EP1256502A2 - Protection against accident and fire for vehicles - Google Patents
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- EP1256502A2 EP1256502A2 EP02010109A EP02010109A EP1256502A2 EP 1256502 A2 EP1256502 A2 EP 1256502A2 EP 02010109 A EP02010109 A EP 02010109A EP 02010109 A EP02010109 A EP 02010109A EP 1256502 A2 EP1256502 A2 EP 1256502A2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61K—AUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
- B61K9/12—Measuring or surveying wheel-rims
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
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- B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
- B61K9/04—Detectors for indicating the overheating of axle bearings and the like, e.g. associated with the brake system for applying the brakes in case of a fault
Definitions
- the invention relates to an apparatus and a method for avoiding accidents caused by road, Rail and aircraft.
- the invention has for its object the prevent accidents described in an improved manner.
- a device provided for the technical inspection of vehicles the two on either side of a lane or mirror-symmetrically attached to a vehicle Has detectors.
- the detectors are positioned that physical properties are symmetrical at two Devices attached to the vehicle measured can be.
- Such facilities are for example Tires and wheel bearings on a car.
- a physical Property in the sense of the invention is, for example the noise or the occurring Tire or wheel bearing temperature.
- the device comprises an evaluation unit with which a difference between two at the same time by the two Detectors measured values is evaluated.
- a warning device is provided in the device, which gives a warning signal when from the evaluation exceeding a predetermined threshold value results.
- the warning signal is sent to, for example Vehicle driver transmitted. This can be done with the prompt connected to stop his vehicle.
- One at Exceeding the threshold at the red traffic light can be a warning device in the sense of the invention his.
- Microphones for noise measurement and / or temperature measuring devices are in one embodiment of the invention as. Detectors used.
- a tunnel represents a typical danger point in the sense of the invention since an accident in a tunnel with particularly great dangers for the rest Road users are connected.
- the device is therefore preferably located before entering a Tunnel or an underpass or before or at the beginning a runway for aircraft.
- the device is in According to the invention "before" such a danger point attached if by this attachment the vehicles be checked, the danger point with great Probability will actually happen. Is there, for example, before entering a tunnel several more branches that are not in the The tunnel is behind the device branch roads. A fork However, it can be provided before the tunnel to detect defects To redirect vehicles.
- a Physical properties of the vehicle such as Temperatures and / or noise at two symmetrical Devices attached to the vehicle measured.
- Tires, Wheels, wheel bearings, exhausts and / or engines represent such facilities. It becomes the difference between two of the physical measured at the same time Properties determined.
- the vehicle is stopped when the difference is one exceeds the predetermined threshold and thus on indicates a defect.
- the measurement can either be stationary or mobile on the vehicle be performed.
- the stationary measurement is to be preferred, if particularly dangerous routes are universal are to be secured. examples for this are Entrances into a tunnel or a runway of one Airport. Then all vehicles are checked, that drive into a tunnel or that of want to take off from a runway independently from the individual safety equipment of the respective Vehicle.
- Tire, wheel and storage temperatures, but also the temperature individual parts of the cargo on road vehicles can be determined when driving through a measuring section become. By forming the difference between the measured temperatures with or without statistical analysis can disturbances or damage that occurs to the aforementioned parts be recognized early.
- Engine and exhaust gas temperatures in aircraft can be measured in a targeted manner.
- a neural Network By forming the difference between Thermal images with or without evaluation by a neural Network then represents the value used to determine Accidents.
- Landing gear and / or wheel bearing temperatures of aircraft before and during the start can be measured symmetrically to get information regarding possible defects to win.
- the speed is preferred according to the invention as well as acceleration or braking of the Vehicles measured. It is then checked, for example, whether there are temperatures in tires or wheel bearings occur, move in the normal framework. Otherwise, it will a warning sign.
- This configuration differs from the aforementioned by not measuring a reference signal. Instead of of which absolute values are evaluated and from one of them the resulting suspicion of a fault, a warning signal is issued.
- the warning signal is either sent to the vehicle driver and / or forwarded to an external body, by of the required protective measures manually or be initiated automatically.
- Acceleration or deceleration is measured because this causes typical changes in the operating state become. These are in the evaluation or evaluation to consider.
- the invention is preferably used stationary.
- the stationary version is especially designed so that these at all times in terms of weight and technical effort to be brought to another location can.
- the cost of stationary measuring equipment is extremely low, as a single system every day can check many thousands of vehicles. Furthermore is a complete recording of all road, rail and runway users only with a stationary System possible.
- Measuring points in front of the entrances to the train stations and ferries are advantageous because there is an uncoupling defective vehicle causes the least problems.
- Other measuring points are especially in front of slow speed points, and to provide hiking construction sites. These measuring points must be set up in front of the relevant danger point be that the train driver has a radio signal is asked to brake and the speed can still reduce with a normal braking, if he has not yet initiated a delay at this point. If he does not respond to this signal, it will follow up short time delay another signal which is switched so that then an automatic Braking is initiated.
- Equipment would have the serious railway accident in Brühl, Germany.
- the setup would be one device per Kilometers of runway and in special cases also sensible on the taxiways. In road traffic would be additional to those already mentioned Installation options for other installations on strong Slope advantageous. Because here too many serious accidents have occurred in the past which were particularly involved in road trains and buses. Usually these accidents were caused by too late or wrong downshifting and the associated thermal overload of the wheel brakes caused. If the driver is warned here early, then he can still drive the vehicle before the complete Bring brake failure to a halt. They are here too Cost of a stationary system in relation to the number the measurements are negligible.
- Trucks and their cargo should be checked before entering in a ferry, but also before loading "Piggyback trains" checked for possible heat radiation to be a future fire like he did some time ago in the tunnel under the English Channel.
- Determination of the operating state by recording the speed, of acceleration and deceleration under Use of non-contact measurement methods and wherever they are is not possible due to space or traffic reasons, by induction loops.
- Detection of the reference signal by symmetrical Measurements using thermal imaging cameras, Heat and sound sensors. Evaluation of the measurement by forming the difference signal, Application through static process control (SPC) and the use of a neural network.
