[0001] Die Anmeldung betrifft ein Achszählersystem zum Überwachen eines Gleisabschnitts
eines Schienensystems, umfassend mindestens eine Auswerteanordnung mit einem Empfangsmodul,
eingerichtet zumindest zum Empfangen eines ersten Sensordatenstroms eines ersten an
dem Gleisabschnitt angeordneten Sensormoduls, umfassend einen ersten Schwingkreis
mit einer ersten an einer Schiene des Gleisabschnitts angeordneten Spule und einen
zweiten Schwingkreis mit einer zweiten an der Schiene angeordneten Spule, wobei der
erste Sensordatenstrom zumindest einen ersten Frequenzverlauf des ersten Schwingkreises
und einen zweiten Frequenzverlauf des zweiten Schwingkreises enthält, wobei die Auswerteanordnung
ein Auswertemodul umfasst, eingerichtet zum Bestimmen einer Achsanzahl eines an dem
ersten Sensormodul vorbeigefahrenen Schienenfahrzeugs, zumindest basierend auf dem
ersten Frequenzverlauf und dem zweiten Frequenzverlauf sowie auf einem Frequenzdifferenzschwellwert.
Die Anmeldung betrifft darüber hinaus ein Schienensystem und ein Verfahren zum Überwachen
eines Gleisabschnitts.
[0002] Ein Schienen- bzw. Gleissystem (auch als Rad-Schiene System bezeichnet) umfasst eine
Vielzahl von Gleisen. Ein jeweiliges Gleis ist insbesondere aus paarweise und parallel
zueinander angeordneten (Stahl-)Schienen gebildet. Schienenfahrzeuge werden bei einem
Schienensystem durch die Gleise bzw. die entsprechenden Schienen geführt. Beispielhafte
und nicht abschließende Schienenfahrzeuge sind Hochgeschwindigkeitszüge, Güterzüge,
S-Bahnen, U-Bahnen, Straßenbahnen etc.
[0003] In der Regel kann ein Gleis eines Schienensystems in eine Vielzahl an aufeinander
folgenden Gleisabschnitten unterteilt sein. Aus Sicherheitsgründen kann insbesondere
vorgesehen sein, dass ein Schienenfahrzeug nur dann in einen Gleisabschnitt (mit der
Regelgeschwindigkeit) einfahren darf, wenn sich kein weiteres Schienenfahrzeug in
dem Gleisabschnitt befindet. Zur Detektion, ob ein Gleisabschnitt besetzt bzw. belegt
ist, sich also ein Schienenfahrzeug in dem Gleisabschnitt befindet, oder unbesetzt
bzw. unbelegt ist, können Überwachungssysteme eingesetzt werden. Insbesondere ist
es aus dem Stand der Technik bekannt, ein Achszählersystem als Überwachungssystem
zu verwenden, um zu bestimmen, ob ein überwachter Gleisabschnitt besetzt oder unbesetzt
bzw. frei ist.
[0004] Ein Achszählersystem ist insbesondere ein elektronisches System und eingerichtet
zum Zählen der Radsätze bzw. Schienenfahrzeugachsen von an einem Sensormodul des Achszählersystems
vorbeifahrenden Schienenfahrzeugen. Insbesondere können ein erstes Sensormodul an
einem ersten Ende des Gleisabschnitts und ein zweites Sensormodul an einem (entgegengesetzten)
zweiten Ende des Gleisabschnitts angeordnet sein.
[0005] Ein Sensormodul kann eingerichtet sein zum Erfassen von Sensordaten und insbesondere
zum Bereitstellen der erfassten Sensordaten für eine Auswertung. Das Achszählersystem
umfasst mindestens eine Auswerteanordnung. Die Auswerteanordnung ist in der Regel
in einem Stellwerk des Schienensystems und in einer Gleisanschlussvorrichtung angeordnet.
Das erste Sensormodul und das zweite Sensormodul können die erfassten Sensordaten
an die Auswerteanordnung übertragen.
[0006] Die Auswerteanordnung ist insbesondere eingerichtet zum Bestimmen einer (ersten)
Achsanzahl des Schienenfahrzeugs, basierend auf den ersten Sensordaten. Zusätzlich
kann die Auswerteanordnung eingerichtet sein zum Bestimmen einer (zweiten) Achsanzahl,
basierend auf den zweiten Sensordaten. Beispielsweise kann jedem Sensormodul jeweils
eine Gleisanschlussvorrichtung zugeordnet sein. Die jeweils in der Gleisanschlussvorrichtung
bestimmte Achsanzahl kann an das Stellwerk übertragen werden. Die Auswerteanordnung
kann eingerichtet sein zum Vergleichen der jeweils bestimmten Achsanzahl. Mit anderen
Worten, die Auswerteanordnung vergleicht die beim Einfahren des Schienenfahrzeugs
durch das erste Sensormodul erfasste erste Achsanzahl mit der beim Ausfahren des Schienenfahrzeugs
durch das zweite Sensormodul erfassten zweiten Achsanzahl. Die Auswerteanordnung ist
eingerichtet zum Bestimmen eines besetzten Gleisabschnitts, wenn die erste Achsanzahl
ungleich der zweiten Achsanzahl ist. Ferner ist die Auswerteanordnung eingerichtet
zum Bestimmen eines unbesetzten Gleisabschnitts, wenn die erste Achsanzahl gleich
der zweiten Achsanzahl ist.
[0007] Insbesondere wird ein überwachter Gleisabschnitt ab der Detektion einer Einfahrt
eines Schienenfahrzeugs solange als besetzt bestimmt bzw. bewertet, bis mit Hilfe
des zweiten Sensormoduls genauso viel ausgefahrene Schienenfahrzeugachsen detektiert
werden, wie zuvor mit Hilfe des ersten Sensormoduls bestimmt wurden.
[0008] Bei einer typischen Ausgestaltung eines bekannten Sensormoduls umfasst das Sensormodul
einen ersten Schwingkreis mit einer ersten an einer Schiene des Gleises angeordneten
Spule und einen zweiten Schwingkreis mit einer zweiten an der Schiene angeordneten
Spule. Zur Erkennung der Fahrtrichtung kann die erste Spule in Schienenerstreckungsrichtung
entlang der Fahrtrichtung der befahrenden Schienenfahrzeuge versetzt um einen vordefinierten
Abstand zu der zweiten Spule angeordnet sein. Die Auswerteanordnung ist insbesondere
eingerichtet zum Detektieren einer Schienenfahrzeugachse, wenn die Schwingkreisfrequenz
des ersten (und des zweiten) Schwingkreises einen vordefinierten Frequenzdifferenzschwellwert
überschreitet. Insbesondere kann jedes Überschreiten des Frequenzdifferenzschwellwerts
durch den ersten Frequenzverlauf und zweiten Frequenzverlauf als ein den Achszähler
(bzw. das Sensormodul) überfahrendes Rad bzw. eine Schienenfahrzeugachse des Schienenfahrzeugs
gezählt werden.
[0009] In der Praxis bringt ein derartiges Achszählersystem jedoch verschiedene Probleme
mit sich. So kommt es immer wieder dazu, dass sich die bestimmte erste Achsanzahl
von der bestimmten zweiten Achsanzahl unterscheidet, obwohl das Schienenfahrzeug den
überwachten Gleisabschnitt vollständig verlassen hat. Mit anderen Worten, eine der
Achsanzahlen wurde fehlerhaft bestimmt. Beispielsweise können an dem ersten Zählpunkt
bzw. durch das erste Sensormodul eines ersten Gleisabschnitts 24 Schienenfahrzeugachsen
detektiert werden, während an dem zweiten Zählpunkt bzw. durch das zweite Sensormodul
des ersten Gleisabschnitts aufgrund eines Detektionsfehler nur 23 Schienenfahrzeugachsen
detektiert werden. In diesem Fall wird der überwachte Gleisabschnitt zunächst weiterhin
als besetzt bewertet, so dass dieser von einem nachfolgenden Schienenfahrzeug nicht
befahrbar ist. Hierdurch kommt es zu Störungen und insbesondere Verspätungen im Betriebsablauf.
[0010] Aus dem Stand der Technik ist zur Lösung dieser Problematik der Einsatz von sogenannten
Mehrbereichsachszählersystemen bekannt. Bei diesem Ansatz werden zumindest dritte
Sensordaten eines dritten Sensormoduls (in der Regel auch vierte Sensordaten eines
vierten nachgeschalteten Sensormoduls) eines weiteren in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs
(unmittelbar) hinter dem ersten Gleisabschnitt gelegenen (überwachten) Gleisabschnitts
durch die Auswerteanordnung ausgewertet. Wenn, in Bezug auf das vorherige Beispiel,
durch das dritte Sensormodul wieder 24 Schienenfahrzeugachsen gezählt werden, dann
kann der erste Gleisabschnitts durch die Auswerteanordnung wieder als unbesetzt eingestuft
werden, so dass insbesondere ein nachfolgendes Schienenfahrzeug in den ersten Gleisabschnitt
einfahren darf.
[0011] Doch auch bei diesem Ansatz bleibt der erste Gleisabschnitt länger in dem besetzten
Gleisabschnittzustand als tatsächlich notwendig wäre, so dass auch hier ein nachfolgendes
Schienenfahrzeug zunächst warten muss, bis der besetzte Gleisabschnitt wieder freigegeben
wird. Demnach kommt es auch bei diesem Ansatz zu Störungen und insbesondere Verspätungen
im Betriebsablauf. Dies gilt umso mehr, als auch das dritte und/oder vierte Sensormodul
aufgrund eines Detektionsfehlers eine andere Achsanzahl detektieren bzw. zählen könnten.
[0012] Daher liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, ein Achszählersystem zum Überwachen
eines Gleisabschnitts bereitzustellen, bei dem die Probleme des Stands der Technik
zumindest reduziert werden und insbesondere in zuverlässigerer Weise bei dem überwachten
Gleisabschnitt erkannt wird, ob dieser besetzt oder unbesetzt ist.
[0013] Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Anmeldung gelöst durch ein Achszählersystem
nach Anspruch 1 zum Überwachen eines Gleisabschnitts eines Schienensystems. Das Achszählersystem
umfasst mindestens eine Auswerteanordnung mit einem Empfangsmodul. Das Empfangsmodul
ist eingerichtet zumindest zum Empfangen eines ersten Sensordatenstroms eines ersten
an dem Gleisabschnitt angeordneten Sensormoduls. Das erste Sensormodul umfasst einen
ersten Schwingkreis mit einer ersten an einer Schiene (des Gleises) des Gleisabschnitts
angeordneten Spule und einen zweiten Schwingkreis mit einer zweiten an der Schiene
angeordneten Spule. Der erste Sensordatenstrom enthält zumindest einen ersten Frequenzverlauf
des ersten Schwingkreises und einen zweiten Frequenzverlauf des zweiten Schwingkreises.
Die Auswerteanordnung umfasst ein Auswertemodul. Das Auswertemodul ist eingerichtet
zum Bestimmen einer Achsanzahl eines an dem ersten Sensormodul vorbeigefahrenen Schienenfahrzeugs,
zumindest basierend auf dem ersten Frequenzverlauf und dem zweiten Frequenzverlauf
sowie auf einem Frequenzdifferenzschwellwert. Die Auswerteanordnung umfasst mindestens
ein Schwellwertanpassungsmodul. Das Schwellwertanpassungsmodul ist eingerichtet zum
(dynamischen) Anpassen des Frequenzdifferenzschwellwerts, zumindest basierend auf
einem bereitgestellten Achszählersystemzustand des Achszählersystems.
[0014] Indem im Gegensatz zum Stand der Technik anmeldungsgemäß ein Achszählersystem mit
einem Schwellwertanpassungsmodul bereitgestellt wird, das eingerichtet ist zum dynamischen,
insbesondere ereignisgesteuerten Anpassen des Frequenzdifferenzschwellwertes, werden
die Probleme des Stands der Technik zumindest reduziert und insbesondere in zuverlässigerer
Weise bei dem überwachten Gleisabschnitt erkannt, ob dieser besetzt oder unbesetzt
ist. Insbesondere ist anmeldungsgemäß erkannt worden, dass das Berücksichtigen des
(augenblicklichen) Achszählersystemzustands beim Festlegen des Frequenzdifferenzschwellwertes
(insbesondere das Berücksichtigen von Stör- und Umgebungseinflüssen) die Fehlerrate
beim Bestimmen der Achsanzahl eines Schienenfahrzeugs verringert.
[0015] Das anmeldungsgemäße Achszählersystem dient dem Überwachen mindestens eines Gleisabschnitts
eines Schienensystems. Ein Schienensystem umfasst eine Vielzahl von Gleisen zum Führen
von Schienenfahrzeugen. Ein Gleis wird durch zwei parallel zueinander laufende Schienen
gebildet. Ein Gleis kann hierbei in eine Mehrzahl von Gleisabschnitten unterteilt
sein, die sich insbesondere aneinander anschließen können. Ein Gleisabschnitt ist
insbesondere eine definierte Gleisstrecke zwischen einem ersten Ende und einem zweiten
Ende, insbesondere hat ein Gleisabschnitt genau zwei Enden. Ein Überwachen eines solchen
Abschnitts meint insbesondere, dass (kontinuierlich) geprüft wird, ob sich ein Schienenfahrzeug
in diesem Gleisabschnitt (augenblicklich) befindet oder nicht. Insbesondere kann ein
Einfahren in einen überwachten Gleisabschnitt nur dann freigegeben werden, wenn durch
das Achszählersystem festgestellt wird, dass der überwachte Gleisabschnitt (augenblicklich)
unbesetzt bzw. frei ist, wie nachfolgend noch näher erläutert werden wird.
[0016] Das Achszählersystem umfasst eine Auswerteanordnung. Die Auswerteanordnung ist insbesondere
eingerichtet zum Auswerten von Sensordaten eines Sensormoduls. Die Auswerteanordnung
kann insbesondere aus einer Mehrzahl von Modulen gebildet sein. Gemäß einer Ausführungsform
ist die Auswerteanordnung zumindest teilweise in einer Gleisanschlussvorrichtung (auch
als Gleisanschlussgehäuse bezeichnet) integriert, die insbesondere (genau) einem Sensormodul
zugeordnet sein kann. Bei Varianten der Anmeldung kann zumindest ein (Teil)-Modul
auch in einer anderen Vorrichtung integriert sein, wie einem Stellwerk des Schienensystems.
[0017] Das mindestens eine Empfangsmodul ist eingerichtet zum Empfangen eines Sensordatenstroms
von einem ersten Sensormodul. Das Achszählersystem kann das erste Sensormodul umfassen.
Zwischen dem ersten Sensormodul und der Auswerteanordnung kann ein Kommunikationsnetz
angeordnet sein. Vorzugsweise kann das Kommunikationsnetz mindestens eine drahtgebundene
Verbindung umfassen. Es versteht sich, dass alternativ oder zusätzlich auch mindestens
eine drahtlose Verbindung vorgesehen sein kann.
[0018] Beispielsweise kann die Gleisanschlussvorrichtung mit dem Sensormodul über ein Verbindungskabel
elektrisch verbunden sein. Das Verbindungskabel kann ein Teil des Schwingkreises sein.
Das empfangene analoge Signal kann beispielsweise von einem Analog-/Digitalwandler
(z.B. in der Gleisanschlussvorrichtung) gewandelt werden, insbesondere in einen Sensordatenstrom.
Der Sensordatenstrom kann dann über das Empfangsmodul empfangen werden. Der Analog-/Digitalwandler
kann ein Teil des Sensormoduls sein.
[0019] Ein Sensormodul umfasst vorliegend zumindest (insbesondere genau) zwei Schwingkreise.
Der erste Schwingkreis umfasst eine erste Spule mit mindestens einer Windung und der
zweite Schwingkreis umfasst eine zweite Spule mit mindestens einer zweiten Windung.
Die erste Spule und die zweite Spule sind an einer Schiene des Gleisabschnitts angeordnet.
Insbesondere ist eine Spule derart an der Schiene angeordnet, dass ein vorbeifahrendes
bzw. vorbeibewegtes Rad (aus Metall) den Schwingkreis beeinflusst, insbesondere eine
Änderung der Schwingkreisfrequenz bewirkt. Die Spulen können sich insbesondere in
einem Gehäuse eines Sensormoduls befinden und können beispielsweise identisch gebildet
sein (z.B. gleiche Windungsanzahl, gleiche Form, gleiches Material etc.).
