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Einrichtung zur Zuglängenmessung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
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Eine derartige Einrichtung ist aus der DE-PS 1 455 352 bekannt. Bei
dieser speziell auf die Belange des Rangierbetriebes abgestimmten Einrichtung sind
in einem definierten Abstand voneinander längs eines Fahrwegs zwei Schienenkontakte
angeordnet, die von den vorüberlaufenden Fahrzeugen betätigt werden. Eine Zeitmeßeinrichtung
stellt fest wieWange eine erste Achse eines Zuges vom Betätigen des ersten bis zum
Betätigen des zweiten Schienenkontaktes benötigt und speichert diesen Wert als Bezugsgröße
für die nachfolgenden Messungen. Diese nachfolgenden Messungen beziehen sich auf
die zeitliche Folge, in der der Auslaufkontakt der Meßstrecke durch die vorüberlaufenden
Fahrzeugräder beeinflußt wird. Aus der Länge der Meßstrecke, der Zeit, welche die
erste Achse zum Durchlaufen der Meßstrecke benötigt und aus der Zeit zwischen dem
Ausfahren der ersten und der letzten Achse aus der Meßstrecke errechnet eine Datenverarbeitungseinrichtung
unter Berücksichtigung endseitiger Wagenüberhänge die Zuglänge des die Meßstrecke
durchlaufenden Zuges.
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Bei der speziell für die Belange des Rangierbetriebes entwickelten
bekannten Einrichtung wird davon ausgegangen, daß die Geschwindigkeit eines Zuges
beim Passieren der Meßstrecke konstant ist und nur unter dieser Voraussetzung stimmen
die ermittelten Zug-
längenwerte mit den tatsächlichen Zuglängenwerten
überein. Bei einer Zuglängenmessung auf freier Strecke und bei unterschiedlichen
Fahrgeschwindigkeiten der Züge muß jedoch davon ausgegangen werden, daß die Geschwindigkeit
der Züge beim Passieren der Meßstrecke' durch Brems- und Beschleunigungsvorgänge
Anderungen unterworfen ist.Die bekannte Einrichtung ist dann nicht mehr in der Lage,
die Länge eines vorüberlaufenden Zuges hinreichend genau zu bestimmen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Einrichtung nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1 so auszubilden, daß auch bei sich ändernden Fahrgeschwindigkeiten
eine möglichst exakte Bestimmung der Zuglänge möglich ist.
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Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung verdeutlichten
Ausführungsßbeispieles näher erläutert.
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Die Zeichnung zeigt in Figur 1 anhand eines Schaubildes das der Erfindung
zugrundeliegende Meßprinzip und in Figur 2 eine Einrichtung, die aus den in Figur
1 gekennzeichneten Zeitwerten die Zuglänge bestimmt.
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Figur 1 zeigt ein Gleis, das von zwei Eisenbahnfahrzeugen Al und A2
in Fahrrichtung von links nach rechts befahren azird.Das erste Fahrzeug ist ein
Vierachser,
das zweite ein Zweiachser. Die Radsätze der Fahrzeuge
sind mit MI bis M6 bezeichnet; die Abstände zwischen den einzelnen Achsen tragen
die Bezeichnung al bis a5. Der vordere Überhang des vorderen Fahrzeugs ist mit aO,
der hintere Überhang des hinteren Fahrzeugs mit a6 bezeichnet. Vor den Fahrzeugen
befinden sich zwei am Gleis installierte Sensoren P1 und P2, beispielsweise Schienenkontakte,
die in bekannter Weise auf die vorüberlaufenden Fahrzeugräder reagieren und dabei
Schaltimpulse auslösen; diese Schaltimpulse steuern die in Figur 2 angegebene Zuglängenmeßeinrichtung.
Die beiden Sensoren sind in einem definierten Abstand 1 von beispielsweise 1 m voneinander
angeordnet. Zur besseren Unterscheidung ist der Sensor Pl nachfolgend als Einlaufkontakt
und der Sensor P2 als Auslaufkontakt bezeichnet.
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Die erste Achse des vorderen Fahrzeugs Al möge den Einlaufkontakt
zum Zeitpunkt t1 passieren; der Auslaufkontakt P2 wird zum Zeitpunkt t11 betätigt.
