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  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:
    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Gleislagequalität von Schienenstrecken durch Triebfahrzeuge (3) mit Tatzlagerantrieb durch folgende Schritte: DOLLAR A - Erfassung der Drehzahl n eines Fahrmotors (5) mit seinen überlagerten Rotationsschwingungen, DOLLAR A - Auswertung und Vergleich der ausgenommenen Messwerte bei identischen Strecken.The invention relates to a method for monitoring the track position quality of rail tracks by traction vehicles (3) with Tatzlagerantrieb by the following steps: DOLLAR A - detecting the speed n of a drive motor (5) with its superimposed rotational vibrations, DOLLAR A - evaluation and comparison of the excluded measured values at identical Stretch.
    公开号:DE102004015244A1
    申请号:DE200410015244
    申请日:2004-03-29
    公开日:2005-10-27
    发明作者:Andreas Dr. Jöckel；Hans-Joachim Dr. Knaak；Olaf KÖRNER
    申请人:Siemens AG；
    IPC主号:B61K9-08
    专利说明:
    [0001] DieErfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachungder Gleislagequalität vonSchienenstrecken.TheThe invention relates to a method and a device for monitoringthe track quality ofRailways.
    [0002] DieGleislage von Schienenstrecken verschlechtert sich aufgrund vonWitterungseinflüssen bzw.häufigenFahrten von Schienenfahrzeugen, so dass die Verschlechterung derGleislage erfasst und dementsprechend gegebenenfalls behoben werden muss.Die notwendige Überwachungder Gleislagequalitätund die Auslösungvon Instandhaltungsmaßnahmenerfolgt zur Zeit durch besondere Messzüge, die die jeweiligen Schienenstreckenturnusmäßig bis zuzweimal im Jahr befahren. Dies verursacht Kosten durch die Vorhaltungund Betrieb der Messzüge;des weiteren sind die Schienenstrecken in dieser Zeit nicht durchden normalen Schienenverkehr nutzbar.TheRail track conditions deteriorate due toWeather conditions orfrequentRides of rail vehicles, causing the deterioration ofTrack situation and accordingly must be corrected if necessary.The necessary monitoringthe track-laying qualityand the triggeringof maintenance measuresis currently done by special measuring trains that the respective rail linesregularly up todrive twice a year. This causes costs through the provisionand operation of the measuring cables;Furthermore, the railways are not through at this timeusable for normal rail traffic.
    [0003] DerErfindung liegt demnach die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren undeine Vorrichtung zu schaffen, die in einfacher Art und Weise dieGleislagequalitätmisst und auswertet.Of theThe invention is therefore based on the object, a method andto create a device that in a simple way theTrack qualitymeasures and evaluates.
    [0004] DieLösungder gestellten Aufgabe gelingt durch ein Verfahren zur Überwachungder Gleislagequalitätvon Schienenstrecken durch Triebfahrzeuge mit Tatzlagerantrieb durchfolgende Schritte: – Erfassung der Drehzahl neines Fahrmotors (5) mit seinen überlagerten Rotationsschwingungen, – Auswertungund Vergleich der aufgenommenen Messwerte bei identischen Strecken. The solution of the object is achieved by a method for monitoring the track position quality of rail tracks by traction vehicles with Tatzlagerantrieb by the following steps: - Detecting the speed n of a traction motor ( 5 ) with its superimposed rotational vibrations, - Evaluation and comparison of recorded values for identical distances.
    [0005] DieLösungder gestellten Aufgabe gelingt auch durch eine Vorrichtung zur Überwachungder Gleislagequalitätvon Schienenstrecken durch Triebfahrzeuge mit Tatzlagerantrieb mit Mittelnzur Erfassung der aufgrund von mangelnder Gleislagequalität am Triebfahrzeugauftretenden Rotationsschwingungen, und einer Auswerteeinheit amTriebfahrzeug um die Gleislagefehler zu bewerten.ThesolutionThe task is also achieved by a device for monitoringthe track-laying qualityof railways by powered vehicles with Tatzlagerantrieb with meansto record the lack of track quality on the locomotiveoccurring rotational vibrations, and an evaluation unit onLocomotive to evaluate the track position error.
