EP2269888A1 - Method and system for obtaining process information along a railway - Google Patents

Method and system for obtaining process information along a railway Download PDF

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Publication number
EP2269888A1
EP2269888A1 EP09163860A EP09163860A EP2269888A1 EP 2269888 A1 EP2269888 A1 EP 2269888A1 EP 09163860 A EP09163860 A EP 09163860A EP 09163860 A EP09163860 A EP 09163860A EP 2269888 A1 EP2269888 A1 EP 2269888A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
data
rail
rail vehicle
energy
process information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09163860A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Arthur Windisch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schweiz AG
Original Assignee
Siemens Schweiz AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Schweiz AG filed Critical Siemens Schweiz AG
Priority to EP09163860A priority Critical patent/EP2269888A1/en
Publication of EP2269888A1 publication Critical patent/EP2269888A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • B61L3/02Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
    • B61L3/08Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
    • B61L3/12Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves
    • B61L3/126Constructional details

Definitions

  • the present invention relates to a method and system for obtaining process information along a railroad track according to the preamble of patent claims 1 and 10, respectively.
  • EP 1 213 202 B2 [1] discloses a method for mapping the track condition and / or the mechanical performance of rail vehicles that indirectly detects the track condition.
  • sensors are arranged on the rail vehicle. It is intended to arrange these sensors not on special measuring trains, but in the vehicles for regular traffic.
  • the collected data is transmitted to a control center.
  • postprocessing with statistical methods it is possible to largely eliminate scattering during the acquisition.
  • this method is not suitable for detecting all the resulting physical effects of driving in or next to the immediate track area.
  • the entire function is formed by a réelleanlagen- and an external system part.
  • the required power supply of the plant components is precisely adapted to the respective functional unit in the outdoor plant and is in terms of power consumption for a short time to permanently mostly in the two-digit to three-digit watt range [W].
  • the present invention is therefore an object of the invention to provide a method and system for obtaining process information along a railway track that is based on autonomous functional units, compatible with the along a track rail safety devices and a universal use of incurred in the track area further operating data allows.
  • the basic idea of the invention is based on the following functions of the units located in the track area:
  • Today's technology makes it possible to use the energy generated by the vehicles when driving on the rail network and thus to supply electrical circuits. This means that almost any number of data sources along a track can be supplied and thus a large number of data transmitters can be operated at short intervals.
  • Power can be supplied by the H-field of the ETCS system or by piezo energy converters. It is therefore converted with a converter mechanical or electromagnetic energy into electrical energy and this energy is used for the supply of the associated data transmitter.
  • the RF power of the data transmitter can, due to the very short transmission distance to be very small, significantly below one milliwatt [mW].
  • the overlying vehicle receives the information with a selectively directed antenna over a short air gap.
  • data transmitters are mounted at regular intervals along a track. These data transmitters generate a data transmission of the data collected by a data source when the relevant body is visited. In this case, at least one absolute identification and / or an indication of the localization is sent out.
  • the data transmitters also have an additional connection for the supply of data of a technical unit which measures or determines a state or a physical size. This is then transmitted to the overpass in addition to the identification and thereby also clearly identified.
  • FIG. 1 Various alternative arrangements of the functional units along a rail track.
  • FIG. 1 shows left a railroad tie 10 with rails mounted thereon 11.
  • the attachment is done in the usual way.
  • the rails 11 rest on an elastic intermediate bearing 12. This is also called support plate 12.
  • the mounted on the sleepers 10 rails 11 form a track 1 or synonymous a rail 1.
  • a first embodiment of the energy recovery for data transmitter S and data source Q is realized as follows: At the one elastic intermediate bearing 12 and support plate 12, a piezoelectric energy converter P is attached. When driving over a wheel of a rail vehicle of this rail location is a load and deformation of the intermediate storage, so with the piezoelectric energy converter P electrical energy is generated, which is supplied to the transmitter S and the data source Q.
  • the piezoelectric energy converter P is still provided with an energy storage device, for example a capacitor or a rechargeable battery, in order to store the energy generated by a plurality of wheels traveling over the converter and thus a power supply from the data transmitter S and data source Q in a longer to be able to ensure a functional time interval for the functionality.
  • a second embodiment of power generation relies on the use of the 27MHz H-field of ETCS systems, also referred to as ETCS telepowering.
  • an energy converter E is arranged according to the arrangement of the antennas on the vehicle in the threshold center, cf. in Fig. 1 the two arrangements on the right, this energy converter E is also referred to as H-field energy converter.
  • a third embodiment is based on the use of the H-field generated by the traction current flowing in the rails. This usage is in Fig. 1 not shown.
  • the energy production realized according to the first and second embodiments is only very short-term, but for each axis, and is sufficient to generate the electrical energy for a low power transmission signal for transmission of a short data telegram.
  • the position of the axes and the receiving antenna are advantageous in the direction of travel at the same height.
  • the plurality of short-term energy pulses can be buffered in an energy store for a quasi-continuous supply.
  • the threshold distance resp. the distance to the next data transmitter S is incorporated in the data packet and thereby given.
  • the absolute address of the data point when passed on to the RBC (Radio Bloc Center), allows accurate positioning of the vehicle as it travels over a data point.
  • the transfer density correspondingly generates a latency period until receipt of the next data transmitter S and thus the availability of a current vehicle position information.
  • train vehicle association
  • the sequence of individual telegrams received at the top of the train is to be received with an instantaneous speed-dependent delay at the train end. If a part of the train breaks loose - a so-called train separation - and if this part is canceled then the calculated and the actual deceleration is too big.
  • the above-mentioned data which represent certain physical quantities, are transmitted by the data transmitter S to a receiving device of the rail vehicle during the passage, and if necessary intermediately stored there. In a later process step, these data are transmitted to a central point. In this case, even the rail vehicle identifying identifiers can be given.
  • This central place - cf. above Radio Bloc Center RBC - now converts this data in a post-processing to so-called process information, for example, from the data of the load of the track 1 by the train:
  • how the structured data is structured and how postprocessing can be configured is the font EP 1 213 202 B2 [1].
  • the data transmitters S also have a receiving device via which remote programming can be carried out by means of an overpass.
  • Specific procedures such as coding, encoded sequences, CRC, etc. prevent inadvertent programming.
  • the present invention has the following significance:
  • a demand-oriented aligned along the railways data communication network which consists of a plurality of individual discrete and independent transmission units has a high priority.
  • This plurality of transmitting units is capable of transmitting information to the vehicle that is currently passing by rail.
  • the method and the embodiment are modular in every respect.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

