DE4229131C1

DE4229131C1 -

Info

Publication number: DE4229131C1
Application number: DE19924229131
Authority: DE
Inventors: Hermann 8000 Muenchen De Stein
Original assignee: Stein 8000 Muenchen De GmbH
Current assignee: Stein 8000 Muenchen De GmbH
Priority date: 1992-09-01
Filing date: 1992-09-01
Publication date: 1993-09-23
Anticipated expiration: 2012-09-02

Description

Die Erfindung betrifft einen Radsensor zur Erfassung von Rä dern schienengebundener Fahrzeuge mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Ein solcher Radsensor ist aus der DE 41 29 138 C2 bekannt.

In der DE 41 29 138 C2 wird ein Radsensor für Räder mit Spurkranz angegeben, der keine Fehlzählungen bei dem Überfah ren durch spurkranzlose Räder, Magnetschienenbremsen oder Wir belstrombremsen aufweist, geringe Ansprüche an die Justierung stellt und unempfindlich gegenüber elektrischen Störungen ist. Dabei sind die Sensoren eines Sensorpaares so angeordnet, daß ein Sensor auf der Spurkranzseite der Schiene und der andere Sensor auf der dem Spurkranz abgelegenen Seite der Schiene ge legen ist. Das ordnungsgemäße Vorbeilaufen eines Rades wird in einer Auswerteschaltung ermittelt, wenn der Pegel des dem Spurkranz zugewandten Sensors dem Pegel des anderen Sensors überwiegt.

Es ist auch bekannt, Sensorsignale doppelkanalig zu verar beiten und über eine Datenübertragungseinrichtung an eine zen trale Stelle zu übermitteln (Korthauer, Müller, "Anrückmelder zur Rottenwarnung" in Signal+Draht 1977, H.1/2, S. 32-33).

Aus der DE 33 07 246 C2 ist ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Durchführung der Fahrzeugerkennung bekannt. Die Vor richtung weist dabei eine Auswerteeinrichtung mit einem Rech ner nebst Speicher und ein Programm auf. Zur Fahrzeugerkennung dient der Achsabstand.

Ähnliches ist aus Buchmüller, "Erkennung der Wagentypen von Eisenbahnzügen mit einem Mikrorechner" in Eisenbahntechnische Rundschau, 1981, H.7/8, S. 539-542 bekannt.

Aufgabe der Erfindung ist es, den gattungsgemäßen Radsensor so weiterzubilden, daß damit eine Erkennung des Zugtyps mög lich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteran sprüchen beschrieben.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Auswerteschaltung eines Radsensors

Fig. 2 eine Verknüpfungsschaltung in der Auswerteschaltung,

Fig. 3 ein aktuelles Datenmuster.

In Fig. 1 ist eine typische Auswerteschaltung eines Radsen sors gezeigt, der eine Verknüpfungsschaltung (61) enthält. Ab hängig von den Pegeln (47, 49) zweier zugeordneter induktiver Sensorpaare (41, 43) gibt diese bei überwiegendem Pegel des dem Radspurkranz zugewandten Sensors (43) des Sensorpaares (41, 43) entsprechend dem Vorbeilaufen eines ordnungsgemäßen Rades ein Radsignal (51), bei etwa gleich großem Pegel beider Sensorpaare (41, 43) entsprechend eines symmetrisch zum Schie nenkopf vorbeilaufenden metallischen Gegenstands ein Erken nungssignal (55) und bei überwiegendem Pegel des dem Radspur kranz abgewandten Sensors (41) ein Fehlersignal (53) ab.

In Fig. 2a ist eine mögliche, stark vereinfachte Verknüp fungsschaltung (61) mit den oben angeführten Eigenschaften ge zeigt.

Die Pegel (47, 49) in Fig. 2b sind etwa gleich groß entspre chend einem symmetrischen, metallischen Gegenstand über dem Sensorpaar (41, 43), was zu dem Erkennungssignal (55) am Aus gang des zugehörigen UND-Gatters in Fig. 2a führt, wenn die Schaltschwelle S in Fig. 2b von beiden Pegeln überschritten ist.

