Verfahren zum Erkennen einer Fehlmeldung bei einer abschnittsweisen Achszählung

Abstract

 Aus der Laufzeit (Δt12a,Δt12b) zumindest zweier Fahrzeugachsen (a,b) und aus dem Abstand (s12) zwischen den einen in Fahrtrichtung (FR) ersten Abschnitt (A12) begrenzenden Zähleinrichtungen (K1,K2) wird eine mittlere Achsgeschwindigkeit (

akt12a/b) bestimmt. Von dieser ausgehend wird unter Annahme einer von der Topologie eines nachfolgenden zweiten Abschnitts (A23) abhängigen maximalen Fahrzeugbeschleunigung (bmax23) und aus der tatsächlichen Laufzeit (Δt23') für den zweiten Abschnitt (A23) eine Mindestdurchlaufzeit (Δtmin23) der Achsen (a,b) bestimmt. Wenn die ermittelte Laufzeit (Δt23') einer der Achsen (a,b) für den zweiten Abschnitt (A23) kleiner als die Mindestdurchlaufzeit (Δtmin23a) ist, wird auf eine Fehlmeldung erkannt.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Achszählung, insbesondere bei der automatisierten Zugauflösung in Ablaufanlagen und betrifft ein Verfahren zum Erkennen einer Fehlmeldung bei einer abschnittsweisen Achszählung in einer Ablaufanlage, in der ein Fahrzeug oder eine Fahrzeuggruppe mehrere aufeinanderfolgende Abschnitte passiert, die durch bei Überfahrt signalgebende Zähleinrichtungen separiert sind.

[0002] In Ablaufanlagen erfolgt eine Weichenfrei- oder Besetztmeldung in Abhängigkeit von den Zählergebnissen einzelner Achszählkreise. Dazu sind die Gleisstrecken der Ablaufanlage durch beabstandet angeordnete Zähleinrichtungen in aufeinanderfolgende von jeweils zwei Zähleinrichtungen begrenzte Abschnitte separiert. Die Zähleinrichtungen können bekanntermaßen Kontakte umfassen, die von den Achsen der ablaufenden Fahrzeuge oder Fahrzeuggruppen betätigbar sind. Es kann jedoch (z. B. durch herabhängende Ladungsteile) gelegentlich zu einer Kontaktgabe kommen, ohne daß tatsächlich eine Fahrzeugachse die jeweilige Zähleinrichtung passiert hat; dies wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Fehlmeldung oder Phantomimpuls bezeichnet.

[0003] Bislang können derartige Fehlmeldungen nur erkannt werden, wenn diese nicht im Zusammenhang mit einer Fahrzeugbewegung auftreten. Aus dem Aufsatz "Verfahren zur Korrektur von Achszählkreisen auf Basis des Mehrabschnitts-Achszählers", SIGNAL + DRAHT, 87 (1995) 5, Seiten 156 - 162 ist ein kombiniertes Verfahren zur Erkennung und Korrektur von Zählpunktausfällen und Fehlmeldungen (Phantomimpulsen) bekannt. Das bekannte Verfahren basiert auf der Auswertung benachbarter Zählabschnitte, um Zählfehler und Korrekturbedigungen erkennen zu können. Das Verfahren erfordert jedoch einerseits freie Gleisabschnitte und birgt bei mehreren fehlerhaften Zähleinrichtungen durch die im Rahmen der Korrektur vorgenommene Gleisfreimeldung erhebliches Gefahrenpotential.

[0004] Aus der DE 32 36 367 C2 ist es prinzipiell bekannt, Achszähleinrichtungen zur Geschwindigkeitsmessung heranzuziehen, wozu die Längen der durch die Achszählpunkte begrenzten Gleisabschnitte bekannt sein müssen.

[0005] Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens, das mit vergleichsweise geringem Aufwand auch bei einer mehrfachen Störung der Zähleinrichtungen und bei besetzten Abschnitten eine zuverlässige Erkennung einer Fehlmeldung ermöglicht.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst,

• daß aus den Zeitpunkten der zähleinrichtungsindividuellen Signalabgabe die Fahrzeugachsenlaufzeiten zwischen den Zähleinrichtungen ermittelt werden,
• daß aus den Laufzeiten zumindest zweier Fahrzeugachsen zwischen den Zähleinrichtungen, die einen in Fahrtrichtung ersten Abschnitt begrenzen, und dem Abstand der Zähleinrichtungen eine mittlere Geschwindigkeit bestimmt wird,
• daß von der mittleren Geschwindigkeit ausgehend unter Annahme einer von der Topologie eines in Fahrtrichtung zweiten Abschnitts abhängigen maximalen Fahrzeugbeschleunigung aus der Laufzeit der mindestens zwei Achsen zwischen den Zähleinrichtungen, die den zweiten Abschnitt begrenzen, eine zu erwartende Maximalgeschwindigkeit oder Mindestdurchlaufzeit der Achsen bestimmt wird und
• daß auf eine Fehlmeldung erkannt wird, wenn von einer der Achsen die zu erwartende Maximalgeschwindigkeit überschritten oder die Mindestdurchlaufzeit unterschritten worden ist.