- SPC static process control
- Warning Methods Acoustically, optically and by mechanically blocking a street or roadway.
- Wheel rims are detected by inductive proximity sensors.
- Type of detectors used preferably regardless of Type of traffic (air, rail, road)
- neural networks make sense since it also evaluates the Picture of a complete vehicle.
- sensors to identify an individual Rades can e.g. to be dispensed with. Then it just becomes the difference of both sides was evaluated.
- specially neural networks are also capable of design-related Differences such as the location of the exhaust system recognizable in trucks. In addition, it is then possible Identify sources of fire on loads.
- a vehicle is sketched in supervision, which is provided with four wheels and drives into a measuring point at a speed v.
- the four wheels generate thermal images T 1 (L), T 2 (L), T 1 (R) and T 2 (R).
- the measuring point is equipped with several pressure sensors (D1, R), (D2, R), (D3, R), (D1, L), (D2, L), (D3, L) as well as a right and a left infrared camera (M , L) or (M, R).
- the pressure sensors (D1, R), (D2, R), (D3, R) and (D1, L), (D2, L), (D3, L) are arranged one behind the other with a respective distance d.
- a right first pressure sensor (D1, R) is assigned a first right transmitter (S1, R)
- a right second pressure sensor (D2, R) is assigned a second right transmitter (S2, R) etc.
- Measured values are transmitted to an evaluation unit via the transmitters.
- the first pair of wheels which generates the thermal images T 1 (L) and T 1 (R), acts on the first two pressure sensors (D1, R) and (D1, L) and a time measurement is performed in Gear set.
- the aforementioned first pair of wheels is detected for the second time at time t 1, namely by the pressure sensors (D2, R) and (D2, L).
- the aforementioned first pair of wheels is recorded for the third time in accordance with FIG. 4, namely by the pressure sensors (D3, R) and (D3, L).
- the second rear pair of wheels acts on the pressure sensors (D1, L) and (D1, R).
- the front pair of wheels is only identified as a pair of wheels when a subsequent pair of wheels is separated from the first two pressure sensors (D1, R) and (D1, L) at a distance of a few meters, which is typical for motor vehicles, for example less than 6 Meters is recorded.
- the type of movement is as follows rated.
- the measurement time t 3 is calculated on the basis of the driving behavior and the speed.
- the front pair of wheels is at the same height as the infrared cameras (M, L) and (M, R).
- T1 (L) and T1 (R) of the two infrared cameras (M, L) and (M, R) are taken at time t 3 first pair of wheels recorded symmetrically, as shown in Figure 5.
- the system has advantageously previously calculated the point in time t 3 on the basis of the determined speed along with any acceleration or deceleration which may have been determined, so that the system "knows" with great accuracy at what point in time the thermal images must be taken.
- FIG. 6 shows the plot of the normalized mean values determined as a function of a consecutive numbering x. It is made clear in FIG. 6 that a temperature difference threshold OEG is determined based on empirical values, which corresponds here to the dotted line. An alarm is triggered if the threshold value is exceeded. According to FIG. 6, this is the case for the value T 16, n .
- the thermal images recorded at time t 3 are also evaluated. First difference images are determined. Examples of possible results are shown in FIGS. 7a to 7c.
- a tire is significantly warmer than that other, which is due to low one-sided air pressure points.
- a brake has overheated because of a rim flange is much hotter than the opposite one.
- a camp has overheated because of overheating Area compared to the reference value on the area of Axis concentrated.
- the measured ones can also be used absolute temperature values depending on the speed and driving behavior are evaluated. They give way absolutely measured values of empirical values and one of them determined threshold value, an alarm is triggered.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Emergency Alarm Devices (AREA)
- Fireproofing Substances (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
- Regulating Braking Force (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Traffic Control Systems (AREA)
- Fire-Detection Mechanisms (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Vermeidung von Unfällen durch Straßen-, Schienen- und Luftfahrzeugen.The invention relates to an apparatus and a method for avoiding accidents caused by road, Rail and aircraft.
Unfälle von Straßen-, Schienen- und Luftfahrzeugen können durch menschliches oder technisches Versagen verursacht werden. Zu den technischen Ursachen zählen zum Beispiel Fehler an Bremsen, Reifen, Laufrädern, Radkränzen, Radlagern und Triebwerken. In der Vergangenheit hat sich erwiesen, dass diese Fehler besonders fatale Folgen haben, wenn sie in Tunneln und auf Brücken auftreten, weil dort nur unzureichende Fluchtmöglichkeiten bestehen. Aber auch auf vermeintlich sicheren Strecken sind verheerende Folgen bei technischen Schäden nicht aüszuschließen. Ein Beispiel hierfür ist die Entgleisung eines Zuges nebst anschließender Kollision mit einem Brückenfeiler.Accidents involving road, rail and aircraft can caused by human or technical failure become. The technical causes include, for example Defects in brakes, tires, wheels, wheel rims, Wheel bearings and engines. Has in the past proven that these errors have particularly fatal consequences if they occur in tunnels and on bridges, because there are insufficient escape opportunities there. But are also on supposedly safe routes cannot rule out the devastating consequences of technical damage. An example of this is the derailment of a Train and subsequent collision with a bridge file.
Bei Luftfahrzeugen kann die erforderliche Startstrecke und die zum Abheben erforderliche Geschwindigkeit in Abhängigkeit von Startgewicht und meteorologischen Einflüssen genau berechnet werden. Die Besatzung ist jedoch während des Starts nicht in der Lage festzustellen, ob ein beschädigtes Radlager oder eine hängende Bremse die errechneten Werte gefährlich beeinflusst . Eine Reihe von Totalverlusten ist bisher bereits dadurch eingetreten, weil durch diese Ursachen nach dem Einfahren des Fahrwerks ein Reifen überhitzt wurde, geplatzt ist und dabei lebenswichtige Hydraulikleitungen zerstört hat. Ein weiteres Problem besteht darin, dass ein großer Bereich des Flugzeuges bereits während des Starts, also in einer Phase, in welcher der Start noch abgebrochen werden kann, in Flammen steht, ohne dass die Besatzung dies feststellen kann, weil sich die entsprechenden Sensoren nur im kühlen Bereich des Triebwerks befinden, wie der Unfall der Concorde in Paris gezeigt hat.For aircraft, the required take-off distance and the speed required for take-off depending of takeoff weight and meteorological influences can be calculated exactly. The crew is however unable to determine during startup a damaged wheel bearing or a hanging brake calculated values dangerously influenced. A row of So far, total losses have already occurred because of these causes after retracting the landing gear a tire has overheated, burst and is vital Has destroyed hydraulic lines. Another one Problem is that a large area of the aircraft already during takeoff, i.e. in one Phase in which the start is still canceled can be on fire without the crew can determine because the corresponding sensors only in the cool area of the engine, such as the Accident the Concorde showed in Paris.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs geschilderten Unfällen in verbesserter Weise vorzubeugen.The invention has for its object the prevent accidents described in an improved manner.
