EP0963896A2 - Method and device for checking the integrity of the composition of rail vehicles - Google Patents
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- EP0963896A2 EP0963896A2 EP99440121A EP99440121A EP0963896A2 EP 0963896 A2 EP0963896 A2 EP 0963896A2 EP 99440121 A EP99440121 A EP 99440121A EP 99440121 A EP99440121 A EP 99440121A EP 0963896 A2 EP0963896 A2 EP 0963896A2
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- B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
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-
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- B61L1/14—Devices for indicating the passing of the end of the vehicle or train
Definitions
- the invention relates to a method for checking the integrity of a vehicle association according to the preamble of claim 1 and a device for Execution of the method according to the preamble of claim 5.
- a typical axle counting device as is known, for example, from an article by K. Mindel with the title " Method for the automatic correction of axle counting errors" , Signal and Draht, 86 (1994), pages 5 to 8, comprises several metering points arranged along the route and an axle counting evaluation device - usually housed in a signal box - which evaluates the counting pulses transmitted by the metering points.
- Each metering point in turn consists of an electronic junction box that is connected to one or two rail contacts. If fewer axles are counted at the end of a route section in a vehicle group than at the beginning of the route section, it can be assumed that the vehicle group has been separated in the area of the route section.
- axle counting devices with their numerous rail contacts and the necessary cabling, however, cause high costs, both during the initial installation and during maintenance and at necessary track work.
- a method according to the invention which solves this problem is the claim 1 to be removed; an inventive device for performing the method is the subject of claim 5.
- first means exert a pressure pulse on a rail.
- Second means arranged on the same vehicle register in the Spreading pressure impulses.
- An evaluation device uses of the pressure pulses registered by the second means, of how many Axes of the vehicle association that exercised by the first means Pressure pulses are reflected. The number of Axes will then be routed, for example, by radio or in the track transmitted to an interlocking.
- the method according to the invention therefore does not require any track-side Facilities.
- the vehicles - preferably the locomotives only a few additional devices required.
- One for control and Evaluation of the first and second means preferably to be used in terms of signal technology secure computer is already available on modern locomotives, so that there are no significant costs. Neither will further, arranged on other vehicles of the vehicle association Devices (radio transmitters etc.) are required.
- the determined number of reflective axes in the vehicle itself further evaluated.
- the evaluation device is checked by the driver or directly by one of the drivers before the start of the journey Central unit (e.g. signal box) fed the target number of axles of the vehicle association. The number of axes determined after the start of the journey deviates from this If the number of axles decreases, the evaluation device initiates an alarm action.
- This alarm action can e.g. B. the output of an acoustic and / or optical signal to the driver or around the Act initiate emergency braking.
- the sending a corresponding alarm message to a control center, e.g. B. a signal box be prompted. This means that this variant does not necessarily require a central office participate to ensure the security of the operation.
- Fig. 1 shows a motor vehicle TFZ, which at one end of a several vehicles existing vehicle association. Whether and in which direction the vehicle group is moving is irrelevant.
- a A pressure pulse generator DIG is attached to the axle of the TFZ motor vehicle.
- DIG is attached to the axle of the TFZ motor vehicle.
- an electro-mechanically operated mallet so close to the axis is appropriate that it strikes against a trigger signal against the axis. Of the structure-borne noise generated by the impact of the flail is transmitted from the Axle over the wheels on the rails.
- Such a pressure pulse generator can also directly above the surface of a or both rails can be arranged.
- the mallet strikes immediately onto the rail surface and thus produces a much stronger one Pressure impulse as if the vehicle axis was struck.
- the pressure pulse generated by the pressure pulse generator spreads as structure-borne noise in the longitudinal direction of the rails. Attenuation of structure-borne noise in steel rails is known to be very weak, so that the pressure pulse too can still be registered a few hundred meters away from the pressure pulse generator is. At the points where vehicle wheels rest on the rail there is a disruption due to the very high contact force acting there the pressure pulse propagation. This disturbance causes partial reflection of the pressure pulse.
