DD233347A1 - Schaltungsanordnung zur erfassung und identifizierung rollender schienenfahrzeuge - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erfassung und Identifizierung von rollenden Schienenfahrzeugen. Sie hat zum Ziel, die Aufenthaltszeiten der Fahrzeuge zu senken und Transportraum besser auszulasten. Mit ihr wird die Aufgabe geloest, die Anzahl der einen bestimmten Punkt passierenden Fahrzeuge getrennt nach Art, Gattung und Achsanzahl festzustellen, ohne dass diese dafuer mit Aktivelementen ausgeruestet sein muessen. Die erfindungsgemaesse Schaltungsanordnung umfasst Gleisschaltmittel und elektronische Module, die durch Achsabstandsmessungen und unter Einbeziehung von Vergleichsdaten die Identifizierung vornehmen. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur Erfassung und Identifizierung von rollenden Schienenfahrzeugen und läßt sich überall dort anwenden, wo es erforderlich ist, Art, Gattung, Achsanzahl, Fahrtrichtung, Geschwindigkeit und/oder Beschleunigung einzeln oder im Zugverband vorbeifahrender Schienenfahrzeuge festzustellen.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Mit der DE-OS 2829391 ist ein Wagenzählgerät bekannt geworden, bei dem drei Signalgeber in bestimmten Abständen an den Schienen befestigt sind. Mit diesem Gerät können Wagen in definierte Achsabstandsbereiche eingeordnet werden. Diese Bereiche wurden nach den ermittelten Achsabständen der am häufigsten im Streckennetz der rumänischen Staatsbahn vorkommenden Fahrzeuge (UIC-Norm) festgelegt. Die von den Achsen erzeugten Impulse steuern logische Schaltungen, die in ihrer Eingangsstufe aus Kippgliedern oder Summierern bestehen können. Die logischen Informationen der Kippglieder, die den Signalgebern und Zonen zugeordnet sind, dienen zur diskrirriinatorischen Fahrzeugerkennung. Dieses Gerät weist folgende Nachteile auf:

Verkehren Eisenbahnfahrzeuge anderer Eisenbahnverwaltungen mit Achsabständen, die nicht den vorgegebenen Normen entsprechen, in einem mit diesem Wagenzählgerät ausgerüsteten Eisenbahnnetz, müssen die Abstände der Signalgeber zueinander verändert werden. Dazu ist es notwendig, alle vorkommenden Achsabstände zu analysieren und entsprechend neue Bereiche festzulegen. Es ist mit diesem Gerät nicht möglich, alle in den wichtigsten europäischen Eisenbahnverwaltungen im Einsatz befindlichen Eisenbahnfahrzeuge zu identifizieren. Eine weitere bekannte Vorrichtung zur identifizierung von Eisenbahngüterwagen, wie sie in der DE-OS 3026636 beschrieben ist, sieht eine Anordnung von vier Signalgebern entlang eines Gleises in definierten Abständen zueinander vor, mit d'ren Hilfe der Abstand zwischen benachbarten Achsen festgestellt wird. Das System prüft den festgestellten Abstand, ob dieser in vorbestimmten Grenzen liegt, die für den Güterwagenpark in Nordamerika kennzeichnend sind, dessen wenige Gattungen sich in ihren Achsabständen nur geringfügig unterscheiden. Für europäische Eisenbahnverwaltungen ist diese Vorrichtung nicht geeignet.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, mit geringstem Zeitaufwand und hoher Zuverlässigkeit Schienenfahrzeuge nach Anzahl, Art und Gattung zu lokalisieren, damit z. B. die Wagenaufenthaltszeiten zu senken und den vorhandenen Transportraum besser auszulasten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung ?< !-entwickeln, rollende Schienenfahrzeuge zu erfassen und zu identifizieren, das heißt, die Anzahl der einen bestimmten Punkt passierenden Fahrzeuge, getrennt nach Art, Gattung und Achsanzahl, festzustellen, ohne daß sie mit Codereflektoren, Transpodern, Infrarotsendern oder ähnlichen Aktivelementen ausgerüstet sind. Diese Feststellung muß unabhängig davon möglich sein, ob die Fahrzeuge einzeln oder im Zugverband fahren

jnd mit welcher Geschwindigkeit sie sich bewegen oder welche Beschleunigung sie währenddes Erfassens erfahren. Diese Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Schaltungsanordnung von an sich bekannten Gleisschaltmitteln sowie älektronischen Modulen und Speichersystemen gelöst. Die Gleisschaltmittel werden — in Gleislängsachse gesehen — in definierten Abständen so im Gleis angeordnet, daß sie beim Überrollen durch ein Schienenfahrzeug oder einen Zugverband von Schienenfahrzeugen pro Achse eine bestimmte Anzahl elektrischer Signale abgeben. Diese werden in nachgeschalteten mpulsformem für die weitere Verarbeitung in an sich bekannter Weise zu Impulsen konstanter Länge aufbereitet. Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung enthält weiterhin folgende Hauptbestandteile:

— Prozeßein-und Ausgabemodul

Dieser besteht aus Optokopplern zur galvanischen Trennung der Eingangsimpulse, Koppelschaltern zur wechselweisen Übernahme von Impulsen und zur Ausgabe von Prüfsignalen an die Impulsformer zur Funktionsüberwachung, Eingangsspeichern zur Aufnahme der Impulse und Triggern zur Wandlung der eingeleiteten Impulse in Prozeßdaten.

— Festwertspeichersystem

In ihm sind Operationen, Konstanten und Vergleichsdaten, die für die Berechnungen bzw. für die Identifizierung erforderlich sind, gespeichert.

— Schreib-Lese-Speichersystem

Dieses speichert in die Berechnungen eingehende Variable sowie die Berechnungs- und Identifizierungsergebnisse. Die Zwischenspeicherung der Ergebnisse hat den Vorteil, daß die sich daran anschließenden Schritte nicht mehr zeitgetreu ausgeführt zu werden brauchen, so daß dafür relativ langsame und billige Module eingesetzt werden können.

— Arithmetisch-logischer Modul

Er ist aus Speichern und einem Addierwerk mit Übertragslogikfür Eiementaroperationsfolgen, einem Taktgeber, Zählern für die Erfassung der Impulsanzahl und der Zeitabstände zwischen den Impulsen, Zustandsflipflops und einem Bedingungsflipflop zur Fahrtrichtungsermittlung aufgebaut. Die Taktfrequenz des Taktgebers ist so gewählt, daß ihr Kehrwert größer als die kleinstmögliche Zeitdifferenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen zweier Gleisschaltmittel ist. Unter Einbeziehung der Speicherwerte und -operationen ermittelt der arithmetisch-logische Modul die Bewegungsrichtung, Geschwindigkeit und Beschleunigung der Fahrzeuge sowie die Abstände sämtlicher benachbarter Achsen voneinander. Daraufhin wird mit den Vergleichsdaten die Identifizierung durchgeführt, das heißt, es wird ermittelt, ob es sich bei den überrollenden Schienenfahrzeugen um Triebfahrzeuge, Reisezugwagen, offene Güterwagen, gedeckte Güterwagen, Flachwagen oder Kessel-/Behälterwagen handelt und wieviele Achsen jedes Fahrzeug hat. Dieser Einteilung entsprechend werden sie gezählt.

— Ein-Ausgabemodul

Dieser Modul dient der Bedienung der Auswerteeinrichtung und der Ausgabe der Ergebnisse. Er besteht aus einem EinAusgabe-Tordekoder zur wechselweisen Ansteuerung der Eingabe- und Ausgabe-Tore, Ausgabe-Toren zur Ausgabe der Daten und der Prüfsignale zur Funktionsüberwachung der Registriereinrichtungen und Eingabe-Toren zur Aufnahme der Prüfsignale. An ihn können anwenderspezifische Registriereinrichtungen angeschlossen werden.

Diese Module und Speichersysteme sind zweckmäßig, als Auswerteeinrichtung zusammengefaßt, angeordnet. In ihr befindet sich weiterhin ein Steuerwerk, das einen Befehlszähler und ein Befehlsregister enthält und über Steuerleitungen mit dem Prozeßein- und Ausgabemodul, dem Festwertspeichersystem, dem Schreib-Lese-Speichersystem, dem arithmetisch-logischen Modul und dem Ein-Ausgabemodul verbunden ist. Es realisiert die Ablauf- und Funktionssteuerung des Gesamtprozesses.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen

Fig. 1: Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung Fig. 2: Fahrzeuge mit unterschiedlicher Achsgeometrie

Fig. 3: Achsgeometrie zweier Fahrzeuge mit von ihnen ausgelöster Impulsfolge.