The method involves arranging a data source (Q) along a railway line (1) formed by a threshold (10) and a rail (11), and forming energy converters (E, P) longitudinally along the railway line. A data transmitter (S) is arranged longitudinally along the railway line, and is connected with the energy converters and the data source. Data detected by the data source is transmitted from the data transmitter to a receiving device of a rail vehicle. The data received by the receiving device of the rail vehicle is processed to process information in a post processing process. An independent claim is also included for a system for obtaining process information of data along a railway line.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und System zur Gewinnung von Prozessinformation längs eines Schienenweges nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 10.The present invention relates to a method and system for obtaining process information along a railroad track according to the preamble of patent claims 1 and 10, respectively.

Es bestehen verschiedene nicht oder nur unzureichend gelöste Aufgaben im Gleisbereich von schienengebundenen Verkehrsmitteln. Damit ist insbesondere der Zugang zu Daten im Gleisbereich ausserhalb der Aufgaben der eigentlichen Zugsicherung und Zugbeeinflussung zu verstehen. Diese Daten sind von besonderer Bedeutung für die Erfassung des Verschleisses der Eisenbahn-Infrastruktur und der daraus erforderlichen Wartung dieser Eisenbahn-InfrastrukturThere are various unsolved or inadequately solved tasks in the rail area of rail-bound transport. This means in particular the access to data in the track area outside the tasks of the actual train control and train control. This data is of particular importance for the assessment of the deterioration of the railway infrastructure and the resulting maintenance of this railway infrastructure

in EP 1 213 202 B2 [1] ist ein Verfahren zur Abbildung des Geleisezustandes und/oder des mechanischen Betriebsverhaltens von Schienenfahrzeugen offenbart, das den Geleisezustand indirekt erfasst. Dazu sind auf dem Schienenfahrzeug Sensoren angeordnet. Dabei ist vorgesehen, diese Sensoren nicht auf speziellen Messzügen anzuordnen, sondern in den Fahrzeugen für den regulären Verkehr. Die erfassten Daten werden an eine Leitstelle übermittelt. Durch ein Postprocessing mit statistischen Verfahren lassen sich Streuungen bei der Erfassung weitestgehend eliminieren. Dieses Verfahren ist jedoch nicht geeignet, alle resultierenden physikalischen Wirkungen der Befahrung im bzw. neben dem unmittelbaren Gleisbereich zu erfassen.in EP 1 213 202 B2 [1] discloses a method for mapping the track condition and / or the mechanical performance of rail vehicles that indirectly detects the track condition. For this purpose, sensors are arranged on the rail vehicle. It is intended to arrange these sensors not on special measuring trains, but in the vehicles for regular traffic. The collected data is transmitted to a control center. By postprocessing with statistical methods, it is possible to largely eliminate scattering during the acquisition. However, this method is not suitable for detecting all the resulting physical effects of driving in or next to the immediate track area.

Es ist somit ein Verfahren und eine Vorrichtung gesucht, welche den einfachen Zugang zu solchen Daten auf dafür geeignete und auf breite Nutzung ausgelegte Einrichtungen ermöglicht.Thus, what is desired is a method and apparatus that allows easy access to such data for appropriate and widely-used facilities.

Die beliebige Skalierbarkeit und die universelle Nutzung dieser Einrichtungen zusätzlich zu einer guten Wirtschaftlichkeit sowie der Toleranz bezüglich Ausfällen und deren Erkennung bilden dabei vorteilhafte, wichtige Eigenschaften.The arbitrary scalability and the universal use of these devices in addition to a good economy and the tolerance for failures and their detection form advantageous, important properties.

Solche Lösungen wurden bisher noch nicht beschrieben, nicht in Betracht gezogen resp. noch nicht realisiert und somit auch noch nicht betrieben. Dafür sind vor allen die Gründe für den Aufwand bei der Realisation und der Mangel an geeigneter Technologie ausschlaggebend.Such solutions have not yet been described, not considered resp. not yet realized and therefore not yet operated. Above all, the reasons for the effort involved in the realization and the lack of suitable technology are crucial.