- a Pressure pulse sensor DIS attached to the vehicle.
- the embodiment is the pressure pulse sensor DIS on one of the Axles of the TFZ locomotive.
- An arrangement is also possible, for example, where the pressure pulse sensor DIS like a sliding contact directly on the Rail rests.
- Pressure pulse sensors designed as structure-borne sound microphones are familiar to the person skilled in the art, without this being of any particular significance Evidence is required.
- the sensor signals generated by the pressure pulse sensor DIS are an evaluation device AUSW fed. Based on the sensor signals, this determines How many axes of the vehicle group that of the pressure pulse generator applied pressure pulse is reflected.
- a central processing unit CPU transmits a pressure pulse control unit DIGSE a command to exert a pressure pulse cause.
- a pressure pulse control unit DIGSE a command to exert a pressure pulse cause.
- the pressure pulse control unit DIGSE controls the pressure pulse generator so that at a precisely defined time, e.g. B. exactly 500 ms after receipt of the command, on the axis or immediately on the Rail a pressure pulse is triggered.
- the DIS pressure pulse sensor registers all those spreading in the rail Structure-borne sound waves and feeds the measurement signals to a sensor control unit SSE.
- the background noise which especially during the movement of the vehicle can be significant, the unreflected Pressure pulse and those reflected by the axes of the vehicle association Pressure pulses superimposed. Part of the background noise is initially removed from the measurement signal by suitable filters in the sensor control unit. The remaining signal protrudes from the unreflected pressure pulse originating signal portion clearly out. If, as shown in Fig. 1, Pressure pulse generator DIG and pressure pulse sensor directly adjacent this signal component can be recognized in addition to its size also by that after exerting the pressure pulse first, d. H. before arrival of the reflected pressure pulses, is registered by the pressure pulse sensor DIS.
- This unreflected signal component is fed to a pulse shape memory PFS and saved there. Henceforth it serves as a reference signal, which in one Cross-correlator KK is cross-correlated with the rest of the signal curve. On in this way, the relatively weak reflected pressure pulses can be filter out of background noise with sufficient reliability.
- the cross-correlator KK delivers a sequence of times at its output, for which the pressure pulse sensor DIS has registered a pressure pulse.
- Each pressure pulse corresponds to an axis of the vehicle association and is therefore counted by the central processing unit CPU. Axes from further removed vehicle groups are due to the too low signal / noise ratio no longer registered. The same applies to multiply reflected Pressure pulses.
- the evaluation device AUSW preferably has a memory SP, before the determination of the actual number of axles just described Target number of axles of the vehicle association has been supplied.
- the central processing unit The CPU then compares this number of target axes with the actual one Number of axes and performs an alarm action in the event of a deviation.
- a such an alarm action can, as already mentioned above, in an acoustic There is a warning to the driver.
- the alarm action is shown in Fig. 2 identified by the reference symbol AL.
- pressure pulse sensor DIS another pressure pulse sensor is provided.
- One of the measurement signals originating from these two pressure pulse sensors is delayed in a delay element and with the undelayed Measuring signal correlated. In this way you can register the weak further improve reflected pressure pulses.
- the pressure pulse generator DIG is not only one, but several pressure pulses in close succession or in a characteristic temporal pattern on the rail. Also the reflected pressure pulses then hit in this sequence or in this temporal Pattern on the pressure pulse sensor. In this way, reliability can be the axle count further increased.
- the last received reflected pressure pulse comes from a vehicle at the end of the vehicle association.
- the timespan between the application of the pressure pulse generated by the pressure pulse generator DIG and the arrival of the last arriving pressure pulse results in Multiplication by the speed of sound in the rail twice the length of the vehicle association. It is assumed that the in the previous Sections described devices themselves in a vehicle at one end of the vehicle association, e.g. B. the TFZ locomotive.
- the length of the vehicle association is used in many modern signal systems is needed and is particularly important for freight trains with their many individual ones Vehicles of different lengths cannot be easily determined in another way.