Die Erfindung wird durch ein Verfahren sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.The invention is achieved by a method and by a Device with the features of the independent claims solved. Advantageous configurations result from the dependent claims.
Zur Lösung der Aufgabe der Erfindung wird eine Vorrichtung für die technische Überprüfung von Fahrzeugen bereitgestellt, die zwei zu beiden Seiten einer Fahrbahn oder spiegelsymmetrisch an einem Fahrzeug angebrachte Detektoren aufweist. Die Detektoren sind so positioniert, dass physikalische Eigenschaften bei zwei symmetrisch am Fahrzeug angebrachten Einrichtungen gemessen werden können. Solche Einrichtungen sind beispielsweise Reifen sowie Radlager an einem Auto. Eine physikalische Eigenschaft im Sinne der Erfindung ist beispielsweise die Geräuschentwicklung oder die auftretende Temperatur beim Reifen oder dem Radlager.To achieve the object of the invention, a device provided for the technical inspection of vehicles, the two on either side of a lane or mirror-symmetrically attached to a vehicle Has detectors. The detectors are positioned that physical properties are symmetrical at two Devices attached to the vehicle measured can be. Such facilities are for example Tires and wheel bearings on a car. A physical Property in the sense of the invention is, for example the noise or the occurring Tire or wheel bearing temperature.
Die Vorrichtung umfasst eine Auswerteeinheit, mit der eine Differenz zwischen zwei zeitgleich durch die beiden Detektoren gemessenen Werte ausgewertet wird.The device comprises an evaluation unit with which a difference between two at the same time by the two Detectors measured values is evaluated.
Eine Warneinrichtung ist bei der Vorrichtung vorgesehen, die ein Warnsignal abgibt, wenn aus der Auswertung das Überschreiten eines vorgegebenen Schwellwertes resultiert. Das Warnsignal wird beispielsweise an den Fahrzeuglenker übermittelt. Dies kann mit der Aufforderung verbunden sein, sein Fahrzeug anzuhalten. Eine bei Überschreiten des Schwellwertes auf rot schaltende Ampel kann eine Warneinrichtung im Sinne der Erfindung sein.A warning device is provided in the device, which gives a warning signal when from the evaluation exceeding a predetermined threshold value results. The warning signal is sent to, for example Vehicle driver transmitted. This can be done with the prompt connected to stop his vehicle. One at Exceeding the threshold at the red traffic light can be a warning device in the sense of the invention his.
Mikrofone zur Geräuschmessung und/ oder Temperaturmessgeräte werden in einer Ausgestaltung der Erfindung als. Detektoren eingesetzt.Microphones for noise measurement and / or temperature measuring devices are in one embodiment of the invention as. Detectors used.
Sind die Detektoren unabhängig vom Fahrzeug an typischen Gefahrenstellen vorgesehen, so werden vorteilhaft sämtliche Fahrzeuge überprüft, die sich der Gefahrenstelle nähern. Ein Tunnel stellt eine typische Gefahrenstelle im Sinne der Erfindung dar, da ein Unfall in einem Tunnel mit besonders großen Gefahren für die übrigen Verkehrsteilnehmer verbunden ist. Die Vorrichtung befindet sich daher bevorzugt vor der Einfahrt in einen Tunnel oder eine Unterführung oder vor oder am Anfang einer Startbahn für Flugzeuge. Die Vorrichtung ist im Sinne der Erfindung "vor" einer solchen Gefahrenstelle angebracht, wenn durch diese Anbringung die Fahrzeuge überprüft werden, die die Gefahrenstelle mit großer Wahrscheinlichkeit auch tatsächlich passieren werden. Gibt es beispielsweise vor einer Einfahrt in einen Tunnel noch mehrere abzweigende Straßen, die nicht in den Tunnel hineinführen, so ist die Vorrichtung hinter diesen abzweigenden Straßen anzubringen. Eine Abzweigung kann jedoch noch vor dem Tunnel vorgesehen sein, um defekte Fahrzeuge hierüber umzulenken.Are the detectors typical regardless of the vehicle Hazardous areas provided, will be advantageous checks all vehicles that are at the danger point approach. A tunnel represents a typical danger point in the sense of the invention since an accident in a tunnel with particularly great dangers for the rest Road users are connected. The device is therefore preferably located before entering a Tunnel or an underpass or before or at the beginning a runway for aircraft. The device is in According to the invention "before" such a danger point attached if by this attachment the vehicles be checked, the danger point with great Probability will actually happen. Is there, for example, before entering a tunnel several more branches that are not in the The tunnel is behind the device branch roads. A fork However, it can be provided before the tunnel to detect defects To redirect vehicles.
Erfindungsgemäß werden während der Fortbewegung eines Fahrzeugs auftretende physikalische Eigenschaften wie Temperaturen und/ oder Geräusche bei zwei symmetrisch am Fahrzeug angebrachten Einrichtungen gemessen. Reifen, Rädern, Radlagern, Auspuffe und/ oder Triebwerke stellen solche Einrichtungen dar. Es wird die Differenz zwischen zwei der zeitgleich gemessenen physikalischen Eigenschaften ermittelt.According to the invention, a Physical properties of the vehicle such as Temperatures and / or noise at two symmetrical Devices attached to the vehicle measured. Tires, Wheels, wheel bearings, exhausts and / or engines represent such facilities. It becomes the difference between two of the physical measured at the same time Properties determined.
