DE19913057A1 - Wheel counting and detecting method e.g. for rail-borne vehicles such as trains - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Beschrieben wird ein Verfahren zum Erkennen der Räder eines schienengebundenen Fahrzeugs. DOLLAR A Nach dem Verfahren wird der Körperschall in einer Schiene beim Überfahren einer Meßstelle erfaßt und einer Auswerteeinheit zugeführt. Das Verfahren macht sich die Tatsache zunutze, daß beim Überfahren einer Meßstelle durch ein schienengebundenes Fahrzeugrad neben einem Grundgeräusch durch jedes Rad bzw. jedes Radpaar ein ausgeprägter Körperschallverlauf erzeugt wird.A method for identifying the wheels of a rail-bound vehicle is described. DOLLAR A According to the method, structure-borne noise is recorded in a rail when passing a measuring point and fed to an evaluation unit. The method takes advantage of the fact that when a measuring point is passed by a rail-bound vehicle wheel, in addition to a basic noise, each wheel or each pair of wheels produces a pronounced structure-borne noise.

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von auf ei­ner Schiene vorbeilaufenden Rädern eines schienengebundenen Fahrzeugs an einer Meßstelle.The invention relates to a method for recognizing eggner rail passing wheels of a rail-boundVehicle at a measuring point.

Aus der WO 91/10584 ist eine Anordnung bekannt, mit der mit­tels Körperschallmessung am Gleis ein sich nähernder Zug er­kannt werden kann. Erreicht die Schallintensität einen ersten Schwellwert, so wird ein Vorwarnsignal ausgelöst. Ein endgül­tiges Signal, z. B. ein Warnsignal an eine Gleisbaumann­schaft, wird dann ausgegeben, wenn der Schallpegel einen zweiten Schwellwert überschreitet; der Zug befindet sich dann noch in einer gewissen Entfernung von der Mußstelle. Zur Mes­sung des Körperschalls des Zuges sind Schallaufnehmer direkt an den Schienen angebracht. Den Schallaufnehmern können Fre­quenzfilter nachgeschaltet sein, die einen für die Zuggeräu­sche typischen Frequenzdurchlaßbereich aufweisen. Damit kön­nen Störgeräusche eliminiert werden.From WO 91/10584 an arrangement is known with whichan approaching train due to structure-borne noise measurement on the trackcan be known. The sound intensity reaches a firstThreshold value, a pre-warning signal is triggered. A finalterm signal, e.g. B. a warning signal to a track construction manshaft, is output when the sound level is oneexceeds the second threshold; the train is thenstill a certain distance from the must-do site. To the MesThe structure-borne noise of the train are sound pickups directlyattached to the rails. The sound recorders can Frequenzfilter downstream, one for the Zuggeräutypical typical frequency passband. So thatnoise can be eliminated.

Die Anordnung ist in der Lage, einen herannahenden Zug zu er­fassen. Eine Aussage über das Passieren ganz bestimmter Streckenpunkte kann von diesem System nicht gemacht werden.The arrangement is able to detect an approaching traingrasp. A statement about the passage of certainThis system cannot make waypoints.

Hierzu sind andere Systeme bekannt, die das Vorrüberlaufen von Fahrzeugrädern mittels induktiver oder kraftmessender Sensoren ermitteln. Da die Räder von schienengebundenen Fahr­zeugen stets aus Eisenmaterialien bestehen, also ferromagne­tisch sind, kann mittels einer unmittelbar an einer Schiene angebrachten Meßspule bei Überfahren der Meßstelle durch ein Rad eine Veränderung des magnetischen Widerstandes des Meß­kreises festgestellt und daraus ein Meßsignal erzeugt werden. Durch in den Meßbereich hineinreichende Metallteile, z. B. Wirbelstrombremsen, sowie durch Schienenströme kann das Me­ßergebnis jedoch erheblich verfälscht werden.For this purpose, other systems are known that run overof vehicle wheels using inductive or force-measuringDetermine sensors. Because the wheels of rail-bound drivingare always made of iron materials, i.e. ferromagnetable, can be attached directly to a railattached measuring coil when passing the measuring point by a Rad a change in the magnetic resistance of the measurementcircle determined and a measurement signal can be generated from it.Metal parts reaching into the measuring range, e.g. B.Eddy current brakes, as well as by rail currents, the MeHowever, the result can be significantly falsified.

