DE19837485A1 - Verfahren zum Erkennen 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

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

Um etwaige Schäden an besonders expornierten Komponenten von Schienenfahrzeugen möglichst frühzeitig erkennen zu können, gibt es aus jüngster Zeit Vorschläge, diese Fahrzeugkomponen­ ten ständig 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 Räder, Achsen oder Drehgestelle ei­ nes Fahrzeugs. Die aktuellen Sensormeldungen sollen hinsicht­ lich 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 lau­ fende Vergleich von aktuellen Sensormeldungen und gespeicher­ ten Referenzwerten ist außerordentlich aufwendig; häufig ist nicht erkennbar, ob dabei ausgelöste Störungsmeldungen 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 Störungsmeldungen eindeu­ tig einem Fahrzeug oder einer Fahrstrecke zuzuordnen sind.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Anwendung der kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1. Danach wer­ den 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 fort­ pflanzen auf ein streckenseitiges Ereignis und aus dem Um­ stand, daß nur einer oder einige Sensoren ansprechen, auf das Vorhandensein eines fahrzeugseitigen Störungsereignisses ge­ schlossen wird.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen 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. Sol­ che 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 Sensormel­ dungen an eine Auswerteeinrichtung zur Bewertung der aufge­ nommenen 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 sormeldungen mechanisch oder elektrisch bedämpft werden, so daß etwaige Ereignismeldungen nur dann ausgegeben und bewer­ tet werden, wenn die überwachten Fahrzeugkomponenten übermä­ ßig stark beansprucht sind. Solch eine mechanische Bedämpfung ist z. B. die schwingende Lagerung von Sensoren zum Absorbie­ ren 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 Er­ eignismeldungen 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 Senso­ ren 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 Fahrstrec­ ke, beispielsweise das Überfahren eines Schienenstoßes oder einer Weiche. Solche Ereignismeldungen werden quasi unter dem Zug entgegen der Fahrrichtung von Sensor zu Sensor durchge­ schoben und können eindeutig von Beeinflussungen einzelner Sensoren unterschieden werden. Dabei können die Sensormeldun­ gen in ihrer zeitlichen Folge geschwindigkeitsabhängig und/oder achsmusterbezogen bewertet werden, d. h. es wird ge­ prüft, ob die einzelnen Sensormeldungen tatsächlich jeweils dann generiert werden, wenn zu erwarteter steht, daß die je­ weils überwachte Komponente den Schienenstoß oder die sonsti­ ge 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 ständig vorhanden sind. Durch diese Art der Bewertung werden Ereignisse aus dem Stö­ rungsmuster ausgeschlossen, die nicht auf fahrzeug- und gleisseitige Schäden zurückzuführen sind. Solche nur kurzzei­ tig und meist nur an der ersten Achse des führenden Fahrzeugs auftretenden Sensormeldungen können beispielsweise darauf zu­ rückzuführen sein, daß das Fahrzeug einen auf dem Gleis lie­ genden Ast zur Seite schleudert oder einen kleineren Stein überfährt. Solche Ereignisse können zwar registriert werden und sie können auch das Begehen der Strecke durch einen Streckenposten veranlassen; für sich allein betrachtet kenn­ zeichnen sie jedoch keine strecken- oder fahrzeugseitige Stö­ rung.

Die Bewertung der Sensormeldungen hinsichtlich ihrer Zuord­ nung zu einem Fahrzeug oder zu einer Strecke kann auf dem je­ weiligen 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 Sensormeldun­ gen zusammenlaufen und damit die Bewertungsergebnisse zuver­ lässiger sind als bei der Bewertung nur weniger Sensorsigna­ le. An dieses ausgewählte Fahrzeug sind die Sensormeldungen per Funk oder leitungsgebunden zu übertragen. Für die eindeu­ tige Zuordnung der Sensormeldungen zu den Sensoren oder Fahr­ zeugkomponenten ist es erforderlich, daß die Sensormeldungen auch Angaben über die Identität der Sensoren oder der von ih­ nen überwachten Fahrzeugkomponenten beinhalten. Sensoren, die zusätzlich zu etwaigen variablen Ereignismeldungen auch un­ veränderliche Identitätskennzeichen an eine Bewertungsein­ richtung übermitteln, sind an sich bekannt, z. B. aus der äl­ teren europäischen Patentanmeldung PCT/DE 98/00403.

Durch Anordnung eines zusätzlichen 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 Zugschlußüberwachung durchzuführen, die allerdings nur wäh­ rend der Fahrt wirksam ist.

Ein gleiches Ergebnis läßt sich erzielen, wenn das ausgewähl­ te Fahrzeug die z. B. von den Achssensoren beim Überfahren von Schienenstößen ausgelösten Ereignismeldungen zählt. Aus dem Umstand, daß die Anzahl dieser Ereignismeldungen konstant bleibt, kann das Fahrzeug auf das Mitführen seines Schluß­ fahrzeugs schließen.

Claims (7)

1. Verfahren zur Erkennung sich anbahnender oder plötzlich auftretender Schäden an Schienenfahrzeugen und/oder Gleisen, soweit diese Schäden Auswirkungen haben auf die Fahrqualität der Fahrzeuge, unter Verwendung von örtlich auf den Fahrzeu­ gen verteilt angeordneten Sensoren zum Erfassen des Schwin­ gungsverhaltens vorgegebener Fahrzeugkomponenten oder -kompo­ nentenanordnungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormeldungen zusammen mit Identitätskennzeichen für die Sensoren oder Fahrzeugkomponenten an eine fahrzeug­ seitige Bewertungseinrichtung übertragen und dort bewertet werden dergestalt, daß aus dem Umstand, daß etwaige Ereignis­ meldungen zeitlich aufeinanderfolgend über die Fahrzeuge des Fahrzeugverbandes verteilt angeordneten Sensoren zuzuordnen sind, auf ein Störungsereignis an der Fahrstrecke und aus dem Umstand, daß diese Ereignismeldungen nur einem oder einzelnen Sensoren zuzuordnen sind, auf ein Störungsereignis am betref­ fenden Fahrzeug geschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormeldungen zur Unterscheidung von streckenseiti­ gen und fahrzeugseitigen Störungsereignissen in ihrer zeitli­ chen Folge geschwindigkeitsabhängig und/oder achsmusterbezo­ gen bewertet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem wiederholten Auftreten von Ereignismeldungen an einem Sensor auf eine Störung oder eine sich anbahnende Stö­ rung an mindestens einer von diesem Sensor überwachten Fahr­ zeugkomponente geschlossen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormeldungen von einer dafür vorgesehenen Emp­ fangseinrichtung auf dem jeweiligen Fahrzeug empfangen und dort ggf. bewertet werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensormeldungen per Funk oder leitungsgebunden an ein ausgewähltes Fahrzeug des Fahrzeugverbandes übertragen und dort gemeinsam bewertet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem letzten Fahrzeug eines Fahrzeugverbandes ein zu­ sätzlicher Sensor zum Registrieren von als ungefährlich anzu­ sehenden Fahrzeugschwankungen vorgesehen ist, dessen Ereig­ nismeldungen vom ausgewählten Fahrzeug als Zugschlußmeldungen gewertet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß vom ausgewählten Fahrzeug aus dem Vorhandensein einer im­ mer gleichen Anzahl von Ereignismeldungen beim Befahren von Schienenstößen und sonstigen Schienenanomalien auf das Mit­ führen seines Schlußfahrzeugs geschlossen wird.