    [0006] Durchdie beim Tatzlagerantrieb von Triebfahrzeugen inhärente Kopplungder Vertikalbewegung des Radsatzes, der starr der Gleislage folgt,mit dem rotierenden Antriebsstrang, der sich aus Rädern, Getriebeund Fahrmotorläufernzusammensetzt sind Abweichungen der Gleislagen von einem vorgebbarenNormprofil direkt in der Drehzahl des Fahrmotorläufers sichtbar. Diese der quasistatischen Fahrmotor-Drehzahl überlagertenRotationsschwingungen sind sowohl im Drehzahlsignal des Fahrmotors,das durch Drehzahlgeber erfasst wird, als auch im magnetischen Luftspaltfeldund damit im Strangstrom des Fahrmotors vorhanden, der mit Stromwandlernerfasst wird. Diese beiden Sensoreinheiten Drehzahlgeber oder Drehzahlbeobachterund Stromwandler sind zur Fahrmotorregelung der Antriebe notwendigerweisevorhanden. Ihre Signale werden übereine geeignete Software hinsichtlich der Gleislagequalität ausgewertet,wobei starke Rotationsschwingungen, d.h. sehr dynamische Änderungen mithoher Amplitude in den Signalen von Drehzahlgeber und Stromwandler,eine starke Gleislageabweichung anzeigen.Bythe inherent in Tatzlagerantrieb of traction vehicles couplingthe vertical movement of the wheel set, which follows the track position rigidly,with the rotating drivetrain made up of wheels, gearsand traction motor rotorsDeviations of the track layers are composed of a predefinableStandard profile visible directly in the speed of the traction motor rotor. These superimposed on the quasi-static traction motor speedRotations vibrations are both in the speed signal of the drive motor,which is detected by speed sensor, as well as in the magnetic air gap fieldand thus present in the phase current of the traction motor, with current transformersis detected. These two sensor units are speed sensors or speed monitorsand current transformers are necessary to drive motor control of the drivesavailable. Your signals will be overevaluated suitable software with regard to track-laying quality,where strong rotational vibrations, i. very dynamic changes withhigh amplitude in the signals of the speed sensor and the current transformer,indicate a strong track deviation.
    [0007] Durcheine gezielte automatische Auswertung der Signale auf dem Triebfahrzeugoder einer stationärenWarte, insbesondere durch geeignete Software, wird die Gleislageder befahrenen Strecken ohne Zusatzaufwand mit jeder Fahrt einesderartig ausgerüstetenTriebfahrzeugs aufgenommen, ausgewertet und beurteilt. Dies führt zu einernahezu kontinuierlichen Überwachungder Gleislage ohne zusätzlichekostenintensive Messfahrten. Dabei wird die Tendenz der Gleislageänderungim Vergleich zu einer vorher durchgeführten Fahrt über dieneue oder instandgesetzte Schienenstrecke erfasst. Die durchgeführten Fahrtenmüssennicht immer von denselben Fahrzeugen durchgeführt werden, es genügt wenndie auf dieser Strecke verkehrenden Fahrzeuge über die erfindungsgemäße Vorrichtungverfügen unddas erfindungsgemäße Verfahrendurchführen.Bya targeted automatic evaluation of the signals on the locomotiveor a stationary oneWaiting, especially by suitable software, the track situationthe traveled routes with no extra effort with each trip oneso equippedTraction vehicle recorded, evaluated and assessed. This leads to aalmost continuous monitoringthe track position without additionalcostly test drives. Here, the tendency of the track position changecompared to a previously performed ride over thenew or repaired rail track detected. The rides performedhave tonot always carried out by the same vehicles, it is sufficient ifthe vehicles running on this route via the device according to the inventiondispose andthe inventive methodcarry out.
    [0008] DieDaten könnendabei direkt online an die Warte übermittelt werden, nach Abschlussder Fahrt oder nach vorgebbaren Zeitabständen.TheData canIt will be sent directly online to the control room, after completionthe journey or after specifiable intervals.
    [0009] ImZusammenspiel der außerhalbeiner festzulegenden Toleranz liegenden Gleislageabweichung mitder Erfassung des Ortes durch ein vorhandenes GPS (Global PositioningSystem) des Triebfahrzeuges könnengezielte und rechtzeitige Instandhaltungsmaßnahmen ausgelöst werden.Dies verhindert unter anderem die exponentiell voranschreitendeVerschlechterung der Gleislage, die zu noch größeren Schäden und zu noch teureren Instandhaltungsmaßnahmenam Gleiskörperund zu hohen Belastungen von Fahrzeugkomponenten anderer Triebfahrzeugeführenkönnen.in theInterplay of the outsidea specified tolerance lying track deviation withthe detection of the place by an existing GPS (Global PositioningSystem) of the locomotive canTargeted and timely maintenance measures are triggered.This prevents, inter alia, the exponentially progressingTrack deterioration leading to even more damage and even more expensive maintenanceon the track bodyand excessive loads on vehicle components of other traction vehiclesto leadcan.