[0007] Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in der Erkenntnis, daß alle auf einer Ablaufanlage laufende Fahrzeuge eine bestimmte, abschätzbare maximale Beschleunigung innerhalb der Verteilzone nicht überschreiten. Durch die Berücksichtigung der mittleren Geschwindigkeit des vorhergehenden Abschnitts wird in vorteilhafter Weise die bisherige Ablaufhistorie der Fahrzeuge berücksichtigt und dadurch ein durch die Beschleunigungsprognose bedingter Unsicherheitsbereich erheblich reduziert. Durch die Betrachtung (Plausibilitätsprüfung) der ermittelten Laufzeit oder Geschwindigkeit in dem zweiten Abschnitt im Vergleich zu der vorab bestimmten zu erwartenden Mindestdurchlaufzeit oder Maximalgeschwindigkeit wird in jedem Fall eine Fehlmeldung zuverlässig erkannt.

[0008] Bei sehr stark unterschiedlichen Längen aufeinanderfolgender Abschnitte kann insbesondere bei einem relativ kurzen zweiten Abschnitt die mittlere Geschwindigkeit des ersten Abschnitts unerwünscht stark dominieren, so daß die Gewichtung der maximalen Fahrzeugbeschleunigung infolge der relativ kurzen Durchlaufzeiten der Achsen durch den zweiten Abschnitt für Grenzfälle zu gering ausfallen könnte. Im Hinblick auf derartige, besonders separierte Ablaufanlagen ist eine alternative Verfahrensausgestaltung gemäß Patentanspruch 2 vorgesehen. Bei dieser Variante werden ebenfalls abschnittsindividuell die Durchlaufzeiten von mindestens zwei Achsen ermittelt und in Kenntnis der jeweiligen Abschnittslängen die jeweilige mittlere Geschwindigkeit der Achsen in den interessierenden Abschnitten bestimmt. Bei der Bestimmung der zu erwartenden Mindestdurchlaufzeit oder Maximalgeschwindigkeit wird jedoch über die betrachteten, vorzugsweise benachbarten Abschnitte ein gewichteter Wert (Verhältniswert) gebildet. Vorteilhafterweise wird eine Geschwindigkeitsbeobachtung oder Auswertung jeweils im Bereich der geometrischen Mitte der Abschnitte vorgenommen. Als Verhältniswert wird damit bevorzugt der Mittelwert der Durchlaufzeiten in den betrachteten Abschnitten verwendet.

[0009] Unter Annahme einer dem zweiten Abschnitt zugeordneten maximalen Fahrzeugbeschleunigung wird aus dem Verhältnis- bzw. Mittelwert der jeweiligen Durchlaufzeiten der mindestens zwei Achsen durch den ersten bzw. zweiten Abschnitt eine zu erwartende Maximalgeschwindigkeit oder Mindestdurchlaufzeit der Achsen durch den zweiten Abschnitt bestimmt. Grundsätzlich können die zur Erkennung einer Fehlmeldung dienenden Prognosen des Achslaufs auch aus einer Betrachtung der (mittleren) Beschleunigungen gewonnen werden.

[0010] Die Verfahrensgenauigkeit läßt sich nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dadurch weiter steigern, daß durch Auswertung der Änderungen der jeweils ermittelten mittleren Geschwindigkeiten und der jeweiligen Laufzeiten die Werte für die jeweils anzunehmenden maximalen Fahrzeugbeschleunigungen aktualisiert werden.

[0011] Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft anhand einer Zeichnung weiter erläutert, die verschiedene Zustände auf einem Ausschnitt einer automatisierten Ablaufanlage und zugehörige Zähleinrichtungsmeldungen zeigt.