Das Fahrzeug wird angehalten, wenn die Differenz einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet und somit auf einen Defekt hindeutet.The vehicle is stopped when the difference is one exceeds the predetermined threshold and thus on indicates a defect.
Vor dem Eintreten eines Unfalls kündigt sich der beim Fahrzeug auftretende Schaden regelmäßig durch eine lokale Temperaturerhöhung oder Änderung der Fahrgeräusche an. Temperatur und Geräusche können relativ leicht berührungslos gemessen werden. Das Problem ist allerdings, dass durch unterschiedliche Betriebszustände die normalen Betriebsgeräusche oder die normalen Betriebstemperaturen sehr stark variieren können. Deshalb ist eine einfache Messung ohne Bezugsgröße ungeeignet. Üblicherweise sind die obengenannten Fahrzeuge aber symmetrisch aufgebaut. Die Fehler treten fast nie symmetrisch auf. Durch eine symmetrische Messung ist es also möglich, ein Referenzsignal zu gewinnen. Vergleicht man nun die Messdaten, die durch "symmetrische" Messung erhalten wurden, so hat man die Möglichkeit anhand der Differenz zu entscheiden, ob ein gefährlicher Betriebszustand beim Fahrzeug vorliegt. Der Vergleich wird vorteilhaft durch Differenzsignalbildung (z.B. bei Temperaturen) durchgeführt, da dies besonders einfach ist.Before an accident occurs, the operator cancels the accident Damage occurring regularly by a local Temperature increase or change in driving noise on. Temperature and noise can be relatively easily non-contact be measured. The problem, however, is that the normal due to different operating conditions Operating noises or the normal operating temperatures can vary greatly. That's why it's an easy one Unsuitable measurement without reference. Usually the vehicles mentioned above are symmetrical. The errors almost never occur symmetrically. By a symmetrical measurement is therefore possible, a reference signal to win. If you now compare the measurement data, which were obtained by "symmetrical" measurement, so you have the opportunity to use the difference decide whether a dangerous operating condition with the Vehicle is present. The comparison is advantageous through Differential signal formation (e.g. at temperatures) carried out, because this is particularly easy.
In einer weiter verbesserten Ausführungsform werden statistische Verfahren wie z.B. eine statistische Prozesskontrolle (SPC) auf Differenzsignale angewendet. Besonders zuverlässig funktioniert dies bei wiederkehrenden gleichartigen Messobjekten.In a further improved embodiment, statistical Processes such as statistical process control (SPC) applied to differential signals. Especially this works reliably for recurring people similar measuring objects.
Alternativ können aufwendigere Verfahren wie z.B. eine Auswertung der symmetrisch ermittelten Signale durch ein neuronales Netzwerk angewendet werden. Ein solches Verfahren ist insbesondere für die Auswertung von Schallmesswerten anzuwenden.Alternatively, more complex processes such as a Evaluation of the symmetrically determined signals by a neural network can be applied. Such a process is particularly useful for the evaluation of sound measurements apply.
Die Messung kann entweder stationär oder mobil am Fahrzeug durchgeführt werden. Die stationäre Messung ist zu bevorzugen, wenn besonders gefahrenträchtige Strecken universell abgesichert werden sollen. Beispiele hierfür sind Einfahrten in einen Tunnel hinein oder eine Startbahn eines Flughafens. Es werden dann sämtliche Fahrzeuge überprüft, die in einen Tunnel hineinfahren bzw. die von einer Startbahn aus abheben wollen und zwar unabhängig von der individuellen Sicherheitsausstattung des jeweiligen Fahrzeugs.The measurement can either be stationary or mobile on the vehicle be performed. The stationary measurement is to be preferred, if particularly dangerous routes are universal are to be secured. examples for this are Entrances into a tunnel or a runway of one Airport. Then all vehicles are checked, that drive into a tunnel or that of want to take off from a runway independently from the individual safety equipment of the respective Vehicle.
Beispielsweise werden Lagergeräusche und/oder auftretende Temperaturen extern und berührungslos gemessen. An der Einfahrt zu einem Tunnel werden links und rechts einer Fahrzeugspur Sensoren zur berührungslosen Messung der Temperaturen und/ oder des Schalls aufgestellt, die durch vorbeifahrende Fahrzeuge erzeugt werden. Werden stark unterschiedliche Messsignale registriert, so kann dies beispielsweise von einem defekten Radlager herrühren. Ein Warnsignal wird dann ausgegeben und das betroffene Fahrzeug manuell oder mittels einer Ampelanlage gestoppt.For example, bearing noises and / or occurring Temperatures measured externally and without contact. At the Entrance to a tunnel will be one on the left and one on the right Vehicle track sensors for non-contact measurement of the Temperatures and / or sound generated by passing vehicles are generated. Become very different Measurement signals registered, for example from a defective wheel bearing. On Warning signal is then issued and the affected vehicle stopped manually or by means of a traffic light system.
Auf diese Weise können ferner Abnormitäten an Laufrädern und Radkränzen bei Schienenfahrzeugen beim Durchfahren einer Messstrecke - und Auswertung des Temperaturdifferenzsignals mittels SPC ermittelt werden, die auf einen Defekt hindeuten.In this way, abnormalities in wheels can also occur and wheel rims in rail vehicles when driving through a measuring section - and evaluation of the temperature difference signal can be determined by means of SPC, which on a Indicate defect.
Reifen-, Rad- und Lagertemperaturen, aber auch die Temperatur einzelner Teile des Ladegutes bei Straßenfahrzeugen können beim Durchfahren einer Messstrecke ermittelt werden. Durch Differenzbildung der gemessenen Temperaturen mit oder ohne statistische Auswertung können Störungen oder Schäden, die an den vorgenannten Teilen auftreten, frühzeitig erkannt werden.Tire, wheel and storage temperatures, but also the temperature individual parts of the cargo on road vehicles can be determined when driving through a measuring section become. By forming the difference between the measured temperatures with or without statistical analysis can disturbances or damage that occurs to the aforementioned parts be recognized early.