Zum anderen werden informationstechnische Aufgaben durch den Druck für die immer intensivere Nutzung von Schienen- Fahrwegen bei gleichzeitiger Nutzung durch viele verschiedene Unternehmen nach Kriterien optimierter Wirtschaftlichkeit immer essentieller. Der zunehmend erforderlichen Mehrgewichtung der Ökonomie wie der Ökologie, welche jedoch in der Regel noch gar nicht in einem allgemeinen Ansatz in den heute vorhandenen Schienennetzen eingeflossen ist, muss angegangen und durch Lösungen Rechnung getragen werden.On the other hand, information technology tasks are becoming more and more essential due to the pressure for the increasingly intensive use of rail tracks and simultaneous use by many different companies according to criteria of optimized efficiency. The increasingly necessary weighting of the economy, such as ecology, which, however, has generally not yet taken a general approach in the existing rail networks, must be tackled and taken into account through solutions.

Bei der Steuerung des Schienenverkehrs sind zur Gewährleistung des betriebstechnischen Ablaufs und damit verbunden der Sicherheit zwingend direkt im Gleis und im Gleisbereich Funktionseinheiten wie Weichen, Signale, Balisen und meist auch landesspezifische Zugsicherungen wie z.B. Zub [1] erforderlich. Diese haben eine genau definierte Funktion, sind direkt oder indirekt an ein Stellwerk angeschaltet.In the control of rail transport, functional units such as switches, signals, balises and, in most cases, also country-specific train safety devices, such as switches, signals and balancing devices, are required to ensure operational reliability and, associated with this, safety directly in the track and in the track area. Zub [1] required. These have a well-defined function, are directly or indirectly connected to a signal box.

Bei den Stellwerken wird die gesamte Funktion durch einen Innenanlagen- und einen Aussenanlagenteil gebildet. Die erforderliche Stromversorgung der Anlagenteile ist auf die jeweilige Funktionseinheit in der Aussenanlage genau angepasst und liegt bezüglich der Leistungsaufnahme kurzzeitig bis dauernd meist im zweistelligen bis zum dreistelligen Wattbereich [W].In the interlockings, the entire function is formed by a Innenanlagen- and an external system part. The required power supply of the plant components is precisely adapted to the respective functional unit in the outdoor plant and is in terms of power consumption for a short time to permanently mostly in the two-digit to three-digit watt range [W].

Durch die Versorgungsfrage an sich und den Betriebsstandort sind diese Funktionseinheiten in sich geschlossen und nicht in der Lage weitere umfassende Aufgaben zu übernehmen. Eine Entnahme von Energie für andere Funktionseinheiten ist aus Verfügbarkeits- und vor allem aus Sicherheitsgründen meist nicht zulässig, z.B. keine Eingriffe an Sicherungseinrichtungen, um eine DC- oder AC-Spannung für Speisungszwecke von sog. Hilfseinrichtungen abzugreifen.Due to the supply question itself and the operating location, these functional units are self-contained and unable to take on further comprehensive tasks. An extraction of energy for other functional units is usually not permitted for reasons of availability and above all for security reasons, e.g. no interventions on safety devices to tap a DC or AC voltage for supply purposes from so-called auxiliary devices.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und System zur Gewinnung von Prozessinformation längs eines Schienenweges anzugeben, dass auf autonom gespeisten Funktionseinheiten basiert, verträglich ist mit den längs eines Geleises befindlichen Eisenbahnsicherungseinrichtungen und eine universelle Nutzung der im Gleisbereich anfallenden weiteren Betriebsdaten ermöglicht.The present invention is therefore an object of the invention to provide a method and system for obtaining process information along a railway track that is based on autonomous functional units, compatible with the along a track rail safety devices and a universal use of incurred in the track area further operating data allows.

Diese Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.This object is achieved by the features specified in the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are specified in further claims.

Die Grundidee der Erfindung basiert auf folgenden Funktionen der im Gleisbereich befindlichen Einheiten:The basic idea of the invention is based on the following functions of the units located in the track area:

Die heute vorhandene Technologie erlaubt, bei der Befahrung des Schienennetzes die durch die Fahrzeuge erzeugte Energie zu nutzen und damit elektrische Stromkreise zu versorgen. Damit können nahezu beliebig viele Datenquellen entlang eines Geleises versorgt werden und damit kann eine grosse Anzahl von Datensendern in kleinen Abständen betrieben werden.Today's technology makes it possible to use the energy generated by the vehicles when driving on the rail network and thus to supply electrical circuits. This means that almost any number of data sources along a track can be supplied and thus a large number of data transmitters can be operated at short intervals.

Die Versorgung kann durch das H-Feld des Systems ETCS erfolgen oder durch Piezo-Energiewandler. Es wird demzufolge mit einem Konverter mechanische oder elektromagnetische Energie in elektrische Energie umgewandelt und diese Energie wird für die Versorgung der zugehörigen Datensender benutzt. Die HF-Leistung der Datensender kann dabei, bedingt durch die sehr kurze Übertragungsstrecke sehr klein sein, wesentlich unter einem Milliwatt [mW]. Das darüber fahrende Fahrzeug empfängt die Information mit einer selektiv gerichteten Antenne über eine kurze Luftstrecke.Power can be supplied by the H-field of the ETCS system or by piezo energy converters. It is therefore converted with a converter mechanical or electromagnetic energy into electrical energy and this energy is used for the supply of the associated data transmitter. The RF power of the data transmitter can, due to the very short transmission distance to be very small, significantly below one milliwatt [mW]. The overlying vehicle receives the information with a selectively directed antenna over a short air gap.

