CN102762430A - 用于监测轨道列车组的完整性的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特别有效且同时相对可廉价地实现的用于监测轨道列车组（10）的完整性的方法，其中基于雷达确定列车组（10）的一端和第一线路装置（110）之间的距离（d1），基于雷达确定列车组（10）的另一端和第二线路装置（120）之间的距离（d2），由所确定的距离（d1、d2）确定列车组（10）长度的特征量，且根据所确定的特征量监测列车组（10）的完整性。本发明此外还涉及一种用于监测轨道列车组（10）的完整性的装置。

Description

用于监测轨道列车组的完整性的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于监测轨道列车组的完整性的方法。

背景技术

一般地，对于在线路上行驶的轨道列车组的完整性或整体性的可靠且有效的监测是轨道交通***的安全可靠的且经济的运行的基本的前提条件，其中所述轨道列车组例如可以是轨道车辆的列车组、磁悬浮列车或带有橡胶轮胎的轨道连接或以轨道引导的车辆。

用于监测轨道列车组的完整性的方法例如从RolfHeitmann/Frank-Bernhard Ptok发表于Signal+Draht(89)11/97，22页至25页上的“Systeme zur 

überwachung”。因此，可例如通过基于主空气管道的体积流控制的检验方法识别列车组的不合时的、不希望的分离。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于给出一种特别有效的且同时可廉价实现的用于监测轨道列车组的完整性的方法。

根据本发明，此技术问题通过用于监测轨道列车组的完整性的方法解决，其中基于雷达确定列车组的一端和第一线路装置之间的距离，列车组的另一端和第二线路装置之间的距离，根据所确定的距离确定列车组长度的特征量，且根据所确定的特征量监测列车组的完整性。

在根据本发明的方法的范围中，因此首先基于雷达确定列车组的一端和第一线路装置之间的距离，以及列车组的另一端和第二线路装置之间的距离。用于基于雷达确定距离或位置的相应的***如此是已知的。对此，作为示例已知Symeo有限责任公司的地方定位雷达（Local Positioning Radar（LPR）。此***使用ISM频带（工业、科学和医疗频带）内的5.8GHz或61GHz的频率范围，以基于雷达确定位置或距离。在此情况中，应强调的是在根据本发明的方法的范围内当然也可使用另外的雷达***，特别是利用另外的频率或频率范围的雷达***。

然后，根据基于雷达确定的距离确定列车组长度的特征量，此特征量既可以是列车组长度本身，也可以是由其可计算列车组长度的量。在此，关键的是列车组长度的特征量表征了列车组长度，使得根据所确定的特征量可监测列车组的完整性。

根据本发明的方法是有利的，因为实现了对于列车组完整性的特别可靠的线路侧监测。此外，在轨道列车组的情况中，如需要可代替用于线路空闲显示的传感器技术或降低其范围。其原因是，传输介质、即所使用的雷达***除确定各列车组的一端和各线路装置之间的距离之外，如要求也允许测定位移和速度。因此，可明显降低沿线路的布线成本。只要线路装置相互处于通信关系，则此外可有利地实现线路装置的故障通报。

另外的优点在于，所使用的传输技术是多功能的，使得无需另外的成本可实现另外的舒适性功能或安全性功能。

根据本发明的方法有利地扩展为使得以所确定的距离相加之和来确定特征量。这是有利的，因为根据处于允许的间隔内的所确定距离相加之和的一致性可直接地推断所监测的列车组的完整性。相反，根据所确定的距离相加之和的对此起作用的变化可直接识别列车组的分离。

优选地，根据本发明的方法也构造为使得通过考虑两个线路装置之间的间距来确定特征量。在两个线路装置的间距已知时，可有利地直接计算出列车组的长度。以此，实现了对于此量的直接监测。此外，两个线路装置之间的间距的考虑特别地针对合适的或要求的情况，使得为无缝监测轨道列车组的完整性，沿线路布置了多个线路装置，且这些线路装置例如由于运行原因并非相互间都具有相同的间距。在此情况中，各两个线路装置之间的间距的考虑总是实现了对于列车组长度的确定，且因此实现了对于列车组完整性的连续且可靠的监测。

