EP0396798A1 - Method and arrangement for detecting railway vehicles - Google Patents

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EP0396798A1
EP0396798A1 EP89108470A EP89108470A EP0396798A1 EP 0396798 A1 EP0396798 A1 EP 0396798A1 EP 89108470 A EP89108470 A EP 89108470A EP 89108470 A EP89108470 A EP 89108470A EP 0396798 A1 EP0396798 A1 EP 0396798A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
curve
induction loop
magnetic fields
oscillator frequency
rail vehicles
Prior art date
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Granted
Application number
EP89108470A
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German (de)
French (fr)
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EP0396798B1 (en
Inventor
Gert Miller
Heinz Auler
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Scheidt and Bachmann GmbH
Original Assignee
Scheidt and Bachmann GmbH
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Publication date
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Priority to DE89108470T priority patent/DE58907305D1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L1/00—Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
    • B61L1/02—Electric devices associated with track, e.g. rail contacts
    • B61L1/08—Electric devices associated with track, e.g. rail contacts magnetically actuated; electrostatically actuated

Definitions

  • the invention relates to a method and an arrangement for the detection of rail vehicles by means of at least one induction loop arranged in the course of the track, which is part of an oscillator circuit, the change in the oscillator frequency as a function of time detected in the form of a curve and with regard to the characteristics which characterize the driving dynamics of the rail vehicles. how in particular maxima, minima, turning points and slopes are evaluated in an assigned circuit.
  • a method for monitoring the presence of vehicles within certain traffic areas in which the change in inductance detects at least one induction loop via an oscillator and is passed on to an evaluation circuit.
  • the pulses generated from the oscillations of the oscillator are converted into a time signal proportional to the oscillator frequency, which is measured digitally using a constant base frequency and whose change resulting from the change in inductance is determined in the evaluation circuit and is further processed as a control signal when a programmable threshold value is exceeded.
  • a changeover switch feeds the oscillator frequency of these induction loops to the evaluation circuit, the processing of the processed signal to the corresponding induction loop being carried out by the different oscillator frequency for the same oscillator frequencies.
  • Also known from DE-PS 31 13 197 is a method and a device for monitoring the presence of rail vehicles within certain route sections by measuring the change in the inductance of a track section limited by short-circuit connectors, with an induction loop galvanically separated from the short-circuit ring for measuring the inductance of the track section is arranged in the rail track and the change in inductance is detected by an oscillator and passed on to an evaluation circuit which determines the occupied or free state of the track section.
  • the partial lengths of the induction loop running parallel to the rails are arranged directly on the rail foot and at least one further switchable short-circuit connector is arranged between the short-circuit connectors
  • a method for monitoring a track section for the presence of rail vehicles by means of at least two induction loops arranged in the track course with evaluation circuit is known, the inductance change during the process by Rail vehicles in the evaluation circuit is measured.
  • at least one induction loop is arranged at the beginning and at the end of the track section to be monitored, these induction loops being identical in terms of their mechanical and electrical structure.
  • the curve of the measured change in inductance as a function of time for each induction loop is determined and stored in the evaluation circuit, and the curves are compared with one another with regard to their characteristics.
  • the different times of the curves are adjusted in the known method by changing the time scale in accordance with the different speeds for the required comparison.
  • the invention has for its object to provide a method and an arrangement for the detection of rail vehicles by means of at least one induction loop arranged in the course of the track, which results can then be evaluated deliver when the rail vehicles generate magnetic fields, especially through their magnetic brakes.
  • the solution to this problem with regard to the method according to the invention is characterized in that, in addition to the change in the oscillator frequency of the rail vehicle, magnetic fields generated in particular by magnetic brakes are detected and in the evaluation of the characteristic properties of those formed by the change in the oscillator frequency over time and in the event of the presence of Magnetic fields at least partially changed curve are taken into account.
  • the known methods and arrangements can then also be used to detect rail vehicles or Monitoring of track sections can be used if rail vehicles with magnetic brakes run on the corresponding routes.
  • rail vehicles of this type lead to erroneous results because the magnetic fields have so far falsified the curve determined with the aid of the induction loop in an uncheckable manner.
  • the threshold value determining the end of the curve is increased in accordance with the detected magnetic field.
  • the arrangement according to the invention for detecting rail vehicles by means of at least one induction loop arranged in the course of the track is characterized in that, in addition to the induction loop, a measuring device for detecting electromagnetic forces (EMF) generated due to moving magnetic fields is provided, which is linked to the evaluation circuit.
  • EMF electromagnetic forces
  • a track section 1 can be seen in which an induction loop 2 shown with solid lines is laid.
  • This induction loop 2 is part of an oscillator circuit which is connected to an evaluation circuit 3.
  • a rail vehicle 4 with two axles 5 can be seen, which is moving towards the induction loop 2 laid in the track section 1.
  • the change in the oscillator frequency of the oscillator circuit comprising the induction loop 2 in the evaluation circuit 3 takes the form of a Curve K1 detected, which is plotted with solid lines in Figure 2 over time.
  • This only schematically shown curve K1 shows that the oscillator frequency f starting from a minimum value f m , which is influenced by environmental factors, for example the bedding resistance of the rails, increases immediately as soon as the first axis 5 of the rail vehicle 4 comes into the area of the induction loop 2 .
  • the increase in the curve is a measure of the speed of the rail vehicle 4.
  • the curve K 1 reaches a maximum value f k .
  • the curve K 1 drops. Since the mass of the rail vehicle 4 is now in the area of the induction loop 2, an intermediate value f z results which is above the minimum value f m . As soon as the second axis 5 comes into the area of the induction loop 2, the curve K 1 rises again in order to reach a second maximum value f k before the curve K 1 drops to the original minimum value f m , because the rail vehicle 4 enters the area of the induction loop 2 has left.
  • the threshold value S e determining the end of the curve K 1 lies above the minimum value f m .
  • the arrangement described and shown in Fig.1 thus recognizes the end of the rail vehicle as soon as the curve K 1 of the oscillator frequency f detected by means of the induction loop 2 falls below the threshold value S e .
  • the rail vehicle 4 is a vehicle equipped with magnetic brakes 6, which actuates its magnetic brakes 6 in the region of the track section 1, the curve K 1 is changed.
  • a curve K2 is drawn with a dash-dotted line, which differs shortly after the first maximum of the curve K1 from this curve K1 by higher values.
  • This in the rear area of the curve K2 increased values of the oscillator frequency f result from electromagnetic forces EMK, which have been generated in that the rail vehicle 4 has actuated its magnetic brakes 6 when crossing the induction loop 2.
  • the magnetic fields generated in this way by the rail vehicle 4 and moving relative to the induction loop 2 generate in the induction loop 2 electromagnetic forces EMK which increase the oscillator frequency f.
  • the electromagnetic forces EMK are detected by a measuring device arranged in addition to the induction loop 2 in the track section 1.
  • a measuring device arranged in addition to the induction loop 2 in the track section 1.
  • the first embodiment is an additional induction loop 7 which is laid in the course of the track and is shown in dash-dot lines in FIG.
  • the second possibility is a semiconductor sensor that detects magnetic fields, for example a Hall sensor 8. Both measuring devices 7 and 8 are linked to the evaluation circuit 3.
  • the oscillator frequency f detected by the induction loop 2 is increased compared to the normal values even after the braking process using the magnetic brakes 6 has ended. This is due to the residual magnetism in the rails due to magnetic braking.
  • Figure 2 shows that the measured values of the oscillator frequency f decrease slowly in the right part of the curve K2, but are still above the threshold value S e , which normally signals the end of the curve K1 and consequently for the end of train signal or a free message of the track section 1 is used.
  • the threshold value S e is increased by the evaluation circuit 3 to a corrected threshold value S k if 3 electromagnetic forces EMK have been determined in the course of the measurement.
  • the threshold values are calibrated both for the start and for the end of the curves K 1 and K 2, in particular the course of the electromagnetic forces EMF determined according to FIG. 3 is taken into account.