Vorteilhafterweise sind in regelmässigen Abständen längs eines Geleises Datensender angebracht. Diese Datensender generieren bei der Befahrung der betreffenden Stelle eine Aussendung der von durch eine Datenquelle erfassten Daten. Dabei wird mindestens eine absolute Identifikation und/oder eine Angabe zur Lokalisation ausgesendet.Advantageously, data transmitters are mounted at regular intervals along a track. These data transmitters generate a data transmission of the data collected by a data source when the relevant body is visited. In this case, at least one absolute identification and / or an indication of the localization is sent out.

Die Datensender verfügen bei Bedarf noch über einen zusätzlichen Anschluss für die Zuführung von Daten einer technischen Einheit welche einen Zustand oder eine physikalische Grösse misst oder bestimmt. Diese wird dann bei der Überfahrung zusätzlich zur Identifikation übermittelt und dadurch auch eindeutig gekennzeichnet.If required, the data transmitters also have an additional connection for the supply of data of a technical unit which measures or determines a state or a physical size. This is then transmitted to the overpass in addition to the identification and thereby also clearly identified.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur:The invention will be explained in more detail with reference to the drawing, for example. The only figure shows:

Figur 1
Verschiedene alternative Anordnungen der Funktionseinheiten längs eines Schienenwegs.
FIG. 1
Various alternative arrangements of the functional units along a rail track.

Figur 1 zeigt links eine Eisenbahnschwelle 10 mit darauf montiertem Schienen 11. Die Befestigung erfolgt auf die übliche Weise. Die Schienen 11 ruhen dabei auf einem elastischen Zwischenlager 12. Dies wird auch Tragplatte 12 genannt. Die auf den Schwellen 10 befestigten Schienen 11 bilden ein Geleise 1 oder synonym einen Schienenweg 1. FIG. 1 shows left a railroad tie 10 with rails mounted thereon 11. The attachment is done in the usual way. The rails 11 rest on an elastic intermediate bearing 12. This is also called support plate 12. The mounted on the sleepers 10 rails 11 form a track 1 or synonymous a rail 1.

Eine erste Ausführungsform der Energiegewinnung für Datensender S und Datenquelle Q ist wie folgt realisiert: An dem einen elastischen Zwischenlager 12 bzw. Tragplatte 12 ist ein Piezo-Energiewandler P angebracht. Beim Überfahren durch ein Rad eines Schienenfahrzeuges dieser Schienenstelle erfolgt eine Belastung und Verformung des Zwischenlagers, so dass mit dem Piezo-Energiewandler P elektrische Energie erzeugt wird, die dem Sender S und der Datenquelle Q zugeführt wird. Vorteilhafterweise ist der Piezo-Energiewandler P noch mit einem Energiespeicher, z.B. einer Kondensator oder einer aufladbaren Batterie versehen, um die durch eine Vielzahl von über den Wandler darüberfahrenden Rädern erzeugte Energie speichern zu können und so eine Energieversorgung vom Datensender S und Datenquelle Q in einem längeren für die Funktionalität zweckmässigen Zeitintervall sicherstellen zu können.A first embodiment of the energy recovery for data transmitter S and data source Q is realized as follows: At the one elastic intermediate bearing 12 and support plate 12, a piezoelectric energy converter P is attached. When driving over a wheel of a rail vehicle of this rail location is a load and deformation of the intermediate storage, so with the piezoelectric energy converter P electrical energy is generated, which is supplied to the transmitter S and the data source Q. Advantageously, the piezoelectric energy converter P is still provided with an energy storage device, for example a capacitor or a rechargeable battery, in order to store the energy generated by a plurality of wheels traveling over the converter and thus a power supply from the data transmitter S and data source Q in a longer to be able to ensure a functional time interval for the functionality.

Eine zweite Ausführungsform der Energiegewinnung beruht auf der Nutzung des 27MHz H-Feldes der ETCS-Systeme, dies wird auch bezeichnet als ETCS Telepowering. Dazu ist entsprechend der Anordnung der Antennen auf dem Fahrzeug in der Schwellenmitte ein Energiewandler E angeordnet, vgl. in Fig. 1 die beiden Anordnungen rechts, dieser Energiewandler E wird auch als H-Feld-Energiewandler bezeichnet.A second embodiment of power generation relies on the use of the 27MHz H-field of ETCS systems, also referred to as ETCS telepowering. For this purpose, an energy converter E is arranged according to the arrangement of the antennas on the vehicle in the threshold center, cf. in Fig. 1 the two arrangements on the right, this energy converter E is also referred to as H-field energy converter.

Eine dritte Ausführungsform beruht auf der Nutzung des H-Feldes, das durch den in den Schienen fliessenden Traktionsstrom erzeugt wird. Diese Nutzung ist in Fig. 1 nicht dargestellt.A third embodiment is based on the use of the H-field generated by the traction current flowing in the rails. This usage is in Fig. 1 not shown.

