DE19842248A1 - Sicherheitssystem für Schienenfahrzeuge - Google Patents
Sicherheitssystem für SchienenfahrzeugeInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem zur ganzheitlichen Überwachung einer Schienenstrecke und eines darauf fahrenden Schienenfahrzeugs, das mehrere dezentral verteilte, in sich geschlossene und untereinander in Verbindung stehende Meßkreise (1, 2, 3) mit unterschiedlichen Meßwertaufnehmern (5, 6, 7, 8) aufweist, an denen bei Aktivierung der Meßkreise (1, 2, 3) unabhängig voneinander unterschiedliche Ist-Parameter abgreifbar sind. Des weiteren weist das Sicherheitssystem eine oder mehrere zentrale Steuer- und Kontrolleinheiten auf, in denen diese Ist-Parameter mit Datenprofilen an Soll-Parametern verglichen werden, die für jeden Abschnitt der Schienenstrecke unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen baulichen Verhältnisse und der jeweils vorzuherrschenden betrieblichen Verhältnisse des Schienenfahrzeugs (4) erstellt und abgespeichert sind, um so ein zeitfolgerichtiges Einordnen der Ist-Parameter zur Rückverfolgung einer sowohl im Verlauf der Schienenstrecke als auch am Schienenfahrzeug (4) gegebenenfalls aufgetretenen Störungsursache zu ermöglichen und daraufhin in Echtzeit entsprechende Regelungs- und Steuerungsmaßnahmen einzuleiten.
Description
Vorliegende Erfindung betrifft ein Sicherheitssystem zur ganzheitlichen
Überwachung, Protokollierung und Automation einer Schienenstrecke
und eines darauf fahrenden Schienenfahrzeugs. In Grundzügen stellt die
Erfindung auch ein Sicherheitskonzept dar, das insbesondere für Hoch
geschwindigkeitszüge Anwendung finden kann.
Sicherheitskonzepte zur Überwachung des Schienenverkehrs beschrän
ken sich im wesentlichen auf ein selbsttätiges Sichern der Zugfahrt ge
gen Überfahren eines Haltesignals, gegen Nichtbeachten eines Warnsi
gnals oder auch gegen Überschreiten der zulässigen Fahrgeschwindig
keit. Hierbei unterscheidet man Punkt- und Liniensysteme. Bei dem
Punktüberwachungssystem kann die Zugfahrt nur an bestimmten Punk
ten beeinflußt werden, wie z. B. an Signalen oder Geschwindigkeitskon
trollstellen. Hier kommen beispielsweise Schienenkontakte zum Einsatz,
wie vom Spurkranz betätigte Fühlhebel, von der Radlast angesteuerte
Schienendurchbiegungskontakte oder magnetische Sensoren, bei denen
die vorüberrollenden Räder ein durch Dauermagnete erzeugtes magne
tisches Feld ändern, so daß ein polarisiertes Relais anspricht. Diese
nach dem Wechselstrom-Resonanzprinzip arbeitenden Sicherheitssy
steme haben weiteste Verbreitung gefunden, da sie örtlich keine Strom
quellen benötigen, wodurch sie für den Schienenfernverkehr besonders
geeignet sind. Die Liniensicherheitssysteme hingegen gestatten, die
Stellung ortsfester Signale über einen oder mehrere Blockabschnitte auf
den Zug zu übertragen, wobei zusätzliche Beeinflussungen ohne ortsfe
stes Signal ortsverbunden oder durch angehängte wegabhängige Ge
schwindigkeitskontrollen ausgeübt werden können.
