DE19940350C2 - Verfahren und Anordnung zur Überwachung des Fahrdrahtes einer Fahrtstrecke für elektrisch antreibbare Schienenfahrzeuge - Google Patents
Verfahren und Anordnung zur Überwachung des Fahrdrahtes einer Fahrtstrecke für elektrisch antreibbare SchienenfahrzeugeInfo
- Publication number
- DE19940350C2 DE19940350C2 DE1999140350 DE19940350A DE19940350C2 DE 19940350 C2 DE19940350 C2 DE 19940350C2 DE 1999140350 DE1999140350 DE 1999140350 DE 19940350 A DE19940350 A DE 19940350A DE 19940350 C2 DE19940350 C2 DE 19940350C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- image recording
- rail vehicle
- contact wire
- recording unit
- distance
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims description 16
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 30
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 12
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000010409 ironing Methods 0.000 claims description 4
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 2
- 230000003340 mental effect Effects 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 238000011895 specific detection Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L23/00—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
- B61L23/04—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for monitoring the mechanical state of the route
- B61L23/041—Obstacle detection
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60M—POWER SUPPLY LINES, AND DEVICES ALONG RAILS, FOR ELECTRICALLY- PROPELLED VEHICLES
- B60M1/00—Power supply lines for contact with collector on vehicle
- B60M1/12—Trolley lines; Accessories therefor
- B60M1/28—Manufacturing or repairing trolley lines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L2205/00—Communication or navigation systems for railway traffic
- B61L2205/04—Satellite based navigation systems, e.g. global positioning system [GPS]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Current-Collector Devices For Electrically Propelled Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung
des Fahrdrahtes einer Fahrtstrecke für elektrisch an
treibbare Schienenfahrzeuge mit den im Oberbegriff
des Anspruchs 1 genannten Merkmalen und eine Anord
nung zur Überwachung des Fahrdrahtes mit den im Ober
begriff des Anspruchs 16 genannten Merkmalen.
Es ist bekannt, elektrisch antreibbare Schienenfahr
zeuge zur Elektroenergieversorgung mit wenigstens ei
nem sogenannten Stromabnehmer auszustatten und dessen
Kontaktleiste in permanenten Anlagekontakt mit einem
im wesentlichen parallel zur Schiene angeordneten
Fahrdraht zu bringen. Der Fahrdraht ist über ein Ket
tenwerk längs der Schiene gespannt, wobei dieser zur
Verminderung eines Verschleißes des Stromabnehmers in
Fahrtrichtung alternierend unter einem Winkel ver
läuft. Durch äußere Einflüsse können Hindernisse in
den Fahrdraht gelangen, so daß durch einen das Hin
dernis aufnehmenden Stromabnehmer erhebliche Schäden
entstehen können. Derartige Hindernisse können beispielsweise
von zufällig in den Fahrdraht gelangenden
Gegenständen (Äste oder dergleichen), von mutwillig
in den Fahrdraht gelangenden Gegenständen (Wurfanker
oder dergleichen) oder von durch technische Defekte
in den Fahrdraht gelangenden Gegenständen (herabhän
gende Teile des Kettenwerkes oder von Tragelementen
des Kettenwerkes) gebildet sein. Aufgrund relativ
hoher Geschwindigkeiten, mit denen die elektrisch an
treibbaren Schienenfahrzeuge die Fahrstrecke passie
ren, kann von einem Triebfahrzeugführer nicht jedes
Hindernis rechtzeitig erkannt werden. Auch können
derartige Hindernisse relativ klein sein, so daß ein
rechtzeitiges Erkennen - das ein sogenanntes Abbügeln
des Stromabnehmers vor Erreichen des Hindernisses er
möglicht - nicht gegeben ist.
Um eine unabhängig von einem Triebfahrzeugführer
durchzuführende Erkennung von Hindernissen im Fahr
draht zu ermöglichen, sind bereits automatische De
tektionseinrichtungen vorgeschlagen worden. Diese um
fassen beispielsweise entlang der Fahrtstrecke fest
installierte Überwachungssysteme, die bei Erkennen
eines Hindernisses ein Alarmsignal generieren. Derar
tige Überwachungssysteme basieren beispielsweise auf
dem Erfassen von Schwingungen des Fahrdrahtes, indem
der Umstand ausgenutzt wird, daß ein auf den Fahr
draht fallender Gegenstand dieses zum Schwingen an
regt. Diese Schwingungen bereiten sich wellenförmig
aus und können durch entsprechende Detektoren erfaßt
werden. Neben dem erheblichen Aufwand, der mit der
Installation eines derartigen Überwachungssystemes
entlang der ganzen elektrisch befahrbaren Strecke
notwendig ist, liegt eine relativ hohe Fehlerquote
vor, da infolge von anderen Einflüssen, beispielswei
se Wind, Schneelast oder dergleichen, auftretende
Schwingungen nicht selektiert werden können.