Die in Fig. 2c beispielhaft dargestellten Pegel (47, 49) sind unterschiedlich groß entsprechend eines ordnungsgemäßen Rades über dem Sensorpaar (41, 43), was zu dem Radsignal (51) am Ausgang des zugehörigen UND-Gatters in Fig. 2a führt, wenn die Schaltschwelle S in Fig. 2c vom Pegel 47 unterschritten und vom Pegel 49 überschritten ist und die Pegel mit gleichen Widerständen r soweit abgesenkt sind, daß der Pegel 47 im dar gestellten störungsfreien Fall unter der Schaltschwelle liegt.

Für das Fehlersignal (53) gilt Äquivalentes wie bei dem Rad signal (51) erwähnten, wobei jedoch die Größen der Pegel (47, 49) vertauscht sind. Es entspräche quasi einem Radkranz an der falschen Seite eines vorbeilaufenden Rades. Das Fehlersignal (53) wird zweckmäßig zum Verwerfen des gesamten Meßvorgangs des Radsensors herangezogen.

Die zeitliche Folge (56) der Radsignale (51) oder der Erken nungssignale (55) wird durch ein ODER-Glied (Fig. 2a) aus letzteren Signalen gewonnen.

Die Verknüpfungsschaltung (61) wird zur besseren Störunter drückung besser aus analogen Elementen aufgebaut.

In Fig. 3 ist ein Beispiel eines aktuellen Datenmusters ge zeigt, das entsteht, wenn das Radsignal (51) als 1-Bit-Folge mit dem zeitlichen Folgesignal (56) ausgetaktet wird. Die Rä der sind als binäre Einsen und die symmetrischen Metallgegen stände als binäre Nullen erfaßt. Erkennbar ist in dem Beispiel das Datenmuster

3 Räder
1 symmetrischer Metallgegenstand
2 Räder
1 symmetrischer Metallgegenstand
n Räder

Damit lassen sich Zugtypen als Datenmuster am Zug einstellen und mit den Sensorpaaren (41, 43) erfassen, vornehmlich aus den ersten Bit-Folgen, die z. B. der Triebeinheit des Zuges zugeordnet sind. Bei mangelnder Kennzeichnung durch die Folge Rad und Wirbelstrombremsen und/oder Magnetschienenbremsen kön nen auch Kodierbleche am Zug zuhilfe genommen werden.

Die Anzahl der binären Einsen im Beispiel entspricht der Achszahl des Zuges und kann zur Auswertung leicht separiert werden.

In Fig. 1 ist gezeigt, wie die erwähnten Signale, bzw. ak tuellen Datenmuster (Fig. 3) einem Rechner (63) in der Auswer teschaltung (45) zugeführt werden. Der Rechner (63) hat einen nicht dargestellten Speicher und ein Programm und ist mit ei nem Zeitgeber (59), der ein Signal (57) abgibt, verbunden.

Wenn der Rechner Datenmuster verschiedener Zugtypen mit zu geordneten Daten über die mögliche Geschwindigkeit und Be schleunigung des Zugtyps gespeichert hat, so kann er durch Vergleich des durch die Sensorpaare und die Auswerteschaltung erfaßten aktuellen Datenmusters (Fig. 3) den Zugtyp und dessen mögliche Geschwindigkeit und Beschleunigung erkennen.

Der Rechner (63) in Fig. 1 kann auch nicht dargestellte Ana log/Digitalwandler enthalten, zweckmäßigerweise je einen für jede signalabgebende Spule des Sensorpaares (41, 43). Wenn die Pegel (47, 49) der Sensorpaare (41, 43) so schnell in digitale Werte gewandelt werden, daß mindestens 3 Werte bei Beeinflus sung eines Sensors durch ein Rad und/oder einen metallischen Gegenstand gespeichert werden, so entsteht mit zunehmend vie len Werten pro Beeinflussung quasi ein immer besser aufgelö stes äquivalentes Erkennungsmuster des gemessenen Gegenstands in Form einer Wertetabelle. Ein Rad ist wegen seiner Rundform im Gegensatz zu kantigen Bremsen z. B. durch kleine Inkremente in der zugehörigen Wertetabelle gekennzeichnet. Durch fest im Rechner (63) gespeicherte Vergleichstabellen läßt sich die Si gnifikanz der gemessenen Gegenstände nach an sich bekannten Berechnungsmethoden bestimmen. In logischer Verknüpfung mit Radsignalen (51), bzw. Erkennungssignalen (55), bzw. Fehlersi gnalen (53) läßt sich die Sicherheit des Radsensors auf ein für signaltechnische Sicherheit im neuzeitlichen Eisenbahnbe trieb erforderliches Maß steigern.