根据另一个特别优选的实施形式，根据本发明的方法构造为使得基于雷达的距离确定以及根据所确定的距离对于特征量的确定周期地进行。其优点是，定期地重复特征量的重新确定，且因此可连续监测列车组的完整性。在此，基于雷达的距离确定以及根据所确定的距离对于特征量的确定以预先给定的或可预先给定的时间间隔进行，所述时间间隔足够短，因此即使在列车组速度高时以及在相对低的列车相距间隔时也保证了安全性，使得尽快地识别列车组的分离。

根据另外的特别优选的扩展，根据本发明的方法的特征在于，根据所确定的特征量与在较早时刻确定的特征量的值的比较或与多个较早时刻确定的特征量的值的比较，监测了列车组的完整性。这是有利的，因为因此特征量的每个明显的时间变化可被用于识别列车组分离，且可导致随后的安全性技术上的反应或措施。

优选地，根据本发明的方法也可进行为使得根据所确定的特征量与额定值的比较来监测列车组的完整性。相应的额定值例如可以是由列车司机在列车组行驶开始时给出的列车组长度。如果所确定的特征量偏离额定值，则在监测中识别到此偏差，使得可采取相应的措施，例如具有强制性反应的形式的措施。

应注意到，列车组完整性的监测也可同时根据特征量与额定值的比较以及根据所确定的特征量与较早时刻所确定的特征量的值的比较或与多个较早时刻所确定的特征量的值的比较来进行。一般地，应注意在各比较中优选地考虑容差，使得不可避免的测量不精确性不导致对于列车组分离的伪识别。

在根据本发明的方法中基本上可构思使得各列车组的端部和各线路装置之间的距离根据各列车组端部侧发出的主信号的传播时间确定。但这也具有一定的缺点，即在此情况中，基于雷达确定的距离必须落在列车组内，以根据所确定的距离可确定列车组长度的特征量。因为为此所要求的在列车组端部之间的无线的或无线结合的通信连接经常不具备，或仅以相对高的成本方可提供，所以根据本发明的方法也可优选地具有如下特征，即根据各线路装置侧发出的主信号的传播时间来确定距离。这是有利的，因为因此线路侧的即例如通过通信技术连接在第一线路装置以及第二线路装置上的中央控制装置可根据所确定的距离确定列车组长度的特征量，且因此可根据所确定的特征量监测列车组的完整性。

在根据本发明的方法中，基本上可使用初级雷达，其中在目标上即在列车组的各端部上仅进行被动的反射。但优选地，根据本发明的方法构造为使得各主信号在列车组的各端部侧每个通过发送辅助信号而被主动地应答。这一方面意味着优点，即在各列车组的端部和各线路装置之间可跨过更大的距离。这意味着，线路装置能以相互间更大的间距布置，其中与此无关地，此外实现了对于各列车组端部和各线路装置之间的距离的可靠的基于雷达的确定。此外，使用次级雷达-即其中在各列车组端部侧分别通过发送辅助信号而主动地应答各主信号-提供了如下优点，即完成了列车组和线路装置之间的双向数据传输。

优选地，根据本发明的方法也扩展为使得使用各主信号和/或各辅助信号在列车组和各线路装置之间传输信息。相应的信息可以一方面是唯一地标识各部件即各线路装置或各列车组或各列车组的发送/接收装置的标识。以此，有利地提高了方法的安全性和可靠性。此外，也可通过各主信号或如需要也通过各辅助信号在列车组和各线路装置之间传输任意的另外的信息。此信息例如可以是列车组侧向各线路装置传输的位置信息和/或速度信息，且在线路装置侧例如可用于另外地一致性检验。