[0020] Die erste Spule ist vorzugsweise zu der zweiten Spule in Richtung der Gleiserstreckung
beabstandet bzw. versetzt angeordnet. Insbesondere kann ein vordefinierter Abstand
zwischen der ersten Spule und der zweiten Spule vorgesehen sein.
[0021] Bei einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Achszählersystem, insbesondere
das Empfangsmodul oder das Auswertemodul, eine Wechselschaltung umfasst, welche die
beiden Schwingkreise des Sensormoduls mit einem Analog-/Digitalwandler verbindet.
Die Umschaltzeit der Wechselschaltung zwischen dem ersten und dem zweiten Schwingkreis
kann zwischen 0,1 ms und 10 ms liegen, beispielsweise im Bereich von 0,5 ms. Die Schwingkreisfrequenz
der beiden Schwingkreise liegt beispielsweise zwischen ca. 300 kHz und 350 kHz. Über
die Wechselschaltung kann die jeweilige Schwingkreisfrequenz der Schwingkreise jeweils
z.B. alle 1 ms aufgezeichnet werden. Vorzugsweise kann ein erster Frequenzverlauf
des ersten Schwingkreises und ein zweiter Frequenzverlauf des zweiten Schwingkreises
aufgezeichnet und insbesondere bereitgestellt werden. Mit anderen Worten, eine Frequenzänderung
Δf des jeweiligen Schwingkreises über der Zeit t kann aufgezeichnet werden, wobei
die Frequenzänderung Δf die Differenz der (augenblicklichen) Schwingungsfrequenz des
ersten bzw. zweiten Schwingkreises gegenüber einer Ruhefrequenz des jeweiligen Schwingkreises
darstellt. Dabei schwingt der erste bzw. zweite Schwingkreis dann in der Ruhefrequenz,
wenn an dem jeweiligen Sensormodul kein Schienenfahrzeug vorbeifährt. Wenn die beiden
Schwingkreise in ihrer Ruhefrequenz schwingen, dann sind sie "unbeeinflusst" bzw.
"im unbeeinflussten Zustand", d.h. sie sind (augenblicklich) nicht verstimmt durch
die Anwesenheit bzw. die Überfahrt eines Zuges.
[0022] Wie beschrieben wurde, kann beispielsweise das analoge Signal kontinuierlich empfangen
und insbesondere kontinuierlich digitalisiert werden, beispielsweise durch den Analog-/Digitalwandler.
Die resultierenden Sensordaten bzw. Aufzeichnungsdaten können dem Empfangsmodul in
Form mindestens eines Sensordatenstroms bereitgestellt werden. Mit anderen Worten,
das Empfangsmodul kann die genannten Sensordaten bzw. Aufzeichnungsdaten insbesondere
im Wesentlichen kontinuierlich empfangen. Beispielsweise kann der erste Sensordatenstrom
kontinuierlich durch Aussenden von entsprechenden Datenpaketen durch das Sensormodul
(z.B. Analog-/Digitalwandler) an das Empfangsmodul übertragen werden. Es versteht
sich, dass die Sensordaten eines Sensormoduls auch in anderer Weise übertragen werden
können.
[0023] Die Auswerteanordnung umfasst mindestens ein Auswertemodul. Das Auswertemodul ist
insbesondere eingerichtet zum Auswerten der empfangenen Sensordaten, also insbesondere
des ersten Frequenzverlaufs und des zweiten Frequenzverlaufs. Das Auswertemodul ist
eingerichtet zum Bestimmen einer Achsanzahl eines an dem ersten Sensormodul vorbeigefahrenen
Schienenfahrzeugs, zumindest basierend auf dem ersten Frequenzverlauf und dem zweiten
Frequenzverlauf sowie auf einem Frequenzdifferenzschwellwert. Mit anderen Worten,
die Anzahl der Räder bzw. Schienenfahrzeugachsen eines vorbeigefahrenen Schienenfahrzeugs
können erkannt bzw. gezählt werden, zumindest anhand der Frequenzverläufe und einem
Frequenzdifferenzschwellwert.
[0024] Im (theoretischen) Idealfall ist ein Frequenzverlauf bei jeder Überfahrt bzw. Vorbeifahrt
eines Rads an dem ersten Sensormodul eine glockenförmige Frequenzänderung. Insbesondere
können im Idealfall die Bilder bzw. Verläufe des ersten Frequenzverlaufs und des zweiten
Frequenzverlaufs über der Zeit je Überfahrt eines Rades zwei zeitversetzte, überlappende
und glockenförmige Frequenzänderungen (charakteristische Signalverläufe) sein. Diese
Frequenzänderung (also eine charakteristische Verstimmung des ersten und des zweiten
Schwingkreises) liegt beispielsweise in einer Größenordnung von 2 kHz. Ein Rad kann
bei diesem Idealfall beispielsweise dann detektiert werden, wenn die Frequenzänderung
des ersten Frequenzverlaufs und des zweiten Frequenzverlaufs größer ist als der Frequenzdifferenzschwellwert.
Das Auswertemodul kann die Anzahl der Schienenfahrzeugachsen bzw. Räder als Information
an das Stellwerk übertragen. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Anmeldung
andere Frequenzwerte und -bereiche möglich sind.
[0025] Es ist anmeldungsgemäß jedoch erkannt worden, dass in der Praxis die Detektion einer
Über- bzw. Vorbeifahrt eines Rads anhand der genannten Frequenzverläufe komplexer
ist und sich insbesondere die genannten idealen Verläufe der Frequenzänderungen nicht
einstellen. Insbesondere ist erkannt worden, dass aufgrund variabler Überfahrparameter
und/oder von Stör- und Umgebungseinflüssen, also eines sich über die Zeit ändernden
Achszählersystemzustands, die tatsächlich aufgezeichneten Frequenzverläufe weniger
eindeutig und somit schwieriger auswertbar sind.
[0026] So kann beispielsweise eine Ruhefrequenz eines Schwingkreises bzw. eine unbelastete
Schwingkreisfrequenz schwanken. Eine Ruhefrequenz liegt insbesondere dann vor, wenn
an dem Sensormodul (augenblicklich) kein Schienenfahrzeug vorbeifährt bzw. keine Frequenzänderung
bewirkt wird. Insbesondere kann es vorkommen, dass aufgrund der geänderten Ruhefrequenz
beim Stand der Technik ein Überschreiten eines festvorgegebenen Frequenzdifferenzschwellwert
durch die genannten Frequenzverläufe nicht erfolgt, so dass ein Rad nicht detektiert
wird. Mit anderen Worten, ein entsprechend geänderter Achszählersystemzustand kann
daher dazu führen, dass ein Rad nicht erkannt wird (oder dass ein zusätzliches Rad
erkannt wird).
[0027] Anmeldungsgemäß wird zur Erhöhung der Detektionszuverlässigkeit vorgeschlagen, den
Frequenzdifferenzschwellwert dynamisch anzupassen, abhängig von dem Achszählersystemzustand,
insbesondere dem augenblicklichen Ist-Achszählersystemzustand. Anmeldungsgemäß weist
die Auswerteanordnung ein Schwellwertanpassungsmodul auf. Das Schwellwertanpassungsmodul
ist eingerichtet zum Anpassen bzw. Ändern des Frequenzdifferenzschwellwertes, zumindest
in Abhängigkeit vom Achszählersystemzustand. Dies meint insbesondere, dass der Frequenzdifferenzschwellwert
erhöht oder reduziert wird, wenn sich der Achszählersystemzustand geändert hat. Wenn
der Achszählersystemzustand beispielsweise indiziert, dass sich die Ruhefrequenz geändert
hat, kann der Frequenzdifferenzschwellwert derart angepasst werden, dass ein vorbeifahrendes
Rad trotz der geänderten Ruhefrequenz sicher erkannt werden kann.
[0028] Beispielsweise kann in einer Zuordnungstabelle oder dergleichen gespeichert sein,
welcher Frequenzdifferenzschwellwert bei welchem Achszählersystemzustand einzustellen
ist. Die Zuordnungstabelle kann beispielsweise vorab durch Simulationen, Berechnungen
und/oder Tests ermittelt worden sein.
[0029] Der Achszählersystemzustand wird der Auswerteanordnung bereitgestellt, beispielsweise
durch ein Empfangen der Sensordaten. Insbesondere kann der Achszählersystemzustand
(z.B. die genannte Ruhefrequenz) aus dem empfangenen ersten Frequenzverlauf und dem
zweiten Frequenzverlauf ermittelt werden.
[0030] Gemäß einer Ausführungsform kann das Auswertemodul eingerichtet sein zum Detektieren
einer Fahrtrichtung des vorbeigefahrenen Schienenfahrzeugs, basierend auf dem ersten
Frequenzverlauf, dem zweiten Frequenzverlauf und der bekannten versetzten Anordnung
bzw. dem vordefinierten Abstand der ersten Spule zu der zweiten Spule eines Sensormoduls.
[0031] Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Achszählersystems kann
das Empfangsmodul eingerichtet sein zum Empfangen einer durch mindestens einen Temperatursensor
des ersten Sensormoduls erfassten Sensormodultemperatur. Der bereitgestellte Achszählersystemzustand
kann zumindest die empfangene Sensormodultemperatur umfassen. Insbesondere kann ein
Temperatursensor in einem Sensormodul integriert sein, insbesondere in dem Gehäuse
des Sensormoduls. Der Temperatursensor kann die Temperatur des Sensormoduls im Wesentlichen
kontinuierlich erfassen. Die erfasste bzw. gemessene Sensormodultemperatur kann an
die Auswerteanordnung übertragen werden. Beispielsweise kann der beschriebene Sensordatenstrom
zusätzlich die Sensormodultemperatur enthalten. Insbesondere ist erkannt worden, dass
ein Frequenzverlauf eines Schwingkreises temperaturabhängig ist. Indem der Frequenzdifferenzschwellwert
abhängig von der gemessenen Sensormodultemperatur angepasst wird, kann diese Temperaturabhängigkeit
bei der Bestimmung der Achsanzahl berücksichtigt werden. Beispielsweise kann eine
entsprechende Zuordnungstabelle oder dergleichen vorgesehen sein. Insbesondere kann
der Frequenzdifferenzschwellwert ein temperaturabhängiger Frequenzdifferenzschwellwert
sein. Die Zuverlässigkeit bei der Ermittlung der Achsanzahl kann weiter verbessert
werden.
[0032] Wie bereits beschrieben wurde, kann bei einer bevorzugten Ausführungsform des Achszählersystems
der Achszählersystemzustand eine im unbeeinflussten Zustand des ersten Sensormoduls
gemessene erste Ruhefrequenz (also eine unbelastete Frequenz) des ersten Schwingkreises
und/oder eine zweite gemessene Ruhefrequenz (also eine unbelastete Frequenz) des zweiten
Schwingkreises umfassen bzw. enthalten. Die Zuverlässigkeit bei der Ermittlung einer
Achsanzahl kann noch weiter verbessert werden.
[0033] Anmeldungsgemäß ist erkannt worden, dass neben dem Achszählersystemzustand andere
externe Einflüsse die Zuverlässigkeit der Achsanzahlbestimmung reduzieren können.
So können die Maximalwerte des ersten Frequenzverlaufs und des zweiten Frequenzverlaufs
schwanken, insbesondere in ihrer Höhe und/oder ihrem Abstand zueinander. Gründe hierfür
sind z.B. Schwankungen in der Einbauhöhe des Sensormoduls und/oder der unterschiedliche
Abnutzungsgrad der zu zählenden Räder eines Schienenfahrzeugs. Dies führt zu unterschiedlichen
Abständen zwischen den genannten Spulen und den Unterkannten der Radkränze des Schienenfahrzeugs.
[0034] Um auch in diesen Fällen in zuverlässiger Weise ein Rad erkennen zu können, kann
gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Achszählersystems
ein Frequenzverlaufsbild des ersten Frequenzverlaufs und des zweiten Frequenzverlaufs
vorgegeben sein. Das Frequenzverlaufsbild kann für ein an dem ersten Sensormodul vorbeigefahrendes
Rad des Schienenfahrzeugs charakteristisches sein. Insbesondere kann durch Tests und/oder
Simulationen ein Frequenzverlaufsbild ermittelt werden, das sich während des Vorbeifahrens
bzw. Vorbeibewegens eines Rads an einem Sensormodul einstellt. Vorzugsweise kann das
charakteristische Frequenzverlaufsbild in einem Datenspeicher der Auswerteanordnung
gespeichert sein. Das Auswertemodul kann eingerichtet sein zum Bestimmen der Achsanzahl
des an dem Sensormodul vorbeigefahrenen Schienenfahrzeugs, basierend auf einem Vergleich
des ersten Frequenzverlaufs und des zweiten Frequenzverlaufs mit dem vorgegebenen
Frequenzverlaufsbild. Diese Ausführungsform ist insbesondere eigenständig und unabhängig
von dem Schwellwertanpassungsmodul bzw. der Anpassung des Frequenzdifferenzschwellwerts
erfinderisch.
[0035] Insbesondere kann durch das Auswertemodul ein Rad dann erkannt bzw. gezählt werden
(und insbesondere nur dann erkannt bzw. gezählt werden), wenn in dem ersten Frequenzverlauf
und dem zweiten Frequenzverlauf das charakteristische Frequenzverlaufsbild detektiert
wird. Insbesondere kann je detektiertem Frequenzverlaufsbild in den genannten Frequenzverläufen
ein Rad bzw. eine Schienenfahrzeugachse bestimmt, also insbesondere gezählt werden.
[0036] Indem die Zählung eines Rads nicht nur von einer Überschreitung eines Frequenzdifferenzschwellwerts
abhängt, sondern insbesondere davon, ob die Frequenzverläufe ein bestimmtes Frequenzverlaufsbild
einnehmen, kann die Zuverlässigkeit der Achszählung noch weiter verbessert werden.
[0037] Bei einer bevorzugten Variante kann vorgesehen sein, dass für eine Zählung eines
Rads sowohl der (angepasste) Frequenzdifferenzschwellwert überschritten als auch das
Frequenzverlaufsbild in den genannten Frequenzverläufen detektiert werden muss. Insbesondere
kann bei einer bevorzugten Variante der Anmeldung vorgesehen sein, dass nur die Frequenzverläufe
oberhalb des angepassten Frequenzdifferenzschwellwertes ausgewertet werden, um ein
Rad zu detektieren.
[0038] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Achszählersystems kann
das vorgegebene Frequenzverlaufsbild zumindest einen Zeitabstandsbereich zwischen
einem ersten Frequenzmaximum des ersten Frequenzverlaufs und einem (unmittelbar benachbart
zu dem ersten Frequenzmaximum befindliches) zweiten Frequenzmaximum des zweiten Frequenzverlaufs
definieren. Mit anderen Worten, in dem Frequenzverlaufsbild kann der zeitliche Abstand
zwischen benachbarten ersten und zweiten Frequenzmaxima definiert sein. Nur wenn die
genannten und detektierten Frequenzmaxima innerhalb des (zulässigen) Zeitabstandsbereichs
liegen, kann das Frequenzverlaufsbild als erfüllt bewertet werden, so dass ein Rad
detektiert wird. Wie noch beschrieben wird, kann der (zulässige) Zeitabstandsbereich
insbesondere von der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs abhängen.
[0039] Ein Frequenzmaximum eines Frequenzverlaufs meint vorliegend insbesondere den höchsten
Frequenzwert innerhalb einer (vordefinierten) Zeitspanne des Frequenzverlaufs.
[0040] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Achszählersystems
kann das vorgegebene Frequenzverlaufsbild einen ersten Frequenzmaximumbereich, einen
zweiten Frequenzmaximumbereich und einen Schnittpunktbereich definieren. Der Schnittpunktbereich
ist insbesondere ein Bereich, in dem sich der erste Frequenzverlauf nach dem ersten
Frequenzmaximum (und insbesondere vor dem zweiten Frequenzmaximum) mit dem zweiten
Frequenzverlauf schneidet. Insbesondere kann ein Frequenzmaximumbereich einen (zulässigen)
Frequenzwertebereich (z.B. definiert durch einen maximal zulässigen Frequenzwert und
einen minimal zulässigen Frequenzwert) definieren, in dem ein detektiertes Maximum
liegen muss, um das vorgegebene Frequenzverlaufsbild zu erfüllen. Ein Schnittpunktbereich
kann einen (zulässigen) Frequenzwertebereich (z.B. definiert durch einen maximal zulässigen
Frequenzwert und einen minimal zulässigen Frequenzwert) definieren, in dem sich der
erste Frequenzverlauf und der zweite Frequenzverlauf zwischen den genannten Frequenzmaxima
schneiden müssen, um das vorgegebene Frequenzverlaufsbild zu erfüllen.
