DE4116997A1 - Verfahren zur erfassung von unerwuenschten veraenderungen oder manipulationen an langgestreckten koerperschalleitenden koerpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

In neuester Zeit wurden etliche Sabotageakte an Gleiskörpern der Deutschen Bundesbahn durch Auftrennen der Gleisstränge mittels motorbetriebener Trennscheibe oder durch Sprengung durchgeführt, die eine unmittelbare Gefahr für Mensch und Material für den Bahn­ verkehr darstellen. Zur Vermeidung von Sach- und Personenschäden ist eine Überwachung der Gleiskörper mittels gleichstromdurch­ flossenen Gleissträngen in bestimmten Gleisabschnitten bekannt. Von Nachteil hierbei ist, daß die wichtigsten Schienentrassen mit Elektroloks befahren werden. Dies bedeutet eine Beeinflus­ sung durch überlagerte bzw. vagabundierende elektrische Ströme, die eine Detektierung bei Unterbrechung des Gleisstranges nicht sicher zulassen. Zudem sind Umwelteinflüsse wie Regen auch störbeeinflussend.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, durch das ungewünschte Ver­ änderungen oder Manipulationen an langgestreckten körperschalleitenden Körpern, vorzugsweise an Gleissträngen für Schienenfahr­ zeuge, umfassend und frühzeitig (d. h. unmittelbar nach oder während der unerwünschten Handlungen) erkannt, lokalisiert und Maßnahmen zur Gefahrenbeseitigung, z. B. in Form eines recht­ zeitigen Anhaltens eines Zuges, eingeleitet werden können.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einen langgestreckten Körper mindestens ein akustisches Signal mit Hilfe von mindestens einem akustischen Sender eingekoppelt wird, daß das akustische Signal nach Durchquerung des langgestreckten Körpers von mindestens einem akustischem Empfänger empfangen, und daß eine durch eine unerwünschte Veränderung oder Manipulation oder durch eine teilweise oder vollständige Unter­ brechung des langgestreckten Körpers hervorgerufene charakte­ ristische Änderung des akustischen Signals in mindestens einer den Empfängern nachgeordneten Auswerteeinrichtung ermittelt und zur Abgabe eines Meldesignals verwendet wird.

Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens erfolgt eine charakte­ ristische Änderung des akustischen Signales in seiner Amplitude, Energie, Frequenz und/oder seinem Frequenzmuster.

Von besonderem Vorteil ist eine sichere Detektierung bei beginnender Auftrennung (durch Flex) oder Durchtrennung (durch Sprengung) des Körpers infolge eines Abbruchs/Veränderung des durch den Körper geführten akustischen Übertragungssignals. Dies ist unabhängig gegenüber äußeren akustischen oder elektro­ magnetischen Beeinflussungen. Die Signalgeber und -empfänger können vorzugsweise in großen Abständen an jedem Gleisstrang nachträglich bei Aufrechterhaltung des Bahnbetriebes installiert und in Betrieb genommen werden.

Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 3 bis 5 beschrieben.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Unteranspruch 6 und eine Weiterbildung dieser Vorrichtung im Unteranspruch 7 beansprucht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt die einzige Figur ein Blockschalt­ bild einer Vorrichtung zur Erfassung von mittels motorbetriebener Trennscheiben oder Sprengungen herbeigeführter vollständiger oder teilweiser Unterbrechungen eines zwei Schienen aufweisenden Gleisstranges für Schienenfahrzeuge.

An jeder Schiene 1, 2 des Gleisstranges, die mittels Schwellen 3 aus Eichenholz oder Beton miteinander verbunden sind, ist eine Vielzahl von Sendern 4 bis 7 in vorgegebenen Abständen von z. B. 1100 m befestigt. Über die Sender werden in ihrer Frequenz, ihrem Frequenzmuster, ihrer Amplitude oder Energie unterscheid­ bare Akustiksignale in die Schienen 1, 2 eingekoppelt. Diese Akustiksignale werden nach ihrer Übertragung durch die Schienen 1 und 2 von zwischen den Sendern 4 bis 7 an den Schienen 1, 2 befestigten Empfängern 8 bzw. 9 sensiert. Hierbei sind die erzielbaren Übertragungslängen sowohl vom Zustand der Gleise als auch von dem Material der Schwellen abhängig, beispielsweise er­ geben Messungen Übertragungslängen von etwa 600 m für Gleis­ stränge auf Eichenholzschwellen und von etwa 1200 m für Gleis­ stränge auf Betonschwellen. Die von den Körperschallsendern er­ zeugten Akustiksignale, vorzugsweise Impulsfolgen oder zeitlich vorgegebene Einzelimpulse, sind sowohl auf die akustische Leit­ fähigkeit im Gleisstrang als auch auf die Schwellenstruktur aus­ zurichten. Die unterscheidbaren Signale dienen der akustischen Entkoppelung sowohl zwischen den Schienen als auch innerhalb der Schienen, so daß sich voneinander unabhängige auswertbare Schallausbreitungszonen ergeben und somit eine sichere Detektion von unerwünschten Veränderungen oder Manipulationen am Gleis­ strang ermöglicht wird.