- the invention is not based on the use of only one rail is limited. Not least for reasons of availability, it will be preferable be a separate pressure pulse sensor for each rail and possibly also one to provide your own pressure pulse generator. Then two sensor signals are available Available that can be correlated with each other if necessary.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Integritätsprüfung eines Fahrzeugverbands nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.The invention relates to a method for checking the integrity of a vehicle association according to the preamble of claim 1 and a device for Execution of the method according to the preamble of claim 5.
Bei allen gängigen Sicherheitskonzepten für den Schienenverkehr ist eine Überprüfung erforderlich, ob ein Fahrzeugverband (= Zug) sich nicht unbeabsichtigt während der Fahrt oder nach einem Halt getrennt hat (= Integritätsprüfung). Wird eine solche unbeabsichtigten Trennung nicht rechtzeitig erkannt, so muß damit gerechnet werden, daß nachfolgende Schienenfahrzeuge auf den abgetrennten Teil des Fahrzeugverbandes auffahren. Die Ursache einer solchen Trennung kann z. B. eine defekte oder nicht sachgemäß bediente Fahrzeugkupplung sein. Bei modernen Hochgeschwindigkeitszügen wird eine unbemerkte Zugtrennung wegen der festen Verbindung zwischen den Fahrzeugen nicht mehr angenommen. Beim Güterverkehr mit seinen zahlreichen Kopplungsvorgängen liegen die Verhältnisse jedoch anders. There is one in all common safety concepts for rail transport It is necessary to check whether a vehicle association (= train) is not accidentally moving disconnected while driving or after a stop (= integrity check). If such an unintentional separation is not recognized in time, it must be expected that the following rail vehicles drive onto the separated part of the vehicle group. The cause such a separation can e.g. B. a defective or improperly served Be vehicle clutch. With modern high-speed trains an unnoticed train separation because of the firm connection between the Vehicles no longer accepted. When it comes to freight traffic with its numerous The conditions are different for coupling processes.
Die Integritätsüberprüfung von Zügen wird meist mit Hilfe von Achszähleinrichtungen durchgeführt. Eine typisch Achszähleinrichtung, wie sie etwa aus einem Aufsatz von K. Mindel mit dem Titel "Verfahren zur automatischen Korrektur von Achszählfehlern", Signal und Draht, 86 (1994), Seiten 5 bis 8, bekannt ist, umfaßt mehrere an der Strecke angeordnete Zählpunkte und eine - meist in einem Stellwerk untergebrachte - Achszählauswerteeinrichtung, die die von den Zählpunkten übermittelten Zählimpulse auswertet. Jeder Zählpunkt besteht seinerseits aus einem elektronischen Anschlußkasten, der mit einem oder zwei Schienenkontakten verbunden ist. Wenn am Ende eines Streckenabschnitts bei einem Fahrzeugverband weniger Achsen gezählt werden als am Anfang des Streckenabschnitts, so ist davon auszugehen, daß im Bereich des Streckenabschnitts eine Trennung des Fahrzeugverbandes stattgefunden hat.The integrity check of trains is usually carried out with the help of axle counting devices. A typical axle counting device, as is known, for example, from an article by K. Mindel with the title " Method for the automatic correction of axle counting errors" , Signal and Draht, 86 (1994), pages 5 to 8, comprises several metering points arranged along the route and an axle counting evaluation device - usually housed in a signal box - which evaluates the counting pulses transmitted by the metering points. Each metering point in turn consists of an electronic junction box that is connected to one or two rail contacts. If fewer axles are counted at the end of a route section in a vehicle group than at the beginning of the route section, it can be assumed that the vehicle group has been separated in the area of the route section.