Allen genannten Sicherheitssystemen ist zu eigen, daß sie ausgehend
von der Zugbildung und dem für die jeweilige Strecke definierten Fahr
plan den einwandfreien Verlauf der Fahrt kontrollieren. Zur sicheren
Durchführung einer Zugfahrt muß vorab bei der Zugbildung auf die Be
dingungen der Bahnanlagen der von dem Zug befahrenen Strecke, wie
z. B. Neigungsverhältnisse, Krümmungsverhältnisse, Tragfähigkeit des
Oberbaus usw., sowie auf die Beschaffenheit der Schienenfahrzeuge,
wie Achslast, Achsstand, Lauffähigkeit usw., und der Ladung hinsichtlich
Art und Verladeweise und letztendlich auch auf die Betriebsbedingungen
des Zuges, wie z. B. Höchstgeschwindigkeit und Bremsverhältnisse, ge
achtet werden. Hierbei richtet sich die zulässige Geschwindigkeit nach
den baulichen Verhältnissen der Strecke einerseits und nach den be
trieblichen Verhältnissen der Züge andererseits. So treten bei einem
schwer beladenen Güterzug andere Gesichtspunkte in den Vordergrund
als bei einem Hochgeschwindigkeitsreisezug. Aus dieser Vielzahl an zu
beachtenden Parametern bestimmt sich unter Berücksichtigung wirt
schaftlicher Überlegungen der Fahrplan eines Zuges, das heißt Ab
fahrts- und Ankunftszeiten, Beschleunigungs- und Bremsstreckenab
schnitte, zulässige Höchstgeschwindigkeiten usw.
Werden nun diese Fahrplancharakteristiken durch Sicherheitskonzepte
während der Fahrt eines Zuges überprüft, so ermöglichen sie jedoch
nicht die Detektion von Störungsursachen, die der Zug im Verlauf der
Fahrt erst passieren wird. Hierunter fallen beispielsweise Hindernisse
auf oder Defekte im Schienenkörper sowie der Oberleitung. Des weite
ren ermöglichen die vorstehend genannten Sicherheitskonzepte zwar die
Überprüfung der für den jeweiligen Streckenabschnitt vorzuherrschen
den Fahrgeschwindigkeit, jedoch nicht zusätzlich den einwandfreien be
trieblichen Zustand des Zuges während der Fahrt.
Ausgehend von dieser Problematik liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, ein ganzheitliches Sicherheitskonzept bereitzustel
len, das für alle Arten an Schienenfahrzeugen einerseits und für jede
beliebige Schienenstrecke andererseits den daraus ergebenden Bedin
gungen beliebig anpaßbar und anwendbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Sicherheitssystem
vor, das zur ganzheitlichen Überwachung einer Schienenstrecke und ei
nes darauf fahrenden Schienenfahrzeugs geeignet ist, indem es mehre
re dezentral verteilte und in sich geschlossene Meßkreise aufweist, die
untereinander in Verbindung stehen und jeweils einen oder mehrere
Meßorte mit unterschiedlichen Meßwertaufnehmern enthalten, an denen
bei Aktivierung dieser Meßkreise unabhängig voneinander unterschiedli
che Ist-Parameter abgreifbar sind. Des weiteren weist das Sicherheits
system gemäß der Erfindung eine oder mehrere zentrale Steuer- und
Kontrolleinheiten auf, in denen diese Ist-Parameter mit Datenprofilen an
Soll-Parametern verglichen werden, die für jeden Abschnitt der Schie
nenstrecke unter Berücksichtigung sowohl ihrer jeweiligen baulichen
Verhältnisse als auch der jeweils vorzuherrschenden betrieblichen Ver
hältnisse des Schienenfahrzeugs erstellt und abgespeichert sind, um so
ein zeitfolgerichtiges Einordnen der Ist-Parameter zur Rückverfolgung
einer sowohl im Verlauf der Schienenstrecke als auch am Schienenfahr
zeug selbst gegebenenfalls aufgetretenen Störungsursache zu ermögli
chen und daraufhin in Echtzeit entsprechende Regelungs- und Steue
rungsmaßnahmen einzuleiten.