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Zum Durchlaufen der Meßstreckeihat der vordere Radsatz des Fahrzeugs
damit die Zeitspanne zl benötigt.
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Aus der Zeitspanne zl und der Länge ß der Meßstrecke ergibt sich die
Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs Al in der Meßstrecke. Die Steigung der in Figur
1 beim Radsatz M1 beginnenden, die unterhalb der beiden Sensoren aufgetragenen Zeitachsen
bei tl und tll schneidende strichpunktierte Linie stellt ein Maß für die Vorrückgeschwindigkeit
des Fahrzeugs Al in der Meßstrecke dar. Diese Vorrückgeschwindigkeit wird als Bezugsgröße
für die Bestimmung des Abstandes zwischen dem Radsatz M1 und dem folgenden Radsatz
M2 verwendet. Dieser Radsatz passiert den Einlaufkontakt P1 der Meßstrecke zum Zeitpunkt
t2. Da sich die Geschwindigkeit zwischen dem ersten und dem zwei-
ten
Radsatz eines Fahrzeugs zum Zeitpunkt der Betätigung des Einlaufkontaktes P1 nicht
oder nur geringfügig geändert hat, ergibt sich für den zweiten Radsatz eine entsprechende
Fahrgeschwindigkeit. Diese Fahrgeschwindigkeit wird in Figur 1 durch die unterhalb
des Radsatzes M2 beginnende und die Zeitachse am Einlaufkontakt bei t2 schneidende
Gerade definiert.
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Unter der Voraussetzung, daß die beiden die Zeitachse des Einlaufkontaktes
P1 bei tl und t2 schneidenden Geraden etwa parallel verlaufen, läßt sich der Abstand
a1 zwischen diesen Geraden nach dem Strahlensatz zu : : t = t1/2 : zl errechnen.
Hierin ist t1/2 die Zeitspanne zwischen dem Betätigen des Einfahrkontaktes durch
die erste und dem Betätigen des Einfahrkontaktes durch die zweite Achse des vorderen
Fahrzeugs. Der Abstand zwischen den beiden die Geschwindigkeit definierenden strichpunktierten
Geraden stellt den Abstand a1 der beiden vorderen Achsen des Fahrzeugs Al dar.
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Die zweite Achse des'Fahrzeugs Al passiert den Auslaufkontakt der
Meßstrecke zum Zeitpunkt t21. Zum Durchlaufen der Meßstrecke hat sie damit die Zeitspanne
z2 benötigt. Diese Zeitspanne wird wiederum als Bezugsgröße für die Ermittlung des
Abstandes a2 zum folgenden Radsatz M3 verwendet. Dieser Abstand ergibt sich zu a2
=9.t2/3: z2 mit t2/3 als zeitlichem Abstand zwischen der Betätigung des Einlaufkontaktes
durch die Radsätze M2 und M3.
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In entsprechender Weise lassen sich aus den Zeitspannen t3/4 bis t5/6
für das aufeinanderfolgende Betätigen des Einlaufkontaktes zu den Zeitpunkten t4
bis t6
und aus den Zeitspannen z3 bis z6. zum Durchlaufen der Meßstrecke
/ durch die einzelnen Radsätze die Abstände a3 bis a5 zwischen den aufeinanderfolgenden
Radsätzen der Fahrzeuge bestimmen. Die gesamte Zuglänge LI ergibt sich aus der Summe
aller Einzelabstände sowie Zuschlagswerten aO und a6 für den Abstand der ersten
Achse von der Zugspitze und von der letzten Achse bis zum Zugschluß.
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Wie die Einrichtung zur Bestimmung der Zuglänge im einzelnen ausgebildet
ist, ist in Figur 2 dargestellt.
