EP1213202A1 - Method for representing the state of the track and /or of the mechanical operating characteristics of rail vehicles - Google Patents
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- EP1213202A1 EP1213202A1 EP00126831A EP00126831A EP1213202A1 EP 1213202 A1 EP1213202 A1 EP 1213202A1 EP 00126831 A EP00126831 A EP 00126831A EP 00126831 A EP00126831 A EP 00126831A EP 1213202 A1 EP1213202 A1 EP 1213202A1
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- B61K9/00—Railway vehicle profile gauges; Detecting or indicating overheating of components; Apparatus on locomotives or cars to indicate bad track sections; General design of track recording vehicles
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- B61L2205/04—Satellite based navigation systems, e.g. global positioning system [GPS]
Definitions
- the present invention relates to a method for imaging the track condition and / or the mechanical operating behavior of rail vehicles according to the generic term of Claim 1.
- DE 198 37 486 A1 provides that the sensors with one on the respective vehicle installed mass-spring system interact.
- WO 00/60322 discloses a method and a device which is due to a two-dimensional acquisition allowed by means of acceleration sensors, deviations of the mechanical operating behavior of the chassis independent of external influences.
- Measurement runs can be carried out over the whole day Checking the track condition at best in marginal hours be performed. In doing so, procedures of DE 198 37 485 A1 or specified in DE 198 37 486 A1 become. Such measurement runs also require a personnel and organizational effort.
- the present invention is therefore based on the object specify a procedure with which, on the one hand, a current Checking the track status of sections of the route without special measurement runs and which procedure also allowed the mechanical operating behavior of rail vehicles.
- Each train which is provided with a device for carrying out the method according to the invention, becomes a measuring train and, for the purposes of a control center, supplies its traffic behavior and thus the current track condition and thereby allows the mechanical operating behavior of rail vehicles to be displayed.
- Figure 1 shows a passenger train composition 20 with a locomotive 23, two intermediate cars 22.1, 22.2 and a control car 21.
- the carriage 22.1 has a bogie assigned Sensor module 11, while the control car 21 each Bogie a sensor module 11 with at least one sensor 10 assigned.
- the cars of the train composition 20 are mechanically with a pull coupling 24 and electrically with a Train bus 12 connected.
- a sensor 10 is only related to that Carriage 22.1 shown in Fig. 1, is in an advantageous Further development of the invention is provided per wheel or to provide several sensors 10 per bogie, e.g. left / right and or to record stresses in the directions of a two- or three-dimensional coordinate system, x, y and at most z direction.
- the car assigned sensor modules 11 are connected via the train bus 12 an evaluation unit 13 connected to the locomotive 23.
- the assignment of the evaluation unit 13 to a locomotive 23 is not mandatory, an assignment to Control car 21 or an intermediate car 22.
- Stresses occurring on a wheel 26 or on a bogie 27 can be detected as an electrical signal by sensors 10, for example as vibration in a piezoelectric way or as strain by means of strain gauges.
- a sensor module 11 is provided per wheel 26 or bogie 27, in which, on the one hand, the sensors 10 are activated, for example with a carrier signal, and on the other hand, the detected signals are subjected to a first analysis.
- the sensors 10, which are in particular designed as strain gauges also detect signals from which a load state of the vehicle in question emerges.
- the sensor module 11 generates an information unit INF W (the index W stands for "wagon") from the signals recorded in this way, which has, for example, a structure as shown in Table 1.
- INF W the index W stands for "wagon”
- further sensors can be provided, in particular a sensor 10 for detecting the wheel bearing temperature, this is indicated in Table 1 with the information field TMP_VAL_R. It is also possible to record other operating parameters, for example the oil level in a wheel bearing.
- An information field APPL is provided for the acquisition of further status data which do not necessarily have a direct connection with the signals recorded on a wheel or on a bogie.
- status data of a cooling unit assigned to the relevant sensor module 11 and used to cool a room for food transport can be recorded.
- the sensor module 11 can make a decision that a certain accumulation of a signal as an image of the operating state of the wheel 26 or the relevant wheel Axis is to be evaluated.
- the speed of rotation of the relevant axis is also detected with a further sensor 10.
- a corresponding indicator of the detected values can be stored in an information field X_VAL_IND, which identifies the signals as an image of the axis or wheel 26 in question.
- a statistical value can be generated from the signals x 1 ,... X n originating from a sensor 10 and stored in a field X_VAL_AVG of the information unit INF W.
- Average values for example arithmetic or geometric ones, can be used as statistical methods which lead to such a value.
- a quantile for example median, can advantageously be provided from a series of such signals.
- Several such quantiles are then stored in the information fields X_VAL_1, ..X_VAL_N.
- several signals x 1 , .. x n possibly after a preselection, can be stored directly in the information unit INF W in the fields X_VAL_1, ..X_VAL_N.
- a further indicator is expediently stored in the field X_VAL_IND, for example the field X_VAL_IND can have a width of 8 bits, which means that 8 different states or indications can be specified directly.
- the signals stored in the fields X_VAL_1, .., Y_VAL_AVG, etc. of an information unit are referred to as measured values.
- the information units INF G generated by a sensor module 11 are transmitted via the train bus 12 to an evaluation unit 13 assigned to the train composition 20 and stored there.