Demzufolge beruht das Sicherheitssystem gemäß der Erfindung auf ei
nem in Echtzeit ablaufenden Vergleich gemessener Parameter mit ent
sprechenden Referenzdaten, die vorab beispielsweise über Testfahrten
für die jeweilige Schienenstrecke und das jeweilige Schienenfahrzeug
aufgenommen worden sind und ein unverkennbares, den einwandfreien
Verlauf der Zugfahrt wiedergebendes und daher zwingendes Datenprofil
darstellen. Jede Abweichung hiervon innerhalb gewisser sicher
heitstechnisch festzusetzender Toleranzgrenzen bedeutet eine Störung,
auf die dann entsprechend eingewirkt bzw. reagiert werden muß. Dies
umfaßt beispielsweise sofortige Bremsmanöver und Regelungsmaßnah
men hinsichtlich der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs.
Gemäß einer Ausgestaltung dieser Erfindung werden diese Referenz-
Datenprofile an unterschiedlichsten Parametern mittels der GPS (Global
Positioning System)-Ortsbestimmung, das heißt also satellitenunter
stützt, für jeden gefahrenen Streckenkilometer erstellt. Als Meßparame
ter lassen sich sämtliche physikalischen Größen vorstellen, die für eine
derartige Überwachung geeignet sind, wobei auch die unterschiedlich
sten Meßwertaufnehmer zum Einsatz kommen können.
In einer Ausgestaltung der Erfindung weist das Sicherheitssystem einen
internen Meßkreis auf, der im Schienenfahrzeug angeordnet ist, ebenso
wie mehrere, mindestens zwei externe Meßkreise, die im Bereich der zu
überwachenden Schienenstrecke in bestimmten Abständen ausgebildet
sind. Jeder sowohl interne als auch externe Meßkreis stellt eine in sich
geschlossene und eigenständig arbeitende Einheit dar, die untereinan
der zum Zwecke in Verbindung stehen, einen Datenaustausch zu er
möglichen und darüber hinaus die Ansteuerung bzw. Aktivierung, wie sie
in Abhängigkeit der vorgegebenen Fahrgeschwindigkeit zeitlich erfolgen
muß, in entsprechender Weise durchführen zu können.
Der interne Meßkreis weist einen oder mehrere akustische Sensoren an
sich bekannter Art auf, die der Messung von akustischen Schwingungen
dienen, die durch das Ablaufen der Schienenräder des Schienenfahr
zeugs im Schienenkörper durch den direkten Metallkontakt induziert
werden. Diese Sensoren befinden sich an der Unterseite des Schienen
fahrzeugs und sind idealerweise in unmittelbarer Nähe beider Schie
nenstränge und der Schienenräder des Schienenfahrzeugs angeordnet.
Als Schallsensoren, die entweder unmittelbar oder mittelbar, beispiels
weise über einen Luftspalt, mit dem Schienenkörper in Kontakt stehen
können, sind beispielsweise an sich bekannte elektrodynamische,
statische oder piezoelektrische Wandler als Mikrofone oder seismische
Aufnehmer vorstellbar. Für den jeweiligen Ort und die jeweilige Fahrtge
schwindigkeit erzeugen die Schienenräder des Schienenfahrzeugs ge
nau charakteristische Ablaufgeräusche. Weichen die aufgenommenen
Ablaufgeräusche von den vorzuherrschenden Soll-Schwingungswerten
ab, könnte dies als Indiz für eine Veränderung der Struktur in einem
Schienenrad herangezogen werden, da beispielsweise ein Riß im Gefü
ge eines Schienenrads ein anderes Ablaufgeräusch verursachen würde.