Die gemäss der ersten und zweiten Ausführungsform realisierte Energiegewinnung ist nur sehr kurzzeitig, jedoch bei jeder Achse, und sie ist jedoch hinreichend um die elektrische Energie für ein Sendesignal kleiner Leistung zur Übertragung eines kurzen Datentelegramms zu erzeugen. Die Position der Achsen und die der Empfangsantenne sind in Fahrtrichtung vorteilhaft auf gleicher Höhe. Wie vorstehend bereits erwähnt, kann die Vielzahl der kurzzeitigen Energiepulse in einem Energiespeicher für eine quasikontinuierliche Versorgung gepuffert werden.The energy production realized according to the first and second embodiments is only very short-term, but for each axis, and is sufficient to generate the electrical energy for a low power transmission signal for transmission of a short data telegram. The position of the axes and the receiving antenna are advantageous in the direction of travel at the same height. As already mentioned above, the plurality of short-term energy pulses can be buffered in an energy store for a quasi-continuous supply.

In der Praxis haben sich solche Lösungen bereits in der Haus-Installationstechnik etabliert. Lichtschalter setzen bei einer Betätigung die daraus resultierende einwirkende mechanische Energie durch Piezo-Wandlung in elektrische Energie um, um damit einen Sender zum Absetzen eines Telegramms zu speisen. Das Telegramm ist dabei infolge des kleinen Dateninhaltes sehr kurz.In practice, such solutions have already established themselves in home installation technology. On actuation, light switches convert the resulting acting mechanical energy into electrical energy by means of piezoelectric conversion, in order to allow a transmitter to transmit a telegram Food. The telegram is very short due to the small data content.

Als besondere Anwendung der vorliegenden Erfindung ist zu beachten, dass durch den definierten Schwellenabstand und den gesendeten absoluten Adressen ein Raster für Odometrie für die Fahrzeuge auf der Strecke zur Verfügung steht. Dabei kann der Schwellenabstand resp. der Abstand zum nächsten Datensender S im Datenpaket eingebunden und dadurch mitgegeben werden.As a particular application of the present invention, it should be noted that due to the defined threshold distance and the transmitted absolute addresses, a grid for odometry is available for the vehicles on the route. In this case, the threshold distance resp. the distance to the next data transmitter S is incorporated in the data packet and thereby given.

Die absolute Adresse des Datenpunktes ermöglicht bei einer Weitergabe an das RBC (Radio Bloc Center) eine genaue Positionierung des Fahrzeugs bei der Überfahrt eines Datenpunktes. Die Verlegungsdichte generiert entsprechend eine Latenzzeit bis zum Empfang des nächsten Datensenders S und damit die Verfügbarkeit einer aktuellen Fahrzeug-Positionsinformation.The absolute address of the data point, when passed on to the RBC (Radio Bloc Center), allows accurate positioning of the vehicle as it travels over a data point. The transfer density correspondingly generates a latency period until receipt of the next data transmitter S and thus the availability of a current vehicle position information.

Diese Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erlauben auch eine kontinuierliche Integritätskontrolle eines Fahrzeugverbandes (=Zug). Die an der Spitze des Zuges empfangene Sequenz von Einzeltelegrammen ist mit einer von der Momentangeschwindigkeit abhängigen Verzögerung am Zugsende zu empfangen. Löst sich ein Teil des Zugs - eine sogenannte Zugstrennung - und setzt sich dieser Teil ab, so ist die berechnete und die tatsächliche Verzögerung zu gross.These embodiments of the present invention also allow continuous integrity control of a vehicle association (= train). The sequence of individual telegrams received at the top of the train is to be received with an instantaneous speed-dependent delay at the train end. If a part of the train breaks loose - a so-called train separation - and if this part is canceled then the calculated and the actual deceleration is too big.

Vorteilhaft ist diese kontinuierliche Integritätskontrolle auch deshalb, weil eine Draht- wie insbesondere auch eine Funkverbindung zwischen Zugspitze und Zugschluss eine Trennung des Zuges unmittelbar offenbart.This continuous integrity check is also advantageous because a wire connection, in particular a radio link between Zugspitze and Zugschluss, directly discloses a separation of the train.

Die Datenquellen Q können folgende Sensoren beinhalten:

  • Piezo-Schwinger für die Erfassung von Daten, die Vibration und/oder Druck- und/oder Zugspannung repräsen tieren;
  • Dehnmessstreifen, für die Erfassung von Daten, die Druck und/oder Zugspannung) repräsentieren;
  • Temperatursensoren, z.B. für die Erfassung einer extremen Erwärmung der Schienen durch Sonneneinstrahlung.
Zur Klarstellung des Begriffs «Zugspannung»: Dies ist im Sinne einer mechanischen Beanspruchung zu verstehen und nicht etwa mit «Fahrdrahtspannung» oder mit der elektrischen Spannung von üblicherweise 1000V für die Versorgung der Wagen zu verwechseln.The data sources Q may include the following sensors:
  • Piezo vibrators for acquiring data representing vibration and / or pressure and / or tension;
  • Strain gauges, for data acquisition, pressure and / or tension);
  • Temperature sensors, eg for detecting extreme heating of the rails due to solar radiation.
To clarify the term "tensile stress": This is to be understood in the sense of a mechanical stress and not to be confused with "contact wire voltage" or with the electrical voltage of usually 1000V for the supply of the car.