[0041] Vorzugsweise zusätzlich kann durch das vorgegebene Frequenzverlaufsbild der (zulässige
und insbesondere geschwindigkeitsabhängige) Zeitabstandsbereich zwischen den genannten
Frequenzmaxima definiert sein, wie beschrieben wurde. Mit anderen Worten, vorzugsweise
kann das vorgegebene Frequenzverlaufsbild drei Wertepunktbereiche definieren (nämlich
erstes Frequenzmaximum, zweites Frequenzmaximum und Schnittpunktbereich), die sich
in einem bestimmten Zeitabstandsbereich zueinander befinden müssen.
[0042] Insbesondere kann ein Rad nur dann detektiert werden, wenn das vorgegebene Frequenzverlaufsbild
in den genannten Frequenzverläufen detektiert wird. Mit anderen Worten kann das vorgegebene
Frequenzverlaufsbild eine Wertekonstellation aus einem ersten Frequenzmaximumbereich,
einem benachbart zu dem ersten Frequenzmaximum befindlichen zweiten Frequenzmaximumbereich
und einem dazwischen liegenden Schnittpunktbereich festlegen. Insbesondere haben Tests
gezeigt, dass ein vorbeifahrendes Rad stets ein entsprechendes Frequenzverlaufsbild
bzw. ein entsprechendes Frequenzmuster des ersten und zweiten Frequenzverlaufs verursacht.
Die Zuverlässigkeit beim Achszählen kann noch weiter erhöht werden.
[0043] Bei einer Variante der Ausführungsform mit dem vorgegebenen Frequenzverlaufsbild
kann das vorgegebene Frequenzverlaufsbild einen zweiten Frequenzmaximumbereich definieren,
der von einem detektierten ersten Frequenzmaximum des ersten Frequenzverlauf abhängt.
Insbesondere kann der zweite Frequenzwertebereich, der durch das zweite Frequenzmaximum
zu erfüllen ist, von dem tatsächlich detektierten Frequenzwert des ersten Frequenzmaximums
abhängen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der zweite Frequenzwert nahezu
identisch mit dem tatsächlich detektierten Frequenzwert des ersten Frequenzmaximums
sein muss. Mit anderen Worten, das erste und das zweite Frequenzmaximum sollen im
gemessenen Frequenzverlaufsbild etwa die gleiche Höhe haben. Alternativ oder zusätzlich
kann das vorgegebene Frequenzverlaufsbild einen von einem detektierten ersten Frequenzmaximum
des ersten Frequenzverlaufs abhängigen Schnittpunktbereich definieren, wobei der Schnittpunktbereich
ein Bereich ist, in dem sich der erste Frequenzverlauf nach dem ersten Frequenzmaximum
mit dem zweiten Frequenzverlauf schneidet. Auch hier kann vorgesehen sein, dass der
Frequenzwertebereich, der durch den Schnittpunkt zu erfüllen ist, von dem tatsächlich
detektierten Frequenzwert das erste Frequenzmaximum abhängen kann.
[0044] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Achszählersystems kann mindestens
ein Fehler-Frequenzverlaufsbild des ersten Frequenzverlaufs und des zweiten Frequenzverlaufs
vorgegeben sein. Das Fehler-Frequenzverlaufsbild kann für eine an dem ersten Sensormodul
vorkommende Störung charakteristisch sein. Insbesondere kann durch Tests und/oder
Simulationen mindestens ein Fehler-Frequenzverlaufsbild ermittelt werden, das sich
während des Vorbeifahrens bzw. Vorbeibewegens eines Schienenfahrzeugs bei Vorliegen
eines definierten Störereignisses an einem Sensormodul (stets) einstellt. Vorzugsweise
kann das charakteristische Fehler-Frequenzverlaufsbild in einem Datenspeicher der
Auswerteanordnung gespeichert sein.
[0045] Insbesondere ist erkannt worden, dass definierte Störereignisse stets eine im Wesentlichen
gleichartige Frequenzänderungen bewirken. Um in sicherer Weise zu verhindern, dass
solche Frequenzänderungen zu einer fehlerhaften Raddetektion führen, wird insbesondere
vorgeschlagen, derartige Frequenzänderungen als Fehler-Frequenzverlaufsbilder zu berücksichtigen
und insbesondere in einem Datenspeicher der Auswerteanordnung zu speichern. Das Auswertemodul
kann eingerichtet sein zum Bestimmen der Achsanzahl des an dem ersten Sensormodul
vorbeigefahrenen Schienenfahrzeugs, basierend auf einem Vergleich des ersten Frequenzverlaufs
und des zweiten Frequenzverlaufs mit dem vorgegebenen Fehler-Frequenzverlaufsbild.
[0046] Insbesondere kann durch das Auswertemodul ein Rad dann nicht erkannt bzw. nicht gezählt
werden, wenn in dem ersten Frequenzverlauf und dem zweiten Frequenzverlauf das charakteristische
Fehler-Frequenzverlaufsbild detektiert wird. Zwar kann es sein, dass beide Frequenzverläufe
den (angepassten) Frequenzdifferenzschwellwert überschreiten. Jedoch wird diese Überschreitung
dann nicht als Rad gezählt, wenn die Frequenzverläufe im Wesentlichen dem Fehler-Frequenzverlaufsbild
entsprechen. Insbesondere kann bei jedem detektierten Fehler-Frequenzverlaufsbild
in den genannten Frequenzverläufen ein Zählen eines Rads bzw. einer Schienenfahrzeugachse
unterbleiben. Die Zuverlässigkeit der Achszählung kann noch weiter verbessert werden.
[0047] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Achszählersystems kann
das vorgegebene Fehler-Frequenzverlaufsbild zumindest einen Fehler-Zeitabstandsbereich
zwischen dem ersten Frequenzverlauf und dem zweiten Frequenzverlauf definieren. Beispielsweise
kann der Fehler-Zeitabstandsbereich eine Gleichzeitigkeit der Frequenzänderung des
ersten Frequenzverlaufs und der Frequenzänderung des zweiten Frequenzverlaufs definieren.
Mit anderen Worten, (trotz des geometrischen Abstands der ersten und zweiten Spule)
müssen die Frequenzänderung in beiden Schwingkreisen gleichzeitig auftreten.
[0048] Alternativ oder vorzugsweise zusätzlich kann das vorgegebene Fehler-Frequenzverlaufsbild
einen ersten Fehlerverlauf des ersten Frequenzverlaufs und/oder einen zweiten Fehlerverlauf
des zweiten Frequenzverlaufs definieren. Insbesondere kann sich ein Fehlerverlauf
eines Störereignisses von dem bei einem Rad auftretenden glockenförmigen Verlauf (signifikant)
unterscheiden. Vorzugsweise kann ein Fehlerverlauf bzw. ein Fehler-Frequenzverlaufsbild
definiert sein durch eine charakteristische Höhe, einen charakteristischen Steigungsverlauf
und/oder eine charakteristische Dauer. Ein Beispiel für ein solches Störereignis ist
ein sogenannter "Trafo-inrush". Bei einem solchen Störereignis ist insbesondere die
Verbindung zwischen Stromabnehmer und Oberleitung kurzeitig unterbrochen. Eine Stromspitze
im Stromversorgungssystem einer elektrischen Lokomotive oder eines Triebwagens tritt
dann insbesondere bei der (erneuten) Kontaktaufnahme des Stromabnehmers mit der Oberleitung
auf. Insbesondere ist erkannt worden, dass hierdurch kurzzeitig eine Stromspitze über
die Räder der Lokomotive bzw. des Triebwagens in die Gleise abgegeben wird, welche
die beiden Schwingkreise beeinflusst, insbesondere gleichzeitig beeinflusst (im Gegensatz
zur Überfahrt durch ein Rad, die beide Schwingkreise zeitversetzt beeinflusst). Ferner
ist erkannt worden, dass ein solches Störereignis im jeweiligen Frequenzverlauf im
Wesentlichen ein "Sägezahn-" Fehler-Frequenzverlaufsbild verursacht. Indem ein entsprechendes
Fehler-Frequenzverlaufsbild definiert und bei der Auswertung berücksichtigt wird,
kann die Detektionszuverlässigkeit noch weiter verbessert werden.
[0049] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Achszählersystems
kann die Auswerteanordnung mindestens ein Geschwindigkeitsbestimmungsmodul umfassen.
Das Geschwindigkeitsbestimmungsmodul kann eingerichtet sein zum Bestimmen einer Geschwindigkeit
des an dem (jeweiligen) Sensormodul vorbeifahrenden bzw. vorbeigefahrenden Schienenfahrzeugs,
basierend zumindest auf dem ersten Frequenzverlauf, dem zweiten Frequenzverlauf und
einem (insbesondere dem genannten vordefinierten) geometrischen Abstand zwischen dem
ersten Schwingkreis und dem zweiten Schwingkreis. Das Auswertemodul kann eingerichtet
sein zum Bestimmen der Achsanzahl (des an dem Sensormodul vorbeifahrenden bzw. des
bereits vorbeigefahrenen Schienenfahrzeugs), ferner basierend auf der bestimmten Geschwindigkeit.
Beispielweise kann ein in einem Frequenzverlaufsbild definierter Zeitabstandsbereich
geschwindigkeitsabhängig sein. Mit anderen Worten, der genannte Zeitabstandsbereich
kann abhängig von der ermittelten Geschwindigkeit angepasst werden.
[0050] Hierbei kann ein Zeitabstandsbereich durch einen minimal zulässigen Zeitabstandswert
und einem maximal zulässigen Zeitabstandswert definiert sein. Vorzugsweise können
der minimal zulässige Zeitabstandswert und der maximal zulässige Zeitabstandswert
verschoben werden, abhängig von der bestimmten Geschwindigkeit. Die Zuverlässigkeit
kann noch weiter verbessert werden.
[0051] Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Achszählersystems kann
das Geschwindigkeitsbestimmungsmodul eingerichtet sein zum Bestimmen der Geschwindigkeit
des Schienenfahrzeugs, basierend auf dem vordefinierten geometrischen Abstand der
Schwingkreise und einem ermittelten ersten Zeitabstand zwischen einem ersten Überschreitungszeitpunkt,
an dem der erste Frequenzverlauf den angepassten Frequenzdifferenzschwellwert (insbesondere
erstmalig, also beim ersten Rad) übersteigt, und einem zweiten Überschreitungszeitpunkt,
an dem der zweite Frequenzverlauf den angepassten Frequenzdifferenzschwellwert (insbesondere
erstmalig, also beim ersten Rad) übersteigt. Bei Varianten der Anmeldung kann die
Geschwindigkeit bei jedem detektierten Rad bestimmt werden.
[0052] Alternativ oder zusätzlich kann das Geschwindigkeitsbestimmungsmodul eingerichtet
sein zum Bestimmen der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs, basierend auf dem vordefinierten
geometrischen Abstand der Schwingkreise und einem ermittelten zweiten Zeitabstand
zwischen einem ersten Frequenzmaximum des ersten Frequenzverlaufs und einem (unmittelbar
benachbart zu dem ersten Frequenzmaximum befindlichen) zweiten Frequenzmaximum des
zweiten Frequenzverlaufs.
[0053] Alternativ oder zusätzlich kann das Geschwindigkeitsbestimmungsmodul eingerichtet
sein zum Bestimmen der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs, basierend auf dem vordefinierten
geometrischen Abstand der Schwingkreise und einem ermittelten dritten Zeitabstand
zwischen einem ersten Flächenschwerpunkt (des Frequenzverlaufsbilds) eines ersten
Teil-Frequenzverlaufs und einem zweiten Flächenschwerpunkt (des Frequenzverlaufsbilds)
eines zweiten Teil-Frequenzverlaufs. Der erste Teil-Frequenzverlauf verläuft insbesondere
zwischen einem ersten Startzeitpunkt, an dem der erste Frequenzverlauf aus der Ruhefrequenz
zu steigen beginnt, und einem ersten Endzeitpunkt, an dem der erste Frequenzverlauf
den die Ruhefrequenz (nach dem ersten Frequenzmaximum) (im Wesentlichen) wieder erreicht.
Der zweite Teil-Frequenzverlauf verläuft insbesondere zwischen einem zweiten Startzeitpunkt,
an dem der zweite Frequenzverlauf aus der Ruhefrequenz zu steigen beginnt, und einem
zweiten Endzeitpunkt, an dem der zweite Frequenzverlauf die Ruhefrequenz (nach dem
ersten Frequenzmaximum) (im Wesentlichen) wieder erreicht. Das erste Frequenzmaximum
ist insbesondere das Maximum des ersten Teil-Frequenzverlaufs und das zweite Frequenzmaximum
ist insbesondere das Maximum des zweiten Teil-Frequenzverlaufs.
[0054] Die tatsächliche Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs kann bei den vorbeschriebenen
drei Optionen besonders exakt bestimmt werden.
[0055] Darüber hinaus kann das Schwellwertanpassungsmodul eingerichtet sein zum Anpassen
des Frequenzdifferenzschwellwerts, zumindest basierend auf einem Achszählersystemzustand,
enthaltend ein detektiertes Ereignis (insbesondere die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs
und/oder ein detektiertes Rad; und zusätzlich z.B. basierend auf einem bekannten Mindestabstand
zwischen zwei benachbarten Schienenfahrzeugachsen). Insbesondere umfasst der Achszählersystemzustand
ein durch ein Modul der Auswerteanordnung bestimmtes Ereignis, wie ein detektiertes
Rad eines Schienenfahrzeugs und/oder eine bestimmte Geschwindigkeit. Zusätzlich können
in der Auswerteanordnung bekannte Information gespeichert sein, wie ein Mindestabstand
zwischen zwei benachbarten Schienenfahrzeugachsen bzw. Radsätzen. Basierend auf diesen
Daten kann vorzugsweise der Frequenzdifferenzschwellwert angepasst werden während
der Vorbeifahrt eines Schienenfahrzeugs bzw. während der Auswertung der durch die
Vorbeifahrt bewirkten Frequenzänderungen.
[0056] Insbesondere ist erkannt worden, dass es zwischen zwei benachbarten Schienenfahrzeugachsen
eines Schienenfahrzeugs zu Störeinflüssen kommen kann, die zu einer Frequenzänderung
der Schwingkreise eines Sensormoduls führen können. Eine derartige Frequenzänderung
bei einem Achszählersystem des Stands der Technik kann zu einer Detektion einer (tatsächlich
nicht vorhandenen) Schienenfahrzeugachse führen. Insbesondere kann eine Schienenfahrzeugkomponente,
wie eine Magnetschienenbremse, die z.B. aufgrund einer nicht perfekten Montage zu
tief an dem Schienenfahrzeug aufgehängt ist, eine entsprechende Störung mit sich bringen.
Insbesondere kann (daher) das Schwellwertanpassungsmodul eine ereignisbasierte bzw.
zustandsänderungsbasierte Anpassung des Frequenzdifferenzschwellwerts durchführen.
[0057] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Achszählersystems kann
das Schwellwertanpassungsmodul eingerichtet sein zum Anpassen des Frequenzdifferenzschwellwerts
nach einer Detektion eines ersten Rads (und insbesondere jedes weiteren Rads) des
Schienenfahrzeugs durch ein Erhöhen des Frequenzdifferenzschwellwerts um mindestens
einen vordefinierten Erhöhungswert oder durch ein Erhöhen des Frequenzdifferenzschwellwerts
auf mindestens einen vordefinierten erhöhten Frequenzdifferenzschwellwert (jeweils)
für eine Erhöhungsdauer. Bei einer Variante kann die Erhöhungsdauer vordefiniert sein
und insbesondere bei jedem vorbeigefahrenden Schienenfahrzeug gleich sein. Vorzugsweise
kann die Erhöhungsdauer von einer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs und dem Mindestabstand
zwischen einer ersten benachbart zu einer zweiten Schienenfahrzeugachse angeordneten
Schienenfahrzeugachse anhängen. Die Geschwindigkeit kann beispielsweise durch das
vorgenannte Geschwindigkeitsbestimmungsmodul bestimmt werden und/oder durch eine andere
Quelle bereitgestellt werden. Die andere Quelle kann beispielsweise als Geschwindigkeit
die augenblicklich in dem überwachten Gleisabschnitt zulässige maximale Geschwindigkeit
bereitstellen. Die andere Quelle kann auch das Schienenfahrzeug sein.