Aus DE 195 38 022 C1 ist eine Vorrichtung
zur Steuerung eines Schienenfahrzeuges bekannt,
die eine Bilderfassungseinrichtung zum visuellen
Erfassen der momentanen Streckenumgebung
einschließlich der am momentanen Streckenabschnitt
vorhandenen Signalanlagen sowie eine Bildauswerte
einrichtung zum Verarbeiten der von der Bild
erfassungseinrichtung erfaßten Bilder umfasst, um
in den Bildern enthaltene Signalanlagen sowie
deren momentanen Signalzustand zu erfassen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zu schaffen, mit
dem in einfacher und sicherer Weise am Fahrdraht sich
befindende Gegenstände erkannt werden können. Ferner
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anord
nung der gattungsgemäßen Art anzugeben, mittels der
eine sichere Erkennung von Hindernissen im Fahrdraht
möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfah
ren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst.
Dadurch, daß der Fahrdraht vor dem Schienenfahrzeug
von einer schienenfahrzeugfesten Bildaufzeichnungs
einheit erfaßt, die momentanen Bildaufnahmen mit aufgenommenen und abgespeicherten
erwarteten Bildaufnahmen verglichen werden und bei
Abweichung der momentanen Bildaufnahme von der
erwarteten Bildaufnahme ein Antrieb des Stromab
nehmers aktiviert wird, läßt sich in einfacher und
sicherer Weise über eine Bildauswertung beziehungs
weise Bildverarbeitung das Vorhandensein eines Hin
dernisses im Fahrdraht sicher detektieren. Eine der
artige optische Hinderniserkennung wird schienenfahr
zeuggebunden durchgeführt, so daß sich der Aufwand
gegenüber einer ortsfesten Überwachung erheblich re
duziert. Durch die schienenfahrzeuggebundene optische
Hinderniserkennung ist darüber hinaus die Befehls
kette zum Aktivieren des Stromabnehmers, das heißt zu
dessen Abbügeln bei Erkennen eines Hindernisses, in
sicherer und einfacher Weise beherrschbar.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorge
sehen, daß der Fahrdraht in einer Entfernung vor dem
Schienenfahrzeug überwacht wird, die abhängig von ei
ner Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeuges und
einer Reaktionszeit des Komparators der momentanen
Bildaufnahme mit der erwarteten Bildaufnahme sowie
des Antriebes des Stromabnehmers ist. Hierdurch wird
sichergestellt, daß bei Erkennen eines Hindernisses
rechtzeitig der Stromabnehmer des Schienenfahrzeuges
abgebügelt werden kann, so daß selbst bei noch aus
rollendem Schienenfahrzeug der Stromabnehmer das Hin
dernis nicht erfaßt und somit Schäden vermieden wer
den. Die Entfernung, in der der Fahrdraht vor dem
Schienenfahrzeug überwacht wird, kann entweder in Ab
hängigkeit der maximal möglichen Geschwindigkeit des
Schienenfahrzeuges oder bevorzugterweise in Abhängig
keit der momentanen Geschwindigkeit des Schienenfahr
zeuges eingestellt werden. Je höher die Geschwindig
keit des Schienenfahrzeuges, um so größer ist die
Entfernung des Überwachungsbereiches des Fahrdrahtes
zu wählen. Die Einstellung der Entfernung der Überwa
chung des Fahrdrahtes kann in einfacher Weise durch
eine schwenkbar auf dem Schienenfahrzeug angeordnete
Bildaufnahmeeinrichtung (Kamera) erfolgen. Entspre
chend einem Anstellwinkel der optischen Achse der Ka
mera zur Längserstreckung des Fahrweges, läßt sich
der Überwachungsbereich vor dem Schienenfahrzeug in
einfacher Weise variieren.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung
ist vorgesehen, daß ein in Fahrtrichtung liegender
Überwachungsbereich mit einer Entfernungsinformation
zur Lagebestimmung eines Hindernisses verknüpft wird.