Andere Systeme zur Achszählung nutzen die Durchbiegung der Schiene, die beim Überfahren eines Radpaares bewirkt wird. Die wenn auch geringe Schienendurchbiegung läßt sich mit ei­nem Druckaufnehmer auswerten. Um bei jedem Rad ein ausgepräg­tes Signal erhalten zu können, muß die betroffene Schiene für dieses Meßverfahren jedoch speziell präpariert werden, was einen erheblichen Aufwand bedeutet.Other axle counting systems use the deflection of theRail, which is caused when driving over a pair of wheels.The rail deflection, albeit slight, can be done with eggEvaluate a pressure sensor. To be pronounced with every bikeTo be able to receive the signal, the rail concerned must be able tothis measurement method, however, be specially prepared for whatmeans a considerable effort.

Aus der DE-PS 562 525 ist auch bereits ein System bekannt, bei dem das beim Überfahren eines Schienenstoßes zwangsläufig auftretende starke Schlaggeräusch eines Rades mittels eines Mikrophons aufgenommen wird. Die Geräuschimpulse werden einem Zählwerk zugeführt. Für moderne, stoßfreie Schienenverbindun­gen ist dieses System ungeeignet.A system is already known from DE-PS 562 525where this inevitably when driving over a rail jointstrong impact noise of a wheel occurring by means of aMicrophone is recorded. The noise impulses become oneCounter supplied. For modern, bumpless rail connectionsThis system is not suitable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erkennen von vorbeifahrenden Rädern eines schienengebundenen Fahrzeugs, z. B. zur Achszählung eines Zuges, anzugeben, das eine Kostengünstige zuverlässige Raderkennung ohne aufwendige Raderfassungseinrichtungen ermöglicht und ohne Veränderungen an diese Schienen auskommt.The invention has for its object a method forDetection of passing wheels of a rail-boundVehicle, e.g. B. to count the axles of a train to indicate thata cost-effective reliable wheel detection without complexWheel detection devices enabled and without changesget along on these rails.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 im Zusammenwirken mit den Merkmalen im Oberbegriff. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.The object is achieved by the features incharacterizing part of claim 1 in cooperation withthe characteristics in the generic term. Appropriate configurations of theInvention are contained in the subclaims. 

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß beim Überfahren einer Meßstelle durch ein schienengebundenes Fahr­zeug neben einem Grundgeräusch durch jedes Rad bzw. jedes Radpaar eine ausgeprägte Körperschallamplitude erzeugt wird, die bei Annäherung an die Meßstelle ansteigt und nach Vorbei­fahrt wieder abnimmt.The invention makes use of the knowledge that whenPassing a measuring point by a rail-bound drivebesides a basic sound through each wheel or eachA distinct structure-borne noise amplitude is generated,which increases when the measuring point is approached and after passingride decreases again.

Dadurch, daß die Messung akustisch erfolgt, können Signalver­fälschungen wie bei einer induktiven Messung durch andere Teile als die Räder nicht auftreten. Die Messung ist immer eindeutig, unabhängig von den Abmessungen oder dem Material der Räder.Because the measurement takes place acoustically, signal vercounterfeiting like an inductive measurement by othersParts as the wheels do not occur. The measurement is alwaysclearly, regardless of the dimensions or the materialof the wheels.

Das Verfahren dient dazu die an der Meßstelle vorbeilaufenden Räder eines Fahrzeugs oder Zuges zu erkennen.The method is used to pass the measuring pointRecognize the wheels of a vehicle or train.