Triebwerks- und Abgastemperaturen bei Luftfahrzeugen können gezielt gemessen werden. Durch Differenzbildung von Wärmebildern mit oder ohne Auswertung durch ein neuronales Netz stellt dann den Wert dar, der zur Ermittlung von Störfällen dient.Engine and exhaust gas temperatures in aircraft can be measured in a targeted manner. By forming the difference between Thermal images with or without evaluation by a neural Network then represents the value used to determine Accidents.
Triebwerksgeräusche bei Luftfahrzeugen nebst Auswertung der Schallemission mittels eines neuronalen Netzwerkes können ebenfalls herangezogen werden.Engine noise in aircraft together with evaluation the sound emission by means of a neural network can also be used.
Fahrwerks- und/ oder Radlagertemperaturen von Luftfahrzeugen vor und während des Starts können symmetrisch gemessen werden, um hieraus Informationen in Bezug auf mögliche Defekte zu gewinnen.Landing gear and / or wheel bearing temperatures of aircraft before and during the start can be measured symmetrically to get information regarding possible defects to win.
Ergänzend werden erfindungsgemäß bevorzugt die Geschwindigkeit sowie Beschleunigungs- oder Bremsvorgänge der Fahrzeuge gemessen. Es wird dann beispielsweise überprüft, ob sich Temperaturen, die bei Reifen oder bei Radlagern auftreten, im normalen Rahmen bewegen. Andernfalls ergeht ein Warnsignal.In addition, the speed is preferred according to the invention as well as acceleration or braking of the Vehicles measured. It is then checked, for example, whether there are temperatures in tires or wheel bearings occur, move in the normal framework. Otherwise, it will a warning sign.
Diese Ausgestaltung unterscheidet sich von den vorgenannten dadurch, dass kein Referenzsignal gemessen wird. Statt dessen werden Absolutwerte bewertet und bei einem hieraus resultierenden Verdacht einer Störung ein Warnsignal ausgegeben. Das Warnsignal wird entweder an den Fahrzeuglenker und/ oder an eine externe Stelle weitergeleitet, von der aus die erforderlichen Schutzmaßnahmen manuell oder automatisch eingeleitet werden.This configuration differs from the aforementioned by not measuring a reference signal. Instead of of which absolute values are evaluated and from one of them the resulting suspicion of a fault, a warning signal is issued. The warning signal is either sent to the vehicle driver and / or forwarded to an external body, by of the required protective measures manually or be initiated automatically.
Eine Beschleunigung oder Verzögerung wird gemessen, da hierdurch typische Veränderungen des Betriebszustands hervorgerufen werden. Diese sind bei der Bewertung oder Auswertung zu berücksichtigen.Acceleration or deceleration is measured because this causes typical changes in the operating state become. These are in the evaluation or evaluation to consider.
Bremst ein Zug ab, so sind die an der ersten Achse bei einer Messstelle gemessenen Temperaturen relativ kühl. Passiert der letzte Wagen eines Zuges schließlich die Messstelle, so ist hier ein deutlicher Temperaturanstieg im Vergleich zur ersten Achse zu verzeichnen. Dieser Temperaturanstieg von Achse zu Achse nachfolgender Waggons wird ermittelt. Zeigt der Anstieg einen Ausreißer, so ist dies ein Zeichen für das Vorliegen einer Störung. Das Warnsignal wird dann ausgegeben. In dieser Ausgestaltung der Erfindung wird also ein Temperaturverlauf ermittelt und auffällige Abweichungen als Maß für Störungen ermittelt.If a train slows down, there are one on the first axle Measuring point measured temperatures relatively cool. Happens the last car of a train finally the measuring point, so here is a significant rise in temperature Compared to the first axis. This temperature rise from axle to axle of subsequent wagons determined. If the rise shows an outlier, this is the case a sign of a malfunction. The warning signal is then issued. In this embodiment of the invention a temperature profile is determined and noticeable Deviations determined as a measure of faults.
Die Erfindung wird bevorzugt stationär eingesetzt. Die stationäre Version ist insbesondere so ausgelegt, dass diese vom Gewicht und vom technischen Aufwand her jederzeit zu an einen anderen Einsatzort gebracht werden kann. Die Kosten für stationäre Messeinrichtungen sind außerordentlich gering, da eine einzelne Anlage täglich viele Tausend Fahrzeuge überprüfen kann. Darüber hinaus ist eine lückenlose Erfassung aller Straßen- , Schienen- und Start-/ Landebahnbenutzer nur mit einem stationären System möglich.The invention is preferably used stationary. The stationary version is especially designed so that these at all times in terms of weight and technical effort to be brought to another location can. The cost of stationary measuring equipment is extremely low, as a single system every day can check many thousands of vehicles. Furthermore is a complete recording of all road, rail and runway users only with a stationary System possible.
Es ist vorteilhaft, Hochgeschwindigkeitsstrecken eines Betreibers eines Schienennetzes im Abstand von 150 Kilometern mit einem Messgerät zu bestücken. Bei allen anderen Strecken eines solchen Betreibers wird der Abstand so gewählt, dass auch Kurzstreckenzüge von der Messung erfasst werden.It is advantageous to have a high speed line Operator of a rail network at a distance of 150 kilometers to be equipped with a measuring device. With everyone else The distance will stretch such an operator chosen that also short-haul routes are covered by the measurement become.
In sporadischen Abständen kommt es immer wieder vor, dass verrutschte Ladung katastrophale Unfälle im Bahnverkehr auslöst. Da die Beschleunigungswerte und die Zentrifugalkraft im Bahnverkehr relativ gering sind, verrutscht die Ladung selten schlagartig, sondern eher abschnittsweise. Durch eine rechtzeitige Erkennung der Gefahr kann ein solcher Unfall verhütet werden. Erfolgt z.B. die Messung und/oder die Bilderfassung von schräg oben, so kann neben der Auswertung von zum Beispiel Temperaturdifferenzen auch die vertikale Geometrie des Fahrzeuges und/oder der Ladung bestimmt werden. Mit dieser Messung wird gleichzeitig überprüft, ob Teile der Ladung verrutscht sind und seitlich über die vorgeschriebene Breite hinausragen. At sporadic intervals it always happens that shifted cargo catastrophic rail traffic accidents triggers. Because the acceleration values and the Centrifugal force in rail traffic are relatively low, The cargo rarely slips suddenly, but rather sections. By timely detection of the Such an accident can be prevented. He follows e.g. the measurement and / or the image acquisition from oblique above, so in addition to evaluating, for example, temperature differences also the vertical geometry of the vehicle and / or the charge can be determined. With this Measurement is checked at the same time whether parts of the load have slipped and laterally over the prescribed Protrude width.