Die jeweils induzierten Ablaufgeräusche setzen sich als Körperschall in
beide Richtungen des Schienenkörpers mit einer Geschwindigkeit fort,
die höher als die Fahrtgeschwindigkeit ist. Dieser Körperschall kann nun
gemäß der vorliegenden Erfindung durch einen ersten externen Meß
kreis detektiert werden, der ebenfalls an sich bekannte, akustische Sen
soren aufweist, die unmittelbar am Schienenkörper selbst oder in direk
ter Nähe dazu angeordnet sind. Weicht dieser Körperschall entweder
von den für diesen Meßkreis vorgesehenen Soll-Werten oder von den im
internen Meßkreis am Schienenfahrzeug gemessenen Werten ab, kann
dies als Indiz herangezogen werden, daß in der Strecke des Schienen
körpers zwischen dem Schienenfahrzeug und dem ersten externen Meß
kreis eine Störungsursache vorliegt, die den induzierten Körperschall bei
seiner Ausbreitung behindert und entsprechend abändert. Dies ist bei
spielsweise der Fall, wenn der Schienenkörper Risse aufweist oder sich
ein Hindernis auf diesem befindet.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist dieser erste externe
Meßkreis zusätzlich akustische Sensoren am Fahrdraht der Versor
gungsoberleitung auf. Dieser Messung liegt das gleiche Prinzip der Kör
perschallausbreitung zugrunde, wobei die Induktion hier durch den
Stromabnehmer des Schienenfahrzeugs erfolgt. Die so aufgenommenen
Meßparameter können dann ebenfalls mit vorab erstellten Soll-
Parametern verglichen werden. Es ist auch möglich, die Sensoren am
Fahrdraht der Oberleitung in einem zum ersten externen Meßkreis sepa
raten externen Meßkreis einzugliedern.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das ganzheitliche Sicherheits
system einen zweiten, externen Meßkreis auf, der stationär an der Ver
sorgungsoberleitung zwischen einzelnen Einspeisungsabschnitten und
einem Umspannwerk ausgebildet ist. Dieser zweite externe Meßkreis
dient der Messung von sogenannten Stromabgabeprofilen, d. h. den je
weiligen Stromwerten, die das Schienenfahrzeug leistungsbedingt in den
jeweiligen Streckenabschnitten verbraucht, was neben den Kennwerten
des Antriebsaggregats des Schienenfahrzeugs von den durch den vor
gegebenen Fahrplan bedingten Beschleunigungs- und Verzögerungsab
schnitten einerseits und von der jeweiligen zulässigen Höchstgeschwin
digkeit andererseits abhängt. Die gemessenen Ist-Stromabgabeprofile
weichen beispielsweise dann von den Referenz-Stromabgabeprofilen ab,
wenn infolge eines höheren Abrollwiderstands, beispielsweise durch ein
defektes Schienenrad, zur Beibehaltung der vorgegebenen Geschwin
digkeit mehr Leistung und somit mehr Strom benötigt wird. Die Messung
selbst erfolgt über an sich bekannte,sensormagnetische Meßwandler.
Hier sind beispielsweise die aus der Fernwirktechnik bekannten Meß
brücken in Form von induktiven Spulen oder neuerdings die sogenann
ten Hall-Sonden zu nennen.
Zur Steuerung, Protokollierung, Überwachung und Automation müssen
die Meßparameter aus den unterschiedlichsten Meßkreisen gesammelt
und mit den jeweiligen Referenz-Datenprofilen in Echtzeit korreliert wer
den, um im Bedarfsfall notwendige Schritte einleiten zu können. Hierzu
weist das Sicherheitssystem gemäß der Erfindung eine oder mehrere
zentrale Kontroll- bzw. Steuereinheiten auf, die nach dem neuesten
Stand der Technik entsprechend computerunterstützt arbeiten. Ihrer Po
sitionierung innerhalb des Systems sind keine Grenzen gesetzt, so las
sen sie sich entweder intern im Schienenfahrzeug direkt und/oder ex
tern, also stationär zu diesem, beispielsweise in einem Stellwerk, anord
nen. Zur Übertragung der unterschiedlichen Meßparametern sind sämtli
che technischen Übertragungsmöglichkeiten denkbar, wie beispielsweise
eine Übertragung über Funk oder fernwirktechnisch über den Fahrdraht
selbst.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, die exter
nen Meßkreise mit LON-Strukturen auszustatten, die zusätzlich "lernen
de" Einheiten aufweisen können, d. h. also mikroprozessorgesteuerte
Einheiten, die unter Umständen bereits direkte Stellaktionen am Meßort
ausführen können.