Die bekannten Achszähleinrichtungen mit ihren zahlreichen Schienenkontakten und den notwendigen Verkabelungen verursachen jedoch hohe Kosten, und zwar sowohl bei der Erstinstallation als auch bei der Wartung und bei notwendigen Gleisarbeiten.The well-known axle counting devices with their numerous rail contacts and the necessary cabling, however, cause high costs, both during the initial installation and during maintenance and at necessary track work.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Integritätsprüfung eines für das Fahren auf Schienen vorgesehenen Fahrzeugverbands anzugeben, bei dem wenige oder keine streckenseitige Einrichtungen erforderlich sind.It is therefore an object of the invention to provide a method and an apparatus for Integrity check of a vehicle association intended for driving on rails specify where few or no trackside facilities required are.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren, welches diese Aufgabe löst, ist dem Anspruch 1 zu entnehmen; eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist Gegenstand des Anspruchs 5. A method according to the invention which solves this problem is the claim 1 to be removed; an inventive device for performing the method is the subject of claim 5.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß auf einem Fahrzeug des Fahrzeugverbands angeordnete erste Mittel einen Druckimpuls auf eine Schiene ausüben. Auf demselben Fahrzeug angeordneten zweite Mitteln registrieren in der Schiene sich ausbreitende Druckimpulse. Eine Auswerteeinrichtung stellt anhand der von den zweiten Mitteln registrierten Druckimpulse fest, von wievielen Achsen des Fahrzeugverbandes die von den ersten Mitteln ausgeübten Druckimpulse reflektiert werden. Die auf diese Weise festgestellte Zahl von Achsen wird dann beispielsweise über Funk oder im Gleis verlegte Linienleiter an ein Stellwerk übertragen.According to the invention it is provided that on a vehicle of the vehicle association arranged first means exert a pressure pulse on a rail. Second means arranged on the same vehicle register in the Spreading pressure impulses. An evaluation device uses of the pressure pulses registered by the second means, of how many Axes of the vehicle association that exercised by the first means Pressure pulses are reflected. The number of Axes will then be routed, for example, by radio or in the track transmitted to an interlocking.
Das erfindungsgemäße Verfahrens benötigt somit keinerlei streckenseitige Einrichtungen. Auf den Fahrzeugen - vorzugsweise den Triebfahrzeugen - sind nur wenige zusätzliche Vorrichtungen erforderlich. Ein zur Ansteuerung und Auswertung der ersten und zweiten Mittel vorzugsweise einzusetzender signaltechnisch sicherer Rechner ist ohnehin auf modernen Triebfahrzeugen vorhanden, so daß hierfür keine wesentlichen Kosten entstehen. Es werden auch keine weiteren, auf anderen Fahrzeugen des Fahrzeugverbands angeordnete Vorrichtungen (Funksender etc.) benötigt.The method according to the invention therefore does not require any track-side Facilities. On the vehicles - preferably the locomotives only a few additional devices required. One for control and Evaluation of the first and second means preferably to be used in terms of signal technology secure computer is already available on modern locomotives, so that there are no significant costs. Neither will further, arranged on other vehicles of the vehicle association Devices (radio transmitters etc.) are required.
Bei einem Ausführungsbeispiel nach Anspruch 2 wird die ermittelte Anzahl von reflektierenden Achsen im Fahrzeug selbst weiter ausgewertet. Der Auswerteeinrichtung wird vor Fahrtbeginn vom Triebfahrzeugführer oder direkt von einer Zentrale (z. B. Stellwerk) die Sollachsanzahl des Fahrzeugverbands zugeführt. Weicht die nach Fahrtbeginn ermittelte Anzahl von Achsen von dieser Sollachsanzahl ab, so veranlaßt die Auswerteeinrichtung eine Alarmhandlung. Bei dieser Alarmhandlung kann es sich z. B. um die Ausgabe eines akustischen und/oder optischen Signals an den Triebfahrzeugführer oder um die Einleitung einer Zwangsbremsung handeln. Zusätzlich kann das Absenden einer entsprechenden Alarmnachricht an eine Zentrale, z. B. ein Stellwerk, veranlaßt werden. Somit muß bei dieser Variante nicht unbedingt eine Zentrale mitwirken, um die Sicherheit des Betriebs zu gewährleisten.In an embodiment according to claim 2, the determined number of reflective axes in the vehicle itself further evaluated. The evaluation device is checked by the driver or directly by one of the drivers before the start of the journey Central unit (e.g. signal box) fed the target number of axles of the vehicle association. The number of axes determined after the start of the journey deviates from this If the number of axles decreases, the evaluation device initiates an alarm action. This alarm action can e.g. B. the output of an acoustic and / or optical signal to the driver or around the Act initiate emergency braking. In addition, the sending a corresponding alarm message to a control center, e.g. B. a signal box, be prompted. This means that this variant does not necessarily require a central office participate to ensure the security of the operation.