Stationäre mit dererfindungsgemäßen Vorrichtung bestückte Messstellen vor den Einfahrten in die Bahnhöfe und Fähren sind vorteilhaft, weil dort das Abkuppeln eines defekten Fahrzeuges die geringsten Probleme bereitet. Weitere Messstellen sind insbesondere vor Langsamfahrstellen, und Wanderbaustellen vorzusehen. Diese Messstellen müssen soweit vor der entsprechenden Gefahrenstelle aufgestellt werden, dass der Lokführer über ein Funksignal zum Abbremsen aufgefordert wird und die Geschwindigkeit noch mit einer Normalbremsung verringern kann, sofern er an dieser Stelle noch keine Verzögerung eingeleitet hat. Sollte er auf dieses Signal nicht reagieren, ergeht nach kurzer zeitlicher Verzögerung ein weiteres Signal, welches so geschaltet ist, dass dann eine automatische Bremsung eingeleitet wird. Mit dem Einsatz des erfindungsgemäßen Gerätes hätte das schwere Eisenbahnunglück in Brühl, Deutschland, verhindert werden können.Stationary equipped with the inventive device Measuring points in front of the entrances to the train stations and ferries are advantageous because there is an uncoupling defective vehicle causes the least problems. Other measuring points are especially in front of slow speed points, and to provide hiking construction sites. These measuring points must be set up in front of the relevant danger point be that the train driver has a radio signal is asked to brake and the speed can still reduce with a normal braking, if he has not yet initiated a delay at this point. If he does not respond to this signal, it will follow up short time delay another signal which is switched so that then an automatic Braking is initiated. With the use of the invention Equipment would have the serious railway accident in Brühl, Germany.
Bei Flughäfen wäre die Aufstellung von einem Gerät pro Kilometer Lande-/Startbahn und in besonderen Fällen auch auf den Rollwegen sinnvoll. Im Straßenverkehr wären zusätzlich zu den bereits erwähnten Aufstellungsmöglichkeiten weitere Installationen an starken Gefällstrecken vorteilhaft. Denn auch hier haben sich in der Vergangenheit viele schwere Unfälle ereignet, an denen insbesondere Lastzüge und Omnibusse beteiligt waren. In der Regel wurden diese Unfälle durch zu spätes oder falsches Zurückschalten in einen niedrigen Gang und die damit verbundene thermische Überlastung der Radbremsen verursacht. Wird der Fahrer hier frühzeitig gewarnt, dann kann er das Fahrzeug noch vor dem völligen Ausfall der Bremsen zum Stehen bringen. Auch hier sind die Kosten einer stationären Anlage im Verhältnis zur Anzahl der Messungen verschwindend gering.At airports, the setup would be one device per Kilometers of runway and in special cases also sensible on the taxiways. In road traffic would be additional to those already mentioned Installation options for other installations on strong Slope advantageous. Because here too many serious accidents have occurred in the past which were particularly involved in road trains and buses. Usually these accidents were caused by too late or wrong downshifting and the associated thermal overload of the wheel brakes caused. If the driver is warned here early, then he can still drive the vehicle before the complete Bring brake failure to a halt. They are here too Cost of a stationary system in relation to the number the measurements are negligible.
Lastkraftfahrzeuge und ihre Ladung sollten vor der Einfahrt in eine Fähre, aber auch vor der Verladung auf "Huckepack-Züge" auf mögliche Hitzeausstrahlung überprüft werden, um künftig einen Brand, wie er vor einiger Zeit im Tunnel unter dem Ärmelkanal entstanden ist, auszuschließen.Trucks and their cargo should be checked before entering in a ferry, but also before loading "Piggyback trains" checked for possible heat radiation to be a future fire like he did some time ago in the tunnel under the English Channel.
Aus Fertigungs-, Vertriebs- und Wirtschaftlichkeitsgründen wird jedes einzelne Gerät in der Lage sein, allen für den Luft-, Schienen- und Straßenverkehr vorgesehenen Anforderungen zu entsprechen.For manufacturing, sales and economic reasons every single device will be able to support everyone for the requirements envisaged by air, rail and road traffic correspond to.
Anwendungsbereiche der Erfindung sind daher insbesondere:Areas of application of the invention are therefore in particular:
Frühzeitige Erkennung von Lagerschäden, Schäden an der Bremsanlage, Überhitzung von Fahrzeugteilen, Reifen und Ladung.Early detection of bearing damage, damage to the Brake system, overheating of vehicle parts, tires and Charge.
Sporadisch auf Autobahnen, punktuell vor der Einfahrt in neuralgische Bereiche, wie Tunnel, Bahnverladung, Brücken, Fähren u.s.w. und am Beginn starker Gefällstrecken.Sporadically on motorways, selectively before entering critical areas such as tunnels, rail loading, bridges, Ferries etc. and at the beginning of steep descents.
Ermittlung des Betriebszustandes durch Erfassung der Geschwindigkeit, der Beschleunigung und der Verzögerung unter Anwendung berührungsfreier Messmethoden und dort, wo dies aus Platz- oder Verkehrsgründen nicht möglich ist, von Induktionsschleifen. Erkennung des Referenzsignals durch symmetrische Messungen unter Einsatz von Wärmebildkameras, Wärme- und Schallsensoren. Auswertung der Messung durch Differenzsignalbildung, Anwendung durch Statische Prozesskontrolle (SPC) und dem Einsatz eines neuronalen Netzwerks.Determination of the operating state by recording the speed, of acceleration and deceleration under Use of non-contact measurement methods and wherever they are is not possible due to space or traffic reasons, by induction loops. Detection of the reference signal by symmetrical Measurements using thermal imaging cameras, Heat and sound sensors. Evaluation of the measurement by forming the difference signal, Application through static process control (SPC) and the use of a neural network.
