WO2000009377A1 - Verfahren zur erkennung von schäden an schienenfahrzeugen und/oder gleisen - Google Patents

Abstract

Zum Unterscheiden von Störungsereignissen, die ihre Ursache auf einem Fahrzeug oder im befahrenen Gleis haben, werden die Meldungen von fahrzeugseitigen Sensoren zum Überwachen bestimmter Fahrzeugkomponenten in ihrer zeitlichen Folge bewertet. Pflanzen sich die Sensormeldungen von Sensor zu Sensor fort, so handelt es sich um ein Störungsereignis, dessen Ursache am Gleis zu suchen ist. Sensormeldungen, die nur einem oder einigen Sensoren zuzuordnen sind und die wiederholt auftreten, können eine Störung der jeweils überwachten Fahrzeugkomponente auf dem Fahrzeug anzeigen.

Description

Beschreibung

Verfahren zur Erkennung von Schaden an Schienenfahrzeugen und/oder Gleisen

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erkennung sich anbahnender oder plötzlich auftretender Schaden an Schienenfahrzeugen und/oder Gleisen, soweit diese Schaden Auswirkungen haben auf die Fahrqualltat der Fahrzeuge, unter Verwendung von örtlich auf den Fahrzeugen verteilt angeordneter Sensoren zum Erfassen des Schwingungsverhaltens vorgegebener Fahrzeugkomponenten oder -komponentenanordnungen.

Um etwaige Schaden an besonders expormerten Komponenten von Schienenfahrzeugen möglichst frühzeitig erkennen zu können, gibt es aus jüngster Zeit Vorschlage, diese Fahrzeugkomponenten standig durch dafür geeignete Sensoren zu überwachen und die Sensormeldungen auszuwerten. Die Sensoren reagieren dabei regelmäßig auf Schwingungen der von ihnen überwachten Fahr- zeugkomponenten z. B. der Rader, Achsen oder Drehgestelle eines Fahrzeugs. Die aktuellen ≤ensormeldungen sollen hinsichtlich Amplitude und Frequenz bewertet werden, indem man sie mit entsprechenden Referenzwerten vergleicht, die zuvor auf Testfahrten bei ordnungsgerechtem Betriebszustand der Fahr- zeugkomponenten und der Gleise ermittelt wurden. Dieser laufende Vergleich von aktuellen Sensormeldungen und gespeicherten Referenzwerten ist außerordentlich aufwendig; häufig ist nicht erkennbar, ob dabei ausgeloste Storungsmeldungen dem Fahrzeug oder der Strecke zuzuordnen sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 anzugeben, das eine aufwandsarme und intelligente Bewertung der Sensormeldungen dahingehend ermöglicht, daß etwaige Storungsmeldungen eindeu- tig einem Fahrzeug oder einer Fahrstrecke zuzuordnen sind. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Anwendung der kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Danach werden die Sensormeldungen einer zeitlichen Bewertung unterzo- gen, wobei aus der Umstand, daß sich Sensormeldungen beim

Vorrücken des Zuges unter dem Zug von Sensor zu Sensor fortpflanzen auf ein streckenseitiges Ereignis und aus dem Umstand, daß nur einer oder einige Sensoren ansprechen, auf das Vorhandensein eines fahrzeugseitigen Störungsereignisses ge- schlössen wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des er indungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachstehend näher erläu^¬ tert .

Die Fahrzeuge eines Fahrzeugverbandes sollen mit an sich be^¬ kannten beliebig ausgeführten Sensoren ausgestattet sein, die auf Schwingungen fahrzeugseitiger Komponenten reagieren. Solche Sensoren können beispielsweise an den Achslagern der Fahrzeugräder oder an den Drehgestellen angeordnet sein; sie können auch zum Überwachen anderer mechanisch beanspruchter Teile wie beispielsweise der Fahrzeugaufhängung von Neigezü- gen installiert sein. Die Sensoren geben laufend Sensormeldungen an eine Auswerteeinrichtung zur Bewertung der aufgenommenen Schwingungen nach Frequenz und Amplitude. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß die aktuellen Sensormel^¬ dungen mit entsprechenden vorab in einem Speicher hinterleg- ten Referenzwerten verglichen werden oder aber daß die Sen- sor eldungen mechanisch oder elektrisch bedämpft werden, so daß etwaige Ereignismeldungen nur dann ausgegeben und bewer^¬ tet werden, wenn die überwachten Fahrzeugkomponenten übermäßig stark beansprucht sind. Solch eine mechanische Bedämpfung ist z. B. die schwingende Lagerung von Sensoren zum Absorbieren eines bestimmten Anteils der Schwingungen.

