NL2010803A - Systeem voor het bewaken van de bedrijfsfuncties van bewegende componenten van een spoorweg. - Google Patents

Description

Systeem voor het bewaken van de bedrijfsfuncties van bewegende componenten van een spoorweg.

De uitvinding heeft betrekking op het bewaken van de correcte functionering van een component, zoals een wissel, van een spoorweg voor personen- en vrachtvervoer, zoals een trein- of metrolijn. Het systeem is bedoeld als een hulpmiddel voor het garanderen van de veiligheid en beschikbaarheid van het treinverkeer, door het tijdig constateren van een falende component respectievelijk het dreigend falen van een component.

EP2441643, NL1012336 en EP1258412 zijn voorbeelden uit de stand van de techniek. Bijvoorbeeld NL1012336 openbaart het bewaken van de motorstroom van een wisselsteller. NL1012336 stelt daarnaast voor de omgevingstemperatuur te registreren en de wiellast van een passerende trein.

Het doel van deze uitvinding is het verder verbeteren van het bewakingssysteem. De uitvinding is in het bijzonder bedoeld voor het bewaken van de bedrijfsfuncties van een overweg (kruising weg- en spoorverkeer) en een wissel. Ook is de toepassing mogelijk voor andere componenten die mechanisch worden bewogen, zoals een spoorbrug.

De output van het systeem kan een signaal zijn voor het oproepen van een onderhoudsmonteur of het aanbrengen van een verandering in de treinbesturing om het betreffende spoor ontoegankelijk te maken voor treinverkeer of een snelheidsbeperking op te leggen.

Bij voorkeur is hiertoe het systeem ingericht voor het bewaken van de samenhang in bedrijfsfunctionering tussen een actuator (het mechanische of motorische element dat de beweging van de component aandrijft, bijvoorbeeld een elektromotor, bijvoorbeeld behorende tot een wisselsteller of overwegsteller) en daarmee geassocieerde galvanische relais, bijvoorbeeld een zgn. B-relais., zoals één of meer van stuurrelais, controlerelais, spoorherhaalrelais (TPR) en spoorrelais (het TR of het zgn. B2-Vane relais is een veelgebruikt spoorrelais, het spoorrelais geeft aan of zich een trein bevindt in de betreffende spoorsectie).

Wisselstoringen zijn bijvoorbeeld: een stukje ballast tussen tong en aanslagspoorstaaf, waardoor een wissel niet in zijn eindstand komt; gecorrodeerde of bevroren contactvingers, waardoor een wissel niet gestuurd kan worden of niet in controle komt; verlopen afstelling, waardoor een wissel niet in zijn eindstand komt; defect B-relais, waardoor een wissel niet gestuurd kan worden of niet in controle komt (dat wil zeggen niet in de gecontroleerde eindstand komt).

Om dergelijke wisselstoringen te kunnen identificeren wordt voorgesteld één of meer van de volgende parameters te registreren en te bewaken: motorstroom per wisselsteller; sturing per (groep) gekoppelde wissels, wissel of wisselsteller; eindstand controle per wisselsteller; sectiebezetting (TR en/of TPR); buitentemperatuur.

Om een storing van de overweg te kunnen identificeren wordt voorgesteld één of meer van de volgende parameters te registreren en te bewaken: motorstroom (DC) per overwegsteller (het aantal overwegstellers is variërend van 2 tot zo'n 10 stuks); belstroom (DC) van de overwegbellen (per kanaal worden er 2 tot 4 belstromen gelijktijdig gemeten); lampstromen (AC of DC) van de paal- en boomlampen, bijvoorbeeld als deze niet zijn voorzien van LED (per kanaal worden er 2 tot 8 lampstromen gemeten); lampstromen (AC of DC) van de AG en/of PAG-palen, bijvoorbeeld als deze niet zijn voorzien van LED (per kanaal worden er 2 tot 4 lampstromen gemeten); batterij spanning (DC) van de 12V voeding; B-relais voor spanningsbewaking (POR en/of LG/POPR); B-relais aankondigingen (EAR/WAR of NAR/SAR); B-relais overweg (XGNR, TER, TEPR, FXAR en/of XR); 0-6° contacten (0° betekent een horizontale boom) in de overwegstellers, indien beschikbaar; binnentemperatuur en buitentemperatuur van de relaiskast.