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Abstract

The invention relates to a method and an arrangement for identifying railway vehicles (4) by means of at least one induction loop (2) which is arranged in the course of the track (1) and is part of an oscillator circuit whose change of the oscillator frequency (f) is detected as a function of time (t) in the form of a curve (K1, K2) and evaluated in an associated circuit (3) with respect to the properties, such as in particular maximum values, minimum values, points of inflexion and gradients, characterising the travelling dynamics of the rail vehicles (4). In order also to detect rail vehicles (4) equipped with magnetic brakes (6) and to be able correctly to evaluate curves (K2) which have been changed by magnetic fields generated by the rail vehicle (4) and are derived from the induction loop (2), the electrommagnetic forces (emf) generated on the basis of moving magnetic fields are detected in a measuring device (7 and 8) provided in addition to the induction loop (2) and are taken into account during evaluation. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Erkennung von Schienenfahrzeugen mittels mindestens einer im Gleisverlauf angeordneten Induktionsschleife, die Teil eines Oszillatorkreises ist, dessen Änderung der Oszillatorfrequenz in Abhängigkeit von der Zeit in Form einer Kurve erfaßt und hinsichtlich der die Fahrdynamik der Schienenfahrzeuge kenn­zeichnenden Eigenschaften, wie insbesondere Maxima, Minima, Wendepunkte und Steigungen in einer zugeordneten Schaltung ausgewertet wird.The invention relates to a method and an arrangement for the detection of rail vehicles by means of at least one induction loop arranged in the course of the track, which is part of an oscillator circuit, the change in the oscillator frequency as a function of time detected in the form of a curve and with regard to the characteristics which characterize the driving dynamics of the rail vehicles. how in particular maxima, minima, turning points and slopes are evaluated in an assigned circuit.

Aus der DE-OS 31 00 724 ist ein Verfahren zur Überwachung des Vorhandenseins von Fahrzeugen innerhalb bestimmter Verkehrs­flächen bekannt, bei dem die Induktivitätsveränderung minde­stens einer Induktionsschleife über einen Oszillator erfaßt und an eine Auswerteschaltung weitergegeben wird. Die aus den Schwingungen des Oszillators erzeugten Impulse werden in ein der Oszillatorfrequenz proportionales Zeitsignal umgesetzt, das mittels einer konstanten Basisfrequenz digital gemessen wird und dessen aus der Induktivitätsveränderung resultierende Änderung in der Auswerteschaltung festgestellt und bei Über­schreiten eines programmierbaren Schwellwertes als Steuer­signal weiterverarbeitet wird. Um beim Vorhandensein mehrerer Induktionsschleifen eine Richtungsbestimmung der Fahrzeuge durchführen zu können, ist neben einer Mehrzahl von Induk­tionsschleifen mit gleicher Oszillatorfrequenz eine Induk­tionsschleife mit hierzu unterschiedlicher Oszillatorfrequenz vorgesehen; ein Umschalter führt die Oszillatorfrequenz dieser Induktionsschleifen umlaufend der Auswerteschaltung zu, wobei die Zuordnung des verarbeiteten Signals zu der entsprechenden Induktionsschleife durch die zu den gleichen Oszillatorfre­quenzen unterschiedliche Oszillatorfrequenz erfolgt. Hierdurch ist ohne aufwendige Synchronisation zwischen Umschalter und Auswerteschaltung trotz einer gemeinsamen Auswerteschaltung für mehrere Induktionsschleifen eine einwandfreie Ortsbestim­mung der zu verarbeitenden Signale zu der jeweiligen Induk­tionsschleife möglich.From DE-OS 31 00 724 a method for monitoring the presence of vehicles within certain traffic areas is known, in which the change in inductance detects at least one induction loop via an oscillator and is passed on to an evaluation circuit. The pulses generated from the oscillations of the oscillator are converted into a time signal proportional to the oscillator frequency, which is measured digitally using a constant base frequency and whose change resulting from the change in inductance is determined in the evaluation circuit and is further processed as a control signal when a programmable threshold value is exceeded. In order to be able to determine the direction of the vehicles in the presence of a plurality of induction loops, in addition to a plurality of induction loops with the same oscillator frequency, there is an induction loop with a different oscillator frequency intended; a changeover switch feeds the oscillator frequency of these induction loops to the evaluation circuit, the processing of the processed signal to the corresponding induction loop being carried out by the different oscillator frequency for the same oscillator frequencies. This enables the location of the signals to be processed to the respective induction loop to be correctly determined without complex synchronization between the changeover switch and the evaluation circuit despite a common evaluation circuit for several induction loops.