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Die Einrichtung zur Zuglängenmessung besteht im wesentlichen aus einem
Generator G zum Liefern von Zeitmeßsignalen, einem Zähler ZT zum vorübergehenden
Abspeichern bestimmter Zählraten des Generators und einer Datenverarbeitungseinrichtung
DV zur Verknüpfung der im Zähler gespeicherten Zählraten. Der Generator G wird gesteuert
durch die beiden Sensoren Pl und P2, die über nicht dargestellte Torschaltungen
dafür sorgen, daß die zwischen dem Befahren der Sensoren vom Generator generierten
Impulse in den nachgeordneten Zähler ZT gelangen.Dieser Zähler ZT weist zwei Zähleinheiten
El und E2 auf, von denen die eine durch den Einfahrkontakt P1 und die andere durch
den Ausfahrkontakt P2 gesteuert wird. In der dem Einfahrkontakt P7 zugeordneten
Zähleinheit El werden die innerhalb der Zeitabschnitte t1/2, t2/3, t4/5 usw. vom
Generator ausgelösten Zählimpulse gespeichert, in der anderen Zähleinheit E2 die
innerhalb der Zeitspannen zl, z2 usw. ausgelösten Zählraten. Die gespeicherten Zählraten
sind den Folgezeiten für die jeweilige Sensorbetätigung proportional. Die Anzahl
der Speicherplätze zum Abspeichern der Folgezeiten für die Betäti-
gung
des Einfahrkontaktes ist mindestens so groß wie die maximal mögliche Anzahl von
gleichzeitig innerhalb der Meßstrecke befindlichen Fahrzeugachsen sein kann. Die
Anzahl der Speicherplätze für die Abspeicherung der Zeitspannen für das Durchlaufen
der Meßstrecke ist abhängig von der Länge der Meßstrecke so zu wählen, daß eine
gleichzeitige Behandlung einer am Einfahrkontakt gemessenen Folgezeit und der vorausgegangenen
Durchlaufzeit durch die Meßstrecke möglich ist. Die beiden jeweils zusammengehörigen
Meßwerte werden von der Datenverarbeitungseinrichtung DV abgerufen und verarbeitet,
wobei nach dem Abruf der jeweiligen Meßwerte die nächsten zu bearbeitenden Daten
um jeweils einen Speicherplatz fortgeschaltet werden.
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In der Datenverarbeitungseinrichtung DV findet die Behandlung der
abgerufenen Daten entsprechend der vorstehend bereits erläuterten Beziehung statt.
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Hierzu ist der Datenverarbeitungseinrichtung die Länge Q der Meßstrecke
vorzugeben. Die Datenverarbeitungseinrichtung summiert die insgesamt gefundenen
Längenwerte al bis a5 für die Achsabstände auf, versieht diesen Summenwert mit Zuschlagswerten
aO und a6 für den beidseitigen Überhang am Fahrzeuganfang und Fahrzeugende und stellt
diesen Wert als Zuglängenwert L für weitere Verarbeitungsprozeduren zur Verfügung.
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Zum Feststellen des tatsächlichen Abstandes der ersten und der letzten
Fahrzeugachse von der Zugspitze bzw.
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vom Zugschluß können an der Strecke gesonderte, auf die Zugspitze
und/oder den Zugschluß reagierende Sensoren vorgesehen seinldie ebenfalls auf den
Generator wirken. Diese Sensoren können beispielsweise als Empfangs einrichtungen
von Lichtschrankenanordnungen ausgebildet sein, die auf die Kupplungseinrichtungen
der
Fahrzeuge ansprechen. Soll auf zusätzliche Sensoren für das Erkennen der Zugspitze
und des Zugschlusses verzichtet werden und ist die Zugspitze und der Zugschluß von
den Sensoren selbst nicht erkennbar, so muß auf entsprechende Ersatzwerte zurückgegriffen
werden. Diese Ersatzwerte sind einem dafür vorgesehenen Speicher zu entnehmen. Hierzu
ist es beispielsweise möglich, daß die Verarbeitungseinrichtung entweder auf stets
gleiche Zuschlagswerte zurückgreift oder daß sie die für das Anfangs- und das Schlußfahrzeug
eines Zuges gefundenen Abstandswerte vergleicht mit für unterschiedliche Fahrzeugtypen
geltenden Folgen von Abstandswerten, wobei sie beim Erkennen eines bestimmten Fahrzeugtyps
auf einen für diesen Fahrzeugtyp geltenden bestimmten Zuschlagswert im Speicher
zugreift und diesen für die Zuglängsmessung berücksichtigt. Eine solche Ausbildung
käme einer exakteren Erfassung der tatsächlichen Zuglänge näher als die Berücksichtigung
eines immer gleichen Zuschlagswertes.
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In dem vorstehend näher beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde die
Zuglänge über die Abstände zwischen den einzelnen Achsen der Fahrzeuge bestimmt.
