DE4116997A1

DE4116997A1 - METHOD FOR DETECTING UNWANTED CHANGES OR MANIPULATIONS ON LONG-STRETCHED BODY-CONDUCTIVE BODIES

Info

Publication number: DE4116997A1
Application number: DE19914116997
Authority: DE
Inventors: Ingo Dipl Ing Foelze; Ernst-Otto Dipl Ing Will; Rolf Dipl Ing Kammholz; Claus-D Dipl Ing Kowtun
Original assignee: Telefunken Systemtechnik AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1991-05-24
Filing date: 1991-05-24
Publication date: 1992-11-26
Also published as: EP0514702A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method according to the preamble of Claim 1 and an apparatus for performing the method.

In neuester Zeit wurden etliche Sabotageakte an Gleiskörpern der Deutschen Bundesbahn durch Auftrennen der Gleisstränge mittels motorbetriebener Trennscheibe oder durch Sprengung durchgeführt, die eine unmittelbare Gefahr für Mensch und Material für den Bahn verkehr darstellen. Zur Vermeidung von Sach- und Personenschäden ist eine Überwachung der Gleiskörper mittels gleichstromdurch flossenen Gleissträngen in bestimmten Gleisabschnitten bekannt. Von Nachteil hierbei ist, daß die wichtigsten Schienentrassen mit Elektroloks befahren werden. Dies bedeutet eine Beeinflus sung durch überlagerte bzw. vagabundierende elektrische Ströme, die eine Detektierung bei Unterbrechung des Gleisstranges nicht sicher zulassen. Zudem sind Umwelteinflüsse wie Regen auch störbeeinflussend. A number of acts of sabotage on the track bodies of the Deutsche Bundesbahn by separating the tracks using motorized cutting disc or carried out by blasting, which is an immediate danger to people and material for the railways represent traffic. To avoid property damage and personal injury is a monitoring of the track body by means of direct current flowed tracks in certain track sections known. The disadvantage here is that the main rail routes be run with electric locomotives. This means an influence solution through superimposed or stray electrical currents, which does not detect when the track is interrupted allow safe. In addition, environmental influences such as rain are also disturbing.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, durch das ungewünschte Ver änderungen oder Manipulationen an langgestreckten körperschalleitenden Körpern, vorzugsweise an Gleissträngen für Schienenfahr zeuge, umfassend und frühzeitig (d. h. unmittelbar nach oder während der unerwünschten Handlungen) erkannt, lokalisiert und Maßnahmen zur Gefahrenbeseitigung, z. B. in Form eines recht zeitigen Anhaltens eines Zuges, eingeleitet werden können.The invention is therefore based on the object of a method of to propose the type mentioned above, by the undesired Ver Changes or manipulations on elongated body-guiding elements Bodies, preferably on railroad tracks witnesses comprehensively and early (i.e. immediately after or recognized, localized and during unwanted actions) Hazard removal measures, e.g. B. in the form of a right stopping a train early, can be initiated.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einen langgestreckten Körper mindestens ein akustisches Signal mit Hilfe von mindestens einem akustischen Sender eingekoppelt wird, daß das akustische Signal nach Durchquerung des langgestreckten Körpers von mindestens einem akustischem Empfänger empfangen, und daß eine durch eine unerwünschte Veränderung oder Manipulation oder durch eine teilweise oder vollständige Unter brechung des langgestreckten Körpers hervorgerufene charakte ristische Änderung des akustischen Signals in mindestens einer den Empfängern nachgeordneten Auswerteeinrichtung ermittelt und zur Abgabe eines Meldesignals verwendet wird.The object is achieved in that in one elongated body with at least one acoustic signal With the help of at least one acoustic transmitter, that the acoustic signal after crossing the elongated Body received by at least one acoustic receiver, and that one by an undesirable change or Manipulation or by a partial or complete sub Refraction of the elongated body ristic change of the acoustic signal in at least one evaluation device arranged downstream of the receivers and is used to issue a message signal.

Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt eine charakte ristische Änderung des akustischen Signales in seiner Amplitude, Energie, Frequenz und/oder seinem Frequenzmuster.According to one embodiment of the method, a character is made statistical change in the amplitude of the acoustic signal, Energy, frequency and / or its frequency pattern.

Von besonderem Vorteil ist eine sichere Detektierung bei beginnender Auftrennung (durch Flex) oder Durchtrennung (durch Sprengung) des Körpers infolge eines Abbruchs/Veränderung des durch den Körper geführten akustischen Übertragungssignals. Dies ist unabhängig gegenüber äußeren akustischen oder elektro magnetischen Beeinflussungen. Die Signalgeber und -empfänger können vorzugsweise in großen Abständen an jedem Gleisstrang nachträglich bei Aufrechterhaltung des Bahnbetriebes installiert und in Betrieb genommen werden.A reliable detection is particularly advantageous beginning separation (by flex) or severing (by Demolition) of the body as a result of a termination / change in the acoustic transmission signal passed through the body. This is independent of external acoustic or electrical magnetic influences. The signal transmitters and receivers can preferably at large intervals on each track subsequently installed while maintaining rail operations and put into operation.

Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 3 bis 5 beschrieben. Further refinements of the method according to the invention are shown in the subclaims 3 to 5.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Unteranspruch 6 und eine Weiterbildung dieser Vorrichtung im Unteranspruch 7 beansprucht.A device for performing the invention The method is in subclaim 6 and a further development of this Device claimed in dependent claim 7.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt die einzige Figur ein Blockschalt bild einer Vorrichtung zur Erfassung von mittels motorbetriebener Trennscheiben oder Sprengungen herbeigeführter vollständiger oder teilweiser Unterbrechungen eines zwei Schienen aufweisenden Gleisstranges für Schienenfahrzeuge.In the drawing is an embodiment according to the invention shown, and that the only figure shows a block circuit image of a device for detecting by means of a motor Cutting discs or explosions brought about completely or partial interruptions of a two rail Track tracks for rail vehicles.

An jeder Schiene 1, 2 des Gleisstranges, die mittels Schwellen 3 aus Eichenholz oder Beton miteinander verbunden sind, ist eine Vielzahl von Sendern 4 bis 7 in vorgegebenen Abständen von z. B. 1100 m befestigt. Über die Sender werden in ihrer Frequenz, ihrem Frequenzmuster, ihrer Amplitude oder Energie unterscheid bare Akustiksignale in die Schienen 1, 2 eingekoppelt. Diese Akustiksignale werden nach ihrer Übertragung durch die Schienen 1 und 2 von zwischen den Sendern 4 bis 7 an den Schienen 1, 2 befestigten Empfängern 8 bzw. 9 sensiert. Hierbei sind die erzielbaren Übertragungslängen sowohl vom Zustand der Gleise als auch von dem Material der Schwellen abhängig, beispielsweise er geben Messungen Übertragungslängen von etwa 600 m für Gleis stränge auf Eichenholzschwellen und von etwa 1200 m für Gleis stränge auf Betonschwellen. Die von den Körperschallsendern er zeugten Akustiksignale, vorzugsweise Impulsfolgen oder zeitlich vorgegebene Einzelimpulse, sind sowohl auf die akustische Leit fähigkeit im Gleisstrang als auch auf die Schwellenstruktur aus zurichten. Die unterscheidbaren Signale dienen der akustischen Entkoppelung sowohl zwischen den Schienen als auch innerhalb der Schienen, so daß sich voneinander unabhängige auswertbare Schallausbreitungszonen ergeben und somit eine sichere Detektion von unerwünschten Veränderungen oder Manipulationen am Gleis strang ermöglicht wird.On each rail 1, 2 of the track, which are connected to each other by means of sleepers 3 made of oak or concrete, a plurality of transmitters 4 to 7 at predetermined intervals of z. B. 1100 m attached. Acoustic signals that can be differentiated are coupled into the rails 1 , 2 via the transmitters in terms of their frequency, their frequency pattern, their amplitude or energy. After transmission through the rails 1 and 2, these acoustic signals are sensed by receivers 8 and 9, respectively, which are fastened to the rails 1 , 2 between the transmitters 4 to 7 . Here, the achievable transmission lengths depend on the condition of the tracks as well as on the material of the sleepers, for example, they give measurements of transmission lengths of about 600 m for tracks on oak sleepers and of about 1200 m for tracks on concrete sleepers. The acoustic signals generated by the structure-borne sound transmitters, preferably pulse trains or time-predetermined individual pulses, are aimed at both the acoustic conductivity in the track and the threshold structure. The distinguishable signals are used for acoustic decoupling both between the rails and within the rails, so that mutually evaluable sound propagation zones result and thus reliable detection of undesired changes or manipulations on the track strand is made possible.

Jedem Empfänger 8 bzw. 9 sind ein selektiver Verstärker 10, 11 mit Zähler, eine Signalverarbeitungseinrichtung 12, 13, eine Alarm schwellenlogik 14, 15 und ein Alarmgeber 16, 17 nachgeschaltet. Each receiver 8 and 9 are followed by a selective amplifier 10 , 11 with a counter, a signal processing device 12 , 13 , an alarm threshold logic 14 , 15 and an alarm generator 16 , 17 .

Beide Signalverarbeitungseinrichtungen 12 und 13 weisen neben dem an die zugeordnete Alarmschwellenlogik 14 bzw. 15 angeschlossenen Ausgang jeweils einen weiteren Ausgang auf, die mit jeweils einem Eingang eines Komparators 18 in elektrisch leitender Verbindung stehen. Der Ausgang des Komparators 18 ist jeweils an einen zweiten Eingang der Alarmschwellenlogiken 14 bzw. 15 ange schlossen.In addition to the output connected to the assigned alarm threshold logic 14 or 15 , both signal processing devices 12 and 13 each have a further output, each of which has an electrically conductive connection to an input of a comparator 18 . The output of the comparator 18 is connected to a second input of the alarm threshold logic 14 and 15, respectively.