Eine Echtzeit-Überwachung bzw. -Steuerung ist nur möglich, wenn das
ganzheitliche Sicherheitssystem gemäß der vorliegenden Erfindung
rechnergestützt arbeitet. Hierzu werden die externen Meßkreise mit ih
ren jeweiligen Meßwertaufnehmern als ein dem Schienenfahrzeug vor
ausfahrendes, sozusagen virtuelles Kontrollfahrzeug simuliert. Hierbei
bestimmt der Abstand zwischen dem Schienenfahrzeug und diesem
Kontrollfahrzeug jeweils die Aktivierung der externen Meßkreise, d. h.,
daß jeweils immer nur diejenigen externen Meßkreise zur Messung akti
viert werden, die in einem bestimmten Abstand zum fahrenden Schie
nenfahrzeug in Abhängigkeit von dessen jeweiliger Fahrgeschwindigkeit
entfernt liegen. Erfindungsgemäß soll dieser Abstand mindestens derje
nigen Strecke entsprechen, die im Störfall das Schienenfahrzeug für ei
nen ausreichenden Bremsweg benötigen würde. Zur Aufnahme der Re
ferenzdaten für eine jeweilige Schienenstrecke ließe sich, analog zum
virtuellen Kontrollfahrzeug, ein wirkliches, robotergestütztes Fahrzeug
heranziehen, das die Schienenstrecke in einem bestimmten Abstand
zum Schienenfahrzeug abfährt und über entsprechende Meßwertauf
nehmer in der Nähe des Schienenkörpers und an dessen Stromabneh
mer so Datenprofile erstellt, die dann im Anschluß herangezogen wer
den können, die genaue Lagebestimmung der dann stationär am Schie
nenkörper bzw. Fahrdraht anzubringenden Sensoren festzulegen.
Die Erfindung verdeutlicht, daß die Kombination aus unterschiedlichen
Meßkreisen, die jeweils unterschiedliche physikalische Meßparameter
aufnehmen können, geeignet ist, individuell für eine Schienenstrecke
und für ein Schienenfahrzeug eine ganzheitliche Überwachung zu er
möglichen, da Referenz-Datenprofile den einwandfreien und sicheren
Verlauf einer vorgegebenen Zugfahrt widerspiegeln.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher veran
schaulicht. Diese zeigt in
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Sicherheitssystems
gemäß der Erfindung mit dem virtuellen Kontrollfahrzeug,
wie es als Rechnermodell dient.
Das Sicherheitssystem weist drei dezentral verteilte Meßkreise 1, 2 und
3 auf, die hier als schematische Einheiten gestrichelt wiedergegeben
sind. Die Meßkreise 1, 2 und 3 sind jeweils in sich geschlossen und ar
beiten eigenständig, stehen jedoch untereinander, beispielsweise über
Funk, zum Austausch von Daten in Verbindung. Ein interner Meßkreis 1
befindet sich im fahrenden Schienenfahrzeug 4 und weist mehrere aku
stische Sensoren 5 auf, die den durch die Schiebenräder des Schie
nenfahrzeugs 4 induzierten Körperschall 11 im Schienenkörper 9 auf
nehmen.