[0058] Ein Erhöhen des Frequenzdifferenzschwellwerts um mindestens einen vordefinierten
Erhöhungswert oder durch ein Erhöhen des Frequenzdifferenzschwellwerts auf mindestens
einen vordefinierten erhöhten Frequenzdifferenzschwellwert umfasst insbesondere ein
diskretes Erhöhen und/oder ein zumindest nahezu kontinuierliches Erhöhen. Mit anderen
Worten, es kann eine stufenförmige Erhöhung, eine rampenförmige Erhöhung oder eine
Erhöhung mit einem beliebig anderen Verlauf erfolgen.
[0059] Der vordefinierte Erhöhungswert oder der vordefinierte erhöhte Frequenzdifferenzschwellwert
kann derart gewählt sein, dass der erste durch mindestens eine Schienenfahrzeugkomponente
(die kein Rad ist) beeinflusste Frequenzverlauf und der zweite durch die mindestens
eine Schienenfahrzeugkomponente beeinflusste Frequenzverlauf im Wesentlichen unterhalb
des erhöhten Frequenzdifferenzschwellwerts liegen. Ein Maximum, das durch ein an dem
ersten Sensormodul vorbeigefahrendes weiteres Rad bewirkt wird, kann insbesondere
oberhalb des erhöhten Frequenzdifferenzschwellwerts liegen.
[0060] Wie bereits beschrieben wurde, kann die Schienenfahrzeugkomponente beispielsweise
eine Magnetschienenbremse sein. Der vordefinierte Erhöhungswert oder der vordefinierte
erhöhte Frequenzdifferenzschwellwert können beispielsweise durch Tests und/oder Simulationen
bestimmt werden. Durch die vorgeschlagene Erhöhung kann die Zuverlässigkeit der Zählung
weiter verbessert werden, da insbesondere das Risiko, dass eine Störbeeinflussung
durch eine Schienenfahrzeugkomponente, die kein Rad darstellt, zu einer Frequenzänderung
führt, die als verursacht durch ein Rad bewertet wird, verringert werden kann.
[0061] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Achszählersystems
kann das Schwellwertanpassungsmodul eingerichtet sein zum Anpassen des Frequenzdifferenzschwellwerts
nach einem Ablauf der Erhöhungsdauer durch ein Reduzieren des erhöhten Frequenzdifferenzschwellwerts
um mindestens einen vordefinierten Reduzierungswert oder durch ein Reduzieren des
erhöhten Frequenzdifferenzschwellwerts auf mindestens einen vordefinierten reduzierten
Frequenzdifferenzschwellwert, insbesondere bis zur Detektion eines weiteren Rads des
Schienenfahrzeugs oder bis zur Detektion des Schienenfahrzeugendes.
[0062] Ein Reduzieren des erhöhten Frequenzdifferenzschwellwerts um mindestens einen vordefinierten
Reduzierungswert oder durch ein Reduzieren des erhöhten Frequenzdifferenzschwellwerts
auf mindestens einen vordefinierten reduzierten Frequenzdifferenzschwellwert umfasst
insbesondere ein diskretes Reduzieren und/oder ein zumindest nahezu kontinuierliches
Reduzieren. Mit anderen Worten, es kann eine stufenförmige Reduzierung, eine rampenförmige
Reduzierung oder eine Reduzierung mit einem beliebig anderen Verlauf erfolgen.
[0063] Die Erhöhungsdauer kann insbesondere derart gewählt sein, dass diese zeitlich vor
einem erwarteten weiteren Rad (bzw. einem entsprechenden Frequenzbild in den genannten
Frequenzverläufen), das an dem Sensormodul vorbeifährt, abläuft. Insbesondere kann
der erhöhte Frequenzdifferenzschwellwert unmittelbar nach Ablauf der Erhöhungsdauer
reduziert werden. Hierdurch kann das Risiko, dass das erwartete Rad des Schienenfahrzeugs
nicht anhand des ersten und zweiten Frequenzverlaufs identifiziert werden kann (z.B.
aufgrund eines ungewöhnlich stark abgenutzten Rads, welches eine geringere Frequenzänderung
als erwartet bewirkt), reduziert werden. Die Detektionszuverlässigkeit kann noch weiter
verbessert werden.
[0064] Bevorzugt kann das Reduzieren ein rampenförmiges Reduzieren sein, während das Erhöhen
bevorzugt eine einmalige stufenförmige Erhöhung nach der Detektion eines Rads sein
kann.
[0065] Gemäß einer weiteren Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Achszählersystems kann
die Auswerteanordnung mindestens ein Achsabstandsbestimmungsmodul umfassen. Das Achsabstandsbestimmungsmodul
kann eingerichtet sein zumindest zum Bestimmen eines Achsabstands zwischen einer ersten
Schienenfahrzeugachse (bzw. einem ersten Rad) und einer zweiten (benachbart zu ersten
Schienenfahrzeugachse angeordneten) Schienenfahrzeugachse (bzw. zweitem Rad) des Schienenfahrzeugs,
basierend auf einer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs und einem vierten Zeitabstand
zwischen dem ersten Detektionszeitpunkt der ersten Schienenfahrzeugachse und dem zweiten
Detektionszeitpunkt der zweiten Schienenfahrzeugachse. Die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs
kann beispielsweise durch das vorgenannte Geschwindigkeitsbestimmungsmodul bestimmt
werden und oder durch die andere bereits beschriebene Quelle bereitgestellt werden.
Ein Bestimmen des Achsabstands erlaubt insbesondere eine Verifizierung der bestimmten
Achsanzahl bzw. des der Achsanzahl zugrunde liegenden Frequenzverlaufsmusters eines
Schienenfahrzeugs, das insbesondere bei einem vorbeigefahrenen Schienenfahrzeug aufgezeichnet
wird.
[0066] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Achszählersystems kann
die Auswerteanordnung mindestens ein Musterdetektionsmodul umfassen. Das Musterdetektionsmodul
kann eingerichtet sein zum Detektieren bzw. Bestimmen eines Achsmusters des an dem
ersten Sensormodul vorbeigefahrenen Schienenfahrzeugs, basierend auf dem ersten Frequenzverlauf
und/oder dem zweiten Frequenzverlauf. Insbesondere kann das Bestimmen eines Achsmusters
auf einem durch die genannten Frequenzverläufe gebildeten (aufgezeichneten) Frequenzverlaufsmusters
des Schienenfahrzeugs basieren. Das Bestimmen des Achsmusters kann insbesondere auf
den durch das Achsabstandsbestimmungsmodul bestimmten Achsabständen des Schienenfahrzeugs
basieren.
[0067] Die Auswerteanordnung umfasst vorzugsweise mindestens ein (z.B. im Stellwerk angeordnetes)
Zählfehlerdetektionsmodul. Das Zählfehlerdetektionsmodul kann eingerichtet sein zum
Detektieren einer (durch das Auswertemodul) bestimmten Achsanzahl als fehlerhaft bestimmt
durch Vergleichen des bestimmten Achsmusters mit zumindest einem in einem Datenspeicher
der Auswerteanordnung gespeicherten Referenzachsmuster eines bekannten Schienenfahrzeugtyps.
Insbesondere kann das bestimmte Achsmuster dem Zählfehlerdetektionsmodul zur Verfügung
gestellt werden. Vorzugsweise kann in einem (weiteren) Datenspeicher der Auswerteanordnung
eine Vielzahl von Referenzachsmuster einer entsprechenden Vielzahl von bekannten Schienenfahrzeugen
gespeichert sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Referenzachsmuster von einem
vorherigen Gleisabschnitt bzw. von einer Auswertung eines weiteren Sensormoduls des
vorherigen Gleisabschnitts stammen. Beispielsweise kann eine weitere Auswerteanordnung
eines weiteren Achszählersystems des Schienensystems das durch die weitere Auswerteanordnung
bestimmte Achsmuster als Referenzachsmuster bereitstellen.
[0068] Wenn bei einem Vergleich festgestellt wird, dass das bestimmte Achsmuster zu einem
gespeicherten Referenzachsmuster korrespondiert, also im Wesentlichen identisch ist,
kann die bestimmte Achsanzahl hierdurch zusätzlich verifiziert bzw. bestätigt werden.
Mit anderen Worten, die Wahrscheinlichkeit einer korrekten Achszählung kann noch weiter
erhöht werden. Hierbei sei angemerkt, dass ein bestimmtes Achsmuster zu einem gespeicherten
Referenzachsmuster zumindest dann im Wesentlichen identisch ist, wenn keine Schienenfahrzeugachse
fehlt oder zu viel ist und die Achsabstände des bestimmten Achsmusters verglichen
mit dem Referenzachsmuster innerhalb von vorgegebenen Toleranzbereichen liegen. Wenn
bei dem Vergleich festgestellt wird, dass das bestimmte Achsmuster zu einem gespeicherten
Referenzachsmuster nicht korrespondiert, also nicht im Wesentlichen identisch ist,
kann die bestimmte Achsanzahl hierdurch als fehlerhaft bestimmt bewertet werden. Dies
kann beispielsweise ausgegeben werden, um insbesondere geeignete Maßnahmen zu veranlassen.
[0069] Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Achszählersystems kann die Auswerteanordnung
mindestens ein Vorfiltermodul umfassen. Das Vorfiltermodul kann eingerichtet sein
zum Vorfiltern des empfangenen ersten Frequenzverlaufs und/oder des empfangenen zweiten
Frequenzverlaufs. Insbesondere kann das Vorfiltermodul eingerichtet sein zum Ausfiltern
von Störimpulsen bis zu einer vordefinierten maximalen Breite, z.B. von 10 ms. Das
Vorfiltermodul kann insbesondere einen Gaußfilter umfassen bzw. hierdurch gebildet
sein.
[0070] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Achszählersystems
kann das Achszählersystem mindestens eine (z.B. im Stellwerk angeordnete) Gleisabschnittsfreigabevorrichtung
mit einem Vergleichsmodul umfassen. Das Vergleichsmodul kann eingerichtet sein zum
Vergleichen der bestimmten ersten Achsanzahl und einer bestimmten zweiten Achsanzahl.
Die zweite Achsanzahl kann basieren auf einer (durch die Auswerteanordnung durchgeführten)
Auswertung eines zweiten Sensordatenstroms eines zweiten an der Schiene angeordneten
Sensormoduls. Wie bereits beschrieben wurde, kann die Auswertung des zweiten (und
jedes weiteren) Sensordatenstroms analog zu der beschriebenen Auswertung des ersten
Sensordatenstroms erfolgen.
[0071] Die Gleisabschnittsfreigabevorrichtung umfasst vorzugsweise ein Gleisfreigabemodul.
Das Gleisfreigabemodul kann eingerichtet sein zum Freigeben des überwachten Gleisabschnitts,
basierend auf einem von dem Vergleichsmodul bereitgestellten Vergleichsergebnis. Insbesondere
kann der überwachte Gleisabschnitt durch das Gleisfreigabemodul nur dann freigegeben
werden, wenn die erste Achsanzahl und die zweite Achsanzahl identisch sind (oder bei
einer Abweichung zwischen den Achsanzahlen festgestellt wird, dass eine der bestimmten
Achsanzahlen eine fehlerhaft bestimmte Achsanzahl ist, wie insbesondere noch beschrieben
wird). Hierdurch kann sichergestellt werden, dass ein überwachter Gleisabschnitt nur
dann durch ein Schienenfahrzeug befahrbar ist, wenn der Gleisabschnitt unbesetzt ist.
[0072] Bevorzugt kann das genannte Zählfehlerdetektionsmodul insbesondere dann (beispielsweise
nur dann) ausgeführt werden, wenn die erste Achsanzahl von der zweiten Achsanzahl
abweicht. Insbesondere kann ein erstes Achsmuster für das Schienenfahrzeug bestimmt
werden, basierend auf dem ersten Frequenzverlauf und dem zweiten Frequenzverlauf des
ersten Sensormoduls, wie z.B. beschrieben wurde. Ferner kann ein zweites Achsmuster
für das Schienenfahrzeug bestimmt werden, basierend auf dem ersten Frequenzverlauf
und dem zweiten Frequenzverlauf des zweiten Sensormoduls, wie z.B. beschrieben wurde.
Dann kann das bestimmte erste Achsmuster und das bestimmte zweite Achsmuster jeweils
mit dem mindestens einen gespeicherten Referenzachsmuster verglichen werden.
[0073] Wenn das erste (oder zweite) Achsmuster mit einem gespeicherten Referenzachsmuster
übereinstimmt, während das zweite (oder das erste) Achsmuster von diesem gespeicherten
Referenzachsmuster abweicht, insbesondere in einem (einzelnen) Abweichungs- bzw. Fehlerbereich,
kann die festgestellte Abweichung durch ein Fehlerbewertungsmodul der Auswerteanordnung
bewertet werden. Wenn beispielsweise in dem Abweichungsbereich eine Schienenfahrzeugachse
in dem bestimmten Achsmuster fehlt oder eine Schienenfahrzeugachse in dem Abweichungsbereich
zu viel vorhanden ist, kann das Fehlerbewertungsmodul eine Plausibilitätsprüfung durchführen.
Beispielsweise kann geprüft werden, ob eine solche Abweichung überhaupt möglich ist.
Insbesondere kann die Plausibilitätsprüfung auf dem genannten Vergleich basieren.
Wenn das Fehlerbewertungsmodul zu dem Ergebnis kommt, dass die scheinbar festgestellte
Abweichung nicht möglich ist, dass also tatsächlich eine Schienenfahrzeugachse entsprechend
dem Referenzachsmuster vorhanden sein muss (oder nicht vorhanden sein muss), kann
das Fehlerbewertungsmodul das Gleisfreigabemodul derart ansteuern, dass der Gleisabschnitt
(trotz der unterschiedlichen ersten und zweiten Achsanzahl) freigegeben wird. Beispielsweise
kann sich aus dem Referenzachsmuster ergeben, dass ein detektierter Achsabstand bei
realen Schienenfahrzeugen nicht existiert und vielmehr davon auszugehen ist, dass
eine Achse fehlt (also der detektierte Achsabstand in Wirklichkeit die Summe aus zwei
Achsabständen ist). Insbesondere kann es zusätzlich erforderlich sein, dass das erste
Achsmuster bzw. die erste Achsanzahl verifiziert wurde. Wenn auch das erste Achsmuster
aufgrund des durchgeführten Achsmusters als nicht korrekt bewertet wird (und demnach
beide Achsanzahlen als falsch bewertet werden), kann eine Fehlerkorrektur aus Sicherheitsgründen
grundsätzlich unterbleiben. Insbesondere kann der Gleisabschnitt (zumindest zunächst)
als besetzt bewertet werden.
[0074] Die anmeldungsgemäße Auswerteanordnung kann in einer Datenverarbeitungsvorrichtung
implementiert sein und insbesondere eine Mehrzahl von durch einen Prozessor oder mehreren
verteil angeordneten Prozessoren der Datenverarbeitungsvorrichtung ausführbaren Modulen
aufweisen.
[0075] Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Schienensystem. Das Schienensystem umfasst
mindestens einen zu überwachenden Gleisabschnitt. Das Schienensystem umfasst mindestens
ein erstes an einem ersten Ende des Gleisabschnitts angeordnetes Sensormodul. Das
Schienensystem umfasst mindestens ein zweites an einem zweiten Ende des Gleisabschnitts
angeordnetes Sensormodul. Das Schienensystem umfasst mindestens ein zuvor beschriebenes
Achszählersystem.
