具有碎石飞击探测装置的轨道车辆

申请号 CN200710110085.9 申请日 2007-06-14 公开(公告)号 CN101089585A 公开(公告)日 2007-12-19
申请人 西门子公司; 发明人 K·施罗德-伯登斯坦;
摘要 本 发明 涉及一种具有 底板 (U)的轨道车辆,该底板(U)在所述轨道车辆在轨道路段的铺了碎石的上部结构上运行时经受碎石飞击,其中所述底板(U)设有至少一个声学 信号 传感器 (1),该信号传感器(1)用声学方法探测撞击到所述底板(U)上的碎石,在此设置 信号处理 装置(5),将所述至少一个声学信号传感器(1)的信号(S1)输送给该信号处理装置(5)并且该信号处理装置(5)对所述信号(S1)进行处理,从而产生碎石飞击信号(S5),该碎石飞击信号(S5)反映了所述底板(U)经受碎石撞击的情况并且所述碎石飞击信号从所述信号处理装置(5)进入所述轨道车辆的运行状态中。
权利要求

1.具有底板(U)的轨道车辆,该底板(U)在所述轨道车辆在轨 道路段的铺了碎石的上部结构上运行时经受碎石飞击,其特征在于, 所述底板(U)设有至少一个声学信号传感器(1),该信号传感器(1) 用声学方法探测撞击到所述底板(U)上的碎石,在此设置信号处理装 置(5),将所述至少一个声学信号传感器(1)的信号(S1)输送给 该信号处理装置(5)并且该信号处理装置(5)对所述信号(S1)进 行处理,从而产生碎石飞击信号(S5),该碎石飞击信号(S5)反映 了所述底板(U)经受碎石撞击的情况并且所述碎石飞击信号从所述信 号处理装置(5)进入所述轨道车辆的运行状态中。
2.按权利要求1所述的轨道车辆,其特征在于,所述信号处理装 置(5)对所述至少一个声学信号传感器(1)的信号(S1)进行处理, 使得其识别出单个的碎石撞击,对碎石撞击进行计数,并且使从中获 得的每个时间单位的碎石撞击的数目进入所述碎石飞击信号中。
3.按权利要求1或2中任一项所述的轨道车辆,其特征在于,所 述信号处理装置(5)在预先确定的安全平的超过方面对所述碎石飞 击信号(S5)进行分析,并且在超过该安全水平时输出报警信号(S6)。
4.按权利要求3所述的轨道车辆,其特征在于,所述报警信号(S6) 被输送给轨道车辆的列车驾驶员、列车控制系统或者基础设施方面的 调度台。
5.按权利要求1到4中任一项所述的轨道车辆,其特征在于,所 述信号处理装置(5)包括用于带通滤波、信号乘方以及浮动求和的电 子组件。
6.按权利要求1到5中任一项所述的轨道车辆,其特征在于,所 述信号处理装置(5)以数字方式进行工作并且在信号处理器中对所述 至少一个信号传感器(1)的信号进行扫描。
7.按权利要求1到6中任一项所述的轨道车辆,其特征在于,关 于一个或多个预先确定的时间间隔计算出撞击到所述底板上的碎石的 数目。
8.按权利要求1到7中任一项所述的轨道车辆,其特征在于,各 个探测到的碎石用声学方法通过报警信号展示出来。
9.按权利要求1到8中任一项所述的轨道车辆,其特征在于,用 光学方法显示出所述碎石飞击信号(S5)。
10.按权利要求1到9中任一项所述的轨道车辆,其特征在于, 在所述至少一个声学信号传感器(1)的区域内布置信号发送器(7), 该信号发送器(7)设计用于产生撞击到所述底板(U)上的碎石的噪 声。
11.按权利要求1到10中任一项所述的轨道车辆,其特征在于, 所述至少一个信号传感器(1)由传声器构成。
12.按权利要求1到11中任一项所述的轨道车辆,其特征在于, 所述至少一个信号传感器(1)是与所述轨道车辆结构相连接的加速度 传感器。
13.按权利要求1到12中任一项所述的轨道车辆,其特征在于, 将多个信号传感器(1、2、3、4)分布布置在所述轨道车辆的底板上, 并且这些信号传感器(1、2、3、4)与所述信号处理装置(5)相连接, 而该信号处理装置(5)则对所述信号传感器(1、2、3、4)的多个信 号(S1、S2、S3、S4)进行处理。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种具有底板的轨道车辆,该底板在轨道车辆在轨道 路段的铺了碎石的上部结构上运行时经受碎石飞击。