- a relation for example a bijection, is created between a time t available in the evaluation unit 13 and the stamp contained in the information field CNT.
- the stamp also contains a time, but without a defined origin.
- the evaluation unit 13 is preferably arranged in the traction vehicle and / or in the control car 21.
- a preferred embodiment of the present invention provides for a further location-dependent identification of the recorded information units INF W.
- a locating control component such as, for example, EURO balise 14 or EURO loop, can be supplied with an identifier identifying the respective route and the respective track via the receiving unit 15 to the evaluation unit 13.
- those information units INF W that do not have any indicator in the information field X_VAL_IND as an image of the operating state of the wheel or axle in question become an information unit INF G merged (the index G stands for "track”).
- the receiving unit 15 is assigned to the locomotive 15.
- a receiving unit 15 is also installed on this; the first receiving unit 15 in the direction of travel is activated, the information received by the EURO balise 14 via the receiving unit 15 on the control car 21 is also available in the traction vehicle 23 via the train bus 12.
- a relative position to the indicator of the Distance are given, preferably in the unit [m].
- the location information can also be via one of the evaluation unit 13 assigned GPS module (GPS: Global Positioning System).
- GPS Global Positioning System
- the information units INF W received in the evaluation unit 13 can additionally be provided with an identifier TRA_ID of the train in question and optionally with further fields, for example with the current speed V in [m / s] or the train number COU_ID , which allows for a schedule-specific assignment.
- TRA_ID the current speed
- COU_ID the train number
- the provided with the above-mentioned additional fields of information units INF W will be referred to with INF W.
- the information units INF W thus have the following additional fields shown in Table 3, it being possible for further fields not shown below to be provided.
- a section of the route is shown in Line blocks is structured.
- Those shown in Fig. 2a designate short sections when specifying OER or DLK Railway stations with switches and crossings. It will be for the provided the aforementioned sections and route blocks, that, e.g. OER-HGZ or WLN-DUE or DLK, at least a fixed train control component like e.g. a EURO-Balise 14 is installed, which has a track marking contains. The track marking is included together with others for train control and train protection provided information on the receiving unit 15 transferred.
- the information units INF G , INF W and possibly INF W generated in the evaluation unit 13 and stored, for example, in files or in matrices, are transmitted to a control center 30 via a wireless transmission link 17 provided especially for this purpose.
- the control center 30 directs the railway operations in a specific region; therefore, the term “operations control center” is often used instead of the term "control center”.
- the transfer to the control center 30 can be carried out to some extent continuously or at later, possibly fixed times. In principle, a transfer is also carried out with a data carrier, for example a floppy disk or with a portable personal electronic device of the locomotive driver concerned, possible.
- the back channel of a GSM-R connection can be used for the transmission.
- This has the advantage that the precautions necessary for addressing and authentication are already contained in the GSM-R system and can also be used for this data transmission.
- the information units INF G originating from the different train compositions are arranged and stored on the basis of the information in the ST_REL_ID field.
- the granularity results from the absolute accuracy of the specification ST_REL_ID plus a tolerance value, for example the granularity of the images of the information units INF G can be approximately 5 m.
- FIG. 2b A simplified illustration of such an evaluation is shown in FIG. 2b.
- the symbols such as a rectangle or an isosceles triangle, indicate a specific direction or type of data acquired by the sensors, for example the X or Y direction, while the height of the symbol is an indicator of the amplitude of the majority of the sensors 10 recorded stress.
- a limit value is shown in FIG. 2b with a limit line 35 and can be used for triggering an alarm or for displaying a measured value to be assessed as critical.
- This representation is about a visualization for the personnel of the control center 30.
- a display unit 31 is provided.
- the data are displayed individually and in a statistical evaluation, for example by double-clicking on a symbol with an operating mouse.
- the limit value can be formed depending on the majority of the received information units INF G and INF W and further parameters. This allows other influences, such as the ambient temperature of the track systems, to be taken into account.
- the measurement values are with of the descriptors mentioned above. Concrete this means that depending on the property of the subject Certain points e.g. in the X or Y direction hidden or due to a special calibration with weighted by a factor less than 1.0.
- the transmission of the information units INF G , INF W and INF W to a control center 30 can alternatively also be carried out via a leakage cable arranged between the rails.
- the EURO-Loop system can be used for a continuous transmission and the EURO-Balise system for a punctiform transmission. Using EURO balises, roughly 850 bits can be coded per crossing.
- the method explained above is not limited to a passenger train composition 20. This procedure can also be applied to freight trains.
- a leakage cable laid out between the rails for example a EURO loop or a transmission / reception cable which is provided for the supply of GSM services, can be used to transmit to a preferably arranged on the locomotive 21 Make evaluation unit 13. Since such a leakage cable cannot be presupposed over all sections of the route, the information units INF W must be temporarily stored in the sensor module 11.
- an acknowledgment is advantageously to be provided, so that any information units INF W that have been transmitted but not or not fully received in the evaluation unit 13 can be transmitted again by the sensor module in question.
- the evaluation unit is also possible 13 instead of fixed on the train composition 20 and at most in the computer system of the control center 30 integrate.