[0076] Ein noch weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Verfahren zum Überwachen eines Gleisabschnitts
(insbesondere durch Betreiben eines Achszählersystems, insbesondere eines zuvor beschriebenen
Achszählersystems). Das Verfahren umfasst:
- Empfangen, durch ein Empfangsmodul einer Auswerteanordnung, eines ersten Sensordatenstroms
eines ersten an einer Schiene des Gleisabschnitts angeordneten Sensormoduls, umfassend
einen ersten Schwingkreis mit einer ersten an der Schiene angeordneten Spule und einen
zweiten Schwingkreis mit einer zweiten an der Schiene angeordneten Spule,
- wobei der erste Sensordatenstrom zumindest einen ersten Frequenzverlauf des ersten
Schwingkreises und einen zweiten Frequenzverlauf des zweiten Schwingkreises enthält,
- (dynamisches) Anpassen, durch ein Schwellwertanpassungsmodul der Auswerteanordnung,
eines Frequenzdifferenzschwellwerts, zumindest basierend auf einem bereitgestellten
Achszählersystemzustand des Achszählersystems, und
- Bestimmen einer Achsanzahl eines an dem Sensormodul vorbeigefahrenen Schienenfahrzeugs,
zumindest basierend auf dem ersten Frequenzverlauf und dem zweiten Frequenzverlauf
sowie dem angepassten Frequenzdifferenzschwellwert.
[0077] Das Verfahren dient insbesondere dem Steuern eines zuvor beschriebenen Achszählersystems.
Insbesondere kann das Verfahren ein computerimplementiertes Verfahren sein.
[0078] Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Computerprogramm, umfassend Programmanweisungen,
die einen Prozessor zur Ausführung und/oder Steuerung des zuvor beschriebenen Verfahrens
veranlassen, wenn das Computerprogramm von dem Prozessor ausgeführt wird.
[0079] Ein noch weiterer Aspekt ist eine Datenverarbeitungsvorrichtung, eingerichtet zur
Ausführung und/oder Steuerung des zuvor beschriebenen Verfahrens oder umfassend jeweilige
Mittel zur Ausführung und/oder Steuerung der Schritte des zuvor beschriebenen Verfahrens.
[0080] Die Mittel der offenbarten Datenverarbeitungsvorrichtung können Hardware- und/oder
Software-Komponenten umfassen. Die Mittel können beispielsweise mindestens einen Speicher
mit Programmanweisungen eines Computerprogramms (z.B. des erfindungsgemäßen Computerprogramms)
und mindestens einen Prozessor ausgebildet zum Ausführen von Programmanweisungen aus
dem mindestens einen Speicher umfassen. Dementsprechend soll gemäß der Anmeldung auch
zumindest eine Datenverarbeitungsvorrichtung als offenbart verstanden werden, die
zumindest einen Prozessor und zumindest einen Speicher mit Programmanweisungen umfasst,
wobei der zumindest eine Speicher und die Programmanweisungen eingerichtet sind, gemeinsam
mit dem zumindest einen Prozessor, die Datenverarbeitungsvorrichtung zu veranlassen,
das Verfahren gemäß der Anmeldung auszuführen und/oder zu steuern.
[0081] Die anmeldungsgemäße Datenverarbeitungsvorrichtung ist insbesondere ein Teil einer
Gleisanschlussvorrichtung und/oder Teil eines Stellwerks eines Schienensystems.
[0082] Ein/e zuvor beschriebene/s Modul, Anordnung, Vorrichtung etc. kann zumindest teilweise
Hardwareelemente (z.B. Prozessor, Speichermittel etc.) und/oder zumindest teilweise
Softwareelemente (z.B. ausführbaren Code) umfassen. Es sei ferner angemerkt, dass
Begriffe, wie "erste"; "zweite", "weitere" etc. nicht eine Reihenfolge angeben, sondern
insbesondere zur Unterscheidung zweier Elemente (z.B. Frequenzverlauf, Sensormodul
etc.) dienen.
[0083] Die Merkmale der Achszählersysteme, der Schienensysteme und Verfahren sind frei miteinander
kombinierbar. Insbesondere können Merkmale der Beschreibung und/oder der abhängigen
Ansprüche, auch unter vollständiger oder teilweiser Umgehung von Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche, in Alleinstellung oder frei miteinander kombiniert eigenständig erfinderisch
sein.
[0084] Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das anmeldungsgemäße Achszählersystem,
das anmeldungsgemäße Schienensystem und das anmeldungsgemäße Verfahren auszugestalten
und weiterzuentwickeln. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die den unabhängigen Patentansprüchen
nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen
in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
- Fig. 1
- eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Achszählersystems gemäß
der vorliegenden Anmeldung,
- Fig. 2a
- eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Achszählersystems
gemäß der vorliegenden Anmeldung,
- Fig. 2b
- eine weitere schematische Ansicht des Ausführungsbeispiels des Achszählersystems nach
Figur 2a,
- Fig. 2c
- eine schematische Ersatzschaltungsansicht eines Sensormoduls des Ausführungsbeispiels
des Achszählersystems nach Figur 2a,
- Fig. 3
- eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Achszählersystems
gemäß der vorliegenden Anmeldung,
- Fig. 4
- ein beispielhaftes Diagramm eines ersten Frequenzverlaufs und eines zweiten Frequenzverlaufs
sowie eines angepassten Frequenzdifferenzschwellwerts,
- Fig. 5
- ein beispielhaftes weiteres Diagramm eines ersten Frequenzverlaufs und eines zweiten
Frequenzverlaufs sowie eines angepassten Frequenzdifferenzschwellwerts,
- Fig. 6
- schematische Ansichten eines beispielhaften Schienenfahrzeugs, eines beispielhaften
für das Schienenfahrzeug bestimmten Achsmusters und eines beispielhaften gespeicherten
Referenzachsmusters eines bekannten Schienenfahrzeugtyps,
- Fig. 7
- ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung.
[0085] Ähnliche Elemente werden nachfolgend mit ähnlichen Bezugszeichen versehen.
[0086] Die Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Achszählersystems
100 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das Achszählersystem 100 dient zum Überwachen
eines (nicht dargestellten) Gleisabschnitts eines Schienensystems. Es versteht sich,
dass mehrere aufeinanderfolgende Gleisabschnitte durch mehrere aufeinanderfolgende
Achszählersysteme überwacht werden können, wobei beispielweise (in Fahrtrichtung eines
Schienenfahrzeugs betrachtet) der zweite Achszähler eines ersten Gleisabschnitts identisch
ist mit dem ersten Achszähler eines sich an den ersten Gleisabschnitt anschließenden
zweiten Gleisabschnitts.
[0087] Das Achszählersystem 100 umfasst mindestens eine Auswerteanordnung 102 mit einem
Empfangsmodul 104. Wie dargestellt, kann das Achszählersystem 100 in einem Ausführungsbeispiel
nur durch die Auswerteanordnung 102 gebildet sein. Die Auswerteanordnung 102 kann
mehrere Module 104, 106, 108 umfassen und kann insbesondere eine Datenverarbeitungsvorrichtung
sein. Beispielsweise kann die Datenverarbeitungsvorrichtung eine Datenverarbeitungsvorrichtung
einer (nicht dargestellten) Gleisanschlussvorrichtung des Schienensystems oder eines
(nicht dargestellten) Stellwerks des Schienensystems sein. Bei bevorzugten Varianten
der Anmeldung kann die Datenverarbeitungsvorrichtung eine verteilt angeordnete Datenverarbeitungsvorrichtung
sein, die z.B. in einem Stellwerk und einem Gleisanschlussvorrichtung oder dergleichen
angeordnet sein kann.
[0088] Das mindestens eine Empfangsmodul 104 ist eingerichtet zumindest zum Empfangen eines
ersten Sensordatenstroms eines ersten an dem Gleisabschnitt angeordneten (nicht dargestellten)
Sensormoduls, umfassend einen ersten Schwingkreis mit einer ersten an einer Schiene
des Gleisabschnitts angeordneten Spule und einen zweiten Schwingkreis mit einer zweiten
an der Schiene angeordneten Spule. Wie bereits beschrieben wurde, kann ein (nicht
gezeigter) Analog-/Digitalwandler den Sensordatenstrom bereitstellen. Der erste Sensordatenstrom
enthält zumindest einen ersten Frequenzverlauf des ersten Schwingkreises und einen
zweiten Frequenzverlauf des zweiten Schwingkreises. Vorzugsweise kann das Empfangsmodul
104 in einem Kommunikationsmodul integriert sein, eingerichtet zum bidirektionalen
Austauschen von Daten.
[0089] Die Auswerteanordnung 102 umfasst ein Auswertemodul 106. Das Auswertemodul 106 ist
eingerichtet zum Bestimmen einer Achsanzahl eines an dem ersten Sensormodul vorbeigefahrenen
Schienenfahrzeugs, zumindest basierend auf dem ersten Frequenzverlauf und dem zweiten
Frequenzverlauf und auf einem Frequenzdifferenzschwellwert.
[0090] Darüber hinaus umfasst die Auswerteanordnung 102 mindestens ein Schwellwertanpassungsmodul
108. Das Schwellwertanpassungsmodul 108 ist eingerichtet zum Anpassen des Frequenzdifferenzschwellwerts,
zumindest basierend auf einem bereitgestellten Achszählersystemzustand des Achszählersystems
100. Der bereitgestellte Achszählersystemzustand kann beispielsweise durch den ersten
Sensordatenstrom bereitgestellt werden. Insbesondere kann der Achszählersystemzustand
eine Sensormodultemperatur des ersten Sensormoduls und/oder eine während einer Ruhephase
des ersten Sensormoduls gemessene Ruhefrequenz des ersten Schwingkreises und/oder
eine zweite während der Ruhephase gemessene Ruhefrequenz des zweiten Schwingkreises
enthalten. Wie bereits beschrieben wurde, sind kann ein Achszählersystemzustand weitere
oder andere Daten enthalten.
[0091] Abhängig von dem bereitgestellten Achszählersystemzustand kann das Schwellwertanpassungsmodul
108 den Frequenzdifferenzschwellwert dynamisch und insbesondere in kontinuierlicher
Weise anpassen (d.h. erhöhen oder reduzieren), insbesondere bei Detektion einer Änderung
des Achszählersystemzustands.
[0092] Beispielsweise kann in einem nicht dargestellten Datenspeicher der Auswerteanordnung
102 eine Zuordnungstabelle (oder ein Regeldatensatz) gespeichert sein, aus der/dem
hervorgeht, bei welchem (augenblicklichen) Achszählersystemzustand welcher Frequenzdifferenzschwellwert
eingestellt wird. Beispielsweise kann zumindest ein erster Achszählersystemzustandsbereich
einem ersten Frequenzdifferenzschwellwert zugeordnet sein, und ein zweiter sich von
dem ersten Achszählersystemzustandsbereich unterscheidender Achszählersystemzustandsbereich
kann einem zweiten sich von dem ersten Frequenzdifferenzschwellwert unterscheidenden
Frequenzdifferenzschwellwert zugeordnet sein. Wenn durch das Schwellwertanpassungsmodul
108 festgestellt wird, dass der augenblickliche Achszählersystemzustand in dem ersten
Achszählersystemzustandsbereich liegt, kann das Anpassen des Frequenzdifferenzschwellwerts
ein Einstellen des Frequenzdifferenzschwellwerts auf den ersten Frequenzdifferenzschwellwert
umfassen. Wenn durch das Schwellwertanpassungsmodul 108 festgestellt wird, dass der
augenblickliche Achszählersystemzustand in dem zweiten Achszählersystemzustandsbereich
liegt, kann das Anpassen des Frequenzdifferenzschwellwerts ein Einstellen des Frequenzdifferenzschwellwerts
auf den zweiten Frequenzdifferenzschwellwert umfassen. Es versteht sich, dass drei
oder mehr Achszählersystemzustandsbereiche und eine entsprechende Anzahl an Frequenzdifferenzschwellwerten
vorgesehen sein können.
[0093] Die Figuren 2a bis 2c zeigen schematische Ansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels
eines Achszählersystems 200 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen
werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel
erläutert und ansonsten auf die vorherigen Ausführungen zur Figur 1 verwiesen. Ferner
ist zu beachten, dass lediglich zugunsten einer besseren Übersicht auf eine Darstellung
sämtlicher Module der Auswerteanordnung 202 vorliegend verzichtet wurde.
[0094] Das Achszählersystem 200 umfasst eine Auswerteanordnung 202, die vorliegend in der
Gleisanschlussvorrichtung 228 des Schienensystems 240 angeordnet sein kann. Zumindest
die bestimmte Achsanzahl kann (zur weiteren Auswertung) an z.B. ein weiteres Modul
der Auswerteanordnung 202 ausgegeben werden, das in dem Stellwerk 210 des Schienensystems
240 angeordnet sein kann.
[0095] Darüber hinaus ist vorliegend ein erstes Sensormodul 212 dargestellt. Insbesondere
kann das Achszählersystem 200 das erste Sensormodul 212 umfassen. Das erste Sensormodul
212 kann mit der Auswerteanordnung 202, insbesondere einem Empfangsmodul 204, kommunikativ
über ein Kommunikationsnetz bzw. ein Verbindungskabel 238 verbunden sein.
[0096] Wie bereits erläutert, kann das Verbindungskabel 238 bzw. die Verbindungsleitung
238 Teil des jeweiligen Schwingkreises sein. Am Ende des Verbindungskabels 238 kann
ein (nicht gezeigter) Analog-/Digitalwandler angeordnet sein, insbesondere eingerichtet
zum Bereitstellen des Sensordatenstroms.
[0097] Zwischen der Gleisanschlussvorrichtung 228 und dem Stellwerk 210 kann ein (drahtloses
und/oder drahtgebundenes) Kommunikationsnetz 239 vorgesehen sein, um beispielsweise
eine bestimmte Achsanzahl an das Stellwerk zu übertragen.
[0098] Wie zu erkennen ist, ist das erste Sensormodul 212 an der Schiene 214 des zu überwachenden
Gleisabschnitts 216 angeordnet. Insbesondere ist ein Sensormodul 212 derart an der
Schiene angeordnet, dass ein vorbefahrendes Rad 218 eine Änderung des Sensorparameters
(insbesondere einer Frequenz) bewirkt.
[0099] Ein Sensormodul 212 umfasst einen ersten Schwingkreis 230 mit einer ersten Spule
222 und einen zweiten Schwingkreis mit einer zweiten Spule 224. Die erste Spule 222
kann identisch zu der zweiten Spule 224 gebildet sein. Wie insbesondere der Figur
2b zu entnehmen ist, kann die erste Spule 222 zu der zweiten Spule 224 (in Schienenerstreckungsrichtung
226 gesehen) versetzt angeordnet sein. Zwischen der ersten Spule 222 und der zweiten
Spule 224 kann ein vordefinierter und insbesondere der Auswerteanordnung 202 bekannter
Abstand 225 vorgesehen sein. Die versetzte Anordnung dient zum einen der (herkömmlichen)
Bestimmung einer Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs. Zudem kann, wie noch ausgeführt
wurde, der vordefinierte Abstand 225 zum Bestimmen einer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs
verwendet werden.
[0100] Aus der Figur 2c ist insbesondere ersichtlich, dass das Sensormodul 212 eine Wechselschaltung
234 umfassen kann. Insbesondere kann die erste Spule 222 und die zweite Spule 224
mit einem Kondensator 236 über die Wechselschaltung 234 verbunden sein. Hierdurch
kann der jeweilige Schwingkreis 230, 232 gebildet werden. Die Umschaltzeit der Wechselschaltung
234 zwischen der ersten Spule 222 und der zweiten Spule 224 kann zwischen 0,1 ms und
10 ms liegen, beispielsweise 0,5 ms betragen. Die Schwingkreisfrequenzen der Schwingkreise
230, 232 liegen beispielsweise zwischen ca. 300 kHz und 350 kHz. Über die Wechselschaltung
234 kann die jeweilige Frequenz der Schwingkreise 230, 232 jeweils z.B. alle 1 ms
aufgezeichnet werden. Mit anderen Worten, ein erster Frequenzverlauf des ersten Schwingkreises
230 und ein zweiter Frequenzverlauf des zweiten Schwingkreises 232 können aufgezeichnet
werden. Es erfolgt insbesondere eine Aufzeichnung der Frequenzänderung Δf des jeweiligen
Schwingkreises 230, 232 über der Zeit t.
[0101] Darüber hinaus kann ein Sensormodul 212 vorzugsweise einen Temperatursensor 220 umfassen,
eingerichtet zum Erfassen bzw. Messen der Temperatur des Sensormoduls 212. Die gemessen
Sensormodultemperatur kann insbesondere der Auswerteanordnung 202 bereitgestellt werden,
beispielsweise in dem übertragenen Sensordatenstrom enthalten sein.
[0102] Es versteht sich, dass die genannten Elemente eines Sensormoduls in einem Gehäuse
des Sensormoduls integriert sein können.
