NL1020168C2

NL1020168C2 - Spoorwegbeheer en meetwagen.

Info

Publication number: NL1020168C2
Application number: NL1020168A
Authority: NL
Inventors: Jacques Tiecken
Original assignee: Volker Stevin Rail & Traffic B
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2002-03-13
Publication date: 2002-10-15
Also published as: NL1020168A1

Description

Spoorwegbeheer en meetwagen.

De uitvinding heeft betrekking op het beheren van een spoorweg (voor trein, tram of metro), en een meetwagen/-5 instrument daarvoor. In het bijzonder richt de uitvinding zich op het beheer van wissels.

Ten behoeve van het beheer van een spoorweg is inzicht nodig in de kwaliteit daarvan. Het is bekend dat voor het vaststellen van die kwaliteit objecten van de spoorweg 10 regelmatig onderworpen worden aan inspecties. De uitvinding biedt de mogelijkheid, op basis van inspecties de kwaliteit van de spoorweg, of delen, zoals wissels daarvan, objectief vast te stellen, om het beheer te optimaliseren, o.a. in termen van beschikbaarheid, veiligheid en comfort.

15 Daartoe is de uitvinding gedefinieerd in de onafhanke lijke conclusie(s). De volgconclusies betreffende gunstige verdere ontwikkelingen van de uitvinding.

In de bijgevoegde tekening is een voordelige uitvoering getoond van een meetinstrument volgens de uitvinding. 20 Getoond is in onderaanzicht een vormvast, T-vormig frame van kokerprofiel met aan zijn drie uiteinden (niet nader gedetailleerde) wielstellen 1, 2, 3 waarmee het frame over een spoor kan worden gereden. Daarbij rusten de wielstellen 1 en 2 op de ene en wielstel 3 op de tegenoverliggende 25 spoorstaaf. Elk wielstel bestaat uit een op de spoorstaaf-kop rustend loopwiel en een tegen de binnenkant van de spoorstaafkop (ong. 14 mm onder zijn bovenkant) rustende zijgeleiding om onbedoelde zijdelingse verplaatsing te verhinderen. Overigens kan het frame een andere vormgeving 30 in bovenaanzicht hebben, zoals U- of H-vormig, waarbij in die beide gevallen er vier wielstellen 1, 2, 3 kunnen zijn.

Het wielstel 3 is in de richting (pijl A) dwars op de spoorlangsrichting (pijl B) verplaatsbaar aan het frame bevestigd (welke verplaatsing wordt gedetecteerd door een 35 spoorwijdtesensor) en wordt door veervoorspanning naar één zijde (bijv. van de wielstellen 1, 2 af) van het frame gedrukt gehouden.

Dit wielstel 3 bezit bovendien een strijkregeltaster 4, bestaande uit een scharnierend rond een loodrecht op het 40 vlak van de tekening gerichte as 5 bevestigde plaat 6 die

1 Π P

* ^ ^ - · * Ö 2 door een veer in de getekende uiterste stand wordt gehouden en door een passerende strijkregel in de richting van pijl C wordt gezwenkt (hetgeen gedetecteerd wordt door een groefwijdtesensor).

5 Tussen de wielstellen 1 en 2. althans in hoofdzaak recht tegenover wielstel 3, bevindt zich een met de wielstellen 1, 2, 3 overeenkomende zijgeleiding 7 en een strijkregeltaster 4. De eenheid van zijgeleiding 7 en strijkregeltaster 4 is in de richting van pijl A verplaats-10 baar (welke verplaatsing wordt gedetecteerd door een bocht-compensatiesensor) gemonteerd aan het frame. Met veervoor-spanning wordt deze eenheid naar één zijde (bijv. van het wielstel 3 af) van het frame gedrukt gehouden.

In lijn met de wielstellen 1, 2 bevindt zich aan het 15 frame althans in hoofdzaak tegenover wielstel 3 een zich tijdens bedrijf boven de spoorstaafkop bevindende afstand-sensor 8 waarmee het vertikale verloop van de spoorstaaf kan worden gemeten. Bovendien is aan het frame een hoekver-draaiingsmeter (niet getoond) gemonteerd, waarmee de ver-20 kanting van het spoor kan worden gemeten. Eén van de wielstellen 1, 2, 3 is voorzien van een pulsgever zodat de afgelegde afstand van het meetinstrument kan worden gemeten op basis van de omwentelingen van het loopwiel.