Hierdurch läßt sich neben der Erkennung des Hinder
nisses durch die Bildverarbeitung gleichzeitig die
momentane Entfernung von dem Schienenfahrzeug ermit
teln. Hierdurch kann insbesondere zwischen großen und
kleinen Hindernissen unterschieden werden, da auf
grund unterschiedlicher Entfernungen von dem Schie
nenfahrzeug mittels der schienenfahrzeugfesten Bild
aufzeichnungseinheit weiter entfernte große Hinder
nisse in gleicher Größe erkannt werden wie näher lie
gende kleine Hindernisse. Insbesondere auch in Kur
venfahrten ist die Verknüpfung der momentanen Bild
aufnahme mit einer Entfernungsinformation sinnvoll,
da so eventuell erkannte Hindernisse, die von der
Bildaufzeichnungseinheit erfaßt werden, jedoch nicht
im Bereich des Fahrdrahtes liegen, eliminiert werden
können. Die Entfernungsinformation kann vorzugsweise
durch einen schienenfahrzeugfesten Entfernungssensor
oder ortsfeste Markierungen gewonnen werden.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung
ist vorgesehen, daß die erwartete Bildaufnahme - zum
Vergleich mit der momentanen Bildaufnahme - aus abge
speicherten Streckendaten abgeleitet wird. Hierdurch
läßt sich durch einmaliges Abspeichern einer von Hin
dernissen freien Bildaufnahme des Fahrdrahtes die
Vergleichsaufnahme erzielen. Insbesondere, wenn be
vorzugt die erwartete Bildaufnahme aus den abgespei
cherten Streckendaten in Abhängigkeit eines Positionssignales
abgerufen wird, wird vorteilhaft mög
lich, tatsächlich die aktuell erwartete Bildaufnahme
zum Vergleich mit der momentanen Bildaufnahme zur
Verfügung zu stellen. Das Positionssignal kann be
vorzugt durch eine satellitengestützte Ortung (GPS)
bereitgestellt werden. So läßt sich eine sehr exakte
Positionsbestimmung des Schienenfahrzeuges ermögli
chen und die entsprechend der momentanen Position des
Schienenfahrzeuges erwartete Bildaufnahme bereit
stellen.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung
ist vorgesehen, daß bei Kurvenfahrten des Schienen
fahrzeuges die Bildaufnahmeeinheit dem Streckenver
lauf nachführbar ist. So läßt sich auch in relativ
engen Kurvenradien jederzeit eine sichere Überwachung
des Fahrdrahtes in ausreichender Entfernung vor dem
Schienenfahrzeug erzielen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe ferner durch eine
Anordnung mit den im Anspruch 16 genannten Merkmalen
gelöst. Dadurch, daß eine schienenfahrzeugfeste opti
sche Bildaufzeichnungseinheit zum Erfassen eines vor
dem Schienenfahrzeug liegenden Detektionsbereiches
vorgesehen ist, die eine momentane Bildaufnahme einer
Auswerteeinheit zum Vergleich mit einer erwarteten
Bildaufnahme zur Verfügung stellt und eine Steuer
einrichtung zum Betätigen eines Antriebes eines
Stromabnehmers mit einem von der Auswerteeinheit ge
nerierbaren Steuersignal beaufschlagbar ist, lassen
sich in einfacher Weise Komponenten in ein Schienen
fahrzeug integrieren, mittels denen eine sichere Hinderniserkennung
am Fahrdraht möglich ist. Durch eine
automatische, insbesondere mikroprozessorgesteuerte
Abarbeitung des Vergleiches der momentanen Aufnahme
mit der erwarteten Aufnahme, werden menschliche Feh
ler bei der Hinderniserkennung ausgeschlossen. Somit
kann mit hoher Sicherheit und relativ geringem Bau
geräteaufwand eine Hinderniserkennung schienenfahr
zeuggebunden erfolgen.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung er
geben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen
genannten Merkmalen.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispie
len anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläu
tert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Anordnung zur Über
wachung des Fahrdrahtes und
Fig. 2 ein Blockschaltbild zur automatischen
Hinderniserkennung in Fahrdrähten.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Schienenfahrzeug 10,
beispielsweise ein Triebfahrzeug eines Zuges. Das
Schienenfahrzeug 10 ist elektrisch antreibbar, wobei
eine Stromversorgung über einen angedeuteten Stromab
nehmer 12 erfolgt, dessen Bügel in Anlagekontakt mit
einem Fahrdraht 14 steht. Eine lichte Höhe h zwischen
Oberkante des Schienenfahrzeuges 10 und Fahrdraht 14
beträgt zirka 2 m. Der Fahrdraht 14 ist an im einzel
nen nicht dargestellte Maste über ein Kettenwerk aufgehängt,
so daß dieser in Fahrtrichtung 16 des Zuges
im wesentlichen parallel zu einer Fahrschiene 18 ver
läuft.
Das Schienenfahrzeug 10 besitzt eine - hier lediglich
angedeutete - Bildaufzeichnungseinheit 20 (nachfol
gend auch Kamera 20 genannt). Ein Objektiv der Kamera
20 ist in Fahrtrichtung 16 gerichtet. Ein Abbildungs
bereich der Kamera 20 wird durch symmetrisch zur op
tischen Achse verlaufende Linien 22 beziehungsweise
24 bestimmt, die unter einem Winkel α beziehungswei
se β zu einer in Fahrtrichtung 16 verlaufenden Hori
zontalen 26 verlaufen. Ein Detektionsbereich 27 der
Kamera 20 ergibt sich durch einen Schnittpunkt 28 der
Linie 24 und einen Schnittpunkt 30 der Linie 22 mit
dem Fahrdraht 14. Ein Mittelpunkt 32 des Detektions
bereiches 27 liegt somit in einer Entfernung g von
der Kamera 20.