Bei einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel nach Anspruch 4 wird die ermittelte Anzahl der Achsen dazu verwendet, unter Berücksichtigung der bekannten Schallgeschwindigkeit in der Schiene die Länge des gesamten Fahrzeugverbandes zu ermitteln. Eine genaue Bestimmung der Fahrzeuglänge wird insbesondere von modernen Signalsystemen (beweglicher Streckenblock etc.) benötigt.In another advantageous embodiment according to claim 4 uses the determined number of axes, taking into account the known speed of sound in the rail the length of the entire Vehicle association to determine. An exact determination of the vehicle length is used in particular by modern signal systems (moving route block etc.) needed.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Ausführungsbeispiele und der Zeichnungen eingehend erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1:
- Skizze zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- Fig. 2:
- Prinzipskizze zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels für eine erfindungsgemäße Auswerteeinrichtung AUSW.
- Fig. 1:
- Sketch to explain an exemplary embodiment of the method according to the invention and a device according to the invention;
- Fig. 2:
- Schematic diagram to explain an exemplary embodiment of an evaluation device AUSW according to the invention.
Fig. 1 zeigt ein Triebfahrzeug TFZ, welches sich an einem Ende eines aus mehreren Fahrzeugen bestehenden Fahrzeugverbands befindet. Ob und in welche Richtung sich der Fahrzeugverband bewegt, ist unerheblich. An einer Achse des Triebfahrzeugs TFZ ist ein Druckimpulsgeber DIG angebracht. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um eine Vorrichtung, bei der ein elektromechanisch betätigter Schlegel so in der Nähe der Achse angebracht ist, daß er auf ein Auslösesignals hin gegen die Achse schlägt. Der durch den Aufprall des Schlegels erzeugte Körperschall überträgt sich von der Achse über die Räder auf die Schienen. Fig. 1 shows a motor vehicle TFZ, which at one end of a several vehicles existing vehicle association. Whether and in which direction the vehicle group is moving is irrelevant. At a A pressure pulse generator DIG is attached to the axle of the TFZ motor vehicle. in the The illustrated embodiment is a device an electro-mechanically operated mallet so close to the axis is appropriate that it strikes against a trigger signal against the axis. Of the structure-borne noise generated by the impact of the flail is transmitted from the Axle over the wheels on the rails.
Ein derartiger Druckimpulsgeber kann auch direkt über der Oberfläche einer oder beider Schienen angeordnet sein. Der Schlegel schlägt dann unmittelbar auf die Schienenoberfläche und erzeugt somit einen wesentlich stärkeren Druckimpuls, als wenn der Schlag auf die Fahrzeugachse erfolgt.Such a pressure pulse generator can also directly above the surface of a or both rails can be arranged. The mallet strikes immediately onto the rail surface and thus produces a much stronger one Pressure impulse as if the vehicle axis was struck.
Der durch den Druckimpulsgeber erzeugte Druckimpuls breitet sich als Körperschall in Längsrichtung der Schienen aus. Die Dämpfung von Körperschall in Stahlschienen ist bekanntlich sehr schwach, so daß der Druckimpuls auch noch in einigen hundert Metern Abstand vom Druckimpulsgeber registrierbar ist. An den Stellen, an denen Fahrzeugräder auf der Schiene aufliegen, kommt es infolge der dort wirkenden punktuell sehr hohen Auflagekraft zu einer Störung der Druckimpulsausbreitung. Diese Störung bewirkt eine teilweise Reflexion des Druckimpulses.The pressure pulse generated by the pressure pulse generator spreads as structure-borne noise in the longitudinal direction of the rails. Attenuation of structure-borne noise in steel rails is known to be very weak, so that the pressure pulse too can still be registered a few hundred meters away from the pressure pulse generator is. At the points where vehicle wheels rest on the rail there is a disruption due to the very high contact force acting there the pressure pulse propagation. This disturbance causes partial reflection of the pressure pulse.