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abbildung
des Geleisezustandes und/oder des mechanischen Betriebsverhaltens
von Schienenfahrzeugen nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs 1.The present invention relates to a method for imaging
the track condition and / or the mechanical operating behavior
of rail vehicles according to the generic term of
Um Defekte und allmählich auftretende Schäden an Geleiseanlagen und/oder an Schienenfahrzeugen erkennen zu können, wird in DE 198 37 485 A1 ein Verfahren vorgeschlagen, gemäss dem unter Verwendung von auf Fahrzeugen verteilt angeordneten Sensoren Signale zum Schwingungsverhalten erfasst und zusammen mit einem Identitätskennzeichen an eine fahrzeugseitige Bewertungseinrichtung übertragen und bewertet werden. Die Bewertung erfolgt so, dass je nach Verteilung der Signale ab einer vorgegebenen Mindestbeanspruchung, d.h. zeitlich aufeinanderfolgend oder gehäuft auf wenigstens einen Sensor, entweder auf ein Störungsereignis an der Geleiseanlage oder auf ein Störereignis am betreffenden Fahrzeug geschlossen wird.About defects and gradual damage to track systems and / or to be able to recognize on rail vehicles, a method is proposed in DE 198 37 485 A1, according to the arranged using distributed on vehicles Sensors signals on vibration behavior recorded and together with an identity plate on a vehicle side Evaluation device are transferred and evaluated. The evaluation takes place in such a way that depending on the distribution of the signals from a specified minimum load, i.e. chronologically sequentially or heaped onto at least one sensor, either on a fault event on the track system or concluded that there was a fault on the vehicle in question becomes.
In DE 198 37 486 A1 ist ergänzend zu DE 198 37 485 A1 vorgesehen, dass die Sensoren mit einem am jeweiligen Fahrzeug installierten Masse-Feder-System zusammenwirken.In addition to DE 198 37 485 A1, DE 198 37 486 A1 provides that the sensors with one on the respective vehicle installed mass-spring system interact.
In WO 00/60322 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung offenbart, welche aufgrund von einer zweidimensionalen Erfassung mittels Beschleunigungssensoren erlaubt, Abweichungen des mechanischen Betriebsverhaltens der Fahrgestelle unabhängig von Fremdeinflüssen zu messen.WO 00/60322 discloses a method and a device which is due to a two-dimensional acquisition allowed by means of acceleration sensors, deviations of the mechanical operating behavior of the chassis independent of external influences.
Wegen der hohen und immer noch steigenden Belegung von Eisenbahnstrecken über den vollen Tag können Messfahrten zur Ueberprüfung des Geleisezustandes bestenfalls noch in Randstunden durchgeführt werden. Dabei können Verfahren der in DE 198 37 485 A1 oder in DE 198 37 486 A1 angegebenen Art eingesetzt werden. Solche Messfahrten bedingen darüber hinaus auch einen personellen und organisatorischen Aufwand.Because of the high and still increasing occupancy of railway lines Measurement runs can be carried out over the whole day Checking the track condition at best in marginal hours be performed. In doing so, procedures of DE 198 37 485 A1 or specified in DE 198 37 486 A1 become. Such measurement runs also require a personnel and organizational effort.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem einerseits eine aktuelle Ueberprüfung des Geleisezustandes von Streckenabschnitten ohne spezielle Messfahrten ermöglicht wird und welches Verfahren ebenfalls erlaubt, das mechanische Betriebsverhalten von Schienenfahrzeugen zu überprüfen.The present invention is therefore based on the object specify a procedure with which, on the one hand, a current Checking the track status of sections of the route without special measurement runs and which procedure also allowed the mechanical operating behavior of rail vehicles.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen
Massnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in weiteren Ansprüchen angegeben.This object is achieved by the specified in
Dadurch dass die generierten Informationseinheiten (INFG,
INFW) einer Auswerteeinheit (13) zugeführt und zwischengespeichert
werden, dass die ersten Informationseinheiten (INFG)
an eine Leitstelle (31) übertragen und dort zusammen mit von
anderen Zugskompositionen (20.1, 20.2) entstammenden ersten
Informationseinheiten (INFG) zu einem Abbild des Geleisezustandes
zusammengefügt werden und dass die zweiten
Informationseinheiten (INFW) in der Auswerteeinheit (13)
und/oder nach erfolgter Uebertragung in der Leitstelle (31)
anzeigbar sind,
wird jeder Zug, der mit einer Vorrichtung zur Durchführung
des erfindungsgemässen Verfahrens versehen ist, zu einem
Messzug und liefert zuhanden einer Leitstelle sein Befahrungsverhalten
und damit den aktuellen Geleisezustand und
erlaubt dadurch die Anzeige des mechanischen Betriebsverhaltens
von Schienenfahrzeugen.The fact that the generated information units (INF G , INF W ) are fed to an evaluation unit (13) and temporarily stored, so that the first information units (INF G ) are transmitted to a control center (31) and originate there together with other train compositions (20.1, 20.2) the first information units (INF G ) are combined to form an image of the track condition and that the second information units (INF W ) can be displayed in the evaluation unit (13) and / or after transmission in the control center (31),
Each train, which is provided with a device for carrying out the method according to the invention, becomes a measuring train and, for the purposes of a control center, supplies its traffic behavior and thus the current track condition and thereby allows the mechanical operating behavior of rail vehicles to be displayed.