    [0010] UnterAusnutzung der Charakteristik des Tatzlagerantriebs und mit dervon vornherein vorhandenen Sensorik dieses Triebfahrzeugs wird eineautomatische, kontinuierliche Überwachungder Gleislagequalitätbei jeder Fahrt übereine Schienenstrecke ermöglicht.UnderExploitation of the characteristics of the pawl bearing drive and with thefrom the outset existing sensors of this engine is aautomatic, continuous monitoringthe track-laying qualityon every trip overallows a rail route.
    [0011] Bisherwird die Gleislage diskontinuierlich in Zeitabständen von mindestens einem halbenJahr mit dem teuren Einsatz von Messzügen überwacht.So farThe track position is discontinuous at intervals of at least halfYear monitored with the expensive use of measuring trains.
    [0012] Beider Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtungist es entscheidend, die Gleislagefehler von anderen Störgrößen zu unterscheidenund sie nach unterschiedlichen Wellenlängen klassifizieren zu können. VorteilhafterWeise wird dabei eine Korrelation der ausgewerteten Signale zwischenden jeweiligen Radsätzeneiner Lokomotive bzw. des Triebfahrzeuges eingesetzt. Durch dieseKorrelation und der aktuellen Fahrgeschwindigkeit sind Anregungenaus Gleislage fehlern klar von anderen Störgrößen z.B. Radsatz-selektiven Schleuderschutz-Eingriffendifferenzierbar.When realizing the method and the device according to the invention, it is crucial to the track position error of other disturbances and classify them according to different wavelengths. Advantageously, a correlation of the evaluated signals between the respective wheelsets of a locomotive or the locomotive is used. Due to this correlation and the current driving speed, suggestions from track position errors are clearly differentiable from other disturbance variables, for example wheelset-selective skid protection interventions.
    [0013] DieErfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindunggemäß Merkmalender Unteransprüchewerden im folgenden anhand eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispielsin der Zeichnung nähererläutert;darin zeigen:TheInvention and further advantageous embodiments of the inventionaccording to characteristicsthe dependent claimswill be described below with reference to a schematically illustrated embodimentcloser in the drawingexplains;show in it:
    [0014] 1 prinzipielleDarstellung eines Triebfahrzeugs auf einem Gleis, 1 schematic representation of a locomotive on a track,
    [0015] 2 eineprinzipielle Detailansicht eines Radantriebs, 2 a schematic detail view of a wheel drive,
    [0016] 3 vereinfachtdargestelltes Messsignal 3 simplified measuring signal
    [0017] In 1 istein Triebfahrzeug 3 dargestellt, das sich mit seinen beidenDrehgestellen 4 auf einem Gleiskörper befindet und sich mitder Geschwindigkeit v bewegt. Der Gleiskörper hat ein Normprofil 2 vondem sich die tatsächlicheGleislage 1 unterscheidet. Die Geschwindigkeit v ist derDrehzahl n eines Fahrmotors 5 proportional. Bewegungen 7 eines Radsatzes 6 oderauch eines einzelnen Rades bei anderen Treibfahrzeugen gemäß 2 aufgrundvon Unterschieden Δzzwischen dem Normprofil 2 des Gleiskörpers und der tatsächlichenGleislage 12 verursachen Rotationsschwingungen, die derDrehzahl n des Fahrmotors 5 überlagert sind. Dieser Unterschied Δz kann, alsder quasistationärenDrehzahl n des Fahrmotors 5 überlagerten Rotationsschwingung vorteilhafterweise über denDrehzahlgeber 5 erfasst werden.In 1 is a locomotive 3 pictured, with his two bogies 4 is on a track and moves at speed v. The track body has a standard profile 2 from which is the actual track position 1 different. The speed v is the speed n of a drive motor 5 proportional. movements 7 a wheelset 6 or a single wheel in other vehicles according to 2 due to differences Δz between the standard profile 2 of the track body and the actual track position 12 cause rotational vibration, the speed n of the drive motor 5 are superimposed. This difference .DELTA.z can, as the quasi-stationary speed n of the drive motor 5 superimposed rotational vibration advantageously via the speed sensor 5 be recorded.
    [0018] Diese überlagertenRotationsschwingungen sind im magnetischen Luftspaltfeld vorhandenund damit auch im Strangstrom des Fahrmotors 5 über Stromwandler 13 erfassbar.These superimposed rotational vibrations are present in the magnetic air gap field and thus also in the phase current of the drive motor 5 via current transformer 13 detectable.