Um mittels der Kamera 20 eine Überwachung des Fahr
drahtes 14 auf eventuell vorhandene Hindernisse
durchführen zu können, gelten folgende Bedingungen:
g = vS.(tAbbügel + tVerarbeitung),
wobei vS die Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeu
ges 10, tAbbügel die maximale Abbügelzeit des Strom
abnehmers 12 und tVerarbeitung die Signalverarbeitung
zur Bilderkennung eines Hindernisses ist. Bei Hoch
geschwindigkeitszügen liegt die Geschwindigkeit vS
beispielsweise bei 330 km/h, das entspricht 91,66 m/s,
die Zeit tAbbügel beträgt zirka 1 s und die Zeit
tVerarbeitung zirka 0,1 s. Hieraus ergibt sich eine
Entfernung g, in der die Überwachung des Fahrdrahtes
14 erfolgen muß, von zirka 100 m.
Bei der Kamera 20 handelt es sich beispielsweise um
eine digitale CCD-Kamera mit einer Standardauflösung
von zirka 1000 × 1000 Pixel pro cm2. Die Kamera 20
kann beispielsweise eine digitale 2D beziehungsweise
3D aufzeichnende Kamera sein. Um Sachschäden durch
einen in einen Gegenstand (Hindernis) fahrenden
Stromabnehmer 12 zu vermeiden, sollen die Gegenstände
ab einer Größe von zirka 1 cm erkennbar sein. Daraus
ergibt sich, daß bei einer durchschnittlichen Pixel
größe von 10 µm ein in einer Entfernung g von 100 m
vorhandener Gegenstand mit der Größe von 1 cm zirka
5 Pixel der Kamera 20 überstreicht. Hieraus resul
tiert eine Vergrößerung V der Kamera 20:
wobei B die Bildgröße und G die Gegenstandsgröße ist.
Bei einer Vergrößerung V = 0,005 und einer Entfernung
g = 100 m muß eine Brennweite f gemäß der Beziehung
betragen.
Der mittels eines derartigen Objektives (Teleobjek
tiv) in einer Entfernung g von 100 m zu überwachende
Bereich (Fläche quer zur Fahrtrichtung 16) beträgt
zirka 2 m × 2 m. Da die Breite des Bügels des Strom
abnehmers 12 standardmäßig 1,20 m beträgt, ist ein
derartiger Überwachungsbereich ausreichend. Die Länge
LZ des Überwachungsbereiches 27 in Fahrtrichtung 16
ergibt sich aus der Beziehung:
Es wird deutlich, daß der Überwachungsbereich 27 in
einer quer zur Fahrtrichtung 16 liegenden Ebene (Lx ×
Ly) relativ eingegrenzt ist (zirka 2 m × 2 m), jedoch
in Fahrtrichtung 16 (Länge LZ) größer ist als der Ab
stand g des Schienenfahrzeuges von dem Mittelpunkt 32
des Überwachungsbereiches 27. Somit können gemäß den
erläuterten Größenverhältnissen Gegenstände vor dem
Schienenfahrzeug 10 detektiert werden, die zwischen
33,5 m und 166,5 m vor der Kamera 12 liegen (von
g - 1/2LZ bis g + 1/2LZ).
Um innerhalb der Länge LZ des Detektionsbereiches 27
einen Gegenstand exakt zu definieren, ist an dem
Schienenfahrzeug 10 ein hier lediglich angedeuteter
Entfernungssensor 34 vorgesehen, mittels dem ein mit
der Kamera 20 erfaßter Gegenstand in seiner tatsäch
lichen Entfernung vom Schienenfahrzeug 10 eingestuft
werden kann. Der Entfernungssensor 34 arbeitet bei
spielsweise mittels Laserlicht, Radar oder dergleichen.
Durch Zusammenwirken der Kamera 20 mit dem Ent
fernungssensor 34 wird somit eine exakte Lokalisie
rung eines Gegenstandes am beziehungsweise auf dem
Fahrdraht 14 möglich.
Anhand des in Fig. 2 gezeigten Blockschaltbildes
wird die Funktion der Hinderniserkennung am Fahrdraht
14 erläutert. Die Kamera 20 ist mit einer Auswerte
einheit 36 verbunden, die die von der Kamera 20 ge
lieferten momentanen Bildaufnahmen verarbeitet. Zwi
schen Kamera 20 und Auswerteeinheit 36 ist ein Rest
lichtverstärker 38 angeordnet, mittels dem die momen
tane Bildaufnahme bei Bedarf verstärkt wird. Ferner
kann der Kamera 20 eine Beleuchtungseinrichtung 40
zugeordnet sein, mittels der eine Ausleuchtung des
Detektionsbereiches 27 vor dem Schienenfahrzeug 10
erfolgt. Die Auswerteeinheit 36 ist ferner mit dem
Abstandssensor 34 verbunden, der das mit der momenta
nen Bildinformation zu verknüpfende Abstandssignal
liefert.
Ein erster Steuerausgang 42 der Auswerteeinheit 36
ist mit einer Betätigungseinrichtung 44 für die Ka
mera 20 verbunden. Mittels der Betätigungseinrichtung
44 kann die Kamera 20 auf einen bestimmten Detek
tionsbereich 27 ausgerichtet werden. Der notwendige
Detektionsbereich 27 der Kamera 20 ist insbesondere
abhängig von der Geschwindigkeit vS des Schienenfahr
zeuges 10 und der Streckengeometrie der Fahrtstrecke.