So können sich die folgenden Vorteile zusätzlich ergeben:
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigen:
Figur 1- Anordnung der für das erfindungsgemässe Verfahren einsetzten Sensoren und Komponenten
- Figur 2a
- Darstellung eines Streckenausschnittes
- Figur 2b
- Darstellung der Auswertung bezogen auf einen Streckenblock
- Figure 1
- Arrangement of the sensors and components used for the method according to the invention
- Figure 2a
- Representation of a section of the route
- Figure 2b
- Representation of the evaluation related to a route block
Figur 1 zeigt eine Reisezugskomposition 20 mit einem Triebfahrzeug
23, zwei Zwischenwagen 22.1, 22.2 und einem Steuerwagen
21. Der Wagen 22.1 weist ein einem Drehgestell zugeordnetes
Sensormodul 11 auf, während beim Steuerwagen 21 jedem
Drehgestell ein Sensormodul 11 mit wenigstens einem Sensor 10
zugeordnet ist. Die Wagen der Zugkomposition 20 sind
mechanisch mit einer Zugkupplung 24 und elektrisch mit einem
Zugbus 12 verbunden. Ein Sensor 10 ist nur bezüglich dem
Wagen 22.1 in Fig. 1 dargestellt, dabei ist in einer vorteilhaften
Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, pro Rad oder
pro Drehgestell mehrere Sensoren 10 vorzusehen, z.B.
links/rechts und oder zur Erfassung von Beanspruchungen in
den Richtungen eines zwei- oder dreidimensionalen Koordinatensystems,
x-, y- und allenfalls z-Richtung. Die den Wagen
zugeordneten Sensormodule 11 sind über den Zugbus 12 mit
einer Auswerteeinheit 13 auf dem Triebfahrzeug 23 verbunden.
Die Zuordnung der Auswerteeinheit 13 zu einem Triebfahrzeug
23 ist nicht zwingend, möglich ist auch eine Zuordnung zum
Steuerwagen 21 oder einem Zwischenwagen 22.Figure 1 shows a
An einem Rad 26 oder an einem Drehgestell 27 auftretende Beanspruchungen
können von den Sensoren 10 beispielsweise als
Schwingung auf piezoelektrischem Wege oder als Dehnung
mittels Dehnungsmess-Streifen als ein elektrisches Signal erfasst
werden. Dazu ist pro Rad 26 oder Drehgestell 27 ein
Sensormodul 11 vorgesehen, in welchem einerseits eine Ansteuerung
der Sensoren 10, z.B. mit einem Trägersignal, erfolgt
und andererseits die erfassten Signale einer ersten
Analyse unterzogen werden. Insbesondere kann vorgesehen sein,
dass im Haltezustand von den insbesondere als Dehnungsmessstreifen
ausgeführte Sensoren 10 ebenfalls Signale erfasst
werden, aus denen ein Lastzustand des betreffenden Fahrzeuges
hervorgeht. Diese Signale werden im Sensormodul 11 zwischengespeichert
und dienen bei der Analyse der während der Fahrt
erfassten dynamischen Signale als Referenzwert, um eine
Kalibrierung bzw. ein Ausgleich der dynamischen Signale zu
erhalten. Aus den so erfassten Signalen wird durch das
Sensormodul eine Informationseinheit INFW (der Index W steht
für "wagon") generiert, die beispielsweise eine wie in
Tabelle 1 dargestellte Struktur aufweist. Neben den vorstehend
erwähnten Signalen bezüglich der mechanischen Beanspruchung
können weitere Sensoren vorgesehen werden, insbesondere
ein Sensor 10 zur Erfassung der Radlagertemperatur,
dies ist in Tabelle 1 mit dem Informationsfeld TMP_VAL_R
angegeben. Möglich ist auch, weitere Betriebsparameter zu
erfassen, beispielsweise der Oelfüllungsstand in einem
Radlager. Für die Erfassung weiterer Zustandsdaten, die nicht
notwendigerweise einen direkten Zusammenhang mit den an einem
Rad oder an einem Drehgestell erfassten Signale aufweisen,
ist ein Informationsfeld APPL vorgesehen. Damit können
beispielsweise Zustandsdaten eines dem betreffenden
Sensormodul 11 zugeordneten Kühlaggregates, das der Kühlung
eines Raumes für Lebensmitteltransporte dient, erfasst werden. Stresses occurring on a
Durch Vergleich der von den Sensoren 10 entstammenden Signale
von z.B. links/rechts oder in x-Richtung und y-Richtung kann
vom Sensormodul 11 eine Entscheidung getroffen werden, dass
eine bestimmte Häufung eines Signals als ein Abbild des Betriebszustandes
des betreffenden Rades 26 oder der betreffenden
Achse zu werten ist. Dazu wird vorteilhafterweise
die Drehzahl der betreffenden Achse mit einem weiteren Sensor
10 ebenfalls erfasst. In diesem Fall kann in einem
Informationsfeld X_VAL_IND ein entsprechender Indikator der
erfassten Werte abgespeichert werden, der die Signale als Abbild
der betreffenden Achse oder des betreffenden Rades 26
kennzeichnet. Aus den von einem Sensor 10 entstammenden
Signalen x1, .. xn kann ein statistischer Wert generiert und
in einem Feld X_VAL_AVG der Informationseinheit INFW abgelegt
werden. Als statistische Verfahren die zu einem solchen Wert
führen können Mittelwerte, z.B. arithmetische oder geometrische
verwendet werden.. Um eine Unempfindlichkeit gegenüber
Ausreissern zu erlangen, können aus einer Serie solcher
Signale vorteilhafterweise Weise ein Quantil, z.B. Median,
vorgesehen werden. Mehrere solche Quantile werden dann in
denn Informationsfeldern X_VAL_1, ..X_VAL_N abgelegt. Je nach
Anwendung können auch mehrere Signale x1, .. xn, gegebenenfalls