Zum Registrieren der unreflektierten und der reflektierten Druckimpulse ist ein Druckimpulssensor DIS am Fahrzeug angebracht. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der Druckimpulssensor DIS an einer der Achsen des Triebfahrzeugs TFZ. Ebenso möglich ist beispielsweise eine Anordnung, bei der der Druckimpulssensor DIS wie ein Schleifkontakt direkt auf der Schiene aufliegt. Als Körperschallmikrophone ausgeführte Druckimpulssensoren sind dem Fachmann geläufig, ohne daß es hierzu eines besonderen Nachweises bedarf.To register the unreflected and the reflected pressure impulses is a Pressure pulse sensor DIS attached to the vehicle. In the illustrated in Fig. 1 The embodiment is the pressure pulse sensor DIS on one of the Axles of the TFZ locomotive. An arrangement is also possible, for example, where the pressure pulse sensor DIS like a sliding contact directly on the Rail rests. Pressure pulse sensors designed as structure-borne sound microphones are familiar to the person skilled in the art, without this being of any particular significance Evidence is required.
Die vom Druckimpulssensor DIS erzeugten Sensorsignale werden einer Auswerteeinrichtung AUSW zugeführt. Diese stellt anhand der Sensorsignale fest, von wievielen Achsen des Fahrzeugverbandes der vom Druckimpulsgeber ausgeübte Druckimpuls reflektiert wird.The sensor signals generated by the pressure pulse sensor DIS are an evaluation device AUSW fed. Based on the sensor signals, this determines How many axes of the vehicle group that of the pressure pulse generator applied pressure pulse is reflected.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Auswerteeinrichtung AUSW. Eine zentrale Recheneinheit CPU übermittelt einer Druckimpulsgebersteuereinheit DIGSE ein Kommando, das Ausüben eines Druckimpulses zu veranlassen. In dem die zentrale Recheneinheit CPU steuernden Datenverarbeitungsprogramm kann beispielsweise festgelegt sein, daß alle 5 Sekunden eine erfindungsgemäße Integritätsprüfung durch dieses Kommando ausgelöst wird. Die Druckimpulsgebersteuereinheit DIGSE steuert daraufhin den Druckimpulsgeber so an, daß zu einem genau definierten Zeitpunkt, z. B. exakt 500 ms nach Eingang des Kommandos, auf die Achse oder unmittelbar auf die Schiene ein Druckimpuls ausgelöst wird.2 shows an exemplary embodiment of such an evaluation device SEL. A central processing unit CPU transmits a pressure pulse control unit DIGSE a command to exert a pressure pulse cause. In the data processing program controlling the central processing unit CPU can be set, for example, every 5 seconds an integrity check according to the invention triggered by this command becomes. The pressure pulse control unit DIGSE then controls the pressure pulse generator so that at a precisely defined time, e.g. B. exactly 500 ms after receipt of the command, on the axis or immediately on the Rail a pressure pulse is triggered.