So kann beispielsweise abhängig von einem Geschwin
digkeitssignal vS mittels der Auswerteeinheit 36 der
Winkel α und β (Fig. 1) verringert werden beziehungsweise
vergrößert werden, so daß abhängig von der
momentanen Ist-Geschwindigkeit eine ausreichend große
Entfernung g des Detektionsbereiches 27 zum Schienen
fahrzeug 10 besteht. Je höher die Geschwindigkeit vS
ist, um so größer muß die Entfernung g sein, damit
bei Erkennen eines Hindernisses rechtzeitig ein Abbü
geln des Stromabnehmers 12 erfolgen kann. Die Auswer
tung des Geschwindigkeitssignales vS ist optional.
Zur Vereinfachung kann vorgesehen sein, daß von der
maximalen Geschwindigkeit des Schienenfahrzeuges 10
ausgegangen wird und die Entfernung g auf diese maxi
male Geschwindigkeit abgestellt ist. Mittels der Be
tätigungseinrichtung 44 kann ferner eine Nachführung
der Kamera 20 bei einer Kurvenfahrt erfolgen. Ins
besondere bei relativ langsam zu befahrenden Strec
ken, beispielsweise in Bahnhöfen oder dergleichen,
sind die Kurvenradien relativ klein, so daß der
Detektionsbereich 27 der Kamera 20 außerhalb des
Fahrdrahtes 14 liegen würde. Durch Nachführen der Ka
mera 20 um einen vorgebbaren Winkel - entsprechend
dem bekannten Kurvenradius - läßt sich dieses aus
gleichen. Zum Ausrichten der Kamera 20 kann eine
Hilfskamera 46 vorgesehen sein, die der Orientierung
dient. Mittels der Hilfskamera 46, deren Brennweite
sehr viel kleiner sein kann als die der Kamera 20,
läßt sich die Kamera 20 auf den Verlauf des Fahrdrah
tes 14 zunächst ausrichten. Die Hilfskamera 46 dient
nicht der Erkennung von Hindernissen.
Die von der Kamera 20 gelieferten momentanen Bildauf
nahmen werden einem Komparator 48 der Auswerteeinheit
36 zugeführt, der die momentanen Bildaufnahmen mit
von einem Speichermittel 50 gelieferten erwarteten
Bildaufnahmen vergleicht. Die erwarteten Bildaufnah
men werden in Abhängigkeit von einer Ist-Position des
Schienenfahrzeuges 10 bereitgestellt. Die Ermittlung
der Ist-Position erfolgt über ein Ortungssystem 52,
das beispielsweise satellitengestützt (GPS) arbeitet.
Anhand der so ermittelten Ist-Position kann aus dem
Speichermittel 50 mit großer Genauigkeit die erwar
tete Bildaufnahme dem Komparator 48 zur Verfügung ge
stellt werden. Entspricht die erwartete Bildaufnahme
der momentanen Bildaufnahme der Kamera 20, ist kein
Hindernis am beziehungsweise auf dem Fahrdraht 14
vorhanden. Ergibt der Vergleich jedoch, daß die mo
mentane Bildaufnahme der. Kamera 20 von der erwarteten
Bildaufnahme abweicht, wird über einen Steuerausgang
54 ein Antrieb 56 des Stromabnehmers 12 aktiviert.
Das heißt, bei anliegendem Signal am Steuerausgang 54
wird der Stromabnehmer 12 abgebügelt.
Um eine möglichst große Sicherheit bei der Erkennung
von Hindernissen am beziehungsweise auf dem Fahrdraht
14 zu ermöglichen, sind die momentanen Bildaufnahmen
in relativ kurzen Intervallen zu wiederholen und je
weils mit der erwarteten Bildaufnahme zu vergleichen.
Die Wiederholfrequenz der momentanen Bildaufnahme
kann hierbei fest eingestellt sein oder ebenfalls ge
schwindigkeitsabhängig variabel sein. Die Wiederhol
frequenz der momentanen Aufnahmen muß hierbei gewähr
leisten, daß der jeweilige Detektionsbereich 27 der
einzelnen momentanen Aufnahme mit dem Detektions
bereich 27 der nachfolgenden momentanen Bildaufnahme
überlappt. So ist eine lückenlose Überwachung des
Fahrdrahtes 14 möglich. Die Wiederholfrequenz der mo
mentanen Bildaufnahme kann beispielsweise im Bereich
zwischen zirka zwei Aufnahmen pro Sekunde und vier
Aufnahmen pro Sekunde liegen.