Sollen zusätzlich die Achsen eines Zuges gezählt werden, so werden nach Überschreiten und ggf. Unterschreiten eines vor­gegebenen Schwellwertes die im Signalverlauf auftretenden Am­plituden gezählt, die dann ein Maß für die Anzahl der Achsen des Zuges sind.If the axes of a train are also to be counted, see aboveare after exceeding and possibly falling below one beforegiven threshold value, the Am occurring in the signal curveplitudes are counted, which is then a measure of the number of axesof the train.

Zusätzlich kann das Signal hinsichtlich seines Frequenzspek­trums ausgewertet werden, um es von Störgeräuschen, z. B. über den Erdboden übertragener Geräusche, zu trennen. Da die Räder schienengebundener Fahrzeuge ein typisches Fre­quenzspektrum erzeugen, läßt sich das aufgenommene Signal deutlich von anderen Schallerzeugern unterscheiden. Eine gezielte Filterung des gemessenen Signalverlaufs kann auch vorteilhaft bereits dadurch erzielt werden, daß die Signalaufnahme mit einem richtungsempfindlichen Schallaufneh­mer in vertikaler Richtung erfolgt.In addition, the signal with regard to its frequency spectrums are evaluated to prevent noise, z. B.noise transmitted over the ground. Therethe wheels of rail-bound vehicles are a typical fregenerate spectrum, the recorded signalclearly distinguish it from other sound generators.A targeted filtering of the measured signal curve cancan also be advantageously achieved in that theSignal recording with a directionally sensitive sound recordingalways done in the vertical direction. 

Zweckmäßig wird der Körperschall direkt an einer Schiene ge­messen.The structure-borne noise is expediently carried out directly on a railmeasure up.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines in einer Zeich­nung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher er­läutert werden.The invention is based on a in a drawingvoltage schematically illustrated embodiment heto be refined.

Eine Schiene1 wird von einem Schienenfahrzeug befahren, wo­bei die Räder2 eine Meßstelle3 mit einem elektroakustischen Sensor, z. B. einem piezoelektrischen Schallaufnehmer, pas­sieren. Dieser mißt den Körperschall in der Schiene1, bevor­zugt in vertikaler Richtung.A rail1 is driven by a rail vehicle, where at the wheels2 a measuring point3 with an electroacoustic sensor, for. B. a piezoelectric sound sensor, pass. This measures the structure-borne noise in the rail1 before moving in the vertical direction.