Wanneer de component uitgerust is met een elektromotor of equivalente actuator voor het aandrijven van een onderdeel van de component, zoals dat het geval is bij een wissel of overweg, bevat het systeem bij voorkeur een stroomsensor (galvanische stroom of een andere stroom zoals hydraulische stroom) welke een stroommeetsignaal afgeeft in afhankelijkheid van de motorstroom van de elektromotor.

Het systeem bevat bij voorkeur een data- of signaalverwerkingseenheid (zoals een CPU) en eventueel een geheugen.

Het systeem bevat bij voorkeur relaissensoren waarmee het systeem kan vaststellen of een relais (in het bijzonder zgn. B-relais of stuurrelais of controlerelais) hoog (bekrachtigd) of laag (niet bekrachtigd) is. Uit het stroommeetsignaal bepaalt het systeem bijvoorbeeld een stroomkarakteristiek, of een afgeleide parameter, zoals een gemiddelde; maximum; RMS; minimum.

Uit één of meer van stroommeetsignaal; stroomkarakteristiek; tijdverloop (bijvoorbeeld vanaf het optreden van een bepaalde gebeurtenis, bijvoorbeeld het van (op) hoog naar (af) laag (of omgekeerd) gaan van een relais of het starten van de elektromotor) ; hoog (bekrachtigd) of laag (niet bekrachtigd) zijn van een relais; leidt het systeem een output af, bijvoorbeeld een foutmelding, bijvoorbeeld een onderhoudsindicatie of verstelt een sein langs de spoorweg of geeft een waarschuwingssignaal.

Het geheugen kan een referentiewaarde bevatten welke het systeem bijvoorbeeld vergelijkt met de actuele waarde en, bij een verschilwaarde groter dan een voorafbepaalde waarde, geeft het systeem de foutmelding.

Een component zoals een wissel, bijvoorbeeld een hogesnelheidswissel, kan zijn uitgerust met verscheidene actuatoren, zoals wisselstellers die in samenhang worden bedreven en bijvoorbeeld langs de lengte van de tong zijn opgesteld om de gewenste kromming van de tong tijdens passage van een trein te garanderen. Een overweg kan zijn uitgerust met verscheidene synchroon bedreven overwegstellers. Het systeem kan zijn ingericht om gevoelig te zijn voor de signalen afkomstig van een dergelijke groep van synchroon bedreven actuatoren, bijvoorbeeld de signalen van de actuatoren en de signalen van de geassocieerde relais.

Met voorkeur is het systeem aangesloten op precies of minimaal één, twee, drie, vier of meer galvanische relais welke zijn geassocieerd met een component, om de gegevens afkomstig van deze groep relais te evalueren.

Voor een overweg is het systeem bijvoorbeeld aangesloten op het aankondigingsrelais en/of het XR relais.

Het systeem is bij voorkeur uitgerust met een timer om een tijdsverloop te bepalen, bijvoorbeeld vanaf het moment van optreden van een bepaalde gebeurtenis en/of tot aan het moment van optreden van een andere bepaalde gebeurtenis.

VOORBEELDEN

Voor de navolgende figuren is in de grafiek op de horizontale as het tijdsverloop en op de verticale as voor het analoge signaal de waarde van de motorstroom (aangeduid met Mstr) uitgezet.

Figuur 1 toont de systeemregistratie van een correcte overwegcyclus.

Het onderste gedeelte van fig. 1 geeft de digitale signalen behorende bij de standen van de vier B-relais R1 t/m R4 weer in de tijd en het bovenste gedeelte de analoge stroomwaarden van de overwegstellers (overwegbomen). In het begin van de cyclus (begonnen wordt op tijdstip 0 seconden) is te zien dat van de relais R1 - R4 de digitale signalen van hoog (1) naar laag (0) gaan wat betekent dat er een trein in de aankondiging is gereden. Gevolg is het dalen van de overwegbomen. De overwegbomen dalen grotendeels op hun eigen gewicht en worden slechts licht tegengehouden, vandaar de relatief kleine stroom. Na enige tijd (middelste gedeelte grafiek) zal de trein voorbij de overweg zijn en de digitale standen gaan van laag naar hoog. De motorstroom bij het stijgen is relatief groot in vergelijking met het dalen. Als de overwegbomen in de eindstand zijn is de gehele schakeling weer in rust. Het systeem van de uitvinding bewaart de karakteristiek van fig. 1, of een daarvan afgeleide referentie, in het geheugen en vergelijkt telkens de actuele meetgegevens hiermee en geeft een melding wanneer uit de vergelijking hiermee de actuele meetgegevens teveel blijken afwijken.