Aan het frame is een duw/trekstang (niet getoond) 25 gemonteerd, waarmee een bedieningspersoon het meetinstru ment over het spoor kan voortbewegen. Aan de duw/trekstang is een console gemonteerd met een logische eenheid met I/O (bijv. toetsenbord, beeldscherm), aangesloten op de verschillende sensoren als hierboven aangegeven. Een accu 30 (niet getoond) is aan het frame gemonteerd en vormt de stroombron voor de logische eenheid en alle daarop aangesloten componenten. Aldus kan de logische eenheid op automatische wijze gegevens verzamelen in afhankelijkheid van de afgelegde afstand langs het spoor over: spoorwijdte, 35 verkanting, groefwijdte, vertikaal en horizontaal verloop.

Deze vijf parameters worden bij voorkeur telkens na het afleggen van een voorafbepaalde afstand door de logische eenheid vastgelegd in een database in zijn geheugen. Daar- ' 3 naast bieUt de software de mogelijkheid aan de bedienings-persoon om deze vijf parameters op een willekeurige plaats langs het spoor automatisch via de logische eenheid vast te leggen in die database door geschikte positionering langs 5 het spoor van het frame en bediening van de I/O (bijv. indrukken van één of meer toetsen). Het kan dan nuttig zijn dat de bedieningspersoon tevens informatie over de aard van de willekeurige plaats (bijv. las, puntstuk, kritisch punt) via de logische eenheid invoert in die database, bijv. door 10 indrukken van een geprogrammeerde toets.

Ten behoeve van de inspectie van een wissel, verdient het de voorkeur de bovenstaande vijf parameters te meten voor althans de volgende kritische punten: de punt van de tongen; doorrijspleet; tongwortel; puntstuk; strijkregel.

15 Uit één of meer van de voorgaande vijf parameters kunnen kwaliteitsgetallen worden afgeleid, waarvan momenteel de volgende worden onderscheiden: Q5 (gecombineerde kwaliteit van 5 parameters), Qcp (gecombineerde kwaliteit van de parameters bij alle voorafbepaalde kritische (karak-20 teristieke) punten) en Qj (kwalitatieve dynamische gedrag van het wissel in relatie tot een referentie), die als volgt berekend kunnen worden (de Q-waarden liggen in de regel tussen 0 en 10, waarbij 10 het hoogste kwaliteitni-veau voorstelt): 25 Q5= (1-0,l*Qg)*(1-0,lQc)*(1-0,lQt)*(1-0,lQv)*(1-0,lQh)*10, waarbij: g=spoorwijdte; c=verkanting; t=scheluwte; v=vertikale afwijking; h=horizontale afwijking Qg, Qc, Qt, Qv en Qh ("Qp") worden elk als volgt 30 berekend uit de verhouding van het aantal metingen binnen tolerantie (Nt) tot het aantal metingen (Nm):

Qp=Nt/Nm*10.

Qcp= (JNpcp/XNmcp) *10 , 35 waarbij: Npcp= aantal parameters binnen de tolerantie voor alle kritische punten; en Nmcp= aantal gemeten parameters voor alle kritische punten.

4 λ o : /¾ ίϋί,ύ : ii 4

Qj=(0,5*Sg+St+Sv+Sh)*10/3,5*Rj, waarbij : S= standaard deviatie; g= spoorwijdte; t= scheluwte; v= vertikale afwijking; h= horizontale afwijking; 5 Rj=2*referentiespoor (bij. 5,6 bij snelheid 140 km/uj

Het moet duidelijk zijn, dat voor het berekenen van Q5 en Qcp de gemeten vijf parameters gerelateerd worden aan de toegepaste relevante toleranties. Qj is daarentegen onaf-10 hankelijk van gehanteerde toleranties, en geeft een voorstelling van de dynamische invloed van het wissel op een passerende trein.