[0012] Der in verschiedenen Situationen (a) bis (e) dargestellte Ausschnitt einer Ablaufanlage ABL umfaßt drei aufeinanderfolgende Abschnitte A12, A23, A34. Die Abschnitte sind durch achsbetätigte Zähleinrichtungen K1, K2, K3, K4 begrenzt. Die Zähleinrichtungen sind als Gleiskontakte ausgebildet, die beim Passieren einer Achse a, b eines Fahrzeugs FZ einen Zählimpuls abgeben. Die Zähleinrichtungen sind mit bekannten Entfernungen s12, s23, s34 zueinander angeordnet. In der Situation (a) passiert die Achse a die Zähleinrichtung K1, so daß diese einen Meldeimpuls 1a zum Zeitpunkt tk1a abgibt. Die nachfolgende Fahrzeugachse b bewirkt in entsprechender Weise einen Meldeimpuls 1b zum Zeitpunkt tk1b (dargestellt erst in Situation (b)), wobei zwischen den Zeitpunkten tk1a und tk1b eine für den Achsabstand und die Fahrzeuggeschwindigkeit charakteristische Zeitdifferenz Δtab liegt. In der Situation (b) hat das Fahrzeug FZ mit seiner Achse a die Zähleinrichtung K2 erreicht, so daß diese einen Meldeimpuls 2a zum Zeitpunkt tk2a ausgibt. Anschließend überfährt auch die Achse b die Zähleinrichtung K2, die daraufhin den Meldeimpuls 2b zum Zeitpunkt tk2b (vgl. Situation (c)) ausgibt.

[0013] Wie die Situation (c) weiter zeigt, ergibt sich damit für die jeweilige Fahrzeugachse a, b jeweils eine Laufzeit Δt12a bzw. Δt12b für die Passage der Entfernung s12 zwischen den Zähleinrichtungen K1 und K2. Aus dem Abstand s12 zwischen den Zähleinrichtungen K1, K2 und den ermittelten Laufzeiten wird eine aktuelle mittlere Achsgeschwindigkeit

akt12a bzw.

akt12b der Achsen a, b gemäß der Gleichung

[0014] Jedem Abschnitt A12, A23, A34 wird aus Erfahrungswerten eine maximale Fahrzeugbeschleunigung bmax12, bmax23, bmax34 zugeordnet, die von der Topologie (insbesondere dem Gefälle) des jeweiligen Abschnitts A12, A23, A34 abhängt. Im vorliegenden Beispiel wird die Fahrzeugbeschleunigung bmax23 für den in Fahrtrichtung FR zweiten Abschnitt A23 herangezogen. Je nach Streckentopologie sind Werte von ca. 0,4 m/s² bis 1 m/s² für die maximale Fahrzeugbeschleunigung bmax anzusetzen. Aus den Zeitpunkten der von der Zähleinrichtung K3 gelieferten Meldesignale 3a, 3b (Situationen (d) bzw. (e)) beim Überfahren durch die Achsen a, b wird die Laufzeit

bzw.

bestimmt. Daraus läßt sich ausgehend von der mittleren Achsgeschwindigkeit

akt12a bzw.

akt12b und der maximalen Fahrzeugbeschleunigung bmax23 eine zu erwartende Maximalgeschwindigkeit vmax23a bzw. vmax 23b für die Achsen a, b im Abschnitt A23

[0015] In Kenntnis des Abstands s23 ergibt sich eine Mindestdurchlaufzeit Δtmin23a bzw. Δtmin23b

[0016] Solange die Zähleinrichtungen fehlerfrei arbeiten, sind die ermittelten Laufzeiten

;

gemäß Situation (d) gleich oder länger als die vorher bestimmte Mindestdurchlaufzeit Δtmin23a; Δtmin23b bzw. die tatsächliche Geschwindigkeit

im Abschnitt A23 gleich oder kleiner als vmax23a bzw. vmax23b. In diesem Fall wird auf eine korrekte Achszählung erkannt.

[0017] Nachfolgend soll eine fehlerhafte Funktion der Zähleinrichtungen beschrieben werden: Wie in den Situationen (c) und (d) gestrichelt angedeutet, soll zur weiteren Erläuterung angenommen werden, daß die Zähleinrichtung K3 ohne Beeinflussung durch das Fahrzeug FZ eine Fehlmeldung (Phantomimpuls) 3f zum Zeitpunkt tk3f abgibt. Je nach Zeitpunkt tk3f des Phantomimpulses sind zwei Situationen zu unterscheiden: In der Situation (c) bzw. (d) wird davon ausgegangen, daß der Phantomimpuls 3f nach einer Zeit Δt23a' nach dem Meldeimpuls 2a auftritt. Die Zeitspanne Δt23a' ist geringer als die vorbestimmte Mindestdurchlaufzeit Δtmin23a. Da der Phantomimpuls 3f fälschlicherweise für einen durch die Fahrzeugachse a hervorgerufenen Meldeimpuls (3a') gehalten wird, wird eine Laufzeit Δt23a' für die Achse a zwischen den Zähleinrichtungen K2, K3 bestimmt, die geringer als die zuvor berechnete Mindestdurchlaufzeit Δtmin23a ist. Demgemäß wird auf eine Fehlmeldung erkannt.