[0103] Die Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schienensystems
340 gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
eines Achszählersystems 300 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von Wiederholungen
werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu den vorherigen Ausführungsbeispielen
erläutert und ansonsten auf die vorherigen Ausführungen zu den Figuren 1 und 2 verwiesen.
Ferner ist zu beachten, dass lediglich zugunsten einer besseren Übersicht auf eine
Darstellung der verschiedenen Elemente der Sensormodule 312, 342 vorliegend verzichtet
wurde.
[0104] Das Schienensystem 340 umfasst einen zu überwachenden Gleisabschnitt 316 mit einem
durch zwei parallel verlaufende Schienen 314 gebildeten Gleis. Der Gleisabschnitt
316 verläuft von einem ersten Ende 344 zu einem zweiten Ende 346 bzw. kann durch das
erste Ende 344 und das zweite Ende 346 definiert sein. Im Bereich des ersten Endes
344 ist ein erstes Sensormodul 312 und im Bereich des zweiten Endes 346 ein zweites
Sensormodul 342 angeordnet. Das erste Sensormodul 312 ist (unmittelbar) an einer Schiene
314 angeordnet und das zweite Sensormodul 342 ist (unmittelbar) insbesondere an derselben
Schiene 314 angeordnet. Bei Varianten der Anmeldung können an dem ersten Ende 344
zwei erste Sensormodule gegenüberliegend an den Schienen 314 und an dem zweiten Ende
346 zwei zweite Sensormodule gegenüberliegend an den Schienen 314 angeordnet sein.
[0105] Die Auswerteanordnung 302 ist vorliegend eine verteilt angeordnete Auswerteanordnung
302. Beispielsweise sind ein Teil der Module der Auswerteanordnung 302 in jeweiligen
Gleisanschlussvorrichtungen 328 und ein weiterer Teil der Module in einem Stellwerk
310 implementiert. Wie dargestellt, können in jeder Gleisanschlussvorrichtungen 328
die gleichen Module integriert sein. Mit anderen Worten, die Auswerteanordnung 302
kann zwei Auswertemodule 306, zwei Schwellwertanpassungsmodul 308 etc. umfassen. Wenn
mehr als zwei Gleisanschlussvorrichtungen und eine entsprechende Anzahl an Sensormodulen
vorhanden sind, kann eine entsprechende Anzahl dieser Module in der Auswerteanordnung
302 vorhanden sein. Insbesondere kann jedes Sensormodul 312, 342 mit jeweils einer
zugeordneten Gleisanschlussvorrichtung 328 verbunden sein. Es versteht sich, dass
bei Varianten der Anmeldung die Module auch in anderer Weise verteilt sein können.
Insbesondere kann eine Gleisanschlussvorrichtungen 328 über ein Kommunikationsmodul
368 Daten (z.B. bestimmte Achsanzahl und/oder bestimmtes Achsmuster) an ein Kommunikationsmodul
370 des Stellwerks 310 übertragen.
[0106] Kommunikativ sind die Sensormodule 312, 342 vorliegend jeweils über ein Verbindungskabel
338 mit einem Empfangsmodul 304 der Auswerteanordnung 302 verbunden. Wie schon beschrieben
wurde, kann die Auswerteanordnung 302 auf zwei oder mehr Recheneinrichtungen einer
Datenverarbeitungsvorrichtung angeordnet sein.
[0107] Die Funktionsweise der Auswerteanordnung 302 wird nachfolgend mit Hilfe der Figuren
4 bis 6 näher beschrieben. Die Figuren 4 und 5 zeigen hierbei Diagramme mit beispielhaften
Frequenzverläufen Δf und beispielhaften Verläufen eines angepassten Frequenzdifferenzschwellwerts.
Die gezeigten Frequenzverläufe Δf über der Zeit t stellen die Differenz der (augenblicklichen)
Schwingungsfrequenz des ersten bzw. zweiten Schwingkreises gegenüber der Ruhefrequenz
des jeweiligen Schwingkreises dar. Gezeigt wird in den Frequenzverlaufsbildern also
die Verstimmung der beiden Schwingkreise durch das an den Sensoren vorbeifahrende
Rad eines Schienenfahrzeugs. Die Grundfrequenz der beiden Schwingkreise liegt in der
Größenordnung von 300 bis 350 kHz, die maximale Frequenzdifferenz Δf liegt typisch
in der Größenordnung von 2 kHz. Die Figur 6 zeigt eine schematische Ansicht eines
beispielhaften Schienenfahrzeugs 690 und Diagramme mit beispielhaften Achsmustern
676, 678.
[0108] Die Auswerteanordnung 302 umfasst zumindest ein Auswertemodul 306 und ein Schwellwertanpassungsmodul
308. Wie bereits beschrieben wurde, ist das Auswertemodul 306 eingerichtet zum Bestimmen
einer (ersten und zweiten) Achsanzahl eines an einem Sensormodul 312, 342 vorbeigefahrenen
Schienenfahrzeugs, zumindest basierend auf dem ersten Frequenzverlauf und dem zweiten
Frequenzverlauf sowie auf dem Frequenzdifferenzschwellwert Δf
s. Besonders bevorzugt kann das Auswertemodul 306 eingerichtet sein zum Detektieren
bzw. Zählen der an einem Sensormodul 312, 342 vorbeigefahrenen Räder eines Schienenfahrzeugs.
In einem Fall kann ein Rad immer dann detektiert werden, wenn sowohl der erste Frequenzverlauf
als auch der zweite Frequenzverlauf den bestimmten Frequenzdifferenzschwellwert Δf
s übersteigen (beispielsweise innerhalb einer vordefinierten Zeitspanne).
[0109] Vorzugsweise kann ein Frequenzverlaufsbild des ersten Frequenzverlaufs und des zweiten
Frequenzverlaufs vorgegeben sein. Beispielsweise kann das Frequenzverlaufsbild in
einem Datenspeicher 348 gespeichert sein, auf den das Auswertemodul 306 insbesondere
zugreifen kann. Das Frequenzverlaufsbild ist charakteristisch für ein an einem Sensormodul
312, 342 vorbeigefahrenes bzw. vorbeibewegtes Rad des Schienenfahrzeugs. Das Auswertemodul
306 kann eingerichtet sein zum Bestimmen der Achsanzahl des an dem Sensormodul 312,
342 vorbeigefahrenen Schienenfahrzeugs, basierend auf einem Vergleich des ersten Frequenzverlaufs
und des zweiten Frequenzverlaufs mit dem vorgegebenen Frequenzverlaufsbild. Das Auswertemodul
306 kann zur Detektion eines Rads durch Vergleichen der genannten Frequenzverläufe
mit dem gespeicherten Frequenzverlaufsbild eingerichtet sein. Für jedes in dem ersten
Frequenzverlauf und dem zweiten Frequenzverlauf bzw. dem entsprechenden Achsmuster
bzw. Frequenzverlaufsmuster erkannte Frequenzverlaufsbild entsprechend dem vorgegebenen
Frequenzverlaufsbild kann ein Rad detektiert bzw. gezählt werden. Die gezählte Anzahl
an Rädern ergibt dann die Achsanzahl des Schienenfahrzeugs.
[0110] Wie bereits beschrieben wurde, kann das vorgegebene Frequenzverlaufsbild zumindest
einen Zeitabstandsbereich Δt
Ber zwischen einem ersten Frequenzmaximum Δf
max,A des ersten Frequenzverlaufs (mit A bezeichnet) und einem zweiten Frequenzmaximum
Δf
max,B des zweiten Frequenzverlaufs (mit B bezeichnet) definieren. Vorzugsweise zusätzlich
kann das vorgegebene Frequenzverlaufsbild einen ersten Frequenzmaximumbereich 470,
einen zweiten Frequenzmaximumbereich 472 und einen Schnittpunktbereich 474 definieren.
Der Schnittpunktbereich 474 kann ein Bereich sein, in dem sich der erste Frequenzverlauf
nach dem ersten Frequenzmaximum Δf
max,A (und vor dem zweiten Frequenzmaximum Δf
maX,B) mit dem zweiten Frequenzverlauf schneidet bzw. in dem der Schnittpunkt Δf
schnitt liegen muss, damit ein Rad erkannt wird.
[0111] Zusätzlich kann vorgesehen sein, wie in Figur 4 dargestellt ist, dass durch das Auswertemodul
306 nur der jeweilige Frequenzverlauf ausgewertet wird, der oberhalb des angepassten
Frequenzdifferenzschwellwerts Δf
s liegt. Bei Varianten der Anmeldung kann eine Anpassung des Frequenzdifferenzschwellwerts
Δf
s auch entfallen, wie ausgeführt wurde.
[0112] Optional kann mindestens ein Fehler-Frequenzverlaufsbild des ersten Frequenzverlaufs
und des zweiten Frequenzverlaufs vorgegeben sein. Das Fehler-Frequenzverlaufsbild
kann für eine an einem Sensormodul 312, 342 vorkommende Störung charakteristisch sein.
Vorzugsweise kann das charakteristische Fehler-Frequenzverlaufsbild in dem Datenspeicher
348 gespeichert sein. Das Auswertemodul 306 kann eingerichtet sein zum Bestimmen der
Achsanzahl des an dem Sensormodul 312, 342 vorbeigefahrenen Schienenfahrzeugs, basierend
auf einem Vergleich des ersten Frequenzverlaufs und des zweiten Frequenzverlaufs mit
dem vorgegebenen Fehler-Frequenzverlaufsbild.
[0113] Insbesondere kann durch das Auswertemodul 306 ein Rad dann nicht erkannt bzw. nicht
gezählt werden, wenn in dem ersten Frequenzverlauf und dem zweiten Frequenzverlauf
das charakteristische Fehler-Frequenzverlaufsbild detektiert wird.
[0114] Vorzugsweise kann das vorgegebene Fehler-Frequenzverlaufsbild zumindest einen Fehler-Zeitabstandsbereich
zwischen dem ersten Frequenzverlauf und dem zweiten Frequenzverlauf definieren. Beispielsweise
kann der Fehler-Zeitabstandsbereich eine Gleichzeitigkeit der Frequenzänderung des
ersten Frequenzverlaufs und der Frequenzänderung des zweiten Frequenzverlaufs definieren.
Zusätzlich kann das vorgegebene Fehler-Frequenzverlaufsbild einen ersten Fehlerverlauf
des ersten Frequenzverlaufs und/oder einen zweiten Fehlerverlauf des zweiten Frequenzverlaufs
definieren. Insbesondere kann ein Fehlerverlauf definiert sein durch eine charakteristische
Höhe Δf
char, einen charakteristischen Steigungsverlauf Δf'(t)
char und/oder eine charakteristische Dauer Δ t
char. Ein Beispiel für ein solches Störereignis ist ein sogenannter "Trafoinrush", der
in der Figur 5 dargestellt ist. Bei einem solchen Störereignis ist insbesondere die
Verbindung zwischen Stromabnehmer und Oberleitung kurzeitig unterbrochen. Eine Spannungsspitze
tritt dann insbesondere bei der (erneuten) Kontaktaufnahme des Stromabnehmers mit
der Oberleitung auf. Wie zu erkennen ist, werden die Schwingkreise bei einem derartigen
Störereignis gleichzeitig beeinflusst. Zudem verursacht dieses Störereignis im jeweiligen
Frequenzverlauf im Wesentlichen ein "Sägezahn-" Fehler-Frequenzverlaufsbild. Werden
solche Frequenzverläufe detektiert, unterbleibt eine Zählung eines Rads trotz einer
jeweiligen Überschreitung des angepassten Frequenzdifferenzschwellwerts Δf
s.
[0115] Optional kann die Auswerteanordnung 302 ein Geschwindigkeitsbestimmungsmodul 350
umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann eine Geschwindigkeit eines Schienenfahrzeugs
auch durch eine andere (nicht gezeigte) Quelle beispielsweise über das Empfangsmodul
304 bereitgestellt werden.
[0116] Das Geschwindigkeitsbestimmungsmodul 350 kann eingerichtet sein zum Bestimmen einer
Geschwindigkeit des an einem Sensormodul 312, 342 vorbeigefahrenden Schienenfahrzeugs,
basierend zumindest auf dem ersten Frequenzverlauf, dem zweiten Frequenzverlauf und
dem vordefinierten geometrischen Abstand (vgl. z.B. Fig. 2a-c) zwischen dem ersten
Schwingkreis und dem zweiten Schwingkreis des Sensormoduls. Das Auswertemodul 306
kann die bestimmte Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs bei der Auswertung berücksichtigen
und insbesondere eingerichtet sein zum Bestimmen der Achsanzahl des Schienenfahrzeugs,
ferner basierend auf der bestimmten Geschwindigkeit.
[0117] Das Auswerten des ersten und zweiten Frequenzverlaufs kann insbesondere wie folgt
erfolgen: Insbesondere kann durch das Geschwindigkeitsbestimmungsmodul 350 ein erster
Zeitabstand Δt
S ermittelt werden zwischen einem ersten Überschreitungszeitpunkt, an dem der erste
Frequenzverlauf den angepassten Frequenzdifferenzschwellwert Δf
s übersteigt, und einem zweiten Überschreitungszeitpunkt, an dem der zweite Frequenzverlauf
den angepassten Frequenzdifferenzschwellwert Δf
s übersteigt. Basierend auf diesem Zeitabstand Δt
S und dem vordefinierten geometrischen Abstand zwischen dem ersten Schwingkreis und
dem zweiten Schwingkreis kann dann das Geschwindigkeitsbestimmungsmodul 350 die (tatsächliche)
Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs bestimmen, insbesondere berechnen.
[0118] Alternativ oder zusätzlich kann das Geschwindigkeitsbestimmungsmodul 350 einen zweiten
Zeitabstand Δt
max ermitteln zwischen dem ersten Frequenzmaximum Δf
max,A des ersten Frequenzverlaufs und einem zweiten Frequenzmaximum Δf
max,B des zweiten Frequenzverlaufs. Basierend auf diesem Zeitabstand Δt
max und dem vordefinierten geometrischen Abstand zwischen dem ersten Schwingkreis und
dem zweiten Schwingkreis kann dann das Geschwindigkeitsbestimmungsmodul 350 die (tatsächliche)
Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs bestimmen, insbesondere berechnen.
[0119] Alternativ oder zusätzlich kann durch das Geschwindigkeitsbestimmungsmodul 350 ein
dritter Zeitabstand Δt
SP ermittelt werden zwischen einem ersten Flächenschwerpunkt eines ersten Teil-Frequenzverlaufs
und einem zweiten Flächenschwerpunkt eines zweiten Teil-Frequenzverlaufs. Der erste
Teil-Frequenzverlauf verläuft insbesondere zwischen einem ersten Startzeitpunkt t
s1, an dem der erste Frequenzverlauf aus der Ruhefrequenz zu steigen beginnt, und einem
ersten Endzeitpunkt t
e1, an dem der erste Frequenzverlauf die Ruhefrequenz (nach dem ersten Frequenzmaximum
Δf
max,A) (im Wesentlichen) wieder erreicht. Der zweite Teil-Frequenzverlauf verläuft insbesondere
zwischen einem zweiten Startzeitpunkt t
s2, an dem der zweite Frequenzverlauf aus der Ruhefrequenz zu steigen beginnt, und einem
zweiten Endzeitpunkt t
e2, an dem der zweite Frequenzverlauf die Ruhefrequenz (nach dem zweiten Frequenzmaximum
Δf
max,B) (im Wesentlichen) wieder erreicht.
[0120] Wie bereits beschrieben wurde, ist das Schwellwertanpassungsmodul 308 zumindest eingerichtet
zum Anpassen des Frequenzdifferenzschwellwerts Δf
s, zumindest basierend auf einem bereitgestellten Achszählersystemzustand (z.B. Sensormodultemperatur,
unbelastete Frequenzverläufe etc.) des Achszählersystems 300. Insbesondere umfasst
das Anpassen des Frequenzdifferenzschwellwerts Δf
s ein Anpassen des Frequenzdifferenzschwellwerts während einer Ruhephase des jeweiligen
Sensormoduls 312, 342 auf einen Frequenzdifferenzschwellwerts Δf
s,min, basierend auf dem bereitgestellten Achszählersystemzustand.