Dieser Körperschall breitet sich mit entsprechender Schallgeschwindig
keit im Schienenkörper 9 vom Schienenfahrzeug 4 weg aus, da die
Schallausbreitungsgeschwindigkeit in Metall weitaus höher ist, als die
Fahrgeschwindigkeit dieses Schienenfahrzeugs 4. Der sich so ausbrei
tende Körperschall 12 wird in einem ersten, externen Meßkreis 2 über
entsprechende, akustische Sensoren 6 gemessen. Im Rechnermodell
sind diese am virtuellen Kontrollfahrzeug 15 angeordnet, finden sich in
der praxisrelevanten Ausführung jedoch in bestimmten Abständen sta
tionär am Schienenkörper 9 fixiert. Das Modell des virtuellen Kontroll
fahrzeugs 15 dient dazu, den jeweils aktivierten, externen Meßkreis 2 zu
veranschaulichen, d. h. immer nur denjenigen Meßkreis, der in einem
bestimmten Abstand X zum fahrenden Schienenfahrzeug 4 liegt. Hierbei
soll der Abstand X jeweils mindestens dem benötigten Bremsweg ent
sprechen. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß bei einer höheren
Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 4 dieser Abstand X größer
ist und folglich der jeweils aktivierte, erste, externe Meßkreis 2 zum
Schienenfahrzeug 4 weiter entfernt liegt, als bei einer geringeren Fahr
geschwindigkeit.
In analoger Weise erfolgt die akustische Messung der Schwingungen 13
des Fahrdrahts 10 der Versorgungsoberleitung, an dem sich in der pra
xisrelevanten Ausführung ebenfalls in bestimmten Abständen stationär
mehrere Sensoren 7 befinden, die im hier gezeigten, virtuellen Modell am
virtuellen Stromabnehmer des Kontrollfahrzeugs 15 dargestellt sind.
Der zweite, externe Meßkreis 3 ist stationär an einzelnen Einspeisungs
abschnitten 14 der Versorgungsoberleitung ausgebildet. Dessen Aktivie
rung ist auf das fahrende Schienenfahrzeug 4 direkt abgestimmt und
erfolgt, wenn dieses mit einem seiner Stromabnehmer 16 den Einspei
sungsabschnitt 14 passiert. In diesem zweiten externen Meßkreis 3 wer
den Stromabgabeprofile gemessen, d. h. die jeweils zeitlich abgegebe
nen Stromwerte, die das Schienenfahrzeug 4 in dem jeweiligen Strec
kenabschnitt, in dem der Einspeisungsabschnitt 14 liegt, in Abhängigkeit
der Leistungsaufnahme des Antriebsaggregats benötigt. Dies hängt so
mit von Beschleunigungs- und Bremsmanövern sowie allgemein von der
konstanten Fahrgeschwindigkeit ab. Der Meßkreis 3, der zwischen dem
Einspeisungsabschnitt 14 und einem Umspannwerk 17 liegt, weist einen
oder mehrere sensormagnetische Meßwandler 8 auf, die in an sich be
kannter Art und Weise eine Messung der gewünschten Stromabgabe
profile ermöglichen.
Die in den Meßkreisen 1, 2 und 3 jeweils gemessenen Ist-Parameter
werden, nachdem sie über entsprechende Datenübertragungsleitungen
bzw. -mechanismen, wie Funk, übermittelt wurden, in Kontroll- und
Steuereinheiten, die in der Fig. 1 nicht dargestellt sind, mit jeweiligen
Soll-Parametern in Echtzeit verglichen. Die Kontroll- und Steuereinhei
ten sind zentral, beispielsweise im Schienenfahrzeug 4 direkt oder in ei
nem separaten Stellwerk angeordnet. Über einen derartigen Vergleich
lassen sich bei Abweichungen in den Ist-Parameterprofilen sofortige
Störungsursachen erkennen, so daß dann entsprechende Schritte, wie
unverzügliches Bremsen oder Regeln der Fahrgeschwindigkeit des
Schienenfahrzeugs 4, eingeleitet werden können. Gemäß der Erfindung
ist für eine jeweilige Schienenstrecke und einem jeden darauf fahrenden
Schienenfahrzeug 4 ein Referenz-Datenprofil an Soll-Parametern zuge
ordnet, das in den zentralen Kontroll- bzw. Steuereinheiten aufgerufen
wird, wenn sich das Schienenfahrzeug 4 mit seiner jeweiligen Zugnum
mer im Sicherheitssystem anmeldet.