[0018] In der Situation (e) soll der Phantomimpuls 3f'' zu einem Zeitpunkt tk3f'' auftreten, der unmittelbar vor dem Zeitpunkt liegt, zu dem die Achse a tatsächlich die Zähleinrichtung K3 überfährt. Die sich daraus für die Achse a scheinbar ergebende Durchlaufzeit Δt23a'' ist in diesem Fall größer als die zu erwartende Mindestdurchlaufzeit Δtmin23a. Der zum Zeitpunkt tk3a nachfolgende, tatsächlich durch die Achse a hervorgerufene Meldeimpuls 3a wird jedoch - da der Phantomimpuls 3f'' fälschlicherweise als Meldeimpuls 3a' der Achse a interpretiert worden ist - als Meldeimpuls (3b') der Achse b interpretiert. Die damit bestimmte scheinbare Laufzeit Δt23b' der Achse b liegt dadurch unterhalb der Mindestdurchlaufzeit Δtmin23b. Dadurch wird auch in diesem Fall eine Fehlmeldung erkannt. Nach dem gleichen Prinzip könnte auch jeweils ein Vergleich der zu erwartenden Maximalgeschwindigkeit (vgl. Gleichung (2)) mit den in Kenntnis der Entfernung s23 achsenindividuell bestimmbaren Geschwindigkeiten

akt23a bzw.

akt23b der Achsen a, b zur Erkennung von Fehlmeldungen erfolgen.

[0019] Ein Zahlenbeispiel für die Situation (d) könnte lauten:
Ermittelte aktuelle mittlere Geschwindigkeit im Abschnitt A12

angenommene maximale Beschleunigung für den Abschnitt A23 bmax23 = 0,9 m/s²; Laufzeit Δt23a = 1s; s23 = 12 m; vmax23 = 6 m/s + 0,9 m/s² . 1 s = 6,9 m/s

[0020] Die aus den jeweils tatsächlich gemessenen Laufzeiten und den bekannten Abständen s12, s23, s34 berechneten mittleren Geschwindigkeiten

akt können zur Nachführung der angenommenen Werte für die maximalen Beschleunigungen herangezogen werden. Dazu werden die jeweiligen Änderungen der mittleren Geschwindigkeiten in bezug auf die Laufzeiten gemäß der Gleichung

herangezogen.

[0021] Obwohl das bisher beschriebene Verfahren z.B. für die vorgenannten praktischen Wertebeispiele ausgezeichnete Ergebnisse liefert, ist für Anlagen mit sehr unterschiedlichen Abschnittslängen eine vorteilhafte alternative Verfahrensvariante vorgesehen. Zur Erläuterung dieser Variante sei angenommen, daß entgegen der expliziten zeichnerischen Darstellung der Abschnitt A12 wesentlich länger als der Abschnitt A23 sei. In diesem Fall werden ebenfalls die mittleren Geschwindigkeiten

[0022] Zur Vereinfachung werden die Indizes für die Achsen a, b fortgelassen, da die Gleichungen für beide Achsen analog sind.

[0023] Unter Zugrundelegung einer Geschwindigkeitsauswertung oder Beobachtung jeweils im geometrisch mittleren Bereich jedes Abschnitts - jeweils durch einen Pfeil B12 und B23 in der Figur (a) angedeutet - ergibt sich jeweils eine aktuelle Beschleunigung bakt23' zwischen den Punkten B12, B23:

[0024] Zur Auswertung kann die aktuell bestimmte Fahrzeugbeschleunigung bakt23' unmittelbar mit der maximalen Fahrzeugbeschleunigung bmax' verglichen werden, die dem jeweiligen Abschnitt (hier Abschnitt A23) zugeordnet ist.

[0025] Aus der Fahrzeugbeschleunigung bakt23' läßt sich aber auch die zu erwartende Mindestdurchlaufzeit Δtmin23'

und/oder die zu erwartende Maximaldurchlaufgeschwindigkeit vmax23' im Abschnitt A23

ermitteln und in der vorbeschriebenen Weise zur Erkennung einer Fehlmeldung heranziehen.