In der Figur 2 sind die zu ermittelnden Achsabstände mit dargestellt. Dabei bezeichnen B1 ...B6 die inneren Achsabstände der Fahrzeuge, D 1...D8 die Achsabstände in den Drehgestellen, U1 ...U10 die Überhänge und S1 ...S4 die Abstände zwischen den benachbarten Achsen zweier Fahrzeuge.

Zur Realisierung der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung zwecks Erfassung und Identifizierung der rollenden Schienenfahrzeuge werden in definiertem Abstand B zueinander zwei Gleisschaltmittel 2; 3 an der Schiene 8 im freien, geraden Gleis zu einer Meßstrecke 1 angeordnet. Sie enthalten je zwei Spule-Magnet-Systeme 4; 5; 6; 7, die in konstantem Abstand A voneinander angeordnet sind.

Die Gleisschaltmittel sind derart an der Innenseite der Schiene befestigt, daß eine vom jeweiligen Verschleißzustand der Schiene unabhängige Anbauhöhe unterhalb der Schienenoberkante eingestellt und bei weiterer Abnutzung korrigiert werden kann. In jedem Spule-Magnet-System 4 und 5 bzw. 6 und 7 der Gleisschaltmittel 2 und 3 wird bei Durchlauf eines Rades durch den Spurkranz ein Signal erzeugt. Diese Signale werden in den Impulsformern 11 und 12 zu Impulsen konstanter Länge gewandelt und über einen internen Verstärker und ein Au^gabereiais an die Auswerteeinrichtung 10 ausgegeben.

Figur 1 zeigt das schematische Blockschaltbild der Auswerteeinrichtung 10. Die Gleisschaltmittel 2 und 3 sind mit Impulsformern 11 und 12 und diese mit dem Prozeßein- und Ausgabemodul 15 der Auswerteeinrichtung 10 verbunden. Dieser Prozeßein- und Ausgabemodul 15 dient der Wandlung der von den Impulsformern 11 und 12 übertragenen Signale in Prozeßdaten und schafft somit die Voraussetzung für ihre Verarbeitung mittels der in der Auswerteeinrichtung 10 zusammengefaßt angeordneten Module und Speicher.

Die Auswerteeinrichtung 10 enthält im einzelnen ein Steuerwerk 16 zur Ablauf- und Funktionssteuerung, einen arithmetischlogischen Modul 17 zur Ausführung der logischen und arithmetischen Operationen, ein Festwertspeichersystem 18 zur Speicherung der Operationen und Konstanten des Verfahrens sowie der Identifizierungsdaten der Eisenbahnfahrzeuge, ein Schreib-Lese-Speichersystem 19 zur Speicherung der Variablen einschließlich der Ergebnisse des Identifizierungsverfahrens und einen prozeßspezifischen Ein-Ausgabemodul 20 zur Bedienung und zur Ausgabe der Ergebnisse. Die Module und Speichersysteme sind über Steuerleitungen 21 mit dem Steuerwerk 16 verbunden.

Zur Registrierung der Ergebnisse des Identifizierungsverfahrens ist der prozeßspezifische Ein-Ausgabemodul 20 mit einem Empfangsfernschreiber 13 verbunden. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, an den prozeßspezifischen Ein-Ausgabemodul 20 Qino anHoro aniMonriorcnojifkrho Renistrierpinririhti mn 14 arm isnh I ießfin_ Hiß nfinehenenfalls aimh ein iibernenrrinetRr Rechner

In der Figur 3 ist die Achsgeometrie eines Triebfahrzeuges und eines Güterwagens mit der von ihnen ausgelösten Impulsfolge bei Überrollung dargestellt. Dabei zeigen 14 und 15 die Impulse der Spule-Magnet-Systeme 4 und 5 des Gleisschaltmittels 2 sowie 16 und 17 die Impulse der Spule-Magnet-Systeme 6 und 7 des Gleisschaltmittels 3.

Der zeitlich erste Impuls der Spule-Magnet-Systeme 4 oder 7 gibt die Fahrtrichtung der Eisenbahnfahrzeuge an. Mit den jeweils ersten Impulsen von 14 und 15 sowie von 16 und 17 werden die zwei Geschwindigkeitswerte der ersten Achse berechnet und gemittelt. Dieser Schritt erfolgt für jede Achse. Die Zeitwerte zwischen zwei Impulsen jedes Spule-Magnet-Systems 4, 5,6,7 werden gemessen und ebenfalls gemittelt.