Die in dem Speichermittel 50 abgelegten erwarteten
Bildaufnahmen können beispielsweise während einer
Meßfahrt eines entsprechend ausgestatteten Schienen
fahrzeuges aufgenommen und gespeichert werden. Bei
einem angenommenen Abstand der aufgenommenen erwarte
ten Bilder von 50 m ergibt sich bei einer Gesamt
streckenlänge von zirka 40000 km ein Speicherbedarf
von zirka 800 GByte. Um diesen technisch zwar be
herrschbaren, aber dennoch großen Speicherbedarf zu
verringern, kann vorgesehen sein, daß die für die er
wartete Bildaufnahme benötigte Information auf das
Notwendige reduziert wird. Hierbei können beispiels
weise äußere Streckenmerkmale, die einer Veränderung
unterliegen und sowohl bei der momentanen Bildaufnah
me als auch bei Anfertigung der zu erwartenden Bild
aufnahme zwangsläufig mit erfaßt werden (Bäume,
Sträucher, Wolken oder dergleichen), unbeachtet blei
ben. Hierdurch reduziert sich der Speicherbedarf er
heblich.
Die reduzierte Information der erwarteten Bildauf
nahme kann beispielsweise auf spezielle Streckenmerk
male abgestimmt sein. Spezielle Streckenmerkmale sind
beispielsweise die exakte Führung des Fahrdrahtes 14.
Bekannterweise ist der Fahrdraht 14 in Fahrtrichtung
16 alternierend unter einem in Längsrichtung sich er
streckenden Winkel gespannt. Hierdurch wird ein Verschleiß
der Stromabnehmer 12 reduziert. Durch Kombi
nation mit einem Positionssignal ist jeder Position
eine bestimmte Fahrdrahtlage zuordenbar. Diese Fahr
drahtlage unterliegt üblicherweise keinen Veränderun
gen, so daß diese als reduzierte spezielle Strecken
information zur Verfügung steht. Lediglich bei rela
tiv komplizierten Streckenabschnitten, wie beispiels
weise Bahnhöfen oder dergleichen, in denen eine Viel
zahl gegebenenfalls sich auch kreuzender Fahrdrähte
14 vorhanden sind, kann eine detailliertere Ab
speicherung der erwarteten Bildaufnahmen erfolgen.
Alles in allem wird deutlich, daß mittels der opti
schen, schienenfahrzeuggebundenen Hinderniserkennung
durch eine Bildver- beziehungsweise -bearbeitung Hin
dernisse vor Schienenfahrzeugen 12 im Bereich der
Fahrdrähte 14 sicher erkannt werden können. Diese Er
kennung ist so rechtzeitig möglich, daß ein Abbügeln
wenigstens eines Stromabnehmers 12 rechtzeitig, das
heißt vor Erfassen des erkannten Hindernisses, mög
lich ist. Somit lassen sich Sachschäden sowohl am
Schienenfahrzeug als auch an dem Fahrdraht 14 bezie
hungsweise dessen Aufhängung vermeiden.
Claims (23)
1. Verfahren zur Überwachung des Fahrdrahtes einer
Fahrstrecke für elektrisch antreibbare Schienenfahr
zeuge, wobei der Fahrdraht auf Fremdkörper überwacht
wird und bei Erkennen eines Fremdkörpers ein Signal
an ein die Fahrstrecke passierendes Schienenfahrzeug
gegeben wird, bei dem der Fahr
draht (14) vor dem Schienenfahrzeug (10) von einer
schienenfahrzeugfesten Bildaufzeichnungseinheit (20)
erfaßt, momentane Bildaufnahmen mit aufgenommenen und abgespeicherten erwar
teten Bildaufnahmen verglichen werden und bei Abweichung
der momentanen Bildaufnahme von der erwarteten Bild
aufnahme ein Antrieb (56) wenigstens eines Stromab
nehmers (14) des Schienenfahrzeuges (10) zum Abbügeln
aktiviert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Fahrdraht (14) in einer Entfernung (g) vor
dem Schienenfahrzeug (10) überwacht wird, die abhän
gig von einer Fahrgeschwindigkeit (vS) und einer Re
aktionszeit (tVerarbeitung) des Vergleiches der Bild
aufnahmen sowie einer Reaktionszeit (tAbbügel) des
Antriebes (56) des Stromabnehmers (12) ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Entfernung (g) in Abhängigkeit einer maximalen
Geschwindigkeit des Schienenfahrzeuges (10) ein
gestellt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Entfernung (g) in Abhängigkeit einer momenta
nen Geschwindigkeit des Schienenfahrzeuges (10) ein
gestellt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die momentane Bildauf
nahme in einem quer zu einer Fahrtrichtung (16) lie
genden Fenster (Lx × Ly) erfolgt, dessen Dimensionie
rung mindestens der Größe des Stromabnehmers (12)
entspricht.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein in Fahrtrichtung (16)
liegender Überwachungsbereich mit einer Entfernungs
information zur Lagebestimmung eines Hindernisses
verknüpft wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Entfernungsinformation von einer zweiten mo
mentanen Bildaufnahme, die die erste momentane Bild
aufnahme überlagert, gewonnen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Entfernungsinformation von einem schienen
fahrzeugfesten Entfernungssensor (34) geliefert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Entfernungsinformation aus ortsfesten Strec
kengegebenheiten gewonnen wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufzeich
nungseinheit (20) zur Einstellung des Überwachungs
bereiches (27) horizontal und/oder vertikal ver
schwenkt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die erwartete Bild
aufnahme aus abgespeicherten Streckendaten abgeleitet
wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die abgespeicherten
Streckendaten mit einem Positionssignal des Schienen
fahrzeuges (10) zum Abruf der erwarteten Bildaufnahme
verknüpft wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß das Positionssignal
aus einem satellitengestützten Ortungssystem (GPS)
gewonnen wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wiederholfre
quenz der momentanen Bildaufnahmen von einer momenta
nen Geschwindigkeit (vS) des Schienenfahrzeuges (10)
abhängig ist.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die abgespeicherten
Streckendaten auf bestimmte unveränderliche Strecken
merkmale abgestimmte Informationen reduziert sind.