nach einer Vorselektion, direkt in der Informationseinheit
INFW in den Feldern X_VAL_1, ..X_VAL_N abgelegt
werden. Dabei wird zweckmässigerweise im Feld X_VAL_IND ein
weiterer Indikator dazu abgelegt, das Feld X_VAL_IND kann
z.B. eine Breite von 8 Bit aufweisen, dadurch können direkt 8
verschiedene Zustände bzw. Indikationen angegeben werden. Im
folgenden werden die in den Feldern X_VAL_1, .., Y_VAL_AVG,
usw. einer Informationseinheit abgelegten Signale als Messwerte
bezeichnet.By comparing the signals originating from the
Die von einem Sensormodul 11 generierten Informationseinheiten
INFG werden über den Zugbus 12 einer der Zugskomposition
20 zugeordneten Auswerteeinheit 13 übermittelt und
dort gespeichert. Bei der Speicherung wird eine Relation,
z.B. eine Bijektion, zwischen einer in der Auswerteeinheit 13
verfügbaren Zeit t und den im Informationsfeld CNT enthaltenen
Stempel erstellt. Hiezu ist vorgesehen, dass der
Stempel ebenfalls eine Zeitangabe enthält, allerdings ohne
definierten Ursprung. Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit 13
im Triebfahrzeug und/oder im Steuerwagen 21 angeordnet.The information units INF G generated by a
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
ist vorgesehen, eine weitere ortsabhängige Kennzeichnung
der erfassten Informationseinheiten INFW vorzunehmen.
Dazu kann von ortsfest angebrachten Zugbeeinflussungskomponenten,
wie z.B. EURO-Balise 14 oder EURO-Loop
ein die jeweilige Strecke und das jeweilige Geleise
identifizierendes Kennzeichen über die Empfangseinheit 15 der
Auswerteeinheit 13 zugeführt werden. Zusammen mit der auf dem
Triebfahrzeug 23 oder dem Steuerwagen 21 verfügbaren
Information über die jeweilige Geschwindigkeit der betreffenden
Zugskomposition 20 werden nun jene Informationseinheiten
INFW, die im Informationsfeld X_VAL_IND keinen Indikator als
Abbild des Betriebszustandes des betreffenden Rades oder der
betreffenden Achse aufweisen, zu einer Informationseinheit
INFG zusammengefügt (der Index G steht für "Geleise"). In Fig.
1 ist die Empfangseinheit 15 dem Triebfahrzeug 15 zugeordnet.
Besonders bei Zugskompositionen mit Steuerwagen 21 ist an
diesem ebenfalls eine Empfangseinheit 15 installiert; dabei
ist die jeweils in Fahrrichtung erste Empfangseinheit 15
aktiv geschaltet, die von der EURO-Balise 14 über die
Empfangseinheit 15 auf dem Steuerwagen 21 empfangenen
Informationen stehen über den Zugbus 12 auch im Triebfahrzeug
23 zur Verfügung.A preferred embodiment of the present invention provides for a further location-dependent identification of the recorded information units INF W. For this purpose, a locating control component, such as, for example,
Eine beispielhafte Struktur der vorstehend erwähnten Informationseinheit INFG ist der nachfolgenden Tabelle 2 zu entnehmen.An example of the structure of the information unit INF G mentioned above is shown in Table 2 below.
Im Feld ST_REL_ID kann eine relative Lage zum Kennzeichen der Strecke angegeben werden, vorzugsweise in der Einheit [m]. In the ST_REL_ID field, a relative position to the indicator of the Distance are given, preferably in the unit [m].
Die relative Lage s - die im Feld ST_REL_ID abgelegt wird, berechnet sich nach : wobei:
- t1
- bezeichnet den Zeitpunkt des Ueberfahrens einer EUROBalise,
- t2
- steht für den Zeitpunkt der Erfassung der Messwerte und
- v(t)
- ist die (zeitabhängige)
Geschwindigkeit der Zugskomposition 20.
- t1
- indicates the time of the passage of a EUROBalise,
- t2
- stands for the time of acquisition of the measured values and
- v (t)
- is the (time-dependent) speed of the
train composition 20.
Auf Strecken, die nicht mit ortsfest angebrachten Zugbeeinflussungskomponenten
mit einer Geleisekennzeichnung versehen
sind, kann die Ortsinformation auch über ein der Auswerteeinheit
13 zugeordnetes GPS-Modul (GPS: Global Positioning
System) bezogen werden.On routes that do not have fixed train control components
provided with a track marking
the location information can also be via one of the
Die in der Auswerteeinheit 13 empfangenen Informationseinheiten
INFW können in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zusätzlich mit einem
Kennzeichen TRA_ID des betreffenden Zuges und gegebenenfalls
mit weiteren Feldern versehen werden, z.B. mit der aktuellen
Geschwindigkeit V in [m/s] oder der Zugsnummer COU_ID, welche
auf eine fahrplanspezifische Zuordnung erlaubt. Mit der Angabe
der Geschwindigkeit V zusammen mit der Zeitmarke T_STMP
lassen sich in einer späteren Auswertung z.B. geschwindigkeitsabhängige
Phänomene erkennen, wie insbesondere Resonanzen
und deren Entstehung. Die mit den vorstehend genannten
zusätzlichen Feldern versehenen Informationseinheiten INFW
werden im folgenden mit INFW, bezeichnet. Die Informationseinheiten
INFW weisen somit die folgende in Tabelle 3 dargestellten
zusätzlichen Felder auf, wobei noch weitere nachstehend
nicht dargestellte Felder vorgesehen sein können.
