Die Wegmarke, welche sich vor der Strecke mit erhöhter Anforderung an die Meßgenauigkeit befindet, ist vorteilhafterweise ein mit der fahrzeugseitigen Radareinrichtung korrespondierendes Antwortgerät, das ebenfalls in dem von der fahrzeugseitigen Radar-Antenne ausgeleuchteten Bereich angeordnet ist. Ein solches Antwortgerät gibt beim Empfang von fahrzeugseitig ausgesandten Radar-Signalen seinerseits beispielsweise durch Modulation des reflektierten Signals eine Information an die fahrzeugseitige Empfangseinrichtung ab. Außer dem Beginn des Streckenabschnitts der beschriebenen Art kann diese Information neben anderen auch noch Aussagen über die Länge des Streckenabschnitts beinhalten.

Claims

Patentansprüche W Vorrichtung zur WegflGeschwindigkeitsmessung schienengebundener Fahrzeuge mittels fahrzeugseitiger Doppler-Radar Sende-/Empfangseinrichtung, deren Antenne einen schmalen Bereich zwischen den Geleisen ausleuchtet, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgeleuchtete Bereich auf einer vorgegebenen Wegstrecke zur Erhöhung der Meßgenauigkeit mit einem gleichmäßig reflektierenden Material belegt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der vorgegebenen Wegstrecke eine durch die fahrzeugseitigen Einrichtungen erkennbare Wegmarke angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wegmarke ein mit der fahrzeugseitigen Radareinrichtung korrespondierendes Antwortgerät ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antwortgerät eine Information über die Entfernung zum Zielpunkt gespeichert enthält und an das Fahrzeug übermittelt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das gleichmäßig reflektierende Material retroreflektierende Eigenschaften hat.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des reflektierenden Materials ein Waffeleisenprofil aufweist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des reflektierenden Materials ein Waschbrettprofil aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des reflektierenden Materials aus einem total reflektierenden Dielektrikum besteht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des reflektierenden Materials metallbeschichtet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das reflektierende Material als gestanztes Blech mit schräg gebogenen Schlitzen ausgebildet ist.