16. Anordnung zur Überwachung des Fahrdrahtes einer
Fahrstrecke für elektrisch antreibbare Schienenfahr
zeuge, mit einer Detektionseinrichtung zum Erkennen
von Fremdkörpern an beziehungsweise auf dem Fahr
draht, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 15, gekennzeichnet durch eine schienenfahrzeug
feste optische Bildaufzeichnungseinheit (20) zum Er
fassen eines vor dem Schienenfahrzeug (10) liegenden
Detektionsbereiches (27), ein Speichermittel (53) zum Speichern erwarteter Bildaufnahmen, eine Auswerteeinheit (36)
zum Vergleich einer momentanen Bildaufnahme mit, einer
erwarteten Bildaufnahme und eine Steuereinrichtung
zum Betätigen eines Antriebes (56) wenigstens eines
Stromabnehmers (14) des Schienenfahrzeuges (10).
17. Anordnung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeich
net, daß die Bildaufzeichnungseinheit (20) eine
digitale 2D beziehungsweise 3D aufzeichnende Kamera
ist.
18. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufzeich
nungseinheit (20) horizontal und/oder vertikal
schwenkbar gelagert ist.
19. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildaufzeich
nungseinheit (20) eine Orientierungskamera (46) zuge
ordnet ist.
20. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildaufzeich
nungseinheit (20) ein Entfernungssensor (34) zugeord
net ist.
21. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildaufzeich
nungseinheit (20) ein Restlichtverstärker nachge
schaltet ist.
22. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß der Bildaufzeich
nungseinheit (20) eine Beleuchtungseinrichtung (40)
zugeordnet ist.
23. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprü
che, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildaufzeich
nungseinheit (20) ein Teleobjektiv umfaßt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999140350 DE19940350C2 (de) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | Verfahren und Anordnung zur Überwachung des Fahrdrahtes einer Fahrtstrecke für elektrisch antreibbare Schienenfahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999140350 DE19940350C2 (de) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | Verfahren und Anordnung zur Überwachung des Fahrdrahtes einer Fahrtstrecke für elektrisch antreibbare Schienenfahrzeuge |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19940350A1 DE19940350A1 (de) | 2001-05-10 |
DE19940350C2 true DE19940350C2 (de) | 2003-06-05 |
Family
ID=7919584
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999140350 Expired - Fee Related DE19940350C2 (de) | 1999-08-25 | 1999-08-25 | Verfahren und Anordnung zur Überwachung des Fahrdrahtes einer Fahrtstrecke für elektrisch antreibbare Schienenfahrzeuge |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19940350C2 (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007015576A1 (de) | 2007-03-28 | 2008-10-02 | NH-Meßtechnik Heinz-Peter Neuhaus GmbH | Fahrdrahtüberwachungssystem und Verfahren zur Überwachung eines Fahrdrahtes |
CN104192174A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-10 | 北京交通大学 | 列车预警***和列车预警方法 |
CN109070915A (zh) * | 2016-01-31 | 2018-12-21 | 铁路视像有限公司 | 用于检测列车的电导体***中的缺陷的***和方法 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10062407A1 (de) * | 2000-12-14 | 2002-07-04 | Trend Network Ag | Vorrichtung und Verfahren zum Schutz vor Beschädigungen an Bahnoberleitungen und Schienenfahrzeugen durch einen Gegenstand |
GB2371617A (en) * | 2001-01-15 | 2002-07-31 | Wayne Jeffrey Forsythe | Railway safety system for detecting track obstruction |
FR2913392B1 (fr) * | 2007-03-07 | 2009-05-22 | Jacques Clausin | Dispositif de surveillance en temps reel de ballast. |
JP6225362B2 (ja) * | 2013-11-11 | 2017-11-08 | 株式会社明電舎 | 電車の自己位置推定装置 |
CN104787084B (zh) * | 2015-04-16 | 2017-06-23 | 北京交通大学 | 一种铁路异物侵限检测***及检测方法 |
DE102015212681A1 (de) * | 2015-07-07 | 2017-01-26 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung einer Oberleitung oder Stromschiene oberhalb eines Fahrwegs |
IT202000004342A1 (it) * | 2020-03-02 | 2021-09-02 | Hitachi Rail S P A | Veicolo su rotaia provvisto di un pantografo e di un sistema di comando per sollevare/abbassare tale pantografo |