In Fig. 2a ist ein Streckenausschnitt dargestellt der in
Streckenblöcke gegliedert ist. Die in der Fig. 2a dargestellten
kurzen Abschnitte bei der Angabe OER oder DLK bezeichnen
Bahnhöfe mit Weichen und Kreuzungen. Es wird für die
vorgenannten Abschnitte und Streckenblöcke vorausgesetzt,
dass dazu, z.B. OER-HGZ oder WLN-DUE oder DLK, wenigstens
eine ortsfest angebrachte Zugbeeinflussungskomponente wie
z.B. eine EURO-Balise 14 installiert ist, die eine Geleisekennzeichnung
enthält. Die Geleisekennzeichnung wird dabei
zusammen mit anderen für die Zugbeeinflussung und Zugsicherung
vorgesehenen Informationen auf die Empfangseinheit
15 übertragen.In Fig. 2a a section of the route is shown in
Line blocks is structured. Those shown in Fig. 2a
designate short sections when specifying OER or DLK
Railway stations with switches and crossings. It will be for the
provided the aforementioned sections and route blocks,
that, e.g. OER-HGZ or WLN-DUE or DLK, at least
a fixed train control component like
e.g. a EURO-
Die in der Auswerteeinheit 13 generierten und z.B. in Dateien
oder in Matrizen gespeicherten Informationseinheiten INFG,
INFW und allenfalls INFW, werden in einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung über eine besonders
hierfür vorgesehene drahtlose Uebertragungsstrecke 17 zu
einer Leitstelle 30 übertragen. Von der Leitstelle 30 wird
der Eisenbahnbetrieb in einer bestimmten Region geleitet; oft
wird daher anstelle des Begriffes "Leitstelle" auch der
Begriff "Betriebsleitstelle" verwendet. Die Uebertragung zur
Leitstelle 30 kann je nach Anwendung und Anforderung des
Eisenbahnbetreibers einigermassen kontinuierlich oder zu
späteren, gegebenenfalls fest vorgesehenen Zeiten vorgenommen
werden, grundsätzlich ist eine Uebertragung auch mit einem
Datenträger, z.B. Floppy-Disk oder mit einem tragbaren
persönlichen elektronischen Gerät des betreffenden
Lokomotivführers, möglich. Für die Uebertragung kann z.B. der
rückwärtige Kanal einer GSM-R Verbindung benutzt werden. Dies
hat den Vorteil, dass. die für die Adressierung und Authentifizierung
notwendigen Vorkehrungen bereits im System GSM-R
enthalten sind und für diese Datenübertragung mit benutzt
werden können. Die Darstellung in Fig. 1 mit den Antennen 16
und 36 gibt nur das Prinzip wieder, wie vorstehend erwähnt,
kann diese Uebertragung vorteilhafterweise über ein
zelluläres Mobilfunknetz erfolgen.In a preferred embodiment of the present invention, the information units INF G , INF W and possibly INF W generated in the
In der Leitstelle 30 werden die empfangenen Informationseinheiten INFG, INFW und allenfalls INFW, in einem Rechnersystem zunächst gespeichert. In diesem Rechnersystem ist ein topologisches Abbild der von der Leitstelle geführten Streckenabschnitte ebenfalls fest gespeichert. Dabei sind vorteilhafterweise besondere - hier als Streckenpunkte
- bezeichnete Orte wie z.B. Weichen, Kreuzungen oder Bahnübergänge
mit sogenannten Deskriptoren in diesem Abbild enthalten.
Diese Deskriptoren sind mit Längenmarken relativ zu
den Positionen der EURO-
Balisen 14 verknüpft.
- Described locations such as switches, crossings or level crossings with so-called descriptors in this image. These descriptors are linked to length marks relative to the positions of the
EURO balises 14.
Die von den verschiedenen Zugskompositionen entstammenden Informationseinheiten INFG werden aufgrund der Angaben im Feld ST_REL_ID geordnet und abgespeichert. Die Granularität ergibt sich aus der absoluten Genauigkeit der Angabe ST_REL_ID zuzüglich eines Toleranzwertes, beispielsweise kann die Granularität der Abbilder der Informationseinheiten INFG etwa 5 m betragen.The information units INF G originating from the different train compositions are arranged and stored on the basis of the information in the ST_REL_ID field. The granularity results from the absolute accuracy of the specification ST_REL_ID plus a tolerance value, for example the granularity of the images of the information units INF G can be approximately 5 m.
