專利名稱：具有碎石飛擊探測裝置的軌道車輛的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有底板的軌道車輛，該底板在軌道車輛在軌道路段的鋪了碎石的上部結(jié)構(gòu)上運(yùn)行時(shí)經(jīng)受碎石飛擊。
背景技術(shù)：
軌道車輛在鋪了碎石的上部結(jié)構(gòu)上行駛時(shí)會(huì)引起碎石飛擊。詳細(xì)說來，在此通過牽引氣流的空氣動(dòng)力或者也通過在冬天積冰的下落將石塊從碎石層中帶出來。這些碎石在具有足夠的上升高度時(shí)首先碰到軌道車輛的底板并且在撞擊所述底板和所述車輛的下面的部件時(shí)就會(huì)給這些部件造成損壞。因?yàn)樗槭淖矒敉ǔＪ紫瘸霈F(xiàn)在軌道車輛的后面部分中以及下側(cè)面上，所以列車駕駛員注意不到這樣的碎石撞擊。

發(fā)明內(nèi)容
據(jù)此，本發(fā)明的任務(wù)是進(jìn)一步開發(fā)開頭所述類型的軌道車輛，從而可以對在軌道車輛行駛時(shí)出現(xiàn)的碎石飛擊加以考慮。
該任務(wù)在一種開頭所述類型的軌道車輛上得到解決，方法是所述底板裝備有至少一個(gè)聲學(xué)信號(hào)傳感器，該信號(hào)傳感器用聲學(xué)方法探測撞擊所述底板的碎石，在此設(shè)置信號(hào)處理裝置，將所述至少一個(gè)聲學(xué)信號(hào)傳感器的信號(hào)輸送給該信號(hào)處理裝置并且該信號(hào)處理裝置對所述信號(hào)進(jìn)行如此處理，從而產(chǎn)生碎石飛擊信號(hào)，所述碎石飛擊信號(hào)反映了所述底板經(jīng)受碎石撞擊的情況并且所述碎石飛擊信號(hào)從所述信號(hào)處理裝置進(jìn)入到所述軌道車輛的運(yùn)行狀態(tài)中。
由此借助于至少一個(gè)聲學(xué)信號(hào)傳感器對出現(xiàn)的碎石飛擊進(jìn)行探測，從而對在碎石撞擊所述軌道車輛的底板時(shí)產(chǎn)生的聲波進(jìn)行探測。而后，所述至少一個(gè)用于特定頻率范圍的聲學(xué)信號(hào)傳感器的信號(hào)的強(qiáng)度最大值可以被視為代表了碎石在所述底板上的撞擊。
所述軌道車輛的底板在以下說明中應(yīng)該理解為在軌道車輛的底板側(cè)上的每個(gè)部件。由此，所述底板部分地由布置在車廂下的部件如電氣機(jī)組或者也由底盤構(gòu)成，這些部件同樣應(yīng)該防止碎石飛擊。
所述信號(hào)處理裝置用于對由所述信號(hào)傳感器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行分析處理，更確切地說如此對所述信號(hào)進(jìn)行處理，使得該信號(hào)反映所述底板遭受碎石撞擊的情況。
優(yōu)選所述信號(hào)處理裝置如此對所述至少一個(gè)聲學(xué)信號(hào)傳感器的信號(hào)進(jìn)行處理，使得其識(shí)別出單個(gè)的碎石撞擊，對碎石撞擊進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且使從中獲得的每個(gè)時(shí)間單位的碎石撞擊的數(shù)目進(jìn)入所述碎石飛擊信號(hào)中。就這一點(diǎn)而言，所述碎石飛擊信號(hào)可以表示碎石撞擊的頻率。
所述信號(hào)處理裝置可以在預(yù)先確定的安全水平的超過方面對所述碎石飛擊信號(hào)進(jìn)行分析，并且在超過所述安全水平時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。在此可以根據(jù)以下情況對所述安全水平進(jìn)行調(diào)整，即由于出現(xiàn)碎石飛擊現(xiàn)象，軌道車輛的減速顯得是合理的。然后，該報(bào)警信號(hào)可以由軌道車輛的列車駕駛員進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而將車輛速度降低到一個(gè)特定的數(shù)值，在該數(shù)值上所述碎石飛擊得到足夠降低。