DE102020211117A1 (de) * | 2020-09-03 | 2022-03-03 | Bombardier Transportation Gmbh | Verfahren zur Detektion einer Tunneleinfahrt oder einer Tunnelausfahrt eines Schienenfahrzeugs, Betriebsverfahren sowie Schienenfahrzeug |
CN114485575B (zh) * | 2021-12-31 | 2024-06-18 | 中铁武汉电气化局集团有限公司 | 一种接触网吊弦高清成像装置及其使用方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19621612A1 (de) * | 1996-05-31 | 1997-12-11 | C Vis Computer Vision Und Auto | Verfahren und Vorrichtung zur optischen Freiraumüberwachung |
DE19634060C1 (de) * | 1996-08-23 | 1998-01-22 | Fraunhofer Ges Forschung | Fahrdrahtmeßvorrichtung |
-
1999
- 1999-08-25 DE DE1999140350 patent/DE19940350C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19621612A1 (de) * | 1996-05-31 | 1997-12-11 | C Vis Computer Vision Und Auto | Verfahren und Vorrichtung zur optischen Freiraumüberwachung |
DE19634060C1 (de) * | 1996-08-23 | 1998-01-22 | Fraunhofer Ges Forschung | Fahrdrahtmeßvorrichtung |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007015576A1 (de) | 2007-03-28 | 2008-10-02 | NH-Meßtechnik Heinz-Peter Neuhaus GmbH | Fahrdrahtüberwachungssystem und Verfahren zur Überwachung eines Fahrdrahtes |
CN104192174A (zh) * | 2014-08-29 | 2014-12-10 | 北京交通大学 | 列车预警***和列车预警方法 |
CN104192174B (zh) * | 2014-08-29 | 2015-05-27 | 北京交通大学 | 列车预警***和列车预警方法 |
CN109070915A (zh) * | 2016-01-31 | 2018-12-21 | 铁路视像有限公司 | 用于检测列车的电导体***中的缺陷的***和方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19940350A1 (de) | 2001-05-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19940350C2 (de) | Verfahren und Anordnung zur Überwachung des Fahrdrahtes einer Fahrtstrecke für elektrisch antreibbare Schienenfahrzeuge | |
DE69731009T2 (de) | System zum Erkennen von Hindernissen | |
EP3000644B1 (de) | Transportsystem mit einem über eine oberleitungsanlage mit elektrischer energie versorgbaren, nicht schienengebundenen fahrzeug | |
DE60009976T2 (de) | Rück- und Seitenblickmonitor mit Kamera für Fahrzeug | |
EP1222441B1 (de) | Kameravorrichtung für fahrzeuge | |
EP1914564B1 (de) | Optische Erfassungseinrichtung | |
EP3266638A1 (de) | Automatisiertes ansteuern einer sollfahrspur zur kontinuierlichen versorgung mit elektrischer energie | |
EP1315943B1 (de) | Fahrdrahtinspektion mit gesteuerter scheimpflug bedingung | |
DE10059786B4 (de) | Überwachungseinrichtung für Fahrzeuge | |
DE19828440A1 (de) | Objekterfassungssystem für ein Fahrzeug | |
EP2804014B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen eines Fahrzeugmerkmals | |
WO2018166718A1 (de) | Anordnung und verfahren zur bestimmung eines steigungssignals in einem fahrzeug | |
WO2012034637A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur detektion von fahrbahnmarkierungen in einem bild | |
EP3475876A1 (de) | Steuergerät, system mit solch einem steuergerät und verfahren zum betrieb solch eines systems | |
DE19746970B4 (de) | Verfahren zur Erkennung von Hindernissen vor Schienenfahrzeugen | |
DE102016211855A1 (de) | Kraftfahrzeug, System und Verfahren zum Betrieb solch eines Kraftfahrzeugs und solch eines Systems | |
EP1028387B2 (de) | Einrichtung zur Umfelderkennung, insbesondere zur Verkehrszeichenerkennung | |
EP2808224A1 (de) | Anlage zur Gefahrenbereichsüberwachung einer Eisenbahnmaschine | |
DE102015213071A1 (de) | Infrastrukturgestützte Detektion von Fahrleitungen | |
DE102009018763B4 (de) | Verfahren zur Erfassung von Bauteilen in Oberleitungsanlagen von Schienenfahrzeugen, insbesondere von Eisenbahnfahrzeugen | |
WO2021155972A1 (de) | Messvorrichtung zur ermittlung der fahrdrahtlage | |
DE102018202195B4 (de) | Verfahren zur Ausrichtung eines optischen Sensors | |
WO2021156269A1 (de) | Sensorsystem für ein fahrzeug zur überwachung eines horizontalen überwachungsbereichs von wenigstens 180° | |
EP1391685B1 (de) | Messsystem für Kettenwerk | |
WO2021083619A1 (de) | Verfahren zur überwachung einer momentanen fahrzeugumgebung eines fahrzeuges sowie überwachungssystem |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8304 | Grant after examination procedure | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: DB NETZ AG, 60486 FRANKFURT, DE |
|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20150303 |