本发明另外涉及用于监测列车完整性的装置。

在此方面，本发明所要解决的技术问题是给出用于监测轨道列车组的完整性的装置，所述装置支持了用于监测列车组完整性的特别有效且同时可相对廉价地实现的方法。

根据本发明，此技术问题通过用于监测轨道列车组的完整性的装置解决，其中所述装置包括至少一个第一线路装置和至少一个第二线路装置，且所述装置被设计用于：基于雷达确定列车组的一端和第一线路装置之间的距离，基于雷达确定列车组的另一端和第二线路装置之间的距离，根据所确定的距离确定列车组长度的特征量，和根据所确定的特征量监测列车组的完整性。

根据本发明的装置的优点基本上对应于前文中结合根据本发明的方法所述的优点，因此对此参考相应的构造。相应地，也适用于在下文中所述的根据本发明的装置的优选扩展，使得对此也结合根据本发明的方法的各相应的优选扩展而参考相应的构造。

优选地，根据本发明的装置构造为使得所述装置被设计用于以所确定的距离相加之和来确定特征量。

有利地，根据本发明的装置也可构造为使得所述装置被设计用于通过考虑两个线路装置之间的间距来确定特征量。

根据另外的特别优选的扩展，根据本发明的装置被设计用于周期地基于雷达确定距离以及根据所确定的距离确定特征量。

根据另外的特别优选的实施形式，根据本发明的装置的特征在于所述装置被设计用于根据所确定的特征量与较早时刻确定的特征量的值的比较或与多个较早时刻确定的特征量的值的比较来监测列车组的完整性。

优选地，根据本发明的装置也可构造为使得所述装置被设计用于根据所确定的特征量与额定值的比较来监测列车组的完整性。

根据特别优选的扩展，根据本发明的装置被设计用于分别根据各线路装置侧发出的主信号的传播时间来确定距离。

优选地，根据本发明的装置也可构造为使得所述装置被设计用于在各列车组端部侧通过分别发送辅助信号来主动应答各发出的主信号。

根据另外的特别优选的扩展，根据本发明的装置构造为使得所述装置被设计用于使用各主信号和/或各辅助信号在列车组和各线路装置之间传输信息。

附图说明

本发明在下文中根据实施例进一步解释。为此，附图为：

图1在示意性简图中示出了根据本发明的装置的实施例，以用于解释根据本发明的方法的实施例。

具体实施方式

附图示出了列车组10，所述列车组10包括相互联接的轨道车辆20、30。列车组10沿轨道或线路100运动。应注意的是，轨道车辆20、30可以是任意类型的轨道车辆。在此，列车组10既可包括机动单元或轨道车辆（例如，具有机车、动力分散式列车组、动车厢或动力车头的形式），也可包括非机动单元或轨道车辆（例如，具有客车或货车的形式）。此外，联接的列车组10的单元的数量至少在所述方法的角度上是任意的。

为可监测列车组10的完整性，在线路侧提供了线路装置110、120。相应的线路装置110、120可以例如是Symeo有限责任公司的地方定位雷达（Local Positioning Radar）的LPR基站。但也可使用另外的在其功能性上已知的雷达***。

根据附图中的实施例，线路装置110、120分别具有至少两个定向天线，所述天线沿轨道100的轴线在相反的方向上示出，以及具有用于控制以及数据处理的评估单元。在此，可提供冗余的部件设计，以提高可靠性。

列车组10的完整性的监测现在进行为使得由第一线路装置基于雷达确定距列车组10的一端的距离d1。在具体情况中，这发生为使得距离d1根据从第一线路装置110侧发出的主信号200的传播时间确定。在此，主信号200在所阐述的实施例中由车辆侧发送/接收装置40接收且评估，且然后通过发送辅助信号210被主动地应答。因为车辆侧发送/接收装置40的处理时间，即通过车辆侧发送/接收装置40接收主信号200和发送辅助信号210之间的时间在***内是已知的，所以现在可在第一线路装置110侧根据第一线路装置110侧发出的主信号200的传播时间或严格而言根据主信号200的发送和辅助信号210的接收之间的时间间隔来基于雷达确定列车组10的一端和第一线路装置110之间的距离。