Ansprüche

1. Verfahren zum Erkennen einer Fehlmeldung bei einer abschnittsweisen Achszählung in einer Ablaufanlage (ABL), in der ein Fahrzeug (FZ) oder eine Fahrzeuggruppe mehrere aufeinanderfolgende Abschnitte (A12,A23,A34) passiert, die durch bei Überfahrt signalgebende Zähleinrichtungen (K1 bis K4) separiert sind,
dadurch gekennzeichnet,

- daß aus den Zeitpunkten (tk1a,tk1b;tk2a,tk2b) der zähleinrichtungsindividuellen Signalabgabe die Fahrzeugachsenlaufzeiten (Δt12a,Δt12b) zwischen den Zähleinrichtungen (K1,K2) ermittelt werden,

- daß aus den Laufzeiten (Δt12a,Δt12b) zumindest zweier Fahrzeugachsen (a,b) zwischen den Zähleinrichtungen (K1,K2), die einen in Fahrtrichtung (FR) ersten Abschnitt (A12) begrenzen, und dem Abstand (s12) der Zähleinrichtungen (K1,K2) eine mittlere Geschwindigkeit (

akt12) bestimmt wird,

- daß von der mittleren Geschwindigkeit (

akt12) ausgehend unter Annahme einer einem folgenden zweiten Abschnitt (A23) zugeordneten maximalen Fahrzeugbeschleunigung (bmax23) aus der Laufzeit (Δt23a,Δt23b) der mindestens zwei Achsen (a,b) zwischen den Zähleinrichtungen (K2,K3), die den zweiten Abschnitt (A23) begrenzen, eine zu erwartende Maximalgeschwindigkeit (vmax23) oder Mindestdurchlaufzeit (Δtmin23) der Achsen (a,b) bestimmt wird und

- daß auf eine Fehlmeldung (3f) erkannt wird, wenn von einer der Achsen (a,b) die zu erwartende Maximalgeschwindigkeit (vmax23) überschritten oder die Mindestdurchlaufzeit (Δtmin23) unterschritten worden ist.

2. Verfahren zum Erkennen einer Fehlmeldung bei einer abschnittsweisen Achszählung in einer Ablaufanlage (ABL), in der ein Fahrzeug (FZ) oder eine Fahrzeuggruppe mehrere aufeinanderfolgende Abschnitte (A12,A23,A34) passiert, die durch bei Überfahrt signalgebende Zähleinrichtungen (K1 bis K4) separiert sind,
dadurch gekennzeichnet,

- daß aus den Zeitpunkten (tk1a,tk1b;tk2a,tk2b) der zähleinrichtungsindividuellen Signalabgabe Fahrzeugachsenlaufzeiten (Δt12a,Δt12b) zwischen den Zähleinrichtungen (K1,K2) ermittelt werden,

- daß aus den Laufzeiten (Δt12a,Δt12b) zumindest zweier Fahrzeugachsen (a,b) zwischen den Zähleinrichtungen (K1,K2), die einen in Fahrtrichtung (FR) ersten Abschnitt (A12) begrenzen, und dem Abstand (s12) der Zähleinrichtungen (K1,K2) eine mittlere Geschwindigkeit (

akt12) bestimmt wird,

- daß von der mittleren Geschwindigkeit (

akt12) ausgehend unter Annahme einer einem folgenden zweiten Abschnitt (A23) zugeordneten maximalen Fahrzeugbeschleunigung (bmax23) aus einem Verhältniswert der jeweiligen Durchlaufzeit (Δt12;Δ t23) der mindestens zwei Achsen (a,b) zwischen den Zähleinrichtungen (K1,K2 bzw. K2,K3), die den ersten (A12) bzw. den zweiten Abschnitt (A23) begrenzen, eine zu erwartende Maximalgeschwindigkeit (vmax23) oder Mindestdurchlaufzeit (Δ tmin23) der Achsen (a,b) bestimmt wird und

- daß auf eine Fehlmeldung (3f) erkannt wird, wenn von einer der Achsen (a,b) die zu erwartende Maximalgeschwindigkeit (vmax23) überschritten oder die Mindestdurchlaufzeit unterschritten worden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Verhältniswert der Mittelwert (Δt13/2) der jeweiligen Durchlaufzeiten (Δt12;Δt23) der Achsen (a,b) zwischen den Zähleinrichtungen (K1,K2 bzw. K2,K3), die den ersten (A12) bzw. den zweiten Abschnitt (A23) begrenzen, ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß durch Auswertung der Änderungen der jeweils ermittelten mittleren Geschwindigkeiten (

akt) und der jeweiligen Laufzeiten (Δt) die Werte für die jeweils anzunehmenden maximalen Fahrzeugbeschleunigungen (bmax12,bmax23,bmax34) aktualisiert werden.

Zeichnung