Auch aus der DE-PS 31 13 197 ist ein Verfahren und eine Vor­richtung zur Überwachung des Vorhandenseins von Schienenfahr­zeugen innerhalb bestimmter Streckenabschnitte durch Messen der Veränderung der Induktivität eines durch Kurzschlußver­binder begrenzten Gleisabschnittes bekannt, wobei zur Messung der Induktivität des Gleisabschnittes eine galvanisch vom Kurzschlußring getrennte Induktionsschleife im Schienenstrang angeordnet ist und die Induktivitätsveränderung über einen Os­zillator erfaßt und an eine Auswerteschaltung weitergegeben wird, die den Besetzt- bzw. Freizustand des Gleisabschnittes ermittelt. Um eine Ortung eines Schienenfahrzeuges innerhalb bestimmter, durch eine Induktionsschleife überwachter Streckenabschnitte zu ermöglichen, sind die parallel zu den Schienen verlaufenden Teillängen der Induktionsschleife unmittelbar am Schienenfuß angeordnet und zwischen den Kurz­schlußverbindern mindestens ein weiterer schaltbarer Kurz­schlußverbinder angeordnetAlso known from DE-PS 31 13 197 is a method and a device for monitoring the presence of rail vehicles within certain route sections by measuring the change in the inductance of a track section limited by short-circuit connectors, with an induction loop galvanically separated from the short-circuit ring for measuring the inductance of the track section is arranged in the rail track and the change in inductance is detected by an oscillator and passed on to an evaluation circuit which determines the occupied or free state of the track section. In order to enable a rail vehicle to be located within certain route sections monitored by an induction loop, the partial lengths of the induction loop running parallel to the rails are arranged directly on the rail foot and at least one further switchable short-circuit connector is arranged between the short-circuit connectors

Schließlich ist aus der DE-OS 34 19 609 ein Verfahren zur Überwachung eines Gleisabschnittes auf das Vorhandensein von Schienenfahrzeugen mittels mindestens zweier im Gleisverlauf angeordneter Induktionsschleifen mit Auswerteschaltung be­kannt, deren Induktivitätsveränderung beim Verfahren durch Schienenfahrzeuge in der Auswerteschaltung gemessen wird. Bei diesem bekannten Verfahren ist jeweils mindestens eine Induk­tionsschleife am Anfang und am Ende des zu überwachenden Gleisabschnittes angeordnet, wobei diese Induktionsschleifen hinsichtlich ihres mechanischen und elektrischen Aufbaus iden­tisch sind. In der Auswerteschaltung werden der Kurvenverlauf der gemessenen Induktivitätsveränderung in Abhängigkeit von der Zeit für jede Induktionsschleife ermittelt, gespeichert und die Kurvenverläufe miteinander hinsichtlich ihrer Charak­teristiken verglichen. Um Geschwindigkeitsänderungen der Schienenfahrzeuge beim Befahren der im Gleis angeordneten In­duktionsschleifen zu berücksichtigen, werden bei dem bekannten Verfahren die unterschiedlichen Zeitdauern der Kurvenverläufe durch Verändern des Zeitmaßstabes entsprechend den unter­schiedlichen Geschwindigkeiten für den erforderlichen Ver­gleich angeglichen.Finally, from DE-OS 34 19 609 a method for monitoring a track section for the presence of rail vehicles by means of at least two induction loops arranged in the track course with evaluation circuit is known, the inductance change during the process by Rail vehicles in the evaluation circuit is measured. In this known method, at least one induction loop is arranged at the beginning and at the end of the track section to be monitored, these induction loops being identical in terms of their mechanical and electrical structure. The curve of the measured change in inductance as a function of time for each induction loop is determined and stored in the evaluation circuit, and the curves are compared with one another with regard to their characteristics. In order to take into account changes in the speed of the rail vehicles when traveling on the induction loops arranged in the track, the different times of the curves are adjusted in the known method by changing the time scale in accordance with the different speeds for the required comparison.