以类似的方式，通过由第二线路装置120发送的主信号220和由车辆侧发送/接收装置50作为其应答而发出的辅助信号230，通过第二线路装置120基于雷达确定了列车组10的另一端和第二线路装置120之间的距离d2。

如此确定的距离d1、d2现在由各线路装置110、120传输到中央线路装置130。在此，相应的传输有线地或无线地、即基于无线电来进行。

由中央线路装置130现在根据所确定的距离d1、d2确定列车组10的长度的特征量。在此，在最简单的情况中，所述特征量可以是所确定的距离d1、d2的相加之和。只要这例如应要求基于沿线路100布置的线路装置的不同的间距，则此外在中央线路装置130侧可在确定特征量时考虑两个各线路装置110、120之间的间距。以此，实现了列车组10的长度以及列车组长度的特征量的直接确定。

通过线路装置110、120基于雷达确定距离d1、d2以及通过中央线路装置130由所确定的距离d1、d2确定特征量优选地周期地进行。在此，可通过中央线路装置130例如根据所确定的特征量与较早时刻确定的特征量的值或多个较早时刻确定的特征量的值的比较来监测列车组10的完整性。这意味着，中央线路装置130可例如由如下情况识别列车组10的分离，即距离d1、d2的相加之和得到的值与较早的相应的测量值的偏差大于容差范围。

作为其替代或补充，可通过中央线路装置130也根据所确定的特征量与额定值的比较来监测列车组10的完整性。在此，例如可由列车组10的车辆司机将相应的额定值在行驶开始时输入到相应的控制装置内，且例如作为辅助信号210或230内的另外的信息传输到线路装置110或120，且从该处进一步传输到中央线路装置130。作为其替代或补充，中央线路装置130可也从用于列车组编组计划的部署***（Dispositionssystem）接收到到各额定值。

应注意的是，也可基本上与前述实施例偏离，使得由车辆侧发送/接收装置40、50发出主信号，且由线路装置110、120通过刺激信号进行应答。这意味着，在此情况中，例如在使用地方定位雷达（Local Positioning Radars）的情况中，LPR基站通过车辆侧发送/接收装置给出，且收发器通过线路装置110、120给出。当然，相应的安排具有缺点，即，为监测完整性，在列车组10内必须进行对于测量到的各距离d1、d2的汇总。与图1的实施例相结合描述的方法以及相应的装置的特别的优点是根据雷达原理进行的距离d1、d2的测量对于干扰影响不敏感，例如对于污物、潮湿或雪不敏感。此外，也可在各列车组和各线路装置或中央线路装置之间传输另外的信息或数据。

在此情况中应注意的是，与附图的图示不同的是，线路装置110、120无需直接连结在中央线路装置130上。因此，例如可构思的是，根据分程传输的方式，将各信息从线路装置传递到相邻的线路装置，所述相邻的线路装置将相应的信息和数据直接传输到中央线路装置或为进行此传输在此将其传递到相邻的线路装置。这意味着，线路装置可有利地不仅用于线路和列车组之间的信息传输，而且用于单独的线路装置之间的信息传输，即沿线路的信息传输。

前述方法以及所述的装置提供了使用于线路空闲显示的传感器可完全地或至少很大程度上被替代的前提条件。在此，所提供的优点在于传输介质，即基于雷达的从线路装置110、120发出的通信通过信号传播时间也允许了位移和速度测量。通过取消用于线路空闲显示的相应的传感器，沿线路的布线费用且与之相关的相应的成本得以明显降低。

因为线路装置110、120相互可处于通信关系，所以此外线路装置110、120也可实现相互故障通报。所使用的传输原理有利地是多功能的，因此此外也可通过使用线路装置110、120以及车辆侧发送/接收装置40、50实现舒适性功能或安全性功能。