Die Signale 51, 53, 55, 56 der Auswerteschaltung (45) in Fig. 1 und/oder das aktuelle Datenmuster (Fig. 3) oder der gleichen können auch über die Datenübertragung 67 an einen fernen Ort übertragen und dort in ähnlicher oder gleicher Wei se verarbeitet werden wie im Rechner 63. Dabei können die Da ten komprimiert werden, das aktuelle Datenmuster im Beispiel der Fig. 3 z. B. als Ziffernfolge 3, 1, 2, 1, n anstelle der Bit-Folge.

Gemäß Fig. 1 kann das Sensorpaar (41, 43) je einen ersten Sender und/oder Empfänger (71) enthalten. Wenn die Züge ihrer seits unmittelbar oberhalb der Schiene je einen zweiten Sender und/oder Empfänger (73) enthalten, lassen sich Daten in an sich bekannter Weise zwischen den Sendern und/oder Empfängern (71, 73) drahtlos austauschen, wobei der Rechner (63) über ei ne Datenleitung (65) mit dem ersten Sender und/oder Empfänger (71) und der Zug über eine Leitung 75 mit dem zweiten Sender und/oder Empfänger (73) korrespondiert. Der erste Sender und/oder Empfänger (71) kann auf induktiver Basis auch Teil oder Ganzes der Spulen des Sensorpaares (41, 43) sein, insbe sondere wenn die Spulen zur Verhinderung der gegenseitigen Be einflussung der Übertragung der Daten und der Messungen in ei ner allgemein bekannten kompensierenden Brückenschaltung an geordnet sind.

Signaltechnische Sicherheit läßt sich erreichen, wenn die Auswerteschaltung (45), gegebenenfalls auch die Datenübertra gung (67) und/oder die Sender/Empfänger (71, 73) sowie die entsprechenden Verbindungen (47, 49, 65, 69, 75) als eine zweite entkoppelte Funktionseinheit noch einmal vorhanden sind, die Funktionseinheiten gleichartig arbeiten und sich ge genseitig auf gleiche und zeitgleiche Ausgangssignale überwa chen.

Claims

1. Radsensor zur Erfassung von Rädern schienengebundener Fahrzeuge, vorzugsweise zur Zählung der Räder in einem Gleis abschnitt,

- unter Verwendung von an den Fahrschienen befindlichen, Me tall detektierenden, induktiven Sensorpaaren (41, 43),
- deren elektrische Pegel (47, 49) einer Auswerteschaltung (45) zugeführt werden,
- wobei die Sensoren des Sensorpaares (41, 43) so angeordnet sind, daß sich ein Sensor (41) auf der Seite einer Fahrschie ne befindet, auf der kein Spurkranz vorbeiläuft, und daß sich der andere Sensor (43) auf der Seite einer Fahrschiene befin det, auf der ein Spurkranz vorbeiläuft,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die Auswerteschaltung (45) einen Zeitgeber (57), einen damit verbundenen, einen Speicher und ein Programm enthalten den Rechner (63) und eine Verknüpfungsschaltung (61) aufweist.
- daß die Auswerteschaltung (45) ein dem Vorbeilaufen eines ordnungsgemäßen Rades entsprechendes Radsignal (51) bei über wiegendem Pegel des dem Radspurkranz zugewandten Sensors (43) des Sensorpaares (41, 43) und ein dem symmetrisch zum Schie nenkopf vorbeilaufenden metallischen Gegenstands am Zug ent sprechendes Erkennungssignal (55) bei etwa gleich großem Pegel beider Sensorpaare (41, 43) in der zeitlichen Folge (56) bei der Signale (51, 55) unterscheidbar, gemeinsam in den Speicher des Rechners (63) als ein dem Zugtyp entsprechendes, aktuelles Datenmuster (Fig. 3) einschreibt, und
- daß das aktuelle Datenmuster (Fig. 3) am Ausgang (65) des Rechners (63) zur Verfügung steht.

2. Radsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der symmetrische, metallische Gegenstand eine Wirbelstrom bremse und/oder eine Magnetschienenbremse und/oder ein Kodier blech ist.

3. Radsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das am Rechner (63) anstehende aktuelle Datenmuster (Fig. 3) komprimiert ist.

4. Radsensor nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das am Ausgang des Rechners (63) anstehende Datenmuster über eine Datenübertragung (67) an deren Ausgang (69) zur Ver fügung steht.

5. Radsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet,

- daß in dem Rechner (63) bekannte Datenmuster der Zugtypen mit zugeordneten Daten über die mögliche Geschwindigkeit und Beschleunigung des Zugtyps gespeichert sind,
- daß der Rechner (63) das aktuelle Datenmuster (Fig. 3) mit im Rechner (63) gespeicherten bekannten Datenmustern der Zug typen vergleicht und bei Übereinstimmung den Zugtyp erkennt, die dem Zugtyp zugeordnet gespeicherten Daten über die mögli che Geschwindigkeit und Beschleunigung des Zugtyps liest und daraus Daten über das zeitliche Eintreffen des Zuges an Orten relativ zum Radsensor nach an sich bekannten Berechnungsmetho den ermittelt und ausgangsseitig (65, 69) zur Verfügung stellt, und/oder
- daß der Rechner (63) die im aktuellen Datenmuster (Fig. 3) enthaltenen, aus dem Radsignal (51) gebildeten, der Achszahl des Zuges entsprechenden Daten ausgangsseitig (65, 69) zur Verfügung stellt.

6. Radsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsschaltung (61) ein Fehlersignal (53) bei überwiegendem Pegel des dem Radspurkranz abgewandten Sensors (41) abgibt und/oder ausgangsseitig (65, 69) zur Verfügung stellt.

7. Radsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet,

- daß der Rechner (63) Analog/Digitalwandler enthält,
- daß die Pegel (47, 49) der Sensorpaare (41, 43) in digitale Werte in einer Zeitfolge gewandelt werden, daß mindestens 3 Werte bei Beeinflussung eines Sensors durch ein Rad und/oder einen metallischen Gegenstand gespeichert werden,
- daß der Rechner (63) diese Werte mit im Rechner gespeicher ten Wertemustern von signifikanten Rädern, metallischen Gegen ständen und Störern auf Ähnlichkeit nach an sich bekannten Be rechnungsmethoden vergleicht und bei Entsprechung Meldesignale ausgangsseitig (65, 69) zur Verfügung stellt.

8. Radsensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die im Rechner (63) zur Verfügung gestellten Meldesignale in logischer Verknüpfung mit Radsignalen (51), bzw. Erken nungssignalen (55), bzw. Fehlersignalen (53) vorliegen.

9. Radsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet,

- daß das Sensorpaar (41, 43) je einen ersten Sender und/oder Empfänger (71) enthält,
- daß Züge unmittelbar oberhalb der Schiene je einen zweiten Sender und/oder Empfänger (73) enthalten,
- daß der erste Sender und/oder Empfänger (71) mit dem Rechner (63), bzw. der Datenübertragung (67) über die Datenleitung (65) korrespondiert, und
- daß Daten in an sich bekannter Weise zwischen den Sendern und/oder Empfängern (71, 73) drahtlos ausgetauscht werden.

10. Radsensor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Sender und/oder Empfänger (71) des Sensorpaares (41, 43) und/oder die zweiten Sender und/oder Empfänger (73) als induktive Sender bzw. Empfänger ausgebildet sind.

11. Radsensor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet,

- daß die Auswerteschaltung (45), gegebenenfalls auch die Da tenübertragung (67) und/oder die Sender/Empfänger (71, 73) so wie die entsprechenden Verbindungen (47, 49, 65, 69, 75) als eine zweite entkoppelte Funktionseinheit noch einmal vorhanden sind, und
- daß die Funktionseinheiten gleichartig arbeiten und sich ge genseitig auf gleiche und zeitgleiche Ausgangssignale überwa chen.