Bei den bekannten Verfahren und Anordnungen zur Erkennung von Schienenfahrzeugen mittels mindestens einer im Gleisverlauf angeordneten Induktionsschleife ergeben sich fehlerhafte Resultate, wenn das Schienenfahrzeug beim Befahren der Induk­tionsschleifen sein induktiv erfaßbares Erscheinungsbild, bei­spielsweise durch Erzeugen von Magnetfeldern verändert. Dies ist immer dann der Fall, wenn das Schienenfahrzeug mit Magnet­bremsen ausgestattet ist. Die beim Bremsvorgang entstehenden Magnetfelder stören nicht nur unmittelbar die von der Induk­tionsschleife erfaßte Oszillatorfrequenz, sondern auch mittel­bar durch einen in den Schienen nach einem Bremsvorgang ver­bleibenden RestmagnetismusIn the known methods and arrangements for the detection of rail vehicles by means of at least one induction loop arranged in the course of the track, erroneous results result if the rail vehicle changes its inductively detectable appearance when driving on the induction loops, for example by generating magnetic fields. This is always the case when the rail vehicle is equipped with magnetic brakes. The magnetic fields arising during the braking process not only directly disturb the oscillator frequency detected by the induction loop, but also indirectly through a residual magnetism remaining in the rails after a braking process

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anordnung zur Erkennung von Schienenfahrzeugen mittels mindestens einer im Gleisverlauf angeordneten Induktions­schleife zu schaffen, die auch dann auswertbare Ergebnisse liefern, wenn die Schienenfahrzeuge insbesondere durch ihre Magnetbremsen Magnetfelder erzeugen.The invention has for its object to provide a method and an arrangement for the detection of rail vehicles by means of at least one induction loop arranged in the course of the track, which results can then be evaluated deliver when the rail vehicles generate magnetic fields, especially through their magnetic brakes.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung ist hinsichtlich des er­findungsgemäßen Verfahrens dadurch gekennzeichnet, daß zusätz­lich zur Veränderung der Oszillatorfrequenz vom Schienenfahr­zeug insbesondere durch Magnetbremsen erzeugte Magnetfelder erfaßt und bei der Auswertung der kennzeichnenden Eigen­schaften der durch die Änderung der Oszillatorfrequenz über der Zeit gebildeten und durch im Fall des Vorhandenseins von Magnetfeldern zumindest teilweise veränderten Kurve berück­sichtigt werden.The solution to this problem with regard to the method according to the invention is characterized in that, in addition to the change in the oscillator frequency of the rail vehicle, magnetic fields generated in particular by magnetic brakes are detected and in the evaluation of the characteristic properties of those formed by the change in the oscillator frequency over time and in the event of the presence of Magnetic fields at least partially changed curve are taken into account.

Durch die zusätzliche Erfassung der von den Schienenfahrzeugen erzeugten Magnetfelder und deren Berücksichtigung bei der Aus­wertung der Kurve, die als Änderung der Oszillatorfrequenz in Abhängigkeit von der Zeit durch die Induktionsschleife er­mittelt wird, können die bekannten Verfahren und Anordnungen auch dann zur Erkennung von Schienenfahrzeugen bzw. zur Über­wachung von Gleisabschnitten eingesetzt werden, wenn auf den entsprechenden Strecken Schienenfahrzeuge mit Magnetbremsen verkehren. Derartige Schienenfahrzeuge führen bei den be­kannten Verfahren und Anordnungen zu fehlerhaften Ergebnissen, weil die Magnetfelder die mit Hilfe der Induktionsschleife ermittelte Kurve bisher unüberprüfbar verfälschten.Through the additional detection of the magnetic fields generated by the rail vehicles and their consideration in the evaluation of the curve, which is determined as a change in the oscillator frequency as a function of time through the induction loop, the known methods and arrangements can then also be used to detect rail vehicles or Monitoring of track sections can be used if rail vehicles with magnetic brakes run on the corresponding routes. In the known methods and arrangements, rail vehicles of this type lead to erroneous results because the magnetic fields have so far falsified the curve determined with the aid of the induction loop in an uncheckable manner.

Da die von einem Schienenfahrzeug erzeugten Magnetfelder die Werte der von der Induktionsschleife erfaßten Oszillatorfre­quenz anheben, lag insbesondere der das Ende der Kurve be­stimmende Wert über dem Schwellwert, der wegen der sich ändernden Umwelteinflüsse größer als Null eingesetzt werden mußte. Demzufolge unterblieb in diesen Fällen die durch Unter­schreitung dieses Schwellwertes normalerweise erfolgende Er­kennung des Endes des Schienenfahrzeuges. Um diesen Fehler auszuschalten, wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung bei der Erfassung von vom Schienenfahrzeug erzeugten Magnet­feldern der das Ende der Kurve bestimmende Schwellwert ent­sprechend dem erfaßten Magnetfeld heraufgesetzt.Since the magnetic fields generated by a rail vehicle raise the values of the oscillator frequency detected by the induction loop, the value determining the end of the curve in particular was above the threshold value, which had to be used greater than zero due to the changing environmental influences. As a result, in these cases the detection of the end of the rail vehicle, which normally takes place when this threshold value is undershot, was omitted. To make this mistake to switch off, according to a further feature of the invention, when detecting magnetic fields generated by the rail vehicle, the threshold value determining the end of the curve is increased in accordance with the detected magnetic field.