[0121] Vorzugsweise kann das Schwellwertanpassungsmodul 308 eingerichtet sein zum Anpassen
des Frequenzdifferenzschwellwerts Δf
s, zumindest basierend auf einem Achszählersystemzustand, enthaltend ein detektiertes
Ereignis (insbesondere die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs und/oder ein detektiertes
Rad; und zusätzlich z.B. basierend auf einem bekannten Mindestabstand zwischen zwei
benachbarten Schienenfahrzeugachsen). Das Anpassen kann beispielsweise zumindest auf
einer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs und einem Mindestabstand zwischen zwei
benachbarten Schienenfahrzeugachsen basieren, insbesondere zwischen zwei benachbarten
Radsätzen des Schienenfahrzeugs. Die Geschwindigkeit kann beispielsweise durch das
Geschwindigkeitsbestimmungsmodul 350 bereitgestellt werden.
[0122] Das Schwellwertanpassungsmodul 308 kann eingerichtet sein zum Anpassen des Frequenzdifferenzschwellwerts
Δf
s insbesondere nach einer Detektion eines ersten Rads des Schienenfahrzeugs durch ein
Erhöhen des Frequenzdifferenzschwellwert Δf
s um mindestens einen vordefinierten Erhöhungswert oder auf mindestens einen vordefinierten
erhöhten Frequenzdifferenzschwellwert Δf
s,nach, für eine Erhöhungsdauer t
nach(v). Diese Erhöhungsdauer kann von der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs und dem
Mindestabstand zwischen einer ersten benachbart zu einer zweiten Schienenfahrzeugachse
angeordneten Schienenfahrzeugachse abhängen. Nach einer Detektion eines ersten Rads
meint insbesondere nach einer Detektion des ersten Frequenzmaximums Δf
max,A und des zweiten Frequenzmaximums Δf
max,B sowie insbesondere vor Erreichen der ersten und/oder zweiten Ruhefrequenz.
[0123] Insbesondere kann aus den Figuren 4 und 5 entnommen werden, dass nach einer Erhöhung
auf den erhöhten Frequenzdifferenzschwellwert Δf
s,nach, nicht-signifikate Frequenzänderungen, die durch mindestens eine weiteren Schienenfahrzeugkomponente
verursacht werden können, welche jedoch kein Rad darstellt, im Wesentlichen unterhalb
des erhöhten Frequenzdifferenzschwellwert Δf
s,nach, liegen. Wie beschrieben wurde, kann das Auswertemodul 306 insbesondere nur die oberhalb
des Frequenzdifferenzschwellwert Δf
s verlaufenden Frequenzverläufe auswerten. Somit kann insbesondere sichergestellt werden,
dass die genannten nicht-signifikanten Frequenzänderungen zu keiner falschen Raddetektion
bzw. -zählung führen.
[0124] Vorzugsweise kann das Schwellwertanpassungsmodul 308 eingerichtet sein zum Anpassen
des Frequenzdifferenzschwellwerts Δf
s nach einem Ablauf der Erhöhungsdauer t
nach(v) durch ein Reduzieren des erhöhten Frequenzdifferenzschwellwert Δf
s,nach, um mindestens einen vordefinierten Reduzierungswert oder auf mindestens einen vordefinierten
reduzierten Frequenzdifferenzschwellwert Δf
s,sink(t,v).
[0125] Bevorzugt kann das Reduzieren ein rampenförmiges Reduzieren sein, während das Erhöhen
bevorzugt eine einmalige stufenförmige Erhöhung nach der Detektion eines Rads sein
kann. Wie ferner aus den Figuren 4 und 5 zu erkennen ist, kann nach einer Detektion
eines weiteren Rads der reduzierte Frequenzdifferenzschwellwert Δf
s,sink(t,v) auf den erhöhten Frequenzdifferenzschwellwert Δf
s,nach, erhöht werden, bis bei einer Detektion eines Schienenfahrzeugendes der Frequenzdifferenzschwellwert
Δf
s (wieder) auf den Frequenzdifferenzschwellwert Δf
s,min gesetzt wird.
[0126] Nach einer vorbeschriebenen Bestimmung der ersten Achsanzahl und/oder der zweiten
Achsanzahl kann optional eine Verifizierung der bestimmten Achsanzahl (insbesondere
hinsichtlich Plausibilität) durchgeführt werden. Optional kann die Auswerteanordnung
302 mindestens ein Achsabstandsbestimmungsmodul 352 umfassen, eingerichtet zumindest
zum Bestimmen eines Achsabstands 682, 684 (vgl. Fig. 6) zwischen einer ersten Schienenfahrzeugachse
(bzw. einem ersten Rad 618 und/oder einem ersten Radsatz) und einer zweiten (benachbart
zu ersten Schienenfahrzeugachse angeordneten) Schienenfahrzeugachse (bzw. zweitem
Rad 618 und/oder einem ersten Radsatz) des Schienenfahrzeugs 690, basierend auf einer
Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 690 und einem vierten Zeitabstand zwischen dem
ersten Detektionszeitpunkt der ersten Schienenfahrzeugachse und dem zweiten Detektionszeitpunkt
der zweiten Schienenfahrzeugachse. Die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 690 kann
beispielsweise durch das vorgenannte Geschwindigkeitsbestimmungsmodul 350 bestimmt
werden und/oder durch die andere bereits beschriebene Quelle bereitgestellt werden.
[0127] Das Schienenfahrzeug 690 kann beispielhaft aus mindestens einem Lokomotiven- oder
Triebwagen (beispielsweise zwei) eines bestimmten Lokomotiv- oder Triebwagentyps 692
und mindestens einem Waggon (beispielsweise drei) eines bestimmten Waggontyps 694
gebildet sein.
[0128] Ferner kann die Auswerteanordnung 302 optional mindestens ein Musterdetektionsmodul
354 umfassen. Das Musterdetektionsmodul 354 kann eingerichtet sein zum Detektieren
bzw. Bestimmen eines Achsmusters 676 des an dem ersten (und/oder zweiten) Sensormodul
312, 342 vorbeigefahrenen Schienenfahrzeug 690, basierend auf dem ersten Frequenzverlauf
und/oder dem zweiten Frequenzverlauf. Insbesondere kann das Bestimmen eines Achsmusters
676 auf einem durch die genannten Frequenzverläufe gebildeten (aufgezeichneten) Frequenzverlaufsmusters
des Schienenfahrzeugs basieren. Das Bestimmen des Achsmusters 676 kann insbesondere
auf den durch das Achsabstandsbestimmungsmodul bestimmten Achsabständen des Schienenfahrzeugs
basieren.
[0129] In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel können die bestimmten Achsanzahlen und die
bestimmten Achsmuster an das Stellwerk 310 zur weiteren Auswertung übertragen werden.
Bei Varianten der Anmeldung kann die nachfolgend beschriebene Achsmusterauswertung
und/oder Achsanzahlauswertung auch in der jeweiligen Gleisanschlussvorrichtung 328
durchgeführt werden.
[0130] Die Auswerteanordnung 302 umfasst vorzugsweise mindestens ein Zählfehlerdetektionsmodul
356. Das Zählfehlerdetektionsmodul 356 kann eingerichtet sein zum Detektieren einer
bestimmten Achsanzahl als fehlerhaft bestimmt durch Vergleichen des bestimmten Achsmusters
676 mit zumindest einem in einem weiteren (nicht gezeigten) Datenspeicher der Auswerteanordnung
302 gespeicherten Referenzachsmuster 678 eines bekannten Schienenfahrzeugtyps. Hierbei
kann ein Achsmuster aus einzelnen Achsmustern von bekannten Lokomotiv-, Triebwagen-
und/oder Waggontypen zusammengesetzt sein.
[0131] Vorzugsweise kann in dem weiteren Datenspeicher der Auswerteanordnung 302 eine Vielzahl
von Referenzachsmuster einer entsprechenden Vielzahl von bekannten Schienenfahrzeugen
gespeichert sein. Wenn bei einem Vergleich festgestellt wird, dass das detektierte
Achsmuster 676 zu einem gespeicherten Referenzachsmuster 678 korrespondiert, also
im Wesentlichen identisch ist, kann die bestimmte Achsanzahl hierdurch zusätzlich
verifiziert werden. Mit anderen Worten, die Wahrscheinlichkeit einer korrekten Achszählung
kann noch weiter erhöht werden.
[0132] Wenn bei dem Vergleich festgestellt wird, dass das detektierte Achsmuster 676 zu
einem gespeicherten Referenzachsmuster 678 nicht korrespondiert (wie in Figur 6 angedeutet),
also nicht im Wesentlichen identisch ist, kann die bestimmte Achsanzahl (beispielhaft
11) hierdurch als fehlerhaft bestimmt bewertet werden. Dies kann beispielsweise ausgegeben
werden.
[0133] Vorzugsweise kann eine Fehlerkorrektur anhand des Vergleichs der genannten Achsmuster
676, 678 erfolgen. Wenn das bestimmte Achsmuster 676 von dem gespeicherten Referenzachsmuster
678 abweicht, insbesondere in einem (einzelnen) Abweichungsbereich 688 bzw. einem
Achsabstand 684', kann die Abweichung durch ein optionales Fehlerbewertungsmodul 358
der Auswerteanordnung 302 bewertet werden. Wenn beispielsweise in dem Abweichungsbereich
688 eine Schienenfahrzeugachse in dem bestimmten Achsmuster 676 fehlt (wie dargestellt
ist) oder eine Schienenfahrzeugachse in dem Abweichungsbereich zu viel vorhanden ist,
kann das Fehlerbewertungsmodul 358 eine Plausibilitätsprüfung durchführen, ob eine
solche Abweichung überhaupt bei einem Schienenfahrzeug vorhanden sein kann. Wenn das
Fehlerbewertungsmodul 358 zu dem Ergebnis kommt, dass die vorhandene Abweichung bei
einem Schienenfahrzeug nicht möglich ist (was vorliegend anhand des durchgeführten
Vergleichs beispielhaft der Fall ist), kann das Fehlerbewertungsmodul 358 die zuvor
fehlerhaft bestimmte Achsanzahl korrigieren (vorliegend beispielhaft auf den Wert
12 Achsen).
[0134] Mit anderen Worten: Zählfehler können erkannt werden, wenn das Schienenfahrzeug ein
Sensormodul des Achszählersystems vollständig überfahren hat. Ein Überfahren von weiteren
nachfolgenden Sensormodulen ist nicht mehr notwendig. Für eine weitere Plausibilität
kann das erfasste Achsmuster mit dem Referenzachsmuster verglichen werden. Wie beschriebene
wurde, kann das Referenzachsmuster ein gespeichertes Referenzachsmuster von einem
bekannten Schienenfahrzeug sein oder ein Referenzachsmuster, das bei einem vorherigen
Gleisabschnitt an mindestens einem weiteren Sensormodul erfasst und insbesondere aufgezeichnet
wurde. Im Vergleich zum Stand der Technik kann die Korrektur von Zählfehlern weiter
verbessert und beschleunigt werden.
[0135] Darüber hinaus kann das Achszählersystem 300 mindestens eine Gleisabschnittsfreigabevorrichtung
360 (vorliegend beispielhaft in der Auswerteanordnung 302, insbesondere im Stellwerk
310, integriert) mit einem Vergleichsmodul 362 umfassen. Das Vergleichsmodul 362 ist
insbesondere eingerichtet zum Vergleichen der bestimmten ersten Achsanzahl und einer
bestimmten zweiten Achsanzahl. Die erste Achsanzahl basiert auf einer Auswertung des
ersten Sensordatenstroms des ersten Sensormoduls 312 und die zweite Achsanzahl auf
einer Auswertung eines zweiten Sensordatenstroms des zweiten Sensormoduls 342.
[0136] Die Gleisabschnittsfreigabevorrichtung 360 kann ferner ein Gleisfreigabemodul 364
umfassen, eingerichtet zum Freigeben des überwachten Gleisabschnitts 316, basierend
auf einem von dem Vergleichsmodul 362 bereitgestellten Vergleichsergebnis oder auf
einer Ansteuerung des Fehlerbewertungsmodul 358 (insbesondere nach einer zuvor beschriebenen
Korrektur einer Achsanzahl). Beispielsweise kann über ein Sendemodul 366 ein Freigabesignal
(in herkömmlicher Weise) ausgesendet werden.
[0137] Die Figur 7 zeigt ein Diagramm eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens
gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das Verfahren dient zum Überwachen eines Gleisabschnitts
insbesondere durch Betreiben/Steuern eines Achszählersystems (z.B. entsprechend Figur
1, 2 und/oder 3).
[0138] In einem ersten Schritt 701 erfolgt ein Empfangen, durch ein Empfangsmodul einer
Auswerteanordnung, eines ersten Sensordatenstroms eines ersten an dem Gleisabschnitt
angeordneten ersten Sensormoduls, umfassend einen ersten Schwingkreis mit einer ersten
an einer Schiene des Gleisabschnitts angeordneten Spule und einen zweiten Schwingkreis
mit einer zweiten an der Schiene angeordneten Spule, wobei der erste Sensordatenstrom
zumindest einen ersten Frequenzverlauf des ersten Schwingkreises und einen zweiten
Frequenzverlauf des zweiten Schwingkreises enthält.
[0139] In einem Schritt 703 erfolgt ein (dynamisches) Anpassen, durch ein Schwellwertanpassungsmodul
der Auswerteanordnung, eines Frequenzdifferenzschwellwerts, zumindest basierend auf
einem bereitgestellten Achszählersystemzustand des Achszählersystems.
[0140] In einem Schritt 705 erfolgt ein Bestimmen einer ersten Achsanzahl eines an dem ersten
Sensormodul vorbeigefahrenen Schienenfahrzeugs, zumindest basierend auf dem ersten
Frequenzverlauf und dem zweiten Frequenzverlauf des ersten Sensordatenstroms sowie
dem angepassten Frequenzdifferenzschwellwert.
[0141] Vorzugsweise kann in einem Schritt 707 ein Empfangen, durch ein Empfangsmodul einer
Auswerteanordnung, eines zweiten Sensordatenstroms eines ersten an dem Gleisabschnitt
angeordneten zweiten Sensormoduls erfolgen, umfassend einen ersten Schwingkreis mit
einer ersten an der Schiene des Gleisabschnitts angeordneten Spule und einen zweiten
Schwingkreis mit einer zweiten an der Schiene angeordneten Spule, wobei der zweite
Sensordatenstrom zumindest einen ersten Frequenzverlauf des ersten Schwingkreises
und einen zweiten Frequenzverlauf des zweiten Schwingkreises enthält.
[0142] In einem Schritt 709 kann ein (dynamisches) Anpassen, durch ein Schwellwertanpassungsmodul
der Auswerteanordnung, eines Frequenzdifferenzschwellwerts erfolgen, zumindest basierend
auf einem bereitgestellten Achszählersystemzustand des Achszählersystems.
[0143] In einem Schritt 711 kann ein Bestimmen einer zweiten Achsanzahl eines an dem zweiten
Sensormodul vorbeigefahrenen Schienenfahrzeugs erfolgen, zumindest basierend auf dem
ersten Frequenzverlauf und dem zweiten Frequenzverlauf des zweiten Sensordatenstroms
sowie dem angepassten Frequenzdifferenzschwellwert.
[0144] Wie beschrieben wurde, werden die erste Achsanzahl und die zweite Achsanzahl in dem
Schritt 713 vorzugsweis miteinander verglichen. Wenn festgestellt wird, dass die genannten
Achsanzahlen identisch sind, kann in Schritt 715 ein Freigeben des überwachten Gleisabschnitts
erfolgen, wie beschrieben wurde.
[0145] Insbesondere wenn die erste Achsanzahl von der zweiten Achsanzahl abweicht (optional
auch bei gleichen Achsanzahlen) kann aus dem jeweiligen ersten Frequenzverlauf und
dem jeweiligen zweiten Frequenzverlauf für jede bestimmte Achsanzahl in Schritt 717
ein Achsmuster erstellt werden. Das erstellte erste Achsmuster und das erstellte zweite
Achsmuster können in vorbeschriebener Weise mit mindestens einem in einem Datenspeicher
gespeicherten Referenzachsmuster oder einem bereitgestellten Referenzachsmuster verglichen
werden. Wenn ein Detektionsfehler durch den Vergleich erkannt werden kann, so dass
bei einem NichtVorhandensein des Detektionsfehlers die erste (z.B. korrigierte) Achsanzahl
gleich der zweiten Achsanzahl ist, kann mit Schritt 715 fortgefahren werden. Andernfalls
kann in Schritt 719 eine entsprechende Nachricht ausgegeben werden, dass eine (nicht
korrigierbare) Abweichung zwischen der ersten Achsanzahl und der zweiten Achsanzahl
festgestellt wurde und dass der überwachte Gleisabschnitt als weiterhin besetzt bewertet
wird.