Die vorgenannten Daten, die bestimmte physikalische Grössen repräsentieren, werden bei der Überfahrt vom Datensender S an eine Empfangseinrichtung des Schienenfahrzeugs übertragen und dort gegebenenfalls zwischengespeichert. In einem späteren Verfahrensschritt werden diese Daten an eine zentrale Stelle übermittelt. Dabei können auch noch das Schienenfahrzeug identifizierende Kennungen mitgegeben werden. Diese zentrale Stelle - vgl. weiter oben Radio Bloc Center RBC - setzt nun diese Daten in einem Postprocessing zu sogenannten Prozessinformationen um, beispielsweise aus den Daten der Beanspruchung des Gleiskörpers 1 durch den Zug:The above-mentioned data, which represent certain physical quantities, are transmitted by the data transmitter S to a receiving device of the rail vehicle during the passage, and if necessary intermediately stored there. In a later process step, these data are transmitted to a central point. In this case, even the rail vehicle identifying identifiers can be given. This central place - cf. above Radio Bloc Center RBC - now converts this data in a post-processing to so-called process information, for example, from the data of the load of the track 1 by the train:

1. Feststellen der mechanischen Stresseinwirkungen beim Befahren des Gleises durch einen Fahrzeugtyp.1. Determining the mechanical stress effects when driving on the track by a vehicle type.

2. Feststellen der Verschleisserscheinungen des Gleiskörpers 1 verursacht durch die mechanischen Stresseinwirkungen beim Befahren des Gleises durch einen Fahrzeugtyp.2. Determination of the wear phenomena of the track body 1 caused by the mechanical stress effects when driving on the track by a vehicle type.

3. Erfassung des Verschleisses mittels des jeweiligen Fahrzeugs für die Berechnung einer belastungsabhängigen Benutzungsgebühr.3. Recording of the wear by means of the respective vehicle for the calculation of a load-dependent user fee.

4. Da der genaue Ort, an dem eine Grösse durch die Datenquelle Q erfasst ist, bekannt ist, können auch Veränderungen an diesem Ort durch die nachträgliche Auswertung der Daten festgestellt werden, z.B. eine langsam sich anbahnende Verschiebung des Gleiskörpers 1 aufgrund einer tektonischen oder meteorologischen Einwirkung. Als tektonische Einwirkung stehen dabei Erdbeben nicht im Vordergrund, sondern langsame Verschiebung, z.B. in einem Tunnel verursacht durch den sogenannten Bergdruck.4. Since the exact location at which a variable is detected by the data source Q is known, changes in that location can also be detected by the subsequent evaluation of the data, e.g. a slowly approaching shift of the track body 1 due to a tectonic or meteorological action. As a tectonic effect earthquakes are not in the foreground, but slow shift, e.g. in a tunnel caused by the so-called mountain pressure.

Wie die übermittelten Daten strukturiert und wie das Postprocessing ausgestaltet sein können, ist beispielsweise der Schrift EP 1 213 202 B2 [1] zu entnehmen.For example, how the structured data is structured and how postprocessing can be configured is the font EP 1 213 202 B2 [1].

In einer besonderen Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung verfügen die Datensender S auch über eine Empfangseinrichtung, über welche mittels einer Überfahrung eine Fern-Programmierung vorgenommen werden kann. Durch spezifische Verfahren wie Codierung, codierte Sequenzen, CRC, etc. ist eine unbeabsichtigte Programmierung zu verhindern.In a particular further development of the present invention, the data transmitters S also have a receiving device via which remote programming can be carried out by means of an overpass. Specific procedures such as coding, encoded sequences, CRC, etc. prevent inadvertent programming.

Zusammenfassend hat die vorliegenden Erfindung folgenden Stellenwert:In summary, the present invention has the following significance:

i) Prozess-Information von der durch einen Zug befahrenen Strecke zu erhalten wird immer wichtiger. Die in der klassischen Eisenbahnzeit des letzten Jahrhunderts eingesetzten Streckenwärter, welche das offene Gleis der Strecke wie auch das in den Bahnhöfen regelmässig begangen haben und auf Unregelmässigkeiten sowie Schäden aller Art geachtet haben, sind aus sicherheitstechnischen und wirtschaftlichen Gründen verschwunden. Der intensive Verkehr und damit verbunden die Risiken für die Personen wie auch die Kosten und weitere Faktoren haben diese Informationsquelle durch das menschliche Auge in vielen Ländern versiegen lassen.i) Obtaining process information from the route traveled by a train is becoming increasingly important. The route guards used in the classical railway time of the last century, who have regularly committed the open track of the track as well as in the stations and have paid attention to irregularities and damage of all kinds have disappeared for safety and economic reasons. The intense traffic and the associated risks for the people as well as the costs and other factors have caused this information source to dry up by the human eye in many countries.

ii) So sind z.B. durch den Klimawandel und in der Folge durch die Zunahme meteorologischer Extremereignisse vor allem bei den Niederschlägen mit einer möglichen Flutung und Unterspülung der Trasse die Risiken für den Bahnbetrieb angestiegen.ii) Thus, e.g. The risks to rail operations have risen due to climate change and, as a consequence, the increase in meteorological extreme events, especially during rainfall with possible flooding and under-washing of the route.

iii) Ein bedarfsmässig ausgerichtetes entlang der Schienenwege aufgebautes Datenmeldenetz, welches aus einer Vielzahl von einzelnen diskreten und unabhängigen Sendeeinheiten besteht hat einen hohen Stellenwert. Diese Vielzahl von Sendeeinheiten ist in der Lage, Information auf das sie gerade passierende Fahrzeug auf dem Schienenweg zu übertragen. Das Verfahren und die Ausführung sind in jeder Beziehung modular.iii) A demand-oriented aligned along the railways data communication network, which consists of a plurality of individual discrete and independent transmission units has a high priority. This plurality of transmitting units is capable of transmitting information to the vehicle that is currently passing by rail. The method and the embodiment are modular in every respect.