Das Sicherheitssystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist nicht auf
die drei Meßkreise 1, 2 und 3 beschränkt, sondern kann beliebig viele
interne und externe Meßkreise beinhalten, die jeweils physikalisch un
terschiedliche Meßparameter aufnehmen können, so daß dieses Sicher
heitskonzept in der jeweils geeignetsten Weise den jeweiligen Erforder
nissen der zu überwachenden Schienenstrecke angepaßt werden kann.
Claims (12)
1. Sicherheitssystem zur ganzheitlichen Überwachung einer
Schienenstrecke und eines darauf fahrenden Schienenfahrzeugs,
gekennzeichnet durch
mehrere dezentral verteilte und in sich geschlossene Meßkreise (1; 2, 3), die untereinander in Verbindung stehen und jeweils einen oder mehrere Meßorte mit unterschiedlichen Meßwertaufnehmern aufweisen, an denen bei Aktivierung der Meßkreise (1; 2, 3) unabhängig voneinander unterschiedliche Ist-Parameter abgreifbar sind, und durch
eine oder mehrere zentrale Steuer- und Kontrolleinheiten, in denen diese Ist-Parameter mit Datenprofilen an Soll-Parametern verglichen werden, die für jeden Abschnitt der Schienenstrecke unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen baulichen Verhältnisse und der jeweils vorzuherrschenden betrieblichen Verhältnisse des Schienenfahrzeugs (4) erstellt und abgespeichert sind, um so ein zeitfolgerichtiges Einordnen der Ist-Parameter zur Rückverfolgung einer sowohl im Verlauf der Schienenstrecke als auch am Schienenfahrzeug (4) gegebenenfalls aufgetretenen Störungsursache zu ermöglichen und daraufhin in Echtzeit entsprechende Regelungs- und Steuerungsmaßnahmen einzuleiten.
mehrere dezentral verteilte und in sich geschlossene Meßkreise (1; 2, 3), die untereinander in Verbindung stehen und jeweils einen oder mehrere Meßorte mit unterschiedlichen Meßwertaufnehmern aufweisen, an denen bei Aktivierung der Meßkreise (1; 2, 3) unabhängig voneinander unterschiedliche Ist-Parameter abgreifbar sind, und durch
eine oder mehrere zentrale Steuer- und Kontrolleinheiten, in denen diese Ist-Parameter mit Datenprofilen an Soll-Parametern verglichen werden, die für jeden Abschnitt der Schienenstrecke unter Berücksichtigung ihrer jeweiligen baulichen Verhältnisse und der jeweils vorzuherrschenden betrieblichen Verhältnisse des Schienenfahrzeugs (4) erstellt und abgespeichert sind, um so ein zeitfolgerichtiges Einordnen der Ist-Parameter zur Rückverfolgung einer sowohl im Verlauf der Schienenstrecke als auch am Schienenfahrzeug (4) gegebenenfalls aufgetretenen Störungsursache zu ermöglichen und daraufhin in Echtzeit entsprechende Regelungs- und Steuerungsmaßnahmen einzuleiten.
2. Sicherheitssystem nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
einen internen Meßkreis (1) im Schienenfahrzeug (4), und durch
mehrere, externe Meßkreise (2, 3), die im Bereich der gesamten
Schienenstrecke in bestimmten Abständen ausgebildet sind.
3. Sicherheitssystem nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der interne Meßkreis (1) einen oder mehrere akustische
Sensoren (5) zur Messung von akustischen Schwingungen (11)
aufweist, die im Schienenkörper (9) durch das Ablaufen der
Schienenräder des Schienenfahrzeugs (4) induziert werden.
4. Sicherheitssystem nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch
einen ersten externen Meßkreis (2), der einen oder mehrere
akustische Sensoren (6) am Schienenkörper (9) zur Messung von
akustischen Schwingungen (12) aufweist, die im Schienenkörper (9)
durch das Ablaufen der Schienenräder des Schienenfahrzeugs (4)
induziert werden und sich durch diesen vom Schienenfahrzeug (4)
weg ausbreiten.