Warnmethoden: Akustisch, optisch und durch mechanische Sperre einer Straße oder Fahrbahn.Warning Methods: Acoustically, optically and by mechanically blocking a street or roadway.
Frühzeitige Erkennung von Lagerschäden und Schäden an der Bremsanlage, Überhitzung von Fahrzeugteilen und Ladung. Erkennung überstehender Ladung und Verhinderung überhöhter Geschwindigkeit in GefahrenbereichenEarly detection of bearing damage and damage to the Brake system, overheating of vehicle parts and cargo. Detection of excess cargo and prevention of excessive Speed in hazardous areas
Alle 50 bis 200 km, bevorzugt alle 150 km im Hochgeschwindigkeitsbereich, in wesentlich kürzeren Abständen auf Kurzstrecken, sowie ergänzend vor Gefahren- und Wanderbaustellen, vor der Einfahrt in Hauptbahnhöfe und neuralgische Bereiche, wie Tunnels, Bahnverladestellen, Brücken und Fähren.Every 50 to 200 km, preferably every 150 km in the high-speed range, at much shorter intervals Short distances, as well as in front of danger and hiking construction sites, before entering main stations and critical Areas such as tunnels, rail loading stations, bridges and Ferries.
Wie beim Straßenverkehr beschrieben. Ergänzend können Radkränze durch induktive Näherungssensoren erfasst werden.As described in road traffic. In addition can Wheel rims are detected by inductive proximity sensors.
Durch Funk direkt an Lokführer und Streckenfreigabestelle. Akustisch, optisch und durch Signale. By radio directly to the train driver and route approval point. Acoustically, optically and through signals.
Die Anwendungsmöglichkeiten im Bereich Luftverkehr sind weitgehendst identisch mit den Möglichkeiten der Bereiche Straßen- und Schienenverkehr. Sie sind jedoch auf das geographische Gebiet der Flughäfen begrenzt.The application possibilities in the field of air traffic are most extensive identical to the possibilities of the road and rail transport. However, they are geographical Limited area of airports.
wie zum Beispiel Drucksensoren, die beim Überfahren durch die Auflagekraft eines Reifens ausgelöst werden.such as pressure sensors that pass through the contact force of a tire can be triggered.
wie zum Beispiel Lichtschranken, die beim Durchfahren ausgelöst werden oder Bilderfassung durch Kameras, welche als Eingangssignal für ein neuronales Netz benutzt werden können.such as light barriers when driving through triggered or image capture by cameras which can be used as an input signal for a neural network can.
wie zum Beispiel Induktionsschalter, die durch den metallenen Radkranz des Rades eines Schienenfahrzeuges ausgelöst werden.such as induction switches through the metal Wheel rim of the wheel of a rail vehicle are triggered.
Besonders bei der Auswertung von Bildern ist der Einsatz von neuronalen Netzen sinnvoll, da er auch die Auswertung des Bildes eines kompletten Fahrzeuges ermöglicht. Auf die oben genannten Sensoren zur Identifikation eines einzelnen Rades kann so z.B. verzichtet werden. Es wird dann lediglich der Unterschied beider Seiten ausgewertet. Speziell neuronale Netze sind darüber hinaus in der Lage, bauartbedingte Unterschiede wie z.B. die Lage der Auspuffanlage bei LKWs zu erkennen. Darüber hinaus ist es dann möglich, Brandherde an Ladungen zu identifizieren.The use of is particularly useful when evaluating images neural networks makes sense since it also evaluates the Picture of a complete vehicle. On the above sensors to identify an individual Rades can e.g. to be dispensed with. Then it just becomes the difference of both sides was evaluated. specially neural networks are also capable of design-related Differences such as the location of the exhaust system recognizable in trucks. In addition, it is then possible Identify sources of fire on loads.
In Figur 1 wird in Aufsicht ein Fahrzeug skizziert, welches mit vier Rädern versehen ist und mit einer Geschwindigkeit v in eine Messstelle hineinfährt. Die vier Räder erzeugen Wärmebilder T1(L), T2(L), T1(R) und T2(R). Die Messstelle ist mit mehreren Drucksensoren (D1,R), (D2,R), (D3,R), (D1,L), (D2,L), (D3,L) sowie einer rechten und einer linken Infrarotkamera (M,L) bzw. (M,R) ausgerüstet. Die Drucksensoren (D1,R), (D2,R), (D3,R) bzw. (D1,L), (D2,L), (D3,L) sind hintereinander mit einem jeweiligen Abstand d angeordnet. Einem rechten ersten Drucksensor (D1,R) ist ein erster rechter Sender (S1,R), einem rechten zweiten Drucksensor (D2,R) ist ein zweiter rechter Sender (S2,R) usw. zugeordnet. Über die Sender werden Messwerte an eine Auswerteeinheit übermittelt.In Figure 1, a vehicle is sketched in supervision, which is provided with four wheels and drives into a measuring point at a speed v. The four wheels generate thermal images T 1 (L), T 2 (L), T 1 (R) and T 2 (R). The measuring point is equipped with several pressure sensors (D1, R), (D2, R), (D3, R), (D1, L), (D2, L), (D3, L) as well as a right and a left infrared camera (M , L) or (M, R). The pressure sensors (D1, R), (D2, R), (D3, R) and (D1, L), (D2, L), (D3, L) are arranged one behind the other with a respective distance d. A right first pressure sensor (D1, R) is assigned a first right transmitter (S1, R), a right second pressure sensor (D2, R) is assigned a second right transmitter (S2, R) etc. Measured values are transmitted to an evaluation unit via the transmitters.