Figuur 2 toont de systeemregistratie van een correcte omloop van een wissel met één wisselsteller.

De grafiek van fig. 2 toont in het onderste gedeelte de digitale signalen behorende bij de standen van de B-relais die verantwoordelijk zijn voor het aansturen en controleren van een wissel. We zien een tweetal relais (WLR en WRR) voor de sturing en een tweetal relais voor de controle (WPLR en WPRR). Op het tijdstip '0' is te zien dat relais WPLR hoog (1) is en relais WPRR laag (0). Dit betekent dat het wissel in de linker eindstand ligt, vandaar de L in de naam van het relais.

Uiterst links in de grafiek van fig. 2 is net te zien dat relais WRR van laag (af ofwel niet bekrachtigd) naar hoog (op ofwel bekrachtigd) gaat, wat betekent dat het wissel een rechter sturing krijgt. Het gevolg is dat er stroom gaat lopen (zie bovenste gedeelte van de grafiek) en het wissel buiten gaat bewegen/omlopen. Door deze beweging komt hij uit de linker eindstand, te zien aan relais WPLR dat kort na het begin van de stoomcurve van hoog naar laag gaat. Na enige seconden is het wissel volledig omgelopen en komt het in de rechter eindstand, te zien aan relais WPRR dan van laag naar hoog gaat. De sturing middels relais WRR zal nu weer van hoog naar laag gaan, waarna het wissel in de rechter eindstand in rust is gekeerd. Ook het relais van de spoorbezetting (in de figuur aangeduid met Spbz) is opgenomen (continu laag). Het systeem van de uitvinding zal een melding geven wanneer in het tijdverloop één of meer van de stroommeetwaarde (bovenste gedeelte van de grafiek) en het hoog of laag zijn van de relais WLR, WRR, WPLR en WPRR teveel afwijkt van de door fig. 2 gespecificeerde, tijdafhankelijke, waarden voor deze parameters.

Figuur 3 toont de systeemregistratie van een correcte omloop van een wissel met twee wisselstellers.

Fig. 3 heeft sterke overeenkomsten met fig. 2 kijkend naar de stuurrelais (WLR en WRR) en controlerelais (WPLR en WPRR). Echter laat de grafiek van fig. 3 een wisselomloop zien van een wissel met twee wisselstellers. Beide stellers hebben dezelfde aansturing, maar elk een eigen set controle relais. De 1 voor de eerste set betekent dat het hier om de wisseltongen gaat en de 2 om het wisselpuntstuk. Elke steller heeft zijn eigen motor, waardoor er in de grafiek een tweetal stroomcurves zijn te zien. De grafiek laat een linkersturing zien, waarna de stroom gaat lopen en de wisseltongen uit de rechter eindstand komen en na enige seconden in de linker eindstand komen. Na de wisseltongen gaat nu de stroom door de motor van het puntstuk lopen en komen deze uit de rechter eindstand en in de linker eindstand na 3 seconden.

Figuur 4 toont de systeemregistratie van een correcte omloop van een wissel met zeven wisselstellers. StuLi en StuRe betekenen sturing links (EBP) respectievelijk sturing rechts (EBP).

Figuur 4 laat grafisch een wisselomloop van een wissel met zeven wissel stellers zien. Het onderste gedeelte laat weer de digitale signalen overeenkomstig de standen van de B-relais verantwoordelijk voor de sturing en controle zien. De zeven wisselstellers hebben dezelfde aansturing (zie relais met sturing), maar elk een eigen set controle relais (bovenste 14 digitale lijnen). Waar het wissel behorende bij figuur 3 maar 1 motor voor de wisseltongen en 1 motor voor het puntstuk had, zijn het er hier vier voor de tongen en drie voor het puntstuk.