Liste der in den Figuren verwendeten BezugszeichenList of reference numerals used in the figures

11
Geleise, Schienenweg, GleiskörperRails, railway track, track body
1010
Schwellethreshold
1111
Schienerail
1212
Tragplatte, elastisches ZwischenlagerSupport plate, elastic intermediate bearing
Ee
Energiewandler H-Feld 27 MHz ETCS; H-Feld-EnergiewandlerEnergy converter H-field 27 MHz ETCS; H-field energy converter
PP
Energiewandler Piezo; Piezo-EnergiewandlerEnergy converter piezo; Piezo-energy converter
QQ
Quelle, DatenquelleSource, data source
SS
Sender, DatensenderTransmitter, data transmitter
Liste der in den Figuren verwendeten AkronymeList of acronyms used in the figures

ETCSETCS
European Train Control SystemEuropean Train Control System
CRCCRC
Cyclic Redundancy CheckCyclic Redundancy Check
RBCRBC
Radio Bloc CenterRadio Bloc Center
Referenzierte Dokumentereferenced documents

[1][1]
EP 1 213 202 B2
«Verfahren zur Abbildung des Geleisezustandes und/oder des mechanischen Betriebsverhaltens von Schienenfahrzeugen» Siemens Schweiz AG, 8047 Zürich (CH)
EP 1 213 202 B2
«Method for mapping the track condition and / or the mechanical performance of rail vehicles» Siemens Schweiz AG, 8047 Zürich (CH)

Claims (11)