    [0019] DerUnterschied Δzist der Drehzahländerung Δn proportional.Die Auswerteeinheit 11 erfasst die über die Messwandler wie z.B.Drehzahlgeber oder Stromwandler aufgenommenen Daten und vergleichtdiese mit vorgebbaren Toleranzwerten. Die gesamten Daten können über dieAntenne 8 und das GPS 9 einer nicht nä her dargestelltenWarte übermitteltwerden. Es sind aber auch lediglich die Positionen der Triebfahrzeuge 3 übermittelbar,die eine Überschreitungvon vorgebbaren Toleranzwerten aufweisen.The difference Δz is proportional to the speed change Δn. The evaluation unit 11 records the data recorded via the measuring transducers, such as speed sensors or current transformers, and compares them with predefinable tolerance values. All data can be transmitted via the antenna 8th and the GPS 9 be transmitted to a not shown niew forth. But there are also only the positions of the locomotives 3 communicable, which have an exceeding of predefinable tolerance values.
    [0020] Beider Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtungist es entscheidend, die Gleislagefehler von anderen Störgrößen zu unterscheidenund sie nach unterschiedlichen Wellenlängen klassifizieren zu können. VorteilhafterWeise wird dabei eine Korrelation der ausgewerteten Signale bzw.Daten zwischen den jeweiligen Radsätzen 6 einer Lokomotivebzw. des Triebfahrzeuges 3 eingesetzt. Durch diese Korrelationund der aktuellen Fahrgeschwindigkeit v sind Anregungen aus Gleislagefehlernklar von anderen Störgrößen z.B.Radsatz-selektiven Schleuderschutz-Eingriffen differenzierbar.When realizing the method and the device according to the invention, it is crucial to be able to distinguish the track position errors from other disturbances and to be able to classify them according to different wavelengths. Advantageously, a correlation of the evaluated signals or data between the respective wheelsets 6 a locomotive or the locomotive 3 used. Due to this correlation and the current driving speed v, suggestions from track position errors are clearly differentiable from other disturbances, for example wheelset-selective skid protection interventions.
    [0021] Gleislagefehlersowohl in vertikaler Richtung mit Unterschieden Δz auftreten, als auch Abweichungender Abständeder beiden Schienensträngedes Gleiskörperskönnenauch von anderen am Triebfahrzeug 3 befindlichen Messsystemenerfasst werden und übereine Auswerteeinheit 11, eine Antenne 8 des Triebfahrzeugs 3 über GPS 9 aneine Warte positionsabhängig übermitteltund erfindungsgemäß ausgewertetwerden.Track position errors occur both in the vertical direction with differences .DELTA.z, as well as deviations of the distances between the two rail tracks of the track body can also by others on the traction unit 3 located measuring systems and an evaluation 11 , an antenna 8th of the locomotive 3 via GPS 9 be sent to a position depending on a waiting and evaluated according to the invention.
    [0022] Dabeiarbeiten diese Messsysteme auf Laser- oder Ultraschallbasis. DieTriebfahrzeuge 3 sind dabei nicht notwendigerweise mitTatzlagerantrieb ausgestattet. Es sind auch andere Antriebsarten,wie dieselelektrische Antriebe oder Direktantriebe von einzelnenRädernoder Radsätzenvorstellbar.These measuring systems work on a laser or ultrasound basis. The locomotives 3 are not necessarily equipped with Tatzlagerantrieb. There are also other types of drives conceivable, such as diesel-electric drives or direct drives of individual wheels or wheelsets.
    [0023] ImZusammenspiel mit der Erfassung des Ortes der starken Gleislageabweichungdurch ein vorhandenes GPS 9 des Triebfahrzeuges 3 können gezielteund rechtzeitige Instandhaltungsmaßnahmen ausgelöst werden.Es könnenTrendanalysen der jeweiligen Streckenabschnitte durchgeführt werden.Dies verhindert unter anderem die exponentiell voranschreitendeVer schlechterung der Gleislage, die zu vergleichsweise großen Schäden unddamit zu noch teureren Instandhaltungsmaßnahmen am Gleiskörper führt. Außerdem werdendie vergleichsweise hohen Belastungen von Fahrzeugkomponenten andererTriebfahrzeuge 3 durch dementsprechende Analysen und zeitigenInstandhaltungsarbeiten am Gleiskörper vermieden.In conjunction with the detection of the location of the strong track deviation by an existing GPS 9 of the locomotive 3 Targeted and timely maintenance measures can be triggered. Trend analyzes of the respective sections can be carried out. Among other things, this prevents the exponentially progressing deterioration of the track situation, which leads to comparatively great damage and thus to even more expensive maintenance measures on the track body. In addition, the relatively high loads of vehicle components of other traction vehicles 3 avoided by corresponding analyzes and timely maintenance work on the track body.