Eine weitere Fehlermöglichkeit bei der Auswertung der Meßwerte ergibt sich dadurch, daß in den Schienen ein Restmagnetismus verbleibt, der sich durch die vom Schienenfahrzeug erzeugten Magnetfelder ergibt und sich nur verhältnismäßig langsam ab­baut. Um diesen Restmagnetismus und sich ändernde Umweltein­flüsse zu berücksichtigen, wird zur Weiterbildung des er­findungsgemäßen Verfahrens schließlich vorgeschlagen, die Schwellwerte für den Beginn und das Ende der Kurve unter Berücksichtigung der Umwelteinflüsse und/oder des in den Schienen aufgrund von durch das Schienenfahrzeug erzeugten Magnetfeldern verbleibenden Restmagnetismus nachzueichen. Die jeweilige Nacheichung wird hierbei durch die Größe der er­findungsgemäß erfaßten Magnetfelder bestimmt.Another possibility of error in the evaluation of the measured values results from the fact that a residual magnetism remains in the rails, which results from the magnetic fields generated by the rail vehicle and which degrades only relatively slowly. In order to take this residual magnetism and changing environmental influences into account, it is finally proposed for further development of the method according to the invention to re-calibrate the threshold values for the beginning and the end of the curve taking into account the environmental influences and / or the residual magnetism remaining in the rails due to magnetic fields generated by the rail vehicle . The respective re-calibration is determined by the size of the magnetic fields detected according to the invention.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Erkennung von Schienenfahr­zeugen mittels mindestens einer im Gleisverlauf angeordneten Induktionsschleife ist dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Induktionsschleife eine Meßeinrichtung zur Erfassung von aufgrund bewegter Magnetfelder erzeugten elektromagnetischen Kräften (EMK) vorgesehen ist, die mit der Auswerteschaltung verknüpft ist. Als Meßeinrichtung kann hierbei entweder eine zusätzliche, im Gleisverlauf verlegte Induktionsschleife oder ein Magnetfelder erfassender Halbleitersensor, z.B. Hallsensor verwendet werden.The arrangement according to the invention for detecting rail vehicles by means of at least one induction loop arranged in the course of the track is characterized in that, in addition to the induction loop, a measuring device for detecting electromagnetic forces (EMF) generated due to moving magnetic fields is provided, which is linked to the evaluation circuit. Either an additional induction loop laid in the course of the track or a semiconductor sensor detecting magnetic fields, e.g. Hall sensor can be used.

Mit Hilfe dieser sehr einfachen und mit der vorhandenen Aus­werteschaltung verknüpften Meßeinrichtungen werden die von den Schienenfahrzeugen erzeugten Magnetfelder zuverlässig erfaßt und bei der Auswertung der Kurven berücksichtigt, die sich durch die Erfassung der Änderung der Oszillatorfrequenz in Ab­hängigkeit von der Zeit ergeben. Das erfindungsgemäße Ver­fahren und die zugehörige Anordnung kommen demgemäß mit einem geringen Bauaufwand aus, obwohl durch sie die Sicherheit der Überwachung erheblich gesteigert wird.With the aid of these very simple measuring devices which are linked to the existing evaluation circuit, the magnetic fields generated by the rail vehicles are reliably detected and taken into account in the evaluation of the curves which are by detecting the change in oscillator frequency as a function of time. The method according to the invention and the associated arrangement accordingly require little construction effort, although they considerably increase the security of the monitoring.

Auf der Zeichnung sind ein Ausführungsbeispiel der erfindungs­gemäßen Anordnung und zwei mit dieser Anordnung ermittelte Kurven dargestellt, und zwar zeigen:

  • Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf einen Gleisab­schnitt mit einer zur Erkennung von Schienenfahr­zeugen angeordneten Induktionsschleife,
  • Fig. 2 die mittels dieser Induktionsschleife erfaßte Kurve der Oszillatorfrequenz in Abhängigkeit von der Zeit und
  • Fig. 3 eine zugehörige Kurve der zusätzlich erfaßten elektromagnetischen Kräfte.
The drawing shows an exemplary embodiment of the arrangement according to the invention and two curves determined with this arrangement, namely:
  • 1 is a schematic plan view of a track section with an induction loop arranged for the detection of rail vehicles,
  • Fig. 2 shows the curve of the oscillator frequency as a function of time and detected by means of this induction loop
  • Fig. 3 is an associated curve of the additionally detected electromagnetic forces.

Bei dem in Fig.1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Gleisabschnitt 1 zu erkennen, in dem eine mit ausgezogenen Linien dargestellte Induktionsschleife 2 verlegt ist. Diese Induktionsschleife 2 ist Teil eines Oszillatorkreises, der an eine Auswerteschaltung 3 angeschlossen ist. Im linken Teil der Fig.1 ist ein Schienenfahrzeug 4 mit zwei Achsen 5 zu er­kennen, das sich auf die im Gleisabschnitt 1 verlegte Induk­tionsschleife 2 zubewegt.In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, a track section 1 can be seen in which an induction loop 2 shown with solid lines is laid. This induction loop 2 is part of an oscillator circuit which is connected to an evaluation circuit 3. In the left part of FIG. 1, a rail vehicle 4 with two axles 5 can be seen, which is moving towards the induction loop 2 laid in the track section 1.