Verfahren zur Gewinnung von Prozessinformationen mittels von Datenquellen (D) erfassten Daten, wobei - die Datenquellen (Q) längs eines durch Schwellen (10) und Schienen (11) gebildeten Schienenweges (1) angeordnet sind; - längs des Schienenwegs (1) Energiewandler (E, P) angeordnet sind, welche durch das Befahren durch ein Schienenfahrzeug von diesem Schienenfahrzeug abgegebene Energie in elektrische Energie umwandeln, dadurch gekennzeichnet, dass i) längs des Schienenwegs (1) Datensender (S) angeordnet sind, die je mit einem Energiewandler (E, P) und einer Datenquelle (Q) verbunden sind und bei Überfahrt eines Schienenfahrzeuges die von der Datenquelle (Q) erfassten Daten vom Datensender (S) an eine Empfangseinrichtung des Schienenfahrzeugs übertragen werden; ii)die von der Empfangseinrichtung des Schienenfahrzeugs empfangenen Daten werden in einem Postprocessing zu Prozessinformationen aufbereitet. Method for obtaining process information by means of data sources (D), wherein the data sources (Q) are arranged along a rail path (1) formed by sleepers (10) and rails (11); - Energy converter (E, P) are arranged along the rail path (1), which convert by the driving through a rail vehicle emitted by this rail vehicle energy into electrical energy, characterized in that i) along the rail path (1) data transmitters (S) are arranged, which are each connected to an energy converter (E, P) and a data source (Q) and when crossing a rail vehicle from the data source (Q) recorded data from the data transmitter ( S) are transmitted to a receiving device of the rail vehicle; ii) the data received by the receiving device of the rail vehicle are processed in a postprocessing process information. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Verfahrensschritt i) als Energiewandler Piezo-Energiewandler (P) vorgesehen sind, die an einem elastischen Zwischenlager (12) angebracht sind, das zwischen Schwelle (10) und Schiene (11) liegt.
Method according to claim 1,
characterized in that
in method step i) piezoelectric energy converters (P) are provided as energy converters which are attached to an elastic intermediate bearing (12) which lies between the threshold (10) and the rail (11).
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Verfahrensschritt i) als Energiewandler H-Feld-Energiewandler (H) vorgesehen sind, die ein vom Schienenfahrzeug abgestrahltes H-Feld in elektrische Energie umwandeln.
Method according to claim 1,
characterized in that
in method step i) H-field energy converters (H) are provided as energy converters which convert an H-field emitted by the rail vehicle into electrical energy.
Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Verfahrensschritt i) als Energiewandler H-Feld-Energiewandler (H) vorgesehen sind, die das durch die in den Schienen (11) fliessenden Traktionsströme erzeugte H-Feld in elektrische Energie umwandeln.
Method according to claim 1,
characterized in that
in process step i) H-field energy converters (H) are provided as energy converters which convert the H-field generated by the traction currents flowing in the rails (11) into electrical energy.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Energiewandler (H, P) einen Kondensator oder einen Akkumulator zur Speicherung aufweisen, um die umgewandelte elektrische Energie zu speichern.
Method according to one of claims 1 to 4,
characterized in that
the energy converters (H, P) include a capacitor or accumulator for storage to store the converted electrical energy.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die von der Empfangseinrichtung des Schienenfahrzeugs empfangenen Daten zwischengespeichert werden und im Verfahrensschritt ii) an eine zentrale Stelle zum Postprocessing übermittelt werden.
Method according to one of claims 1 to 5,
characterized in that
the data received by the receiving device of the rail vehicle are buffered and transmitted in step ii) to a central point for post-processing.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Datenquellen (D) alternativ enthalten: - Piezo-Schwinger für die Erfassung von Daten, die Vibration und/oder Druck und/oder Zugspannung repräsentieren; - Dehnmessstreifen, für die Erfassung von Daten, die Druck und/oder Zugspannung repräsentieren; - Temperatursensoren, für die Erfassung einer Temperatur.
Method according to one of claims 1 to 6,
characterized in that
the data sources (D) alternatively contain: - Piezo vibrators for the acquisition of data representing vibration and / or pressure and / or tension; - Strain gauges, for the acquisition of data representing pressure and / or tension; - Temperature sensors, for the detection of a temperature.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Verfahrensschritt i) die von der Datenquelle (Q) erfassten Daten zusätzlich eine Kennung enthalten, die den Ursprung der von der Datenquelle (Q) erfassten Daten enthalten.
Method according to one of claims 1 to 7,
characterized in that
in method step i), the data acquired by the data source (Q) additionally contain an identifier which contains the origin of the data acquired by the data source (Q).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
im Verfahrensschritt ii) beim der Aufbereitung zu Prozessinformationen zusätzlich eine Kennung des betreffenden Schienenfahrzeugs mit verwendet wird, um die Prozessinformation dem Schienenfahrzeug eindeutig zuordnen zu können.
Method according to one of claims 1 to 8,
characterized in that
in method step ii), an identification of the relevant rail vehicle is additionally used in the preparation for process information in order to be able to unambiguously assign the process information to the rail vehicle.
Verfahren nach Anspruch 8;
dadurch gekennzeichnet, dass
die Kennung der Datenquellen im Gleiskörper für eine Bestimmung einer Momentangeschwindigkeit des Verbandes von Schienenfahrzeugen herangezogen werden und diese Kennungen der Datenquellen im Gleiskörper verwendet werden für eine quasikontinuierliche Integritätskontrolle dieses Verbandes von Schienenfahrzeugen.
The method of claim 8;
characterized in that
the identification of the data sources in the track body is used for a determination of an instantaneous speed of the association of rail vehicles and these identifications of the data sources in the track body are used for a quasi-continuous integrity control of this association of rail vehicles.
System zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Gewinnung von Prozessinformationen mittels von Datenquellen (D) erfassten Daten, wobei - die Datenquellen (Q) längs eines durch Schwellen (10) und Schienen (11) gebildeten Schienenweges (1) angeordnet sind; - längs des Schienenwegs (1) Energiewandler (E, P) angeordnet sind, welche durch das Befahren durch ein Schienenfahrzeug von diesem Schienenfahrzeug abgegebene Energie in elektrische Energie umwandeln, dadurch gekennzeichnet, dass i) längs des Schienenwegs (1) Datensender (S) angeordnet sind, die je mit einem Energiewandler (E, P) und einer Datenquelle (Q) verbunden sind und bei Überfahrt eines Schienenfahrzeuges die von der Datenquelle (Q) erfassten Daten vom Datensender (S) an eine Empfangseinrichtung des Schienenfahrzeugs übertragen werden; ii)die von der Empfangseinrichtung des Schienenfahrzeug empfangenen Daten werden in einem Postprocessing zu Prozessinformationen aufbereitet. System for carrying out the method according to one of claims 1 to 9 for obtaining process information by means of data sources (D) data, wherein the data sources (Q) are arranged along a rail path (1) formed by sleepers (10) and rails (11); - Energy converter (E, P) are arranged along the rail path (1), which convert by the driving through a rail vehicle emitted by this rail vehicle energy into electrical energy, characterized in that i) along the rail path (1) data transmitters (S) are arranged, which are each connected to an energy converter (E, P) and a data source (Q) and when crossing a rail vehicle from the data source (Q) recorded data from the data transmitter ( S) are transmitted to a receiving device of the rail vehicle; ii) the data received by the receiving device of the rail vehicle are processed in a postprocessing process information.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012171560A (en) * 2011-02-23 2012-09-10 Nippon Signal Co Ltd:The Wheel detector
WO2016164093A1 (en) * 2015-04-06 2016-10-13 Siemens Industry, Inc. Rail cooling system and method for reducing thermal expansion

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060118678A1 (en) * 2004-12-06 2006-06-08 Wells Kenneth B Ii Self powered railway monitoring system
EP1783026A2 (en) * 2005-11-08 2007-05-09 DB Netz AG Method for data transmission and for central data collection of measuring data of fixed diagnostic systems
EP1213202B2 (en) 2000-12-07 2009-02-18 Siemens Schweiz AG Method for representing the state of the track and /or of the mechanical operating characteristics of rail vehicles

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1213202B2 (en) 2000-12-07 2009-02-18 Siemens Schweiz AG Method for representing the state of the track and /or of the mechanical operating characteristics of rail vehicles
US20060118678A1 (en) * 2004-12-06 2006-06-08 Wells Kenneth B Ii Self powered railway monitoring system
EP1783026A2 (en) * 2005-11-08 2007-05-09 DB Netz AG Method for data transmission and for central data collection of measuring data of fixed diagnostic systems

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012171560A (en) * 2011-02-23 2012-09-10 Nippon Signal Co Ltd:The Wheel detector
WO2016164093A1 (en) * 2015-04-06 2016-10-13 Siemens Industry, Inc. Rail cooling system and method for reducing thermal expansion
US10753654B2 (en) 2015-04-06 2020-08-25 Siemens Mobility, Inc. Rail cooling system and method for reducing thermal expansion

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