Der Druckimpulssensor DIS registriert alle in der Schiene sich ausbreitenden Körperschallwellen und führt die Meßsignale einer Sensorsteuereinheit SSE zu. Dort findet eine Aufbereitung, z. B. Verstärkung und/oder Digitalisierung, der Meßsignale statt. Dem Hintergrundrauschen, welches insbesondere während der Fortbewegung des Fahrzeugs erheblich sein kann, sind der unreflektierte Druckimpuls und die von den Achsen des Fahrzeugverbands reflektierten Druckimpulse überlagert. Ein Teil des Hintergrundrauschens wird zunächst durch geeignete Filter in der Sensorsteuereinheit aus dem Meßsignal entfernt. Aus dem verbleibenden Signal ragt der vom unreflektierten Druckimpuls stammende Signalanteil deutlich heraus. Wenn, wie in Fig. 1 dargestellt, Druckimpulsgeber DIG und Druckimpulssensor direkt räumlich benachbart sind, so ist dieser Signalanteil neben seiner Größe auch daran zu erkennen, daß er nach dem Ausüben des Druckimpulses zuerst, d. h. vor dem Eintreffen der reflektierten Druckimpulse, vom Druckimpulssensor DIS registriert wird.The DIS pressure pulse sensor registers all those spreading in the rail Structure-borne sound waves and feeds the measurement signals to a sensor control unit SSE. There is a preparation, e.g. B. amplification and / or digitization Measurement signals instead. The background noise, which especially during the movement of the vehicle can be significant, the unreflected Pressure pulse and those reflected by the axes of the vehicle association Pressure pulses superimposed. Part of the background noise is initially removed from the measurement signal by suitable filters in the sensor control unit. The remaining signal protrudes from the unreflected pressure pulse originating signal portion clearly out. If, as shown in Fig. 1, Pressure pulse generator DIG and pressure pulse sensor directly adjacent this signal component can be recognized in addition to its size also by that after exerting the pressure pulse first, d. H. before arrival of the reflected pressure pulses, is registered by the pressure pulse sensor DIS.
Dieser unreflektierte Signalanteil wird einem Pulsformspeicher PFS zugeführt und dort gespeichert. Er dient fortan als Referenzsignal, welches in einem Kreuzkorrelator KK mit dem restlichen Signalverlauf kreuzkorreliert wird. Auf diese Weise lassen sich auch die relativ schwachen reflektierten Druckimpulse mit ausreichender Zuverlässigkeit aus dem Hintergrundrauschen herausfiltern. This unreflected signal component is fed to a pulse shape memory PFS and saved there. Henceforth it serves as a reference signal, which in one Cross-correlator KK is cross-correlated with the rest of the signal curve. On in this way, the relatively weak reflected pressure pulses can be filter out of background noise with sufficient reliability.
Der Kreuzkorrelator KK liefert an seinem Ausgang eine Abfolge von Zeitpunkten, zu denen der Druckimpulssensor DIS einen Druckimpuls registriert hat. Jeder Druckimpuls entspricht dabei einer Achse des Fahrzeugverbands und wird deswegen von der zentrale Recheneinheit CPU gezählt. Achsen von weiter entfernten Fahrzeugverbänden werden wegen des zu geringen Signal/Rauschverhältnisses nicht mehr vom registriert. Gleiches gilt für mehrfach reflektierte Druckimpulse.The cross-correlator KK delivers a sequence of times at its output, for which the pressure pulse sensor DIS has registered a pressure pulse. Each pressure pulse corresponds to an axis of the vehicle association and is therefore counted by the central processing unit CPU. Axes from further removed vehicle groups are due to the too low signal / noise ratio no longer registered. The same applies to multiply reflected Pressure pulses.
Vorzugsweise verfügt die Auswerteeinrichtung AUSW über einen Speicher SP, dem vor der soeben geschilderten Ermittlung der tatsächlichen Achszahl die Sollachsanzahl des Fahrzeugverbands zugeführt worden ist. Die zentrale Recheneinheit CPU vergleicht dann diese Sollachsanzahl mit der tatsächlichen Achszahl und führt bei einer Abweichung eine Alarmhandlung durch. Eine solche Alarmhandlung kann, wie oben bereits erwähnt, in einer akustischen Warnung an den Triebfahrzeugführer bestehen. Die Alarmhandlung ist in Fig. 2 durch das Bezugszeichen AL gekennzeichnet.The evaluation device AUSW preferably has a memory SP, before the determination of the actual number of axles just described Target number of axles of the vehicle association has been supplied. The central processing unit The CPU then compares this number of target axes with the actual one Number of axes and performs an alarm action in the event of a deviation. A such an alarm action can, as already mentioned above, in an acoustic There is a warning to the driver. The alarm action is shown in Fig. 2 identified by the reference symbol AL.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist neben dem bereits erwähnten Druckimpulssensor DIS ein weiterer Druckimpulssensor vorgesehen. Eines der von diesen beiden Druckimpulssensoren stammenden Meßsignale wird in einem Verzögerungsglied verzögert und mit dem unverzögerten Meßsignal korreliert. Auf diese Weise läßt sich das Registrieren der schwachen reflekierten Druckimpulse weiter verbessern.In another embodiment of the invention besides that is already mentioned pressure pulse sensor DIS another pressure pulse sensor is provided. One of the measurement signals originating from these two pressure pulse sensors is delayed in a delay element and with the undelayed Measuring signal correlated. In this way you can register the weak further improve reflected pressure pulses.