Beim Überfahren der Induktionsschleife 2 durch das Schienen­fahrzeug 4 wird die hierdurch hervorgerufene Änderung der Os­zillatorfrequenz des die Induktionsschleife 2 umfassenden Oszillatorkreises in der Auswerteschaltung 3 in Form einer Kurve K₁ erfaßt, die mit ausgezogenen Linien in Fig.2 über der Zeit aufgetragen ist. Diese nur schematisch dargestellte Kurve K₁ läßt erkennen, daß die Oszillatorfrequenz f ausgehend von einem Minimalwert fm, der durch Umwelteinflüsse, beispiels­weise den Bettungswiderstand der Schienen beeinflußt wird, sofort ansteigt, sobald die erste Achse 5 des Schienenfahr­zeuges 4 in den Bereich der Induktionsschleife 2 kommt. Der Anstieg der Kurve ist ein Maß für die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 4. Solange sich die Achse 5 im Bereich der Induktionsschleife 2 befindet, erreicht die Kurve K₁ einen Maximalwert fk. Von diesem Maximalwert fk fällt die Kurve K₁ ab. Da sich nunmehr die Masse des Schienenfahrzeugs 4 im Be­reich der Induktionsschleife 2 befindet, ergibt sich ein Zwischenwert fz, der oberhalb des Minimalwertes fm liegt. Sobald die zweite Achse 5 in den Bereich der Induktions­schleife 2 kommt, steigt die Kurve K₁ wiederum an, um einen zweiten Maximalwert fk zu erreichen, bevor die Kurve K₁ auf den ursprünglichen Minimalwert fm abfällt, denn das Schienen­fahrzeug 4 den Bereich der Induktionsschleife 2 verlassen hat.When the rail vehicle 4 traverses the induction loop 2, the change in the oscillator frequency of the oscillator circuit comprising the induction loop 2 in the evaluation circuit 3 takes the form of a Curve K₁ detected, which is plotted with solid lines in Figure 2 over time. This only schematically shown curve K₁ shows that the oscillator frequency f starting from a minimum value f m , which is influenced by environmental factors, for example the bedding resistance of the rails, increases immediately as soon as the first axis 5 of the rail vehicle 4 comes into the area of the induction loop 2 . The increase in the curve is a measure of the speed of the rail vehicle 4. As long as the axis 5 is in the area of the induction loop 2, the curve K 1 reaches a maximum value f k . From this maximum value f k , the curve K 1 drops. Since the mass of the rail vehicle 4 is now in the area of the induction loop 2, an intermediate value f z results which is above the minimum value f m . As soon as the second axis 5 comes into the area of the induction loop 2, the curve K 1 rises again in order to reach a second maximum value f k before the curve K 1 drops to the original minimum value f m , because the rail vehicle 4 enters the area of the induction loop 2 has left.

Um trotz des ständig erfaßten Minimalwertes fm durch die Aus­werteschaltung 3 ein Signal abgeben zu können, das ein Er­kennen des Endes eines Schienenfahrzeuges bedeutet, liegt der das Ende der Kurve K₁ bestimmende Schwellwert Se oberhalb des Minimalwertes fm. Die beschriebene und in Fig.1 dargestellte Anordnung erkennt somit das Ende des Schienenfahrzeuges, sobald die Kurve K₁ der mittels der Induktionsschleife 2 er­faßten Oszillatorfrequenz f unter den Schwellwert Se fällt.In order to be able to emit a signal by the evaluation circuit 3 despite the constantly detected minimum value f m , which means recognizing the end of a rail vehicle, the threshold value S e determining the end of the curve K 1 lies above the minimum value f m . The arrangement described and shown in Fig.1 thus recognizes the end of the rail vehicle as soon as the curve K 1 of the oscillator frequency f detected by means of the induction loop 2 falls below the threshold value S e .

Wenn es sich bei dem Schienenfahrzeug 4 um ein mit Magnet­bremsen 6 ausgestattetes Fahrzeug handelt, das im Bereich des Gleisabschnittes 1 seine Magnetbremsen 6 betätigt, wird die Kurve K₁ verändert.If the rail vehicle 4 is a vehicle equipped with magnetic brakes 6, which actuates its magnetic brakes 6 in the region of the track section 1, the curve K 1 is changed.

In Fig.2 ist mit einer strichpunktierten Linie eine Kurve K₂ eingezeichnet, die sich kurz nach dem ersten Maximum der Kurve K₁ von dieser Kurve K₁ durch höhere Werte unterscheidet. Diese im hinteren Bereich der Kurve K₂ erhöhten Werte der Os­zillatorfrequenz f ergeben sich durch elektromagnetische Kräfte EMK, welche dadurch erzeugt worden sind, daß das Schienenfahrzeug 4 beim Überfahren der Induktionsschleife 2 seine Magnetbremsen 6 betätigt hat. Die auf diese Weise vom Schienenfahrzeug 4 erzeugten, sich relativ zur Induktions­schleife 2 bewegenden Magnetfelder erzeugen in der Induktions­schleife 2 elektromagnetische Kräfte EMK, welche die Os­zillatorfrequenz f erhöhen.In Figure 2, a curve K₂ is drawn with a dash-dotted line, which differs shortly after the first maximum of the curve K₁ from this curve K₁ by higher values. This in the rear area of the curve K₂ increased values of the oscillator frequency f result from electromagnetic forces EMK, which have been generated in that the rail vehicle 4 has actuated its magnetic brakes 6 when crossing the induction loop 2. The magnetic fields generated in this way by the rail vehicle 4 and moving relative to the induction loop 2 generate in the induction loop 2 electromagnetic forces EMK which increase the oscillator frequency f.

Um diese Veränderung des von der Induktionsschleife 2 erfaßten Kurvenverlaufes bei der Auswertung in der Auswerteschaltung 3 berücksichtigen zu können, werden die elektromagnetischen Kräfte EMK durch eine zusätzlich zur Induktionsschleife 2 im Gleisabschnitt 1 angeordnete Meßeinrichtung erfaßt. In Fig.1 sind zwei derartige Meßeinrichtungen, die alternativ verwendet werden, eingezeichnet. Bei der ersten Ausführungsform handelt es sich um eine zusätzliche, im Gleisverlauf verlegte In­duktionsschieife 7, die in Fig.1 strichpunktiert eingezeichnet ist. Bei der zweiten Möglichkeit handelt es sich um einen Magnetfelder erfassenden Halbleitersensor, beispielsweise einen Hallsensor 8. Beide Meßeinrichtungen 7 bzw. 8 sind mit der Auswerteschaltung 3 verknüpft.In order to be able to take this change in the curve shape detected by the induction loop 2 into account in the evaluation in the evaluation circuit 3, the electromagnetic forces EMK are detected by a measuring device arranged in addition to the induction loop 2 in the track section 1. In Fig.1 two such measuring devices are used, which are used alternatively. The first embodiment is an additional induction loop 7 which is laid in the course of the track and is shown in dash-dot lines in FIG. The second possibility is a semiconductor sensor that detects magnetic fields, for example a Hall sensor 8. Both measuring devices 7 and 8 are linked to the evaluation circuit 3.