Mit diesen ermittelten Werten wird im arithmetisch-logischen Modul 17 der Abstand zwischen den Achsen berechnet. Alle berechneten Achsabstände werden im Schreib-Lese-Speichersystem 19 gespeichert. Nach Beendigung der Überrollung der Meßstrecke 1 werden die ermittelten und im Schreib-Lese-Speichersystem 19 gespeicherten Achsabstände in der erfaßten Reihenfolge mit den im Festwertspeichersystem 18 gespeicherten Identifizierungsdaten der Eisenbahnfahrzeuge verglichen, wobei die in den Achsabständen der Fahrzeuge möglichen sowie die bei der Erfassung durch die Schaltungsanordnung auftretenden durch dynamische Einflüsse bedingten Toleranzen berücksichtigt werden.

Claims (6)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Schaltungsanordnung zur Erfassung und Identifizierung rollender Schienenfahrzeuge sowie zur Bestimmung ihrer Bewegungsrichtung, Geschwindigkeit und Beschleunigung unter Verwendung von Gleisschaltmitteln einschließlich Impulsformern, die beim Überrollen durch die Schienenfahrzeuge, einzeln oder im Zugverband, je Achse eine der Anzahl der Gleichschaltmittel entsprechende Zahl von Impulsen erzeugen, gekennzeichnet dadurch, daß die erzeugten Impulse in eine Auswerteeinrichtung (10) geleitet werden, in der auf der Grundlage der zeitlichen Impulsabstände die Abstände aller benachbarter Schienenfahrzeugachsen voneinander berechnet und mit ihnen die Schienenfahrzeuge nach Art und Gattung identifiziert werden, wozu in der Auswerteeinrichtung (10) ein mit deren Eingängen verbundener Prozeßein- und Ausgabemodul (15) zur Wandlung der eingeleiteten Impulse in Prozeßdaten angeordnet ist, an den ein Steuerwerk (16) angeschlossen ist, das über Steuerleitungen (21) mit einem Festwertspeichersystem (18) zur Speicherung der für die Berechnungen und Identifizierungen erforderlichen Operationen, Konstanten und Vergleichsdaten, einem Schreib-Lese-Speichersystem (19) zur Speicherung der für die Berechnungen und Identifizierungen erforderlichen Variablen sowie der Berechnungs- und Identifizierungsergebnisse, einem arithmetisch-logischen Modul (17) zur Durchführung der Berechnungsund Identifizierungsoperationen und einem prozeßspezifischen Ein- Ausgabemodul (20) für die Bedienung und Ergebnisausgabe verbunden ist und deren fraktionelles Zusammenwirken steuert.
2. 2. Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Prozeßein- und Ausgabemodul (15) aus Optokopplern zur galvanischen Trennung der Eingangsimpulse, Koppelschaltern zur wechselweisen Übernahme von Impulsen und zur Ausgabe von Prüfsignalen an die Impulsformer zur Funktionsüberwachung, Eingangsspeichern zur Aufnahme der Impulse und Triggern zur Wandlung der eingeleiteten Impulse in Prozeßdaten besteht.
3. 3. Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der arithmetisch-logische Modul (17) aus Speichern und einem Addierwerk mit Übertragungslogik für Elementaroperationsfolgen, einem Taktgeber, dessen Taktfrequenzkehrwert größer als die kleinstmögliche Zeitdifferenz zwischen zwei aufeinanderfolgenden Impulsen zweier Gleichschaltmittel ist, Zählern für die Erfassung der Impulszahl und der Zeitabstände zwischen den Impulsen, Zustandsflipflops und einem Bedienungsflipflop zur Fahrtrichtungsermittlung zusammengestellt ist.
4. 4. Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß der prozeßspezifische Ein-Ausgabemodul (20) aus Ausgabetoren zur Ausgabe der Daten und der Prüfsignale zur Funktionsüberwachung der Registriereinrichtungen, Eingabetoren zur Aufnahme der Prüfsignale und aus einem Ein-Ausgabe-Tordekoder zur wechselweisen Ansteuerung der Eingabe- und Ausgabetore aufgebaut ist.
5. 5. Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Ausgänge des prozeßspezifischen Ein-Ausgabemoduls (20) mit den Ausgängen der Auswerteeinrichtung (10) verbunden sind, an die ein Empfangsfernschreiber (13) und/oder eine andere anwenderspezifische Registriereinrichtung (14) angeschlossen werden kann.
6. 6. Schaltungsanordnung gemäß Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet dadurch, daß das Steuerwerk (16) hauptsächlich aus Befehlszähler und Befehlsregister besteht.

   Hierzu 3 Seiten Zeichnungen