背景技术

轨道车辆在铺了碎石的上部结构上行驶时会引起碎石飞击。详细 说来,在此通过牵引气流的空气动或者也通过在冬天积的下落将 石从碎石层中带出来。这些碎石在具有足够的上升高度时首先碰到 轨道车辆的底板并且在撞击所述底板和所述车辆的下面的部件时就会 给这些部件造成损坏。因为碎石的撞击通常首先出现在轨道车辆的后 面部分中以及下侧面上,所以列车驾驶员注意不到这样的碎石撞击。

发明内容

据此,本发明的任务是进一步开发开头所述类型的轨道车辆,从 而可以对在轨道车辆行驶时出现的碎石飞击加以考虑。
该任务在一种开头所述类型的轨道车辆上得到解决,方法是:所 述底板装备有至少一个声学信号传感器,该信号传感器用声学方法探 测撞击所述底板的碎石,在此设置信号处理装置,将所述至少一个声 学信号传感器的信号输送给该信号处理装置并且该信号处理装置对所 述信号进行如此处理,从而产生碎石飞击信号,所述碎石飞击信号反 映了所述底板经受碎石撞击的情况并且所述碎石飞击信号从所述信号 处理装置进入到所述轨道车辆的运行状态中。
由此借助于至少一个声学信号传感器对出现的碎石飞击进行探 测,从而对在碎石撞击所述轨道车辆的底板时产生的声波进行探测。 而后,所述至少一个用于特定频率范围的声学信号传感器的信号的强 度最大值可以被视为代表了碎石在所述底板上的撞击。
所述轨道车辆的底板在以下说明中应该理解为在轨道车辆的底板 侧上的每个部件。由此,所述底板部分地由布置在车厢下的部件如电 气机组或者也由底盘构成,这些部件同样应该防止碎石飞击。
所述信号处理装置用于对由所述信号传感器产生的信号进行分析 处理,更确切地说如此对所述信号进行处理,使得该信号反映所述底 板遭受碎石撞击的情况。
优选所述信号处理装置如此对所述至少一个声学信号传感器的信 号进行处理,使得其识别出单个的碎石撞击,对碎石撞击进行计数, 并且使从中获得的每个时间单位的碎石撞击的数目进入所述碎石飞击 信号中。就这一点而言,所述碎石飞击信号可以表示碎石撞击的频率。
所述信号处理装置可以在预先确定的安全平的超过方面对所述 碎石飞击信号进行分析,并且在超过所述安全水平时发出报警信号。 在此可以根据以下情况对所述安全水平进行调整,即由于出现碎石飞 击现象,轨道车辆的减速显得是合理的。然后,该报警信号可以由轨 道车辆的列车驾驶员进行转换,从而将车辆速度降低到一个特定的数 值,在该数值上所述碎石飞击得到足够降低。
此外,该报警信号可以传输给中央列车控制系统或者基础设施方 面的调度台,其中所述中央列车控制系统在必要时自动地降低速度。 而后就可以通过从所述轨道车辆到远方的调度台的无线通讯联系的方 式将信号发给所述调度台。
为了将所述至少一个信号传感器的信号还原到主要的信号份额以 探测碎石撞击,在此优选所述信号处理装置包含用于带通滤波、信号 乘方以及浮动求和的电子组件。
如果所述信号处理装置以数字方式进行工作并且在信号处理器中 对所述信号传感器的信号进行扫描,那就产生一种有利的数据处理方 法。
所述撞击到底板上的碎石的数目可以关于一个或多个预先确定的 时间间隔计算。如此选择这样的时间间隔,从而产生代表性的、关于 碎石撞击所述底板的情况的结论。
也可以使单个的探测到的碎石在声学上通过报警信号表示出来。 在这种情况下,比如以直观的方式向列车驾驶员传递关于在轨道车辆 的底板上的碎石飞击的情况的声学印象
所述碎石飞击信号也可以以光学方式显示出来,这就比如为列车 驾驶员提供了更加直观的印象。
为了对所述信号处理装置进行校准,或者为了对系统进行自测, 优选在所述至少一个声学信号传感器的区域内布置信号发送器,该信 号发送器设计用于产生撞击到所述底板上的碎石的噪声。据此,可以 如此设计所述信号处理装置尤其该信号处理装置的电子组件,比如所 述带通滤波器,从而有效地抑制不需要的、与碎石撞击没有关联的信 号份额。
所述至少一个信号传感器可以由传声器构成,必要时也应该防止 该传声器本身遭受碎石撞击。
优选将多个信号传感器分布布置在所述轨道车辆的底板上,并且 这些信号传感器与所述信号处理装置相连接,而该信号处理装置则对 所述信号传感器的多个信号进行处理。在本发明的这种实施方式中, 所述碎石飞击信号在所述不同的信号传感器的多个信号的基础上产 生。
此外,所述信号传感器可以是与所述轨道车辆结构相连接的、对 固体声音信号进行探测的加速度传感器。
所介绍的本发明的实施方式具有这样的优点,即例如向列车驾驶 员、调度台或列车控制系统输送关于撞击的碎石的信息。基于该信息, 比如可以在冬天在有积层的情况下立即短暂地降低行驶速度,并且 由此避免进一步的损坏。在这种情况下,积雪层通常十分普遍,与在 有积雪层的情况下作为替代方案的、普遍的、有代表性的减速相比, 可以因此明显地减少必要的、对轨道车辆的运行限制。比如只有在事 实上借助于所介绍的装置发现碎石飞击太高时,才必须减速。
本发明的另一种应用方案在于,恰恰在高速列车上发现具有很高 的碎石飞击倾向的路段。在这样的路段上可以根据具体情况减低允许 的行驶速度,直到相关的路段恢复正常。
附图说明
下面根据附图更详细地说明本发明的实施例。其中:
图1是用于在轨道车辆上探测碎石飞击并且发送其信号的总装置 的示意图,以及
图2是轨道车辆的转向架区域的示意图。