Eine elektrische Bedämpfung der Sensormeldungen kann z. B. durch eine Frequenz- oder eine Amplitudenbewertung bewirkt werden. Die jeweiligen Schwellwerte, bei deren Erreichen Ereignismeldungen auszulösen sind, sind vorab durch Versuche zu bestimmen.

Um zu unterscheiden zwischen Ereignismeldungen, die sich auf eine Störung am Fahrweg beziehen und Ereignismeldungen die ihre Ursache in einer Störung auf einem Fahrzeug haben, ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Ereignismeldungen der Sensoren in ihrer zeitlichen Folge zu bewerten. Ereignismeldungen, die zeitlich aufeinanderfolgend über die Fahrzeuge des Fahr- zeugverbandes verteilt angeordneten gleichartigen Sensoren zuzuordnen sind, kennzeichnen ein Ereignis an der Fahrstrek- ke, beispielsweise das Überfahren eines Schienenstoßes oder einer Weiche. Solche Ereignismeldungen werden quasi unter dem Zug entgegen der Fahrrichtung von Sensor zu Sensor durchgeschoben und können eindeutig von Beeinflussungen einzelner Sensoren unterschieden werden. Dabei können die Sensormeldungen in ihrer zeitlichen Folge geschwindigkeitsabhängig und/oder achs usterbezogen bewertet werden, d. h. es wird ge- prüft, ob die einzelnen Sensormeldungen tatsächlich jeweils dann generiert werden, wenn zu erwarten steht, daß die jeweils überwachte Komponente den Schienenstoß oder die sonstige markante Gleisstelle passiert.

Aus dem Umstand, daß nur ein Sensor oder einzelne Sensoren ansprechen, kann auf ein Störungsereignis am betreffenden Fahrzeug geschlossen werden, z. B. auf eine Flachstelle oder einen Lagerschaden. Dabei ist es von Vorteil, eine Störung erst dann anzunehmen, wenn sich solche Ereignismeldungen be- zogen auf den oder die einzelnen Sensoren häufen, insbesonde- re wenn sie zyklisch auftreten oder standig vorhanden sind. Durch diese Art der Bewertung werden Ereignisse aus dem Sto- rungsmuster ausgeschlossen, die nicht auf fahrzeug- und gleisseitige Schaden zurückzuführen sind. Solche nur kurzzei- tig und meist nur an der ersten Achse des fuhrenden Fahrzeugs auftretenden Sensormeldungen können beispielsweise darauf zurückzuführen sein, daß das Fahrzeug einen auf dem Gleis liegenden Ast zur Seite schleudert oder einen kleineren Stein überfahrt. Solche Ereignisse können zwar registriert werden und sie können auch das Begehen der Strecke durch einen

Streckenposten veranlassen; für sich allein betrachtet kennzeichnen sie jedoch keine strecken- oder fahrzeugseitige Störung.