Zum Zeitpunkt t0 wirkt gemäß Figur 2 das erste Radpaar, welches die Wärmebilder T1(L) und T1(R) erzeugt, auf die ersten beiden Drucksensoren (D1,R) und (D1,L) ein und eine Zeitmessung wird in Gang gesetzt.According to FIG. 2, at time t 0, the first pair of wheels, which generates the thermal images T 1 (L) and T 1 (R), acts on the first two pressure sensors (D1, R) and (D1, L) and a time measurement is performed in Gear set.
Gemäß Figur 3 wird das vorgenannte erste Radpaar zum Zeitpunkt
t1 zum zweiten Mal erfasst und zwar von den Drucksensoren
(D2,R) sowie (D2,L). Die Geschwindigkeiten V1,R und V1,L,
mit denen sich die beiden erfassten Gegenstände fortbewegt
haben, werden anhand der vergangenen Zeit und der
zurückgelegten Strecke gemäß
Zu einer nachfolgenden Zeit t2 wird gemäß Figur 4 das vorgenannte
erste Radpaar zum dritten Mal erfasst und zwar von den
Drucksensoren (D3,R) sowie (D3,L). Erstmals wirkt das zweite
hintere Radpaar auf die Drucksensoren (D1,L) und (D1,R) ein.
Die Geschwindigkeit der Räder des ersten Radpaares werden
gemäß
In einer Ausgestaltung wird die Bewegungsart wie folgt bewertet. In one embodiment, the type of movement is as follows rated.
Wenn v1 = v2 ist, dann bewegt sich das Fahrzeug gleichförmig.If v 1 = v 2 , the vehicle is moving smoothly.
Wenn v1 > v2 ist, dann bremst das Fahrzeug.If v 1 > v 2 , the vehicle brakes.
Wenn v1 < v2 ist, dann beschleunigt das Fahrzeug.If v 1 <v 2 , the vehicle accelerates.
Anhand des Fahrverhaltens und der Geschwindigkeit wird der Messzeitpunkt t3 berechnet. Bei Erreichen der Zeit t3 befindet sich das vordere Radpaar auf gleicher Höhe mit den Infrarotkameras (M,L) und (M,R).The measurement time t 3 is calculated on the basis of the driving behavior and the speed. When time t 3 is reached, the front pair of wheels is at the same height as the infrared cameras (M, L) and (M, R).
Sind auf die vorgenannte Weise sich durch die Drucksensoren hindurch bewegende Gegenstände als Radpaar identifiziert worden, so werden von den beiden Infrarotkameras (M,L) und (M,R) zum Zeitpunkt t3 die Wärmebilder T1(L) und T1(R) des ersten Radpaars symmetrisch erfasst, wie in der Figur 5 dargestellt wird. Der Betrag des normierten Mittelwertes wird wie folgt berechnet: T1,n = 2 · [T1(R) - T1(L)] / [T1(R) + T1(L)].If objects moving through the pressure sensors have been identified as a pair of wheels in the aforementioned manner, the thermal images T1 (L) and T1 (R) of the two infrared cameras (M, L) and (M, R) are taken at time t 3 first pair of wheels recorded symmetrically, as shown in Figure 5. The amount of the normalized mean is calculated as follows: T 1, n = 2 * [T 1 (R) - T 1 (L)] / [T 1 (R) + T 1 (L)].
Der Zeitpunkt t3 ist von dem System vorteilhaft zuvor anhand der ermittelten Geschwindigkeit nebst einer eventuell ermittelten Beschleunigung oder Verzögerung berechnet worden, so dass das System mit großer Genauigkeit "weiß", zu welchem Zeitpunkt die Wärmebilder aufgenommen werden müssen.The system has advantageously previously calculated the point in time t 3 on the basis of the determined speed along with any acceleration or deceleration which may have been determined, so that the system "knows" with great accuracy at what point in time the thermal images must be taken.
Figur 6 zeigt die Auftragung der ermittelten normierten Mittelwerte in Abhängigkeit von einer fortlaufenden Nummerierung x. In Figur 6 wird verdeutlicht, dass anhand von Erfahrungswerten ein Temperaturdifferenzschwellwert OEG ermittelt wird, der hier der punktierten Linie entspricht. Bei Überschreiten des Schwellwertes wird ein Alarm ausgelöst. Gemäß Figur 6 ist dies beim Wert T16,n der Fall.FIG. 6 shows the plot of the normalized mean values determined as a function of a consecutive numbering x. It is made clear in FIG. 6 that a temperature difference threshold OEG is determined based on empirical values, which corresponds here to the dotted line. An alarm is triggered if the threshold value is exceeded. According to FIG. 6, this is the case for the value T 16, n .
Die zum Zeitpunkt t3 aufgenommenen Wärmebilder werden ebenfalls ausgewertet. Zunächst werden Differenzbilder ermittelt. Beispiele für mögliche Ergebnisse sind in den Figuren 7a bis 7c dargestellt. The thermal images recorded at time t 3 are also evaluated. First difference images are determined. Examples of possible results are shown in FIGS. 7a to 7c.
Gemäß der Figur 7a ist ein Reifen deutlich wärmer als der andere, was auf einen zu niedrigen einseitigen Luftdruck hinweist.According to FIG. 7a, a tire is significantly warmer than that other, which is due to low one-sided air pressure points.
Gemäß Figur 7b ist eine Bremse heißgelaufen, da ein Felgenhorn wesentlich heißer als das gegenüberliegende ist. Gemäß Figur 7c ist ein Lager heißgelaufen, da sich der überhitze Bereich im Vergleich zum Referenzwert auf den Bereich der Achse konzentriert.According to FIG. 7b, a brake has overheated because of a rim flange is much hotter than the opposite one. According to Figure 7c, a camp has overheated because of overheating Area compared to the reference value on the area of Axis concentrated.
Ergänzend zu den Relativmessungen können auch die gemessenen absoluten Temperaturwerte in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit und dem Fahrverhalten ausgewertet werden. Weichen die absolut gemessenen Werte von Erfahrungswerten und einem hieraus ermittelten Schwellwert ab, so wird ein Alarm ausgelöst.In addition to the relative measurements, the measured ones can also be used absolute temperature values depending on the speed and driving behavior are evaluated. They give way absolutely measured values of empirical values and one of them determined threshold value, an alarm is triggered.
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