Die Bauelemente 10 bis 18 stellen eine Auswertungseinrichtung zur Ermittlung von charakteristischen Änderungen der akustischen Signale, und zwar zur Abgabe von Meldesignalen dar. Wird beispielsweise Schiene 1 zwischen der Schwelle 3 und dem Empfänger 8 an der Stelle 19 getrennt, so verändert sich die Charakteristik der von den Empfängern 8 und 9 sensierten Akustik signale. Der Empfänger 8 befindet sich nicht mehr direkt im Schallbereich vom Sender 4, sondern er erhält von diesem Sender über die Schwellenstruktur ein in seiner Amplitude, Energie, Frequenz und/oder seinem Frequenzmuster verfälschtes Signal. Em pfänger 9 empfängt neben den Signalen der Sender 6 und 7 geänder te Signalanteile von Sender 4, da sich die Übertragungswege nach der Trennung von Schiene 1 geändert haben. Nach der Trennung von Schiene 1 erhalten beide Empfänger 8 und 9 Signale, die sich von den vor der Trennung erhaltenen Signalen unterscheiden und somit zur Erkennung und Lokalisierung der Trennstelle sowie zur Alarmgebung mit Hilfe der dargestellten Auswerteeinrichtung ver wendet werden.The components 10 to 18 represent an evaluation device for determining characteristic changes in the acoustic signals, specifically for emitting signal signals. If, for example, rail 1 is separated between the threshold 3 and the receiver 8 at the point 19 , the characteristic changes from the receivers 8 and 9 sensed acoustic signals. The receiver 8 is no longer located directly in the sound range from the transmitter 4 , but instead receives from this transmitter a signal which is falsified in its amplitude, energy, frequency and / or its frequency pattern via the threshold structure. Em receiver 9 receives in addition to the signals from the transmitter 6 and 7 changed te signal portions from transmitter 4 , since the transmission paths have changed after the separation of rail 1 . After the separation of rail 1 , both receivers 8 and 9 receive signals which differ from the signals received before the separation and are therefore used for the detection and localization of the separation point and for alarming with the aid of the evaluation device shown.

Claims

1. A method for detecting undesirable changes or manipulations on elongated body-shell-conducting bodies, in particular of cracks or complete or partial interruptions in track sections for rail vehicles brought about by means of motor-driven cutting disks or explosions, characterized in that in an elongated body ( 1 , 2 ) at least an acoustic signal is coupled with the help of at least one acoustic transmitter ( 4 to 7 ), that the acoustic signal is received by at least one acoustic receiver ( 8 , 9 ) after crossing the elongated body ( 1 , 2 ), and that one an undesired change or manipulation or a partial or complete interruption of the elongated body ( 1, 2 ) caused characteristic change in the acoustic signal in at least one of the receivers ( 8 , 9 ) downstream evaluation device and determined Submission of a notification signal is used.

2. The method according to claim 1, characterized by a characteristic change of the acoustic signal in its Amplitude, energy, frequency and / or its frequency pattern.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that when used on a track ( 1 , 2 ) for rail vehicles, the acoustic signal on the acoustic conductivity speed in the track ( 1 , 2 ) and on the threshold structure ( 3 ) is.

4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that when using several transmitters ( 4 to 7 ) of these distinguishable acoustic signals are generated.

5. The method according to claim 4, characterized in that in their frequency, their frequency pattern, their amplitude or their energy different acoustic signals ver be applied.

6. Device for performing the method according to one of claims 1 to 5, characterized in that on each rail ( 1 , 2 ) of a track track several acoustic transmitters ( 4 to 7 ) for coupling distinguishable acoustic signals are attached at predetermined intervals, that between neigh disclosed transmitters ( 4 , 5 or 6 , 7 ) of a rail ( 1 , 2 ) each have an acoustic receiver ( 8 , 9 ) on the rail ( 1 , 2 ) for sensing the acoustic signals, and that the receivers ( 8 , 9 ) an evaluation device for determining characteristic changes in the acoustic signals and for emitting a signal is arranged downstream.

7. The device according to claim 6, characterized in that one on a rail ( 1 ) attached receiver ( 8 ) and an adjacent receiver ( 9 ) of the other rail ( 2 ) each have a selective amplifier, sensor ( 10 or 11 ) and one Signal processing device ( 12 or 13 ) are arranged downstream that the signal processing devices ( 12 or 13 ) have two outputs, one of which is fed to a comparator ( 18 ) and the other is connected to one of two alarm threshold logics ( 14 or 15 ) is that the output of the comparator ( 18 ) with a second input of the two alarm threshold logic ( 14 , 15 ) is electrically connected ver, and that the alarm threshold logic ( 14 , 15 ) is followed by an alarm transmitter ( 16 , 17 ).