In de grafiek van fig. 4 is te zien dat er een sturing plaatsvindt waarna er door alle vier motoren van de wisselstellers van de wisseltongen stroom gaat lopen (synchroon bedrijf). Het bovenste gedeelte van de grafiek laat deze stroomcurves zien (curves liggen op elkaar omdat de motoren tegelijkertijd lopen). De vier sets van controlerelais laten een standverandering zien, want alle L relais worden laag en R worden na een paar seconden hoog. Enige tijd na het begin van het lopen van de wisseltongen beginnen de drie motoren van het puntstuk met lopen en veranderen ook de laatste drie sets controlerelais (deze zijn geassocieerd met de drie puntstuk motoren) van stand. Het wissel ligt nu in rust in de linkereindstand.

Aldus betreft de uitvinding, bijvoorbeeld, een systeem ingericht voor het bewaken van de bedrijfsfunctie van een component, zoals een wissel, van een spoorweg voor personenen vrachtvervoer, welk wissel is voorzien van een actuator, zoals elektromotor, voor het omstellen van het wissel, welk systeem omvat een stroomsensor welke een stroommeetsignaal afgeeft welke afhankelijk is van de aan de actuator geleverde stroom, bijvoorbeeld motorstroom van de elektromotor; en een verwerkingseenheid welke is ingericht voor het verwerken van het stroommeetsignaal ten behoeve van het bewaken van de bedrijfsfunctie van het wissel. Het systeem bevat een relaissensor welke een relaissignaal afgeeft waarmee het systeem de stand (dat wil zeggen bekrachtigd of niet bekrachtigd) kan vaststellen van een met de component geassocieerd galvanisch componentrelais (bijvoorbeeld wisselrelais) welke betrokken is bij het aansturen of controleren van het bedrijf van het wissel, waarbij de verwerkingseenheid is ingericht voor het verwerken van het relaissignaal. En het systeem is ingericht om uit het stroommeetsignaal en het relaissignaal de samenhang te bewaken in bedrijfsfunctionering tussen de elektromotor en het genoemde galvanische wisselrelais, om daaruit de bedrijfsfunctionering van het wissel af te leiden.

Dit systeem kan voorts één of meer van het volgende omvatten: is ingericht voor het uit het stroommeetsignaal en het relaissignaal afleiden of de component wel of niet in zijn eindstand komt; is ingericht voor het uit het stroommeetsignaal en het relaissignaal afleiden van een foutmelding; is ingericht voor het bij de bewaking rekening houden met het tijdverloop vanaf het optreden van een bepaalde gebeurtenis welke is: het starten van de elektromotor of het tussen hoog en laag wisselen van de componentrelais, waartoe het systeem is uitgerust met een timer; is uitgerust met een geheugen welke een referentiewaarde bevat welke het systeem vergelijkt met een op de parameters stroommeetsignaal, relaissignaal en, indien van toepassing, tijdverloop, gebaseerde actuele waarde en, bij een verschilwaarde groter dan een voorafbepaalde waarde, geeft het systeem de foutmelding; is aangesloten op minimaal twee relaissensoren die ieder zijn geassocieerd met een respectief galvanische wisselrelais welke behoren tot de aansturing of controle van het bedrijf van de component, en het systeem de relaissignalen van deze minimaal twee relaissensoren toepast in de bewaking; het met de aansturing of controle van het wissel geassocieerde galvanische wisselrelais, waarvan de relaissensor is aangesloten op het systeem ten behoeve van de bewaking, is één van: stuurrelais, controlerelais en spoorrelais.