具体实施方式

如从图1中看出的,在本实施例中用于在轨道车辆上探测碎石飞 击并且发送其信号的总装置总共包括四个构造为传声器的声学信号传 感器1、2、3、4。第一信号传感器1布置在底板区域中的转向架D的 区域中。信号传感器2、3处于底板区域的外侧面上或者处于尤其会遭 受到碎石飞击的底板的上方。而第四信号传感器4则紧邻转向架区域 安装在轨道车辆的下侧面上。
每个信号传感器1、2、3、4都对来自所属探测区域的声波进行探 测。在出现碎石飞击时,单个的由牵引气流或者在冬天也由下落的积 冰向上甩动的碎石由于在所述底板U上的撞击而产生声波,这些声波 由所述信号传感器1、2、3、4探测并且转换为电信号S1、S2、S3、S4。 在一种特别简单的实施方式中,也可以仅仅设置一个唯一的信号传感 器,这样该信号传感器当然就具有受到限制的碎石撞击探测区域。
所述四个信号S1、...、S4被输送给信号处理装置5,该信号处理 装置5包括用于带通滤波、信号乘方以及浮动求和(gleitende Summation)的电子组件。该信号处理装置5以数字方式进行工作并且 借助于信号处理器对单个信号S1、...、S4进行扫描。
信号发送器7(参照图2)用于对该信号处理装置进行校准或者用 于自测,该信号发送器7设计用于声学信号的发射,而所述声学信号 则反映了撞到所述底板U上的碎石。通过这种方式可以对所述信号处 理装置5进行调节,从而可以对所述信号S1、...、S4进行合适的滤波。 由此促进了在抑制干扰信号的情况下可靠地识别出撞到底板上的碎 石。
所述信号处理装置5由所述信号S1、...、S4产生碎石飞击信号S5, 更确切地说在以下基础上产生该碎石飞击信号:对单个的信号S1、...、 S4分别在一个或多个预先确定的时间间隔上进行计数,识别出有多少 个撞击底板的碎石。而后所述碎石飞击信号S5反映出碎石撞击的频 率,并且由此反映出所述轨道车辆的底板遭受碎石飞击的尺度。
作为替代方案,也可以将所述信号处理装置5的功能限制在以下 方面,即为单个的信号S1、...、S4仅仅进行一次碎石识别。在这种情 况下,所述碎石飞击信号S5的特征是,它反映了四个信号的叠加,这 四个信号分别作为时间的函数反映出在所述底板上的碎石撞击。
所述碎石飞击信号S5被传输给监控装置6,该监控装置6可以布 置在轨道车辆的列车驾驶员的停留区域中。在这种情况下,可以通过 声学方法或者也可以借助于光学显示器向列车驾驶员说明所述碎石飞 击信号S5,以向其进行通知。而后该列车驾驶员可以比如通过轨道车 辆的减速对增加的碎石飞击作出反应。
作为替代方案,所述监控装置6也可以是中央列车控制系统的组 件,该中央列车控制系统在碎石飞击太高时自动地使轨道车辆减速。 作为另一种替代方案也可以设想,将所述碎石飞击信号S5传输给远方 的调度台,所述监控装置6也布置在该调度台上。这比如可以借助于 在轨道车辆和调度台之间的无线通讯联系来进行。
可以如此构造所述信号处理装置5,使得其在超过预先确定的用于 所述碎石飞击信号S5的信号水平时,在该碎石飞击信号S5与时间间 隔有关的情况下,向所述监控装置6输出报警信号S6。而后应该如此 选择所述信号水平,从而在超过该信号水平时引起速度降低。同样也 可以确定更低的信号水平,在该信号水平上轨道车辆可以提速,因为 此前出现的碎石飞击不再存在了。
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