Aus dem gemessenen Signal wird mittels eines Filters4 die niederfrequente Hüllkurve ausgefiltert und einem Schwellwert­schalter5 aufgeschaltet. Durch den Schwellwertschalter5 wird gewährleistet, daß Störgeräusche weitgehend ohne Einfluß auf das Meßergebnis bleiben. Mit Annäherung eines Falzengra­des an die Meßstelle, nimmt der dort feststellbare Ge­räuschpegel für die Abrollgeräusche des betreffenden Rades auf der Fahrschiene zu. Passiert das Schienenfahrzeug die Meßstelle3, so erreicht der Signalpegel seinen höchsten Wert, um anschließend wieder abzunehmen. Das Signal wird von dem Schwellwertschalter5 dann einer Einheit zur Amplituden­bewertung6 zugeleitet, in der die jeweils durch das Rad er­zeugten Geräusche bewirkt und in Befahrungsmeldungen umge­setzt werden. Jede Befahrungsmeldung beinhaltet das Anschwel­len des von einem Fahrzeugrad beim Vorüberlaufen an der Meß­stelle verursachten Geräuschepegel. Die Pegel benachbarter Fahrzeugräder sind dabei voneinander unterscheidbar, so daß es eine eindeutige Zuordnung der Geräuschepegel zu den Fahr­zeugrädern und den Befahrungsmeldungen gibt. Gegebenenfalls ist es auch möglich, das Passieren eines Fahrzeugrades be­ reits aus dem Anschwellen des Geräuschepegels über einen ge­gebenen Schwellwert zu erkennen. Die detektierten Befahrungen können von einem Zähler7 dann schließlich gezählt werden. Beim Weiterfahren des Schienenfahrzeugs klingt das Geräusch in den Schienen ab und unterschreitet dann einen voreinge­stellten Schwellwert im Schwellwertschalter5, so daß zu die­sem Zeitpunkt ein Endwert im Zähler7 vorliegt, der an eine übergeordnete Leiteinrichtung, beispielsweise an ein Stell­werk, weitergegeben werden kann.From the measured signal, the low-frequency envelope is filtered out by means of a filter4 and a threshold switch5 is applied . The threshold switch5 ensures that noise is largely without influence on the measurement result. With approach of a Falzengra the to the measuring point, the detectable Ge noise level for the rolling noise of the wheel concerned on the rail increases. If the rail vehicle passes measuring point3 , the signal level reaches its highest value and then decreases again. The signal is then fed from the threshold switch5 to a unit for amplitude evaluation6 , in which the noise generated by the wheel in each case is effected and converted into driving reports. Every traffic report contains the swelling of the noise level caused by a vehicle wheel passing the measuring point. The levels of adjacent vehicle wheels are distinguishable from each other, so that there is a clear assignment of the noise level to the driving wheels and the driving reports. If necessary, it is also possible to recognize the passage of a vehicle wheel from the swelling of the noise level via a given threshold value. The detected journeys can then finally be counted by a counter7 . When the rail vehicle continues, the noise in the rails subsides and then falls below a preset threshold value in the threshold switch5 , so that at this point in time an end value is present in the counter7 , which can be passed on to a higher-level control device, for example to a signal box .

Claims (6)

Translated fromGerman

1. Verfahren zum Erkennen von auf einer Schiene vorüberlau­fenden Rädern eines schienengebundenen Fahrzeuges an einer Meßstelle,dadurch gekennzeichnet, daß der von den Rädern erzeugte Körperschall beim Überfahren der Meßstelle elektroakustisch erfaßt und einer Auswerteein­heit zugeführt wird.1. A method for recognizing on a rail vorüberlau fenden wheels of a rail-bound vehicle at a measuring point,characterized in that the structure-borne noise generated by the wheels is detected electro-acoustically when passing over the measuring point and an evaluation unit is supplied.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Intensität der Hüllkurve des erfaßten Signals einen vorgege­benen Schwellwert überschreitet oder nach Überschreiten die­ses Schwellwertes anschließend einen vorgegebenen Schwellwert unterschreitet.2. The method according to claim 1,characterized,that the evaluation unit generates an output signal when theIntensity of the envelope of the detected signalabove the threshold or after exceeding theThis threshold value then a predetermined threshold valuefalls below.3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale gezählt werden.3. The method according to claim 2,characterized,that the output signals are counted.4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit das Frequenzspektrum des erfaßten Si­gnals bewertet und die Ausgabe von Ausgangssignalen vom Vor­liegen von für das Vorüberlaufen von Rädern eines schienenge­bundenen Fahrzeugs typischen Werten abhängig macht.4. The method according to any one of the preceding claims,characterized,that the evaluation unit the frequency spectrum of the detected Signals rated and the output of output signals from the previouslie of for the passage of wheels of a railbound vehicle depending on typical values.5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Körperschall direkt an der Schiene gemessen wird.5. The method according to any one of the preceding claims,characterized,that the structure-borne noise is measured directly on the rail. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der hauptsächlich in vertikaler Richtung auftretende Kör­perschall an der Schiene gemessen wird.6. The method according to any one of the preceding claims,characterized,that the body occurring mainly in the vertical directionper sonic is measured on the rail.