In Fig .3 ist - aufgetragen über der Zeit entsprechend dem Diagramm in Fig.2 - der Verlauf der elektromagnetischen Kräfte EMK eingezeichnet. Durch einen Vergleich der Figuren 2 und 3 ist zu erkennen, daß diese, entweder von der zusätzlichen In­duktionsschleife 7 oder dem Hallsensor 8 erfaßten elektro­magnetischen Kräfte EMK Ursache für die Abweichungen der Kurve K₂ gegenüber der Kurve K₁ in Fig.2 sind. Da die Größe und der zeitliche Verlauf dieser elektromagnetischen Kräfte EMK erfaßt und von den Meßeinrichtungen 7 bzw. 8 der Auswerteschaltung 3 mitgeteilt wird, kann die Veränderung der Kurve K₁ zur Kurve K₂ aufgrund der durch die Magnetbremsen 6 des Schienenfahr­zeugs 4 erzeugten elektromagnetischen Kräfte EMK bei der Aus­wertung der Kurve K₂ berücksichtigt, d.h eliminiert werden. Die zusätzliche Erfassung der insbesondere durch Magnetbremsen 6 des Schienenfahrzeugs 4 erzeugten Magnetfelder durch zusätz­lich zur Induktionsschleife 2 angeordnete Meßeinrichtungen 7 bzw. 8 sichert demzufolge eine ordnungsgemäße Erkennung von Schienenfahrzeugen im überwachten Gleisabschnitt 1, auch wenn beim Befahren dieses Gleisabschnittes 1 durch Magnetbremsen 6 elektromagnetische Kräfte EMK erzeugt werden, die die von der Induktionsschleife 2 erfaßte Kurve K₁ verändern.The course of the electromagnetic forces EMF is plotted in FIG. 3, plotted over time in accordance with the diagram in FIG. By comparing Figures 2 and 3 it can be seen that these, either detected by the additional induction loop 7 or the Hall sensor 8 electromagnetic forces EMK cause the deviations of the curve K₂ compared to the curve K₁ in Fig.2. Because the size and the Time course of these electromagnetic forces EMK detected and communicated by the measuring devices 7 and 8 of the evaluation circuit 3, the change in the curve K₁ to the curve K₂ due to the electromagnetic forces generated by the magnetic brakes 6 of the rail vehicle 4 EMK can be taken into account in the evaluation of the curve K₂ , ie be eliminated. The additional detection of the magnetic fields generated in particular by magnetic brakes 6 of the rail vehicle 4 by means of measuring devices 7 and 8 arranged in addition to the induction loop 2 consequently ensures proper detection of rail vehicles in the monitored track section 1, even if 6 electromagnetic forces EMK are generated when the track section 1 is driven on by magnetic brakes be that change the curve K 1 detected by the induction loop 2.

Wie aus Fig.2 hervorgeht, ist die von der Induktionsschleife 2 erfaßte Oszillatorfrequenz f auch nach Beendigung des unter Einsatz der Magnetbremsen 6 erfolgten Bremsvorganges gegenüber den normalen Werten erhöht. Dies ergibt sich aufgrund des Restmagnetismus in den Schienen infolge der Magnetbremsung. Figur 2 läßt erkennen, daß die gemessenen Werte der Os­zillatorfrequenz f im rechten Teil der Kurve K₂ zwar langsam absinken, aber dennoch über dem Schwellwert Se liegen, der normalerweise das Ende der Kurve K₁ signalisiert und demzu­folge zur Zugschlußmeldung oder zu einer Freimeldung des Gleisabschnittes 1 herangezogen wird.As can be seen from FIG. 2, the oscillator frequency f detected by the induction loop 2 is increased compared to the normal values even after the braking process using the magnetic brakes 6 has ended. This is due to the residual magnetism in the rails due to magnetic braking. Figure 2 shows that the measured values of the oscillator frequency f decrease slowly in the right part of the curve K₂, but are still above the threshold value S e , which normally signals the end of the curve K₁ and consequently for the end of train signal or a free message of the track section 1 is used.

Um auch im Falle der Benutzung von Magnetbremsen 6, d.h. bei einem Kurvenverlauf gemäß der Kurve K₂ in Fig.2 eine solche Meldung abgeben zu können, wird der Schwellwert Se von der Auswerteschaltung 3 auf einen korrigierten Schwellwert Sk er­höht, wenn gemäß Fig.3 im Verlauf der Messung elektro­magnetische Kräfte EMK festgestellt worden sind.In order to be able to issue such a message even when using magnetic brakes 6, ie in the case of a curve according to curve K₂ in FIG. 2, the threshold value S e is increased by the evaluation circuit 3 to a corrected threshold value S k if 3 electromagnetic forces EMK have been determined in the course of the measurement.

Um bei einem kurzfristig aufeinanderfolgenden Befahren des Gleisabschnittes 1 durch unterschiedliche Schienenfahrzeuge 4 sich ändernde Umwelteinflüsse und/oder in den Schienen ver­bleibenden Restmagnetismus bei der Auswertung berücksichtigen zu können, werden die Schwellwerte sowohl für den Beginn als auch für das Ende der Kurven K₁ und K₂ nachgeeicht, wobei insbesondere der gemäß Fig.3 ermittelte Verlauf der elektro­magnetischen Kräfte EMK Berücksichtigung findet.In order to be able to take into account changing environmental influences and / or residual magnetism remaining in the rails when evaluating the track section 1 for a short time in succession due to different rail vehicles, the threshold values are calibrated both for the start and for the end of the curves K 1 and K 2, in particular the course of the electromagnetic forces EMF determined according to FIG. 3 is taken into account.