Ook betreft de uitvinding een werkwijze voor het bewaken van de bedrijfsfunctie van een component, zoals een wissel, van een spoorweg voor personen- en vrachtvervoer, welk wissel is voorzien van een actuator, zoals elektromotor, voor het omstellen van het wissel, waarbij wordt gebruikt een stroomsensor welke een stroommeetsignaal afgeeft welke afhankelijk is van de aan de actuator geleverde stroom, bijvoorbeeld motorstroom van de elektromotor; en een verwerkingseenheid welke is ingericht voor het verwerken van het stroommeetsignaal ten behoeve van het bewaken van de bedrijfsfunctie van het wissel. De werkwijze gebruikt eveneens een relaissensor welke een relaissignaal afgeeft waarmee het mogelijk is de stand (dat wil zeggen bekrachtigd of niet bekrachtigd) vast te stellen van een met de component geassocieerd galvanisch componentrelais (bijvoorbeeld wisselrelais) welke betrokken is bij het aansturen of controleren van het bedrijf van het wissel, waarbij de verwerkingseenheid het relaissignaal verwerkt. En de werkwijze bewaakt uit het stroommeetsignaal en het relaissignaal de samenhang in bedrijfsfunctionering tussen de elektromotor en het genoemde galvanische wisselrelais, om daaruit de bedrijfsfunctionering van het wissel af te leiden.

Claims (8)

1. Systeem ingericht voor het bewaken van de bedrijfsfunctie van een wissel van een spoorweg voor personenvervoer, welk wissel is voorzien van een elektromotor voor het omstellen van het wissel, welk systeem omvat een stroomsensor welke een stroommeetsignaal afgeeft welke afhankelijk is van de motorstroom van de elektromotor; en een verwerkingseenheid welke is ingericht voor het verwerken van het stroommeetsignaal ten behoeve van het bewaken van de bedrijfsfunctie van het wissel, met het kenmerk, dat het systeem bevat een relaissensor welke een relaissignaal afgeeft waarmee het systeem de stand (dat wil zeggen bekrachtigd of niet bekrachtigd) kan vaststellen van een met het wissel geassocieerd galvanisch wisselrelais welke betrokken is bij het aansturen of controleren van het bedrijf van het wissel, waarbij de verwerkingseenheid is ingericht voor het verwerken van het relaissignaal; en het systeem is ingericht om uit het stroommeetsignaal en het relaissignaal de samenhang te bewaken in bedrijfsfunctionering tussen de elektromotor en het genoemde galvanische wisselrelais, om daaruit de bedrijfsfunctionering van het wissel af te leiden.

2. Systeem volgens conclusie 1, ingericht voor het uit het stroommeetsignaal en het relaissignaal afleiden of het wissel wel of niet in zijn eindstand komt.

3. Systeem volgens conclusie 1 of 2, ingericht voor het uit het stroommeetsignaal en het relaissignaal afleiden van een foutmelding.

4. Systeem volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij het systeem is ingericht voor het bij de bewaking rekening houden met het tijdverloop vanaf het optreden van een bepaalde gebeurtenis welke is: het starten van de elektromotor of het tussen hoog en laag wisselen van het wisselrelais, waartoe het systeem is uitgerust met een timer.

5. Systeem volgens één van de conclusies 1-4, uitgerust met een geheugen welke een referentiewaarde bevat welke het systeem vergelijkt met een op de parameters stroommeetsignaal, relaissignaal en, indien van toepassing, tijdverloop, gebaseerde actuele waarde en, bij een verschilwaarde groter dan een voorafbepaalde waarde, geeft het systeem de foutmelding.

6. Systeem volgens één van de conclusies 1-5, welke is aangesloten op minimaal twee relaissensoren die ieder zijn geassocieerd met een respectief galvanische wisselrelais welke behoren tot de aansturing of controle van het bedrijf van het wissel, en het systeem de relaissignalen van deze minimaal twee relaissensoren toepast in de bewaking.

7. Systeem volgens één van de conclusies 1-6, en het met de aansturing of controle van het wissel geassocieerde galvanische wisselrelais, waarvan de relaissensor is aangesloten op het systeem ten behoeve van de bewaking, is één van: stuurrelais, controlerelais en spoorrelais.

8. Systeem volgens conclusie 6, welke is aangesloten op drie relaissensoren, te weten de relaissensoren van het stuurrelais, het controlerelais en het spoorrelais welke zijn geassocieerd met het door het systeem te bewaken wissel, en het systeem de relaissignalen van deze drie relaissensoren toepast in de bewaking.