此外，作为优点可注意到布置在轨道内的且因此受到例如振动形式的高的机械载荷的部件的数量可总体上降低。以此，简化了安装过程，特别是在线路具有轨道或钢轨形式的

情况中。因此，在例如以道床捣固机处理线路上部建筑时，有利地拆除且在工作结束再次安装更少的部件。

Claims (18)

1.一种用于监测轨道列车组（10）的完整性的方法，

其特征在于，

-基于雷达确定列车组（10）的一端和第一线路装置（110）之间的距离（d1），

-基于雷达确定列车组（10）的另一端和第二线路装置（120）之间的距离（d2），

-由所确定的距离（d1、d2）确定列车组（10）长度的特征量，且

-根据所确定的特征量监测列车组（10）的完整性。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以所确定的距离（d1、d2）相加之和确定特征量。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过考虑两个线路装置（110、120）之间的间距确定特征量。

4.根据前述权利要求中一项所述的方法，其特征在于，基于雷达确定所述距离（d1、d2）以及根据所确定的距离（d1、d2）周期地确定特征量。

5.根据前述权利要求中一项所述的方法，其特征在于，根据所确定的特征量与较早时刻确定的特征量的值的比较或与多个较早时刻确定的特征量的值的比较来监测列车组（10）的完整性。

6.根据前述权利要求中一项所述的方法，其特征在于，根据所确定的特征量与额定值的比较来监测列车组（10）的完整性。

7.根据前述权利要求中一项所述的方法，其特征在于，根据各线路装置（110、120）侧发出的主信号（200、220）的传播时间分别确定所述距离（d1、d2）。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在各列车组（10）端部侧通过分别发送辅助信号（210、230）主动应答各主信号（200、220）。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，使用各主信号（200、220）和/或各辅助信号（210、230）在列车组（10）和各线路装置（110、120）之间传输信息。

10.一种用于监测列车组（10）的完整性的装置，

其特征在于，

所述装置包括至少一个第一线路装置（110）和至少一个第二线路装置（120），且所述装置被设计用于：

-基于雷达确定列车组（10）的一端和第一线路装置（110）之间的距离（d1），

-基于雷达确定列车组（10）的另一端和第二线路装置（120）之间的距离（d2），

-根据所确定的距离（d1、d2）确定列车组（10）长度的特征量，和

-根据所确定的特征量监测列车组（10）的完整性。

11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述装置被设计用于以所确定的距离（d1、d2）相加之和确定特征量。

12.根据权利要求10或11所述的装置，其特征在于，所述装置被设计用于通过考虑两个线路装置（110、120）之间的间距确定特征量。

13.根据权利要求10至12中一项所述的装置，其特征在于，所述装置被设计用于周期地基于雷达确定所述距离（d1、d2）以及根据所确定的距离（d1、d2）确定特征量。

14.根据权利要求10至13中一项所述的装置，其特征在于，所述装置被设计用于根据所确定的特征量与较早时刻确定的特征量的值的比较或与多个较早时刻确定的特征量的值的比较来监测列车组（10）的完整性。

15.根据权利要求10至14中一项所述的装置，其特征在于，所述装置被设计用于根据所确定的特征量与额定值的比较来监测列车组（10）的完整性。

16.根据权利要求10至15中一项所述的装置，其特征在于，所述装置被设计用于分别根据各线路装置（110、120）侧发出的主信号（200、220）的传播时间确定所述距离（d1、d2）。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述装置被设计用于在各列车组（10）端部侧通过分别发送辅助信号（210、230）来主动应答各发出的主信号（200、220）。

18.根据权利要求16或17所述的装置，其特征在于，所述装置被设计用于使用各主信号（200、220）和/或各辅助信号（210、230）在列车组(10)和各线路装置（110、120）之间传输信息。

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