Entsprechend waren die Sensoren als von den Rädern der Fahrzeuge betätigbare Impulsgeber
ausgebildet.
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Die Zuglänge läßt sich jedoch auch bestimmen, indem andere an jedem
Fahrzeug vorhandene markante Stellen für die Abstandsermittlung herangezogen werden.
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Derartige markante Stellen können z.B. optische oder elektrische Markierungen
an den Fahrzeugen sein, die von entsprechenden Leseeinrichtungen an der Strecke
erkannt werden. Als Markierungen können auch der Anfang und das Ende der einzelnen
Fahrzeuge angesehen werden. Zum Erkennen dieser Markierungen sind die
Sensoren
zweckmäßigerweise als Empfangs einrichtungen von Lichtschrankenanordnungen oder
anderen mit gebündelter Strahlung arbeitenden Uberwachungseinrichtungen auszubilden.
Dabei ist es prinzipiell gleichgültig, in wieviel Abschnitte ein zu messender Zug
aufzugliedern ist und ob die Markierungen auf den einzelnen Fahrzeugen jeweils in
gleicher Weise, beispielsweise symmetrisch zur Fahrzeugmitte angebracht sind oder
nicht.
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Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Zuglängenmessung ist die
Möglichkeit gegeben, während des Vorbeilaufens eines Zuges an den Sensoren einer
Meßstrecke die tatsächliche Zuglänge relativ genau zu erfassen und diesen Wert beispielsweise
einer zentralen Steuerstelle für eine zentrale Frei- und Besetztmeldung von Streckenabschnitten
zur Verfügung zu stellen. Dabei kann gleichzeitig die Zuglängenmessung durch Vergleich
mit vorher vorgenommenen oder sonstwie vorgegebenen Werten dazu benutzt werden,
den Zusammenhalt des Zuges zu überprüfen. Dadurch1 daß für alle Abstandsmessungen
jeweils auf gesonderte Messungen für die Durchlaufzeit durch die Meßstrecke zurückgegriffen
wird, ist die erfindungsgemäße Einrichtung in der Lage, auch bei Geschwindigkeitsänderungen
innerhalb der Meßstrecke noch eine relativ genaue Zuglängenmessung durchzuführen.
Diese Genauigkeit wird dadurch noch gesteigert, daß die Messung der Zeiten für die
aufeinanderfolgende Betätigung ein und desselben Sensors, die maßgeblich für die
Bestimmung des Abstandes der die Sensorbetätigung veranlassenden Markierungen ist,
am jeweiligen Einfahrkontakt der Meßstrecke stattfindet, d.h. daß sich die ins Verhältnis
zu setzenden Meßzeiten überlappen. Änderungen der Fahrzeuggeschwindigkeit wir-
ken
sich damit sowohl bei der einen als auch bei der anderen Meßzeit aus, so daß sie
sich in gewissen Grenzen kompensieren.
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Zum Feststellen der jeweils ins Verhältnis zu setzenden Meßzeiten
können wie beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die gleichen Sensoren verwendet
sein.
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Es ist jedoch auch möglich, hierfür getrennte Sensoren zu verwenden
und durch zweckdienliche Anordnung der Sensoren dafür zu sorgen, daß die jeweils
kürzere Meßzeit etwa in der Mitte der längeren Meßzeit liegt. Eine solche Ausbildung
wäre besonders unempfindlich gegen Änderungen der Fahrgeschwindigkeit des jeweils
betrachteten Zuges.
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Bei dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel wirkt der als Zeitgeber
verwendete Generator über (nicht dargestellte) Torschaltungen auf den nachgeschalteten
Zähler, in dessen Speicherplätzen bestimmten Zeitspannen zugeordnete Zählraten gespeichert
werden. Die Erfindung läßt sich in gleicher Weise realisieren, wenn die einzelnen
Speicherplätze keine Zählraten entsprechend bestimmter Zeitspannen sondern Zählerstände
entsprechend bestimmter relativer oder absoluter Zeitpunkte aufnehmen. Bei einer
solchen Ausbildung der erfindungsgemäßen Einrichtung hat die nachgeordnete Datenverarbeitungseinrichtung
aus den aufeinanderfolgend gespeicherten Zeitpunkten die zugehörigen Zeitspannen
abzuleiten.
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8 Patentansprüche 1 Figur