Aufgrund der Inhalte in den Feldern X1_VAL_AVG, ..,
Y1_VAL_MIN - siehe dazu die einzelnen Felder gemäss Tabelle
2 - können nun durch ein auf dem Rechnersystem der Leitstelle
30 ablaufenden Auswerteprogramm Häufungen erkannt und
graphisch dargestellt werden. In Fig. 2b ist eine vereinfachte
Darstellung einer solchen Auswertung gezeigt. Die
Symbole wie z.B. ein Rechteck oder ein gleichschenkliges
Dreieck weisen auf eine bestimmte Richtung oder Art der von
den Sensoren erfassten Daten hin, z.B. X- oder Y-Richtung,
während die Höhe des Symbols als ein Indikator für die Amplitude
der von der Mehrzahl der Sensoren 10 erfassten Beanspruchung
hin. Ein Grenzwert ist in der Fig. 2b mit einer
Grenzlinie 35 dargestellt und kann für eine Alarmauslösung
oder zur Anzeige eines als kritisch zu bewertenden Messwertes
herangezogen werden. In dieser Darstellung geht es um eine
Visualisierung zuhanden des Personals der Leitstelle 30. Dazu
ist wie in Fig. 1 gezeigt, eine Anzeigeeinheit 31 vorgesehen.
Für eine weitergehende Analyse der in den der Informationseinheiten
INFG enthaltenen Messwerte kann vorgesehen werden,
dass z.B. durch einen Doppelklick mit einer Bedienmaus auf
ein Symbol die Daten einzeln und in einer statistischen
Auswertung dargestellt werden. Der Grenzwert kann in einer
besonderen Weiterentwicklung abhängig aus der Mehrzahl der
empfangenen Informationseinheiten INFG und INFW und weiteren
Parametern gebildet werden. Dadurch lassen sich weitere
Einflüsse, wie z.B. Umgebungstemperatur der Geleiseanlagen
berücksichtigen.Due to the contents in the fields X1_VAL_AVG, .., Y1_VAL_MIN - see the individual fields according to Table 2 - clusters can now be recognized and graphically displayed by an evaluation program running on the
Nicht zuletzt aufgrund einer relativen groben Granularität besteht das Problem, dass auch Messwerte oberhalb eines Grenzwertes dargestellt werden, die mit hoher Wahrscheinlichkeit auf keinen besonderen Unregelmässigkeiten der Strecke beruhen. Um dieses Problem zu lösen, werden die Messwerte mit der vorstehend erwähnten Deskriptoren relativiert. Konkret bedeutet dies, dass je nach Eigenschaft des betreffenden Streckenpunktes bestimmte Werte z.B. in X- oder in Y-Richtung ausgeblendet oder aufgrund einer speziellen Kalibrierung mit einem Faktor kleiner 1.0 gewichtet werden.Not least because of a relatively coarse granularity there is the problem that measured values above one Limit value are represented with a high probability on no particular irregularities in the route based. To solve this problem, the measurement values are with of the descriptors mentioned above. Concrete this means that depending on the property of the subject Certain points e.g. in the X or Y direction hidden or due to a special calibration with weighted by a factor less than 1.0.
Die Uebertragung der Informationseinheiten INFG, INFW und INFW
zu einer Leitstelle 30 kann alternativ auch über ein zwischen
den Schienen angeordnetes Leckkabel vorgenommen werden. Insbesondere
kann das System EURO-Loop für eine kontinuierliche
und das System EURO-Balise für eine punktförmige Uebertragung
benutzt werden. Mittels EURO-Balisen können pro Ueberfahrt
codiert brutto rund 850 Bit übertragen werden. The transmission of the information units INF G , INF W and INF W to a
Das vorstehend erläuterte Verfahren ist nicht auf eine Reisezugskomposition
20 beschränkt. Dieses Verfahren kann auch auf
Güterzüge angewendet werden. Anstelle der Uebertragung über
einen Zugbus 12 kann ein zwischen den Schienen ausgelegtes
Leckkabel, z.B. EURO-Loop oder ein Sende-Empfangskabel, das
für die Versorgung mit GSM-Diensten vorgesehen ist, benutzt
werden, um eine Uebertragung zu einer vorzugsweise auf dem
Triebfahrzeug 21 angeordneten Auswerteeinheit 13 vorzunehmen.
Da nicht über alle Streckenabschnitte ein solches Leckkabel
vorausgesetzt werden kann, müssen die Informationseinheiten
INFW im Sensormodul 11 zwischengespeichert werden. Zusätzlich
ist vorteilhafterweise eine Quittierung vorzusehen, um
allfällig übertragene, aber in der Auswerteeinheit 13 nicht
oder nicht vollständig empfangene Informationseinheiten INFW
vom betreffenden Sensormodul ein weiteres Mal übertragen zu
können.The method explained above is not limited to a
Bei einer solchen Anordnung ist auch möglich, die Auswerteeinheit
13 statt auf der Zugskomposition 20 ortsfest vorzusehen
und allenfalls im Rechnersystem der Leitstelle 30 zu
integrieren. With such an arrangement, the evaluation unit is also possible
13 instead of fixed on the
- 1010
- Sensorsensor
- 1111
- Sensormodulsensor module
- 1212
- Zugbustrain bus
- 1313
- Auswerteeinheitevaluation
- 1414
- EURO-Balise zur Uebermittlung einer OrtsinformationEURO balise for the transmission of location information
- 1515
- Empfangseinheitreceiver unit
- 1616
- Antenne für eine drahtlose Verbindung zu einer LeitstelleAntenna for a wireless connection to a control center
- 1717
- Drahtlose Uebertragungsstrecke Zugskomposition - LeitstelleWireless transmission line train composition - control center
- 2020
- Zugskompositiontrain composition
- 2121
- Steuerwagencontrol car
- 22, 22.1, 22.222, 22.1, 22.2
- Zwischenwagenintermediate cars
- 2323
- Triebfahrzeugtrain
- 2424
- Zugkopplungpull coupling
- 2525
- Fahrrichtungdriving direction
- 2626
- Radwheel
- 2727
- Drehgestellbogie
- 3030
- Leitstellecontrol center
- 3131
- Anzeigeeinheitdisplay unit
- 34.1, 34.2, 34.334.1, 34.2, 34.3
- Symbole zur Darstellung des StreckenzustandesSymbols to represent the route status
- 3535
- Grenzlinie für eine AlarmauslösungLimit line for an alarm trigger
- 3636
- Ortsfeste Empfangsantenne zu einer Leitstelle.Fixed receiving antenna to a control center.