Bezugszeichenliste:Reference symbol list:

1 Gleisabschnitt1 track section

2 Induktionsschleife2 induction loop

3 Auswerteschaltung3 evaluation circuit

4 Schienenfahrzeug4 rail vehicle

5 Achse5 axis

6 Magnetbremse6 magnetic brake

7 zusätzliche Induktionsschleife7 additional induction loops

8 Hallsensor8 Hall sensor

f Oszillatorfrequenzf oscillator frequency

fm Minimalwertf m minimum value

fk Maximalwertf k maximum value

fz Zwischenwertf z intermediate value

K₁ Kurve ohne EMKK₁ curve without EMF

K₂ Kurve mit EMKK₂ curve with EMF

Se Schwellwert (Ende der Kurve)S e threshold (end of curve)

Sk (korrigierter) SchwellwertS k (corrected) threshold

Claims (6)

1. Verfahren zur Erkennung von Schienenfahrzeugen mittels mindestens einer im Gleisverlauf angeordneten Induktions­schleife, die Teil eines Oszillatorkreises ist, dessen Änderung der Oszillatorfrequenz in Abhängigkeit von der Zeit in Form einer Kurve erfaßt und hinsichtlich der die Fahrdynamik der Schienenfahrzeuge kennzeichnenden Eigen­schaften, wie insbesondere Maxima, Minima, Wendepunkte und Steigungen in einer zugeordneten Schaltung ausgewertet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Veränderung der Oszillatorfrequenz vom Schienenfahrzeug insbesondere durch Magnetbremsen erzeugte Magnetfelder erfaßt und bei der Auswertung der kenn­zeichnenden Eigenschaften der durch die Änderung der Os­zillatorfrequenz über der Zeit gebildeten und durch im Fall des Vorhandenseins von Magnetfeldern zumindest teilweise veränderten Kurve berücksichtigt werden.1. Method for the detection of rail vehicles by means of at least one induction loop arranged in the course of the track, which is part of an oscillator circuit, the change in the oscillator frequency as a function of time being recorded in the form of a curve and with regard to the characteristics which characterize the driving dynamics of the rail vehicles, such as in particular maxima, minima , Turning points and slopes are evaluated in an assigned circuit,
characterized in that, in addition to the change in the oscillator frequency of the rail vehicle, magnetic fields generated in particular by magnetic brakes are detected and are taken into account in the evaluation of the characteristic properties of the curve formed by the change in the oscillator frequency over time and which is at least partially changed in the presence of magnetic fields. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erfassung von vom Schienenfahrzeug erzeugten Magnet­feldern der das Ende der Kurve bestimmende Schwellwert ent­sprechend dem erfaßten Magnetfeld heraufgesetzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that in the detection of magnetic fields generated by the rail vehicle, the threshold value determining the end of the curve is increased in accordance with the detected magnetic field. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwellwerte für den Beginn und das Ende der Kurve unter Berücksichtigung der Umwelteinflüsse und/oder des in den Schienen aufgrund von durch das Schienenfahrzeug erzeugten Magnetfeldern verbleibenden Restmagnetismus nach­geeicht werden.3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the threshold values for the beginning and the end of the curve are re-calibrated taking into account the environmental influences and / or the residual magnetism remaining in the rails due to magnetic fields generated by the rail vehicle. 4. Anordnung zur Erkennung von Schienenfahrzeugen (4) mittels mindestens einer im Gleisverlauf (1) angeordneten Induk­ tionsschleife (2), die Teil eines Oszillatorkreises ist, dessen Änderung der Oszillatorfrequenz (f) in Abhängigkeit von der Zeit (t) in Form einer Kurve (K₁, K₂) erfaßt und hinsichtlich der die Fahrdynamik der Schienenfahrzeuge (4) kennzeichnenden Eigenschaften, wie insbesondere Maxima, Minima, Wendepunkte und Steigungen in einer zugeordneten Schaltung (3) ausgewertet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Induktionsschleife (2) eine Meßein­richtung (7,8) zur Erfassung von aufgrund bewegter Magnet­felder erzeugten elektromagnetischen Kräften (EMK) vorge­sehen ist, die mit der Auswerteschaltung (3) verknüpft ist.4. Arrangement for the detection of rail vehicles (4) by means of at least one induct arranged in the track (1) tion loop (2), which is part of an oscillator circuit, the change in the oscillator frequency (f) as a function of time (t) in the form of a curve (K₁, K₂) and in terms of the driving dynamics of the rail vehicles (4) characteristic, such as in particular, maxima, minima, turning points and slopes are evaluated in an assigned circuit (3),
characterized in that, in addition to the induction loop (2), a measuring device (7, 8) for detecting electromagnetic forces (EMF) generated due to moving magnetic fields is provided, which is linked to the evaluation circuit (3). 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung durch eine zusätzliche, im Gleisabschnitt (1) verlegte Induktionsschleife (7) gebildet ist.5. Arrangement according to claim 4, characterized in that the measuring device is formed by an additional, in the track section (1) laid induction loop (7). 6. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung durch einen Magnetfelder erfassenden Halb­leitersensor, beispielsweise Hallsensor (8) gebildet ist.6. Arrangement according to claim 4, characterized in that the measuring device is formed by a magnetic field sensing semiconductor sensor, for example Hall sensor (8).
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