[0146] Insbesondere ermöglicht das anmeldungsgemäße Achszählersystem eine Detektionszuverlässigkeit
mit einer maximalen Fehlerrate von 1:1Mio.
Bezugszeichenliste:
[0147]
- 100
- Achszählersystem
- 102
- Auswerteanordnung
- 104
- Empfangsmodul
- 106
- Auswertemodul
- 108
- Schwellwertanpassungsmodul
- 200
- Achszählersystem
- 202
- Auswerteanordnung
- 204
- Empfangsmodul
- 206
- Auswertemodul
- 208
- Schwellwertanpassungsmodul
- 210
- Stellwerk
- 212
- Sensormodul
- 214
- Schiene
- 216
- Gleisabschnitt
- 218
- Rad
- 220
- Temperatursensor
- 222
- erste Spule
- 224
- zweite Spule
- 225
- vordefinierter geometrischer Abstand
- 226
- Schienenerstreckungsrichtung
- 228
- Gleisanschlussvorrichtung
- 230
- erster Schwingkreis
- 232
- zweiter Schwingkreis
- 234
- Wechselschaltung
- 236
- Kondensator
- 238
- Kabelverbindung
- 239
- Kommunikationsnetz
- 240
- Schienensystem
- 300
- Achszählersystem
- 302
- Auswerteanordnung
- 304
- Empfangsmodul
- 306
- Auswertemodul
- 308
- Schwellwertanpassungsmodul
- 310
- Stellwerk
- 312
- erstes Sensormodul
- 314
- Schiene
- 316
- Gleisabschnitt
- 328
- Gleisanschlussvorrichtung
- 338
- Kabelverbindung
- 339
- Kommunikationsnetz
- 340
- Schienensystem
- 342
- zweites Sensormodul
- 344
- erstes Ende
- 346
- zweites Ende
- 348
- Datenspeicher
- 350
- Geschwindigkeitsbestimmungsmodul
- 352
- Achsabstandsbestimmungsmodul
- 354
- Musterdetektionsmodul
- 356
- Zählfehlerdetektionsmodul
- 358
- Fehlerbewertungsmodul
- 360
- Gleisabschnittsfreigabevorrichtung
- 362
- Vergleichsmodul
- 364
- Gleisfreigabemodul
- 366
- Sendemodul
- 368
- Kommunikationsmodul
- 369
- Kommunikationsmodul
- 470
- erster Frequenzmaximumbereich
- 472
- zweiter Frequenzmaximumbereich
- 474
- Schnittpunktbereich
- 618
- Rad
- 676
- bestimmtes Achsmuster
- 678
- Referenzachsmuster
- 682
- Achsabstand
- 684
- Achsabstand
- 688
- Abweichungsbereich
- 690
- Schienenfahrzeug
- 692
- Lokomotiv- oder Triebwagentyp
- 694
- Waggontyp
1. Achszählersystem (100, 200, 300) zum Überwachen eines Gleisabschnitts (216, 316) eines
Schienensystems (240, 340), umfassend:
- mindestens eine Auswerteanordnung (102, 202, 302) mit einem Empfangsmodul (104,
204, 304), eingerichtet zumindest zum Empfangen eines ersten Sensordatenstroms eines
ersten an dem Gleisabschnitt (216, 316) angeordneten Sensormoduls (212, 312), umfassend
einen ersten Schwingkreis (230) mit einer ersten an einer Schiene (214, 314) des Gleisabschnitts
(216, 316) angeordneten Spule (222) und einen zweiten Schwingkreis (232) mit einer
zweiten an der Schiene (214, 314) angeordneten Spule (224),
- wobei der erste Sensordatenstrom zumindest einen ersten Frequenzverlauf des ersten
Schwingkreises (230) und einen zweiten Frequenzverlauf des zweiten Schwingkreises
(232) enthält,
- wobei die Auswerteanordnung (102, 202, 302) ein Auswertemodul (106, 206, 306) umfasst,
eingerichtet zum Bestimmen einer Achsanzahl eines an dem ersten Sensormodul (212,
312) vorbeigefahrenen Schienenfahrzeugs (690), zumindest basierend auf dem ersten
Frequenzverlauf und dem zweiten Frequenzverlauf sowie auf einem Frequenzdifferenzschwellwert,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Auswerteanordnung (102, 202, 302) mindestens ein Schwellwertanpassungsmodul
(108, 208, 308) umfasst, eingerichtet zum Anpassen des Frequenzdifferenzschwellwerts,
zumindest basierend auf einem bereitgestellten Achszählersystemzustand des Achszählersystems
(100, 200, 300).
2. Achszählersystem (100, 200, 300) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das Empfangsmodul (104, 204, 304) eingerichtet ist zum Empfangen einer durch mindestens
einen Temperatursensor (220) des ersten Sensormoduls (212, 312) erfassten Sensormodultemperatur,
und
- der bereitgestellte Achszählersystemzustand zumindest die empfangene Sensormodultemperatur
enthält.
3. Achszählersystem (100, 200, 300) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
- der Achszählersystemzustand eine im unbeeinflussten Zustand des ersten Sensormoduls
(212, 312) gemessene erste Ruhefrequenz des ersten Schwingkreises (230) und/oder eine
zweite gemessene Ruhefrequenz des zweiten Schwingkreises (232) enthält.
4. Achszählersystem (100, 200, 300) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- ein Frequenzverlaufsbild des ersten Frequenzverlaufs und des zweiten Frequenzverlaufs
vorgegeben ist,
- wobei das Frequenzverlaufsbild für ein an dem ersten Sensormodul (212, 312) vorbeigefahrendes
Rad (218, 618) des Schienenfahrzeugs (690) charakteristisches ist, und
- wobei das Auswertemodul (106, 206, 306) eingerichtet ist zum Bestimmen der Achsanzahl
des an dem ersten Sensormodul (212, 312) vorbeigefahrenen Schienenfahrzeug (690),
basierend auf einem Vergleich des ersten Frequenzverlaufs und des zweiten Frequenzverlaufs
mit dem vorgegebenen Frequenzverlaufsbild.
5. Achszählersystem (100, 200, 300) nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das vorgegebene Frequenzverlaufsbild zumindest einen Zeitabstandsbereich zwischen
einem ersten Frequenzmaximum des ersten Frequenzverlaufs und einem zweiten Frequenzmaximum
des zweiten Frequenzverlaufs definiert, und/oder
- das vorgegebene Frequenzverlaufsbild einen ersten Frequenzmaximumbereich, einen
zweiten Frequenzmaximumbereich und einen Schnittpunktbereich definiert,
- wobei der Schnittpunktbereich ein Bereich ist, in dem sich der erste Frequenzverlauf
nach dem ersten Frequenzmaximum zweiten mit dem zweiten Frequenzverlauf schneidet.
6. Achszählersystem (100, 200, 300) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- mindestens ein Fehler-Frequenzverlaufsbild des ersten Frequenzverlaufs und des zweiten
Frequenzverlaufs vorgegeben ist,
- wobei das Fehler-Frequenzverlaufsbild für eine an dem ersten Sensormodul (212, 312)
vorkommende Störung charakteristisch ist, und
- wobei das Auswertemodul (106, 206, 306) eingerichtet ist zum Bestimmen der Achsanzahl
des an dem ersten Sensormodul (212, 312) vorbeigefahrenen Schienenfahrzeug (690),
basierend auf einem Vergleich des ersten Frequenzverlaufs und des zweiten Frequenzverlaufs
mit dem vorgegebenen Fehler-Frequenzverlaufsbild.
7. Achszählersystem (100, 200, 300) nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das vorgegebene Fehler-Frequenzverlaufsbild zumindest einen Fehler-Zeitabstandsbereich
zwischen dem ersten Frequenzverlauf und dem zweiten Frequenzverlauf definiert,
und/oder
- das vorgegebene Fehler-Frequenzverlaufsbild einen ersten Fehlerverlauf des ersten
Frequenzverlaufs und einen zweiten Fehlerverlauf des zweiten Frequenzverlaufs definiert.
8. Achszählersystem (100, 200, 300) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Auswerteanordnung (102, 202, 302) mindestens ein Geschwindigkeitsbestimmungsmodul
(350) umfasst, eingerichtet zum Bestimmen einer Geschwindigkeit des an dem ersten
Sensormodul (212, 312) vorbeigefahrenden Schienenfahrzeugs (690), basierend zumindest
auf dem ersten Frequenzverlauf, dem zweiten Frequenzverlauf und einem vordefinierten
geometrischen Abstand (225) zwischen dem ersten Schwingkreis (230) und dem zweiten
Schwingkreis (232),
- wobei das Auswertemodul (106, 206, 306) eingerichtet ist zum Bestimmen der Achsanzahl,
ferner basierend auf der bestimmten Geschwindigkeit.
9. Achszählersystem (100, 200, 300) nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das Geschwindigkeitsbestimmungsmodul (350) eingerichtet ist zum Bestimmen der Geschwindigkeit
des Schienenfahrzeugs (690), basierend auf:
- einem ermittelten ersten Zeitabstand zwischen einem ersten Überschreitungszeitpunkt,
an dem der erste Frequenzverlauf den angepassten Frequenzdifferenzschwellwert übersteigt,
und einem zweiten Überschreitungszeitpunkt, an dem der zweite Frequenzverlauf den
angepassten Frequenzdifferenzschwellwert übersteigt,
und/oder
- einem ermittelten zweiten Zeitabstand zwischen einem ersten Frequenzmaximum des
ersten Frequenzverlaufs und einem zweiten Frequenzmaximum des zweiten Frequenzverlaufs,
und/oder
- einem ermittelten dritten Zeitabstand zwischen einem ersten Flächenschwerpunkt eines
ersten Teil-Frequenzverlaufs und einem zweiten Flächenschwerpunkt eines zweiten Teil-Frequenzverlaufs,
- wobei der erste Teil-Frequenzverlauf zwischen einem ersten Startzeitpunkt, an dem
der erste Frequenzverlauf aus der Ruhefrequenz zu steigen beginnt, und einem ersten
Endzeitpunkt verläuft, an dem der erste Frequenzverlauf den die Ruhefrequenz wieder
erreicht, und der zweite Teil-Frequenzverlauf zwischen einem zweiten Startzeitpunkt,
an dem der zweite Frequenzverlauf aus der Ruhefrequenz zu steigen beginnt, und einem
zweiten Endzeitpunkt verläuft, an dem der zweite Frequenzverlauf die Ruhefrequenz
wieder erreicht.
10. Achszählersystem (100, 200, 300) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das Schwellwertanpassungsmodul (108, 208, 308) eingerichtet ist zum Anpassen des
Frequenzdifferenzschwellwerts zumindest basierend auf einem Achszählersystemzustand,
enthaltend ein detektiertes Ereignis,
- wobei das Schwellwertanpassungsmodul (108, 308) insbesondere eingerichtet ist zum
Anpassen des Frequenzdifferenzschwellwerts nach einer Detektion eines ersten Rads
(218, 618) des Schienenfahrzeugs (690) durch ein Erhöhen des Frequenzdifferenzschwellwerts
um mindestens einen vordefinierten Erhöhungswert oder auf mindestens einen vordefinierten
erhöhten Frequenzdifferenzschwellwert für eine Erhöhungsdauer,
- wobei die Erhöhungsdauer von einer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs (690) und
dem Mindestabstand zwischen einer ersten benachbart zu einer zweiten Schienenfahrzeugachse
angeordneten Schienenfahrzeugachse abhängt,
- wobei das Schwellwertanpassungsmodul (108, 208, 308) insbesondere eingerichtet ist
zum Anpassen des Frequenzdifferenzschwellwerts nach einem Ablauf der Erhöhungsdauer
durch ein Reduzieren des erhöhten Frequenzdifferenzschwellwert um mindestens einen
vordefinierten Reduzierungswert oder auf mindestens einen vordefinierten reduzierten
Frequenzdifferenzschwellwert.
11. Achszählersystem (100, 200, 300) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Auswerteanordnung (102, 202, 302) mindestens ein Achsabstandsbestimmungsmodul
(352) umfasst, eingerichtet zumindest zum Bestimmen eines Achsabstands zwischen einer
ersten Schienenfahrzeugachse und einer zweiten Schienenfahrzeugachse des Schienenfahrzeugs
(690), basierend auf einer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs (690) und einem vierten
Zeitabstand zwischen dem ersten Detektionszeitpunkt der ersten Schienenfahrzeugachse
und dem zweiten Detektionszeitpunkt der zweiten Schienenfahrzeugachse.
12. Achszählersystem (100, 200, 300) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- die Auswerteanordnung (102, 202, 302) mindestens ein Musterdetektionsmodul (354)
umfasst, eingerichtet zum Bestimmen eines Achsmusters des an dem ersten Sensormodul
(212, 312) vorbeigefahrenen Schienenfahrzeug (690), basierend auf dem ersten Frequenzverlauf
und/oder dem zweiten Frequenzverlauf, und
- die Auswerteanordnung (102, 202, 302) mindestens ein Zählfehlerdetektionsmodul (356)
umfasst, eingerichtet zum Detektieren einer bestimmten Achsanzahl als fehlerhaft bestimmt
durch Vergleichen des bestimmten Achsmusters mit zumindest einem in einem Datenspeicher
(348) der Auswerteanordnung (102, 202, 302) gespeicherten Referenzachsmuster eines
bekannten Schienenfahrzeugtyps oder eines bereitgestellten Referenzachsmusters.
13. Achszählersystem (100, 200, 300) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das Achszählersystem (100, 200, 300) mindestens eine Gleisabschnittsfreigabevorrichtung
(360) mit einem Vergleichsmodul (362) umfasst, eingerichtet zum Vergleichen der bestimmten
ersten Achsanzahl und einer bestimmten zweiten Achsanzahl,
- wobei die zweite Achsanzahl auf einer Auswertung eines zweiten Sensordatenstroms
eines zweiten an der Schiene (214, 314) angeordneten Sensormoduls (342) basiert,
- wobei die Gleisabschnittsfreigabevorrichtung (360) ein Gleisfreigabemodul (364)
umfasst, eingerichtet zum Freigeben des überwachten Gleisabschnitts (216, 316), basierend
auf einem von dem Vergleichsmodul (362) bereitgestellten Vergleichsergebnis.
14. Schienensystem (240, 340), umfassend:
- mindestens einen zu überwachenden Gleisabschnitt (216, 316),
- mindestens ein erstes an einem ersten Ende des Gleisabschnitts (216, 316) angeordnetes
Sensormoduls (212, 312),
- mindestens ein zweites an einem zweiten Ende des Gleisabschnitts (216, 316) angeordnetes
Sensormoduls (342), und
- mindestens ein Achszählersystem (100, 200, 300) nach einem der vorherigen Ansprüche.
15. Verfahren zum Überwachen eines Gleisabschnitts (216, 316), umfassend:
- Empfangen, durch ein Empfangsmodul einer Auswerteanordnung (102, 202, 302), eines
ersten Sensordatenstroms eines ersten an dem Gleisabschnitt (216, 316) angeordneten
Sensormoduls (212, 312), umfassend einen ersten Schwingkreis (230) mit einer ersten
an einer Schiene (214, 314) des Gleisabschnitts (216, 316) angeordneten Spule (222)
und einen zweiten Schwingkreis (232) mit einer zweiten an der Schiene (214, 314) angeordneten
Spule (224),
- wobei der erste Sensordatenstrom zumindest einen ersten Frequenzverlauf des ersten
Schwingkreises (230) und einen zweiten Frequenzverlauf des zweiten Schwingkreises
(232) enthält,
- Anpassen, durch ein Schwellwertanpassungsmodul der Auswerteanordnung (102, 202,
302), eines Frequenzdifferenzschwellwerts, zumindest basierend auf einem bereitgestellten
Achszählersystemzustand des Achszählersystems (100, 200, 300), und
- Bestimmen einer Achsanzahl eines an dem ersten Sensormodul (212, 312) vorbeigefahrenen
Schienenfahrzeugs (690), zumindest basierend auf dem ersten Frequenzverlauf und dem
zweiten Frequenzverlauf sowie dem angepassten Frequenzdifferenzschwellwert.