5. Sicherheitssystem nach Anspruch 4
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste externe Meßkreis (2) zusätzlich einen oder mehrere
akustische Sensoren (7) am Fahrdraht (10) der
Versorgungsoberleitung zur Messung von akustischen
Schwingungen (13) aufweist, die im Fahrdraht (10) durch das
Schleifen des Stromabnehmers des Schienenfahrzeugs (4) induziert
werden und sich durch diesen vom Schienenfahrzeug (4) weg
ausbreiten.
6. Sicherheitssystem nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch
einen zweiten externen Meßkreis (3), der stationär an einzelnen
Einspeisungsabschnitten (14) der Versorgungsoberleitung
ausgebildet ist.
7. Sicherheitssystem nach Anspruch 6,
gekennzeichnet durch
einen oder mehrere sensormagnetische Meßwandler (8) zur
Messung von Stromabgabeprofilen, die die jeweils vorherrschende
Leistungsaufnahme des Schienenfahrzeugs (4) wiedergeben.
8. Sicherheitssystem nach den Ansprüchen 4 und 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Aktivierung des ersten externen Meßkreises (2) zeitlich so
bestimmt ist, daß der Abstand (X) zwischen dem jeweils aktivierten
externen Meßkreis (2) und dem fahrenden Schienenfahrzeug (4) in
Abhängigkeit von dessen jeweiliger Fahrtgeschwindigkeit stets
gerade derjenigen Bremsstrecke entspricht, die das
Schienenfahrzeug (4) im Fall der Detektion einer Störungsursache
durch den jeweils aktivierten, externen Meßkreis (2) mindestens
benötigt.
9. Sicherheitssystem nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der erste externe Meßkreis (2) in ein Rechnermodell integriert
ist, wobei dessen Aktivierung durch ein dem Schienenfahrzeug (4)
im bestimmten Bremsabstand (X) vorausfahrendes, virtuelles
Kontrollfahrzeug (15) dargestellt ist.
10. Sicherheitssystem nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die zentralen Kontroll- und Steuereinheiten entweder intern im
Schienenfahrzeug (4) und/oder extern, also stationär zum
fahrenden Schienenfahrzeug (4), angeordnet sind.
11. Sicherheitssystem nach den Ansprüchen 4 und 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die externen Meßkreise (2, 3) LON-Strukturen mit "lernenden"
Einheiten aufweisen.
12. Sicherheitssystem nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erstellung von Datenprofilen sämtliche gemessenen
Parameter mit einer GPS-Ortsbestimmung des Schienenfahrzeugs
(4) für jeden gefahrenen Streckenkilometer korreliert sind.
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DE19842248A DE19842248A1 (de) | 1998-09-15 | 1998-09-15 | Sicherheitssystem für Schienenfahrzeuge |
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DE (1) | DE19842248A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012042260A1 (en) * | 2010-09-28 | 2012-04-05 | Westinghouse Brake And Signal Holdings Limited | Condition monitoring of railway equipment |
DE102010041715A1 (de) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Überwachungseinrichtung für ein Kettenwerk einer Oberleitungsanlage |
-
1998
- 1998-09-15 DE DE19842248A patent/DE19842248A1/de not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012042260A1 (en) * | 2010-09-28 | 2012-04-05 | Westinghouse Brake And Signal Holdings Limited | Condition monitoring of railway equipment |
DE102010041715A1 (de) * | 2010-09-30 | 2012-04-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Überwachungseinrichtung für ein Kettenwerk einer Oberleitungsanlage |
EP2621753B1 (de) * | 2010-09-30 | 2018-05-02 | Siemens Aktiengesellschaft | Überwachungseinrichtung für ein kettenwerk einer oberleitungsanlage |
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