Claims (7)
- A
- aufgrund einer zu erkennenden zeitlichen Verteilung der Signale der Mehrzahl der vorhandenen Sensoren eine Generierung einer ersten Informationseinheit (INFG) erfolgt, die als ein Element eines Abbildes des Geleisezustandes dient;
- B
- aufgrund einer Häufung von den einem Rad oder einem Drehgestellen entstammenden Signale eine Generierung einer zweiten Informationseinheit (INFW) erfolgt, die als ein Element eines Abbildes des Betriebszustandes dient,
- A
- On the basis of a time distribution of the signals from the plurality of existing sensors to be recognized, a generation of a first information unit (INF G ) takes place, which serves as an element of an image of the track condition;
- B
- a second information unit (INF W ) is generated on the basis of an accumulation of the signals originating from a wheel or a bogie and serves as an element of an image of the operating state,
dadurch gekennzeichnet, dass die generierten Informationseinheiten (INFG, INFW) einer auf einem Schienenfahrzeug (21, 22, 23) der betreffenden Zugskomposition (20) befindlichen Auswerteeinheit (13) zugeführt (12) werden. Method according to claim 1,
characterized in that the generated information units (INF G , INF W ) are fed (12) to an evaluation unit (13) located on a rail vehicle (21, 22, 23) of the respective train composition (20).
dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Informationseinheiten (INFG) in der Auswerteeinheit (13) mit einem Kennzeichen (TRA_ID, COU_ID) der betreffenden Zugskomposition (20) und der jeweiligen Geschwindigkeit (V, T_STMP) versehen werden.The method of claim 1 or 2,
characterized in that the first information units (INF G ) in the evaluation unit (13) are provided with an identifier (TRA_ID, COU_ID) of the relevant train composition (20) and the respective speed (V, T_STMP).
dadurch gekennzeichnet, dass von den durch der Leitstelle (31) geführten Streckenabschnitten (OER, WLN-DLK) mit einzelnen Streckenpunkten zugeordnete Deskriptoren ein topologisches Abbild gespeichert ist und dass erste bestimmten Streckenpunkten zuzuordnende Informationseinheiten (INFG) mittels der Deskriptoren relativiert oder ausgeblendet werden.Method according to one of claims 1 to 3,
characterized in that a topological image of the route sections (OER, WLN-DLK) guided by the control center (31) with individual route points is stored and that information units (INF G ) to be assigned to certain route points are relativized or hidden using the descriptors.
dadurch gekennzeichnet, dass der verfahrensschritt B in einem einem Schienenfahrzeug (21,22, 23) zugeordneten Sensormodul (11) vorgenommen wird und die zweite Informationseinheit (INFW) im Sensormodul (11) generiert wird.Method according to one of claims 1 to 4,
characterized in that method step B is carried out in a sensor module (11) assigned to a rail vehicle (21, 22, 23) and the second information unit (INF W ) is generated in the sensor module (11).
dadurch gekennzeichnet, dass in einem Haltezustand einer Zugskomposition (20) von den Sensoren (10) durch die Sensormodule (11) ebenfalls Signale erfasst werden, die als Abbild eines Lastzustandes der betreffenden Schienenfahrzeuge (21, 22, 23) interpretiert werden und zusammen mit den während dem Rollen erfassten Signalen als Referenzwert für eine Kalibrierung herangezogen werden. Method according to claim 5,
characterized in that in a stopped state of a train composition (20) from the sensors (10) by the sensor modules (11) signals are also detected, which are interpreted as an image of a load state of the rail vehicles concerned (21, 22, 23) and together with the signals recorded during the rolling can be used as a reference value for a calibration.
dadurch gekennzeichnet, dass in der Leitstelle (30) für in den Informationseinheiten (INFW, INFG) enthaltene Messwerte ein Grenzwert vorgesehen ist und dass Messwerte und zugehörige Streckenabschnitte oder Schienenfahrzeuge auf der Anzeigeeinheit (31) als kritische Messwerte darstellbar sind.Method according to one of claims 1 to 6,
characterized in that a limit value is provided in the control center (30) for measured values contained in the information units (INF W , INF G ) and in that measured values and associated route sections or rail vehicles can be displayed on the display unit (31) as critical measured values.
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