    权利要求:
    Claims (9)
    [1]
    Verfahren zur Überwachung der Gleislagequalität von Schienenstreckendurch Triebfahrzeuge (3) mit Tatzlagerantrieb durch folgendeSchritte: – Erfassungder Drehzahl n eines Fahrmotors (5) mit seinen überlagertenRotationsschwingungen, – Auswertungund Vergleich der aufgenommenen Messwerte bei identischen Strecken.Method for monitoring the track-laying quality of rail lines by traction vehicles ( 3 ) with Tatzlagerantrieb by the following steps: - Detecting the speed n of a traction motor ( 5 ) with its superimposed rotational vibrations, - evaluation and comparison of the recorded measured values for identical distances.
    [2]
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die überlagerteRotationsschwingung überden Drehzahlgeber (10) zur Erfassung der Drehzahl n desFahrmotors (5) erfasst wird.A method according to claim 1, characterized in that the superimposed rotational vibration via the speed sensor ( 10 ) to record the Speed n of the drive motor ( 5 ) is detected.
    [3]
    Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass die überlagerteRotationsschwingung überErfassung der Strangströmedurch Stromwandler (13) erfasst wird, die sich aus dembeeinflussten Luftspaltfeld ergeben.A method according to claim 1, characterized in that the superimposed rotational vibration via detection of the phase currents by current transformer ( 13 ), which results from the influenced air gap field.
    [4]
    Verfahren nach einem oder mehrere der vorhergehendenAnsprüche,dadurch gekennzeichnet, dass die Ortserfassung der Messung über GPS(9) erfolgt.Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the location detection of the measurement via GPS ( 9 ) he follows.
    [5]
    Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,dass überGPS (9) Instandhaltungsmaßnahmen ausgelöst werden.Method according to claim 4, characterized in that via GPS ( 9 ) Maintenance actions are triggered.
    [6]
    Verfahren nach einem oder mehrere der vorhergehendenAnsprüche,dass die jeweiligen ausgewerteten Messsignale eines Radsatzes (6)durch eine Korrelation der Messsignale weiterer Radsätze (6)des Triebfahrzeugs (3) erfasst und störgrößenunabhängig ausgewertet werden.Method according to one or more of the preceding claims, that the respective evaluated measuring signals of a wheelset ( 6 ) by a correlation of the measurement signals of other wheelsets ( 6 ) of the traction vehicle ( 3 ) and evaluated independent of disturbance variables.
    [7]
    Vorrichtung zur Überwachungder Gleislagequalitätvon Schienenstrecken durch Triebfahrzeuge (3) mit Tatzlagerantrieb: – Mittelzur Erfassung der aufgrund von mangelnder Gleislagequalität am Triebfahrzeug(3) auftretenden Rotationsschwingungen, – Auswerteeinheit(11) am Triebfahrzeug (3) um die Gleislagefehlerzu bewerten.Device for monitoring the track-rail quality of railway tracks by traction vehicles ( 3 ) with Tatzlagerantrieb: - means for detecting the lack of track quality on the locomotive ( 3 ) occurring rotational vibrations, - evaluation unit ( 11 ) on the traction vehicle ( 3 ) to evaluate the track position errors.
    [8]
    Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass die der quasistatischen Drehzahl n des Fahrmotors (5) überlagerteRotationsschwingung überden Drehzahlgeber (10) des Fahrmotors (5) desTriebfahrzeugs (3) erfassbar ist.Apparatus according to claim 7, characterized in that the quasi-static speed n of the drive motor ( 5 ) superimposed rotational vibration via the speed sensor ( 10 ) of the drive motor ( 5 ) of the traction vehicle ( 3 ) is detectable.
    [9]
    Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,dass die der quasistatischen Drehzahl n des Fahrmotors (5) überlagerteRotationsschwingung überzumindest einen die Strangströmedes Fahrmotors (5) aufnehmenden Stromwandler erfassbarist.Apparatus according to claim 7, characterized in that the quasi-static speed n of the drive motor ( 5 ) superimposed rotational vibration over at least one of the phase currents of the drive motor ( 5 ) receiving current transformer is detected.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2005-10-27| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
    2007-09-27| 8364| No opposition during term of opposition|
    2014-01-09| R119| Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee|Effective date: 20131001 |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
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