Naast meetresultaten, kan voor het beheer gebruik gemaakt worden van resultaten afkomstig van visuele inspec-15 tie, voorgesteld in het kwaliteitsgetal Qv:

Qv = L - [Σ (D*F)/(ZF )]#L

waarbij: D = tijdens inspectie vastgesteld schadeverhoudingsgetal aan object; 20 F = wegingsfactor voor object; L = constante (bijvoorbeeld de maximum wegingsfactor) ;

Qv = kwaliteitsniveau.

25 Van elk van de objecten, zoals spoorstaven, ballast, wissels, overwegen, bruggen, lassen, waaruit het spoorweg-segment bestaat, wordt door visuele inspectie het individuele schadebeeld vastgesteld en uitgedrukt in een schadeverhoudingsgetal (D), zoals een schadepercentage. Voor ieder 30 object is voorts vooraf een wegingsfactor (F) vastgesteld die bijvoorbeeld varieert tussen 0 en 10 of tussen 0% en 100%, zodat L 10 resp. 100% bedraagt. Voor ieder object kan nu de schade-index (Dl) worden berekend uit de formule:

35 Dl = D * F

Voor het gehele spoorwegsegment kan vervolgens het schadeniveau (W) worden berekend uit de sommering van de > .. . :) 5 schade-index van de afzonderlijke objecten met de formule:

W =[JDI/(ZF )]*L

5 Uit het schadeniveau (W) kan nu voor het gehele spoor- wegsegment het kwaliteitsniveau (Qv) worden berekend met de formule:

Qv = L - W

10

Het aldus berekende kwaliteitsniveau kan bijvoorbeeld vergeleken worden met een voorafbepaald norm-kwaliteitsni-veau, waarna op basis van die vergelijking een beslissing wordt genomen, bijvoorbeeld om aan één of meer objecten van 15 de betreffende spoorweg onderhoud of vervanging uit te voeren teneinde de spoorweg op een gewenst kwaliteitsniveau te brengen.

Het berekende kwaliteitsniveau kan bijvoorbeeld ook gebruikt worden om een uitspraak te doen over de te ver-20 wachten beschikbaarheid van de spoorweg.

In het bijzonder de in de berekeningen gebruikte wegingfactor F, maar naar verwachting eveneens andere berekeningsparameters, zullen proefondervindelijk moeten worden vastgesteld. In dat verband is het van belang, 25 inzicht te hebben in de invloed van een verandering van een parameter voor een individueel object op het resultaat van de berekening voor het gehele spoorwegsegment. Voor de wegingsfactor F kan deze invloed per object (i) op zowel het schadeniveau (W) als het kwaliteitsniveau (Qv) berekend 30 worden met de volgende formule:

oQi = öWi =[FA / (ZF+öFi)>L

De bijgevoegde tabel toont een voorbeeld van de bere-35 kening van het kwaliteitsniveau Qv voor een wissel, waarvoor zeven objecten zijn gedefinieerd.

6

TABEL

5 I Object I Schadebeeld ja/nee schade % weging Ischade-index

____S__F__SI

Tong beweging tong links slijtage/scheuren__10__4__0,4 __Oppervlakte schade__20__1__(L2_ _tong rechts slijtage/scheuren__50__4__2_ I _Oppervlakte schade__10__1__0J_ 10 Puntstuk_punt_slijtage/scheuren__20__8__1^6_ _ Oppervlakte schade___2__0_

Spoorstaven links_slijtage/scheuren__10__2__0I2_ __Oppervlakte schade___OJj__0_ __rechts_slijtage/scheuren__10__2__0,2 __Oppervlakte schade___0J5__0_ 15------

Bevestig.midd.__schade__30__3__0,9

Wisselhouten___schade__20__10__2_

Ballast__schade__40__7__2β_

Lassen__schade__10__5__0,5

Totaal ' ~~ 50 10,9

Totaal schade-index_som SI__10,9

Totaal wegingsfactoren_som F__50

Schade-niveau W_W = somSI / somF * 100%__21,80%

Kwaliteitsniveau Q_ Q=100%-W__78,2%

Kwaliteitscijfer____7,8 ‘ IV '; Η

Claims

1. Spoorwegwisselbeheer voor bijv. trein, tram of metro, waarbij gegevens die verkregen zijn door meten aan het spoor gebruikt worden voor het berekenen van althans één van de kwaliteitsgetallen Q5, Qcp en Qj m.b.v. de volgende formules:

10 Q5= (1-0,l*Qg)*(1-0,lQc)*(1-0,lQt)*(1-0,lQv)*(1-0,lQh)*10; Qcp=( Npcp/ Nmcp)*10; en Qj=(0,5*Sg+St+Sv+Sh)*10/3,5*Rj, de uitkomst waarvan eventueel samen met één of meer van de uitkomst van de volgende formules:

15 Qv = L - [ (D*F)/ F] * L Dl = D * F W =[ Dl/ F] * L Qv = L - W bQi = OWi = Fj / ( F+OFi)*L 20 gecombineerd wordt tot een kwaliteitsniveau dat vergeleken wordt met een voorafbepaald norm-kwaliteitsniveau, en besloten wordt tot het aan het wissel uitvoeren van voorafbepaalde onderhoudswerkzaamheden bij overschrijden van een voorafbepaald maximumverschil uit die vergelijking, tenein- 25 de het kwaliteitsniveau van het wissel te verbeteren. *

2. Spoorwegwisselbeheer volgens conclusie 1, met gebruikmaking van de meetwagen volgens conclusie 2, waarbij gegevens uit het gegevensbestand van de computer van het meetinstrument gebruikt worden als de door meten aan het spoor 30 verkregen gegevens voor het berekenen van althans één van de kwaliteitsgetallen Q5, Qcp en Qj.

3. Over een spoor voor bijv. trein, tram of metro verrijdbare meetwagen, eventueel te gebruiken bij de werkwijze volgens conclusie 1 of 2, voorzien van sensoren voor het 35 meten van althans één van de volgende parameters aan een wissel: spoorwijdte, verkanting, groefwijdte, vertikaal en horizontaal verloop, waarbij die meetwagen is uitgerust met voortbewegingmeetmiddelen en/of meetcommandomiddelen. 1020168

4. Meetwagen volgens conclusie 1 met een computer waarop de sensoren en respectieve middelen, zoals voortbeweging-meetmiddelen en meetcommandomiddelen (indien aanwezig) zijn aangesloten, zodat een bedieningspersoon door bedienen van 5 de meetcommandomiddelen de computer kan opdragen om op de lokatie van dat moment in het wissel de door de sensoren geregistreerde parameters in relatie tot de gemeten voortbeweging van de meetwagen vanaf een ijkpunt op te slaan in het relevante gegevensbestand van het computergeheugen.

5. Meetwagen, eventueel volgens conclusie 3 of 4, voor zien van een T-frame met aan elk uiteinde een loopwielstel (1, 2, 3) om over een spoor te kunnen rijden, waarvan er één (3) dwars (B) op de voortbewegingsrichting (A) verplaatsbaar is tegen een terugstelkracht voor bedienen van 15 een spoorwijdtesensor aan het T-frame en zich bij voorkeur bevindt althans in hoofdzaak recht tegenover een bocht-compensatiesensor (7) aan het T-frame halverwege tussen de overige twee loopwielstellen (1, 2).

5. Meetwagen volgens één van de conclusies 3-5, waarbij 20 het loopwielstel (3) en de sensor (7) uitgerust zijn met een tegen een terugstelkracht rond een in bedrijf opstaande scharnieras (5) zwenkbare taster (6) voor het bedienen van een groefwijdtesensor, terwijl zich bij voorkeur halverwege tussen loopwielstellen (1, 2) een afstandsensor (8) aan het 25 T-frame bevindt waarmee de afstand tot de spoorstaaf daaronder kan worden gemeten om het vertikale verloop daarvan te bepalen, en/of het T-frame een hoekverdraaiingsmeter draagt, waarmee de verkanting van het spoor kan worden gemeten.

7. Meetwagen volgens één van de conclusies 3-6, waarbij één van de wielstellen (1, 2, 3) is voorzien van een puls-gever zodat de afgelegde afstand van de meetwagen over het spoor kan worden gemeten op basis van de omwentelingen van het loopwiel, en/of een beugel gemonteerd is aan het T- 35 frame om dit met handkracht voort te duwen.

4. Met handkracht over het spoor verrijdbare , te ge bruiken bij spoorwegwisselbeheer volgens conclusie 1, 1 0 ! L·' ί· Ü o