Jedem Empfänger 8 bzw. 9 sind ein selektiver Verstärker 10, 11 mit Zähler, eine Signalverarbeitungseinrichtung 12, 13, eine Alarm­ schwellenlogik 14, 15 und ein Alarmgeber 16, 17 nachgeschaltet.

Beide Signalverarbeitungseinrichtungen 12 und 13 weisen neben dem an die zugeordnete Alarmschwellenlogik 14 bzw. 15 angeschlossenen Ausgang jeweils einen weiteren Ausgang auf, die mit jeweils einem Eingang eines Komparators 18 in elektrisch leitender Verbindung stehen. Der Ausgang des Komparators 18 ist jeweils an einen zweiten Eingang der Alarmschwellenlogiken 14 bzw. 15 ange­ schlossen.

Die Bauelemente 10 bis 18 stellen eine Auswertungseinrichtung zur Ermittlung von charakteristischen Änderungen der akustischen Signale, und zwar zur Abgabe von Meldesignalen dar. Wird beispielsweise Schiene 1 zwischen der Schwelle 3 und dem Empfänger 8 an der Stelle 19 getrennt, so verändert sich die Charakteristik der von den Empfängern 8 und 9 sensierten Akustik­ signale. Der Empfänger 8 befindet sich nicht mehr direkt im Schallbereich vom Sender 4, sondern er erhält von diesem Sender über die Schwellenstruktur ein in seiner Amplitude, Energie, Frequenz und/oder seinem Frequenzmuster verfälschtes Signal. Em­ pfänger 9 empfängt neben den Signalen der Sender 6 und 7 geänder­ te Signalanteile von Sender 4, da sich die Übertragungswege nach der Trennung von Schiene 1 geändert haben. Nach der Trennung von Schiene 1 erhalten beide Empfänger 8 und 9 Signale, die sich von den vor der Trennung erhaltenen Signalen unterscheiden und somit zur Erkennung und Lokalisierung der Trennstelle sowie zur Alarmgebung mit Hilfe der dargestellten Auswerteeinrichtung ver­ wendet werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Erfassung von unerwünschten Veränderungen oder Manipulationen an langgestreckten körperschalleitenden Körpern, insbesondere von Rissen oder mittels motorbetriebener Trennscheiben oder Sprengungen herbeigeführter vollständiger oder teilweiser Unterbrechungen an Gleissträngen für Schienen­ fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß in einem langge­ streckten Körper (1, 2) mindestens ein akustisches Signal mit Hilfe von mindestens einem akustischen Sender (4 bis 7) ein­ gekoppelt wird, daß das akustische Signal nach Durchquerung des langgestreckten Körpers (1, 2) von mindestens einem akustischen Empfänger (8, 9) empfangen wird, und daß eine durch eine unerwünschte Veränderung oder Manipulation oder durch eine teilweise oder vollständige Unterbrechung des langge­ streckten Körpers (1, 2) hervorgerufene charakteristische Änderung des akustischen Signals in mindestens einer den Empfängern (8, 9) nachgeordneten Auswerteeinrichtung ermittelt und zur Abgabe eines Meldesignals verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine charakteristische Änderung des akustischen Signals in seiner Amplitude, Energie, Frequenz und/oder seinem Frequenzmuster.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Anwendung auf einen Gleisstrang (1, 2) für Schienen­ fahrzeuge das akustische Signal auf die akustische Leitfähig­ keit im Gleisstrang (1, 2) und auf die Schwellenstruktur (3) abgestimmt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung von mehreren Sendern (4 bis 7) von diesen unterscheidbare akustische Signale erzeugt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in ihrer Frequenz, ihrem Frequenzmuster, ihrer Amplitude oder ihrer Energie sich unterscheidende akustische Signale ver­ wendet werden.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an jede Schiene (1, 2) eines Gleisstranges mehrere akustische Sender (4 bis 7) zur Einkoppelung von unterscheidbaren Akustiksignalen in vorgegebenen Abständen befestigt sind, daß zwischen benach­ barten Sendern (4, 5 bzw. 6, 7) einer Schiene (1, 2) jeweils ein akustischer Empfänger (8, 9) an der Schiene (1, 2) zur Sensierung der Akustiksignale angeordnet ist, und daß den Empfängern (8, 9) eine Auswerteeinrichtung zur Ermittlung von charakteristischen Änderungen der akustischen Signale und zur Abgabe eines Meldesignals nachgeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß einem an einer Schiene (1) befestigten Empfänger (8) und einem benachbarten Empfänger (9) der anderen Schiene (2) jeweils ein selektiver Verstärker, Fühler (10 bzw. 11) und eine Signalverarbeitungseinrichtung (12 bzw. 13) nachgeordnet sind, daß die Signalverarbeitungseinrichtungen (12 bzw. 13) zwei Ausgänge aufweisen, von denen jeweils einer einem Komparator (18) zugeführt ist und der andere jeweils an eine von zwei Alarmschwellenlogiken (14 bzw. 15) angeschlossen ist, daß der Ausgang des Komparators (18) mit einem zweiten Eingang der beiden Alarmschwellenlogiken (14, 15) elektrisch leitend ver­ bunden ist, und daß den Alarmschwellenlogiken (14, 15) jeweils ein Alarmgeber (16, 17) nachgeschaltet wird.