Die Bewertung der Sensormeldungen hinsichtlich ihrer Zuordnung zu einem Fahrzeug oder zu einer Strecke kann auf dem jeweiligen Fahrzeug geschehen, auf dem die Sensoren angeordnet sind. Besonders vorteilhaft ist es aber, diese Bewertung an zentraler Stelle auf einem ausgewählten Fahrzeug des Fahr- zeugverbandes vorzunehmen, weil hier dann mehr Sensormeldungen zusammenlaufen und damit die Bewertungsergebnisse zuverlässiger sind als bei der Bewertung nur weniger Sensorsignale. An dieses ausgewählte Fahrzeug sind die Sensormeldungen per Funk oder leitungsgebunden zu übertragen. Für die emdeu- tige Zuordnung der Sensormeldungen zu den Sensoren oder Fahrzeugkomponenten ist es erforderlich, daß die Sensormeldungen auch Angaben über die Identität der Sensoren oder der von ihnen überwachten Fahrzeugkomponenten beinhalten. Sensoren, die zusätzlich zu etwaigen variablen Ereignismeldungen auch un- veränderliche Identitatskennzeichen an eine Bewertungseinrichtung übermitteln, sind an sich bekannt, z. B. aus der alteren europaischen Patentanmeldung PCT/DE 98/00403.

Durch Anordnung eines zusatzlichen Sensor auf dem letzten Fahrzeug eines Zuges, der auf die bei normalem Lauf des Fahr- zeugs sich einstellenden Schwankungen des Fahrzeugaufbaues reagiert, ist es möglich, auf dem ausgewählten Fahrzeug eine Zugschlußuberwachung durchzufuhren, die allerdings nur wahrend der Fahrt wirksam ist.

Ein gleiches Ergebnis laßt sich erzielen, wenn das ausgewählte Fahrzeug die z. B. von den Achssensoren beim Überfahren von Schienenstoßen ausgelosten Ereignismeldungen zahlt. Aus dem Umstand, daß die Anzahl dieser Ereignismeldungen konstant bleibt, kann das Fahrzeug auf das Mitfuhren seines Schlußfahrzeugs schließen.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Erkennung sich anbahnender oder plötzlich auftretender Schaden an Schienenfahrzeugen und/oder Gleisen, soweit diese Schaden Auswirkungen haben auf die Fahrqualitat der Fahrzeuge, unter Verwendung von örtlich auf den Fahrzeugen verteilt angeordneten Sensoren zum Erfassen des Schwingungsverhaltens vorgegebener Fahrzeugkomponenten oder -kompo- nentenanordnungen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sensormeldungen zusammen mit Identitatskennzeichen für die Sensoren oder Fahrzeugkomponenten an eine fahrzeug- seitige Bewertungseinrichtung übertragen und dort bewertet werden dergestalt, daß aus dem Umstand, daß etwaige Ereignis- meidungen zeitlich aufeinanderfolgend über die Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes verteilt angeordneten Sensoren zuzuordnen sind, auf ein Storungsereignis an der Fahrstrecke und aus dem Umstand, daß diese Ereignismeldungen nur einem oder einzelnen Sensoren zuzuordnen sind, auf ein Storungsereignis am betref- fenden Fahrzeug geschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sensormeldungen zur Unterscheidung von streckenseiti- gen und fahrzeugseitigen Storungsereignissen m ihrer zeitlichen Folge geschwmdigkeitsabhangig und/oder achsmusterbezo- gen bewertet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß aus dem wiederholten Auftreten von Ereignismeldungen an einem Sensor auf eine Störung oder eine sich anbahnende Störung an mindestens einer von diesem Sensor überwachten Fahrzeugkomponente geschlossen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Sensormeldungen von einer dafür vorgesehenen Empfangseinrichtung auf dem jeweiligen Fahrzeug empfangen und dort ggf. bewertet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e e n n z e i c h n e t , daß die Sensormeldungen per Funk oder leitungsgebunden an ein ausgewähltes Fahrzeug des Fahrzeugverbandes übertragen und dort gemeinsam bewertet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß auf dem letzten Fahrzeug eines E'ahrzeugverbandes ein zusätzlicher Sensor zum Registrieren von als ungefährlich anzusehenden Fahrzeugschwankungen vorgesehen ist, dessen Ereignismeldungen vom ausgewählten Fahrzeug als Zugschlußmeldungen gewertet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß vom ausgewählten Fahrzeug aus dem Vorhandensein einer immer gleichen Anzahl von Ereignismeldungen beim Befahren von Schienenstößen und sonstigen Schienenanomalien auf das Mitführen seines Schlußfahrzeugs geschlossen wird.