Eine weitere Verbesserung ist möglich, indem der Druckimpulsgeber DIG nicht nur einen einzigen, sondern mehrere Druckimpulse in dichter Folge oder in einem charakteristischen zeitlichen Muster auf die Schiene ausübt. Auch die reflektierten Druckimpulse treffen dann in dieser Folge oder in diesem zeitlichen Muster am Druckimpulssensor ein. Auf diese Weise läßt sich die Zuverlässigkeit der Achszählung weiter erhöhten. A further improvement is possible if the pressure pulse generator DIG is not only one, but several pressure pulses in close succession or in a characteristic temporal pattern on the rail. Also the reflected pressure pulses then hit in this sequence or in this temporal Pattern on the pressure pulse sensor. In this way, reliability can be the axle count further increased.
Bei einem anderen vorteilhaften Ausführungsbeispiel wird die bekannte Schallgeschwindigkeit in der Schiene dazu verwendet, die Länge des Fahrzeugverbandes zu ermitteln. Der zuletzt eintreffende reflektierte Druckimpuls stammt von einem Fahrzeug am Ende des Fahrzeugverbands. Die Zeitspanne zwischen dem Ausüben des vom Druckimpulsgeber DIG erzeugten Druckimpulses und dem Eintreffen des zuletzt eintreffenden Druckimpulses ergibt nach Multiplikation mit der Schallgeschwindigkeit in der Schiene die doppelte Länge des Fahrzeugverbands. Vorausgesetzt wird dabei, daß die in den vorangegangenen Abschnitten beschriebenen Vorrichtungen sich in einem Fahrzeug an einem Ende des Fahrzeugverbandes, z. B. dem Triebfahrzeug TFZ, befinden. Die Länge des Fahrzeugverbands wird bei vielen modernen Signalsystemen benötigt und ist insbesondere bei Güterzügen mit ihren vielen einzelnen Fahrzeugen unterschiedlicher Länge auf andere Weise nicht einfach ermittelbar.In another advantageous embodiment, the known Speed of sound in the rail used to determine the length of the vehicle group to determine. The last received reflected pressure pulse comes from a vehicle at the end of the vehicle association. The timespan between the application of the pressure pulse generated by the pressure pulse generator DIG and the arrival of the last arriving pressure pulse results in Multiplication by the speed of sound in the rail twice the length of the vehicle association. It is assumed that the in the previous Sections described devices themselves in a vehicle at one end of the vehicle association, e.g. B. the TFZ locomotive. The length of the vehicle association is used in many modern signal systems is needed and is particularly important for freight trains with their many individual ones Vehicles of different lengths cannot be easily determined in another way.
Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die Nutzung nur einer Schiene beschränkt ist. Nicht zuletzt aus Verfügbarkeitsgründen wird es vorzuziehen sein, für jede Schiene einen eigenen Druckimpulssensor und ggf. auch einen eigenen Druckimpulsgeber vorzusehen. Es stehen dann zwei Sensorsignale zur Verfügung, die ggf. miteinander korreliert werden können.It is understood that the invention is not based on the use of only one rail is limited. Not least for reasons of availability, it will be preferable be a separate pressure pulse sensor for each rail and possibly also one to provide your own pressure pulse generator. Then two sensor signals are available Available that can be correlated with each other if necessary.
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