此外，該報(bào)警信號(hào)可以傳輸給中央列車控制系統(tǒng)或者基礎(chǔ)設(shè)施方面的調(diào)度臺(tái)，其中所述中央列車控制系統(tǒng)在必要時(shí)自動(dòng)地降低速度。而后就可以通過從所述軌道車輛到遠(yuǎn)方的調(diào)度臺(tái)的無線通訊聯(lián)系的方式將信號(hào)發(fā)給所述調(diào)度臺(tái)。
為了將所述至少一個(gè)信號(hào)傳感器的信號(hào)還原到主要的信號(hào)份額以探測碎石撞擊，在此優(yōu)選所述信號(hào)處理裝置包含用于帶通濾波、信號(hào)乘方以及浮動(dòng)求和的電子組件。
如果所述信號(hào)處理裝置以數(shù)字方式進(jìn)行工作并且在信號(hào)處理器中對所述信號(hào)傳感器的信號(hào)進(jìn)行掃描，那就產(chǎn)生一種有利的數(shù)據(jù)處理方法。
所述撞擊到底板上的碎石的數(shù)目可以關(guān)于一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的時(shí)間間隔計(jì)算。如此選擇這樣的時(shí)間間隔，從而產(chǎn)生代表性的、關(guān)于碎石撞擊所述底板的情況的結(jié)論。
也可以使單個(gè)的探測到的碎石在聲學(xué)上通過報(bào)警信號(hào)表示出來。在這種情況下，比如以直觀的方式向列車駕駛員傳遞關(guān)于在軌道車輛的底板上的碎石飛擊的情況的聲學(xué)印象。
所述碎石飛擊信號(hào)也可以以光學(xué)方式顯示出來，這就比如為列車駕駛員提供了更加直觀的印象。
為了對所述信號(hào)處理裝置進(jìn)行校準(zhǔn)，或者為了對系統(tǒng)進(jìn)行自測，優(yōu)選在所述至少一個(gè)聲學(xué)信號(hào)傳感器的區(qū)域內(nèi)布置信號(hào)發(fā)送器，該信號(hào)發(fā)送器設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生撞擊到所述底板上的碎石的噪聲。據(jù)此，可以如此設(shè)計(jì)所述信號(hào)處理裝置尤其該信號(hào)處理裝置的電子組件，比如所述帶通濾波器，從而有效地抑制不需要的、與碎石撞擊沒有關(guān)聯(lián)的信號(hào)份額。
所述至少一個(gè)信號(hào)傳感器可以由傳聲器構(gòu)成，必要時(shí)也應(yīng)該防止該傳聲器本身遭受碎石撞擊。
優(yōu)選將多個(gè)信號(hào)傳感器分布布置在所述軌道車輛的底板上，并且這些信號(hào)傳感器與所述信號(hào)處理裝置相連接，而該信號(hào)處理裝置則對所述信號(hào)傳感器的多個(gè)信號(hào)進(jìn)行處理。在本發(fā)明的這種實(shí)施方式中，所述碎石飛擊信號(hào)在所述不同的信號(hào)傳感器的多個(gè)信號(hào)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生。
此外，所述信號(hào)傳感器可以是與所述軌道車輛結(jié)構(gòu)相連接的、對固體聲音信號(hào)進(jìn)行探測的加速度傳感器。
所介紹的本發(fā)明的實(shí)施方式具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即例如向列車駕駛員、調(diào)度臺(tái)或列車控制系統(tǒng)輸送關(guān)于撞擊的碎石的信息?；谠撔畔?，比如可以在冬天在有積雪層的情況下立即短暫地降低行駛速度，并且由此避免進(jìn)一步的損壞。在這種情況下，積雪層通常十分普遍，與在有積雪層的情況下作為替代方案的、普遍的、有代表性的減速相比，可以因此明顯地減少必要的、對軌道車輛的運(yùn)行限制。比如只有在事實(shí)上借助于所介紹的裝置發(fā)現(xiàn)碎石飛擊太高時(shí)，才必須減速。
本發(fā)明的另一種應(yīng)用方案在于，恰恰在高速列車上發(fā)現(xiàn)具有很高的碎石飛擊傾向的路段。在這樣的路段上可以根據(jù)具體情況減低允許的行駛速度，直到相關(guān)的路段恢復(fù)正常。


下面根據(jù)附圖更詳細(xì)地說明本發(fā)明的實(shí)施例。其中圖1是用于在軌道車輛上探測碎石飛擊并且發(fā)送其信號(hào)的總裝置的示意圖，以及圖2是軌道車輛的轉(zhuǎn)向架區(qū)域的示意圖。
具體實(shí)施例方式
如從圖1中看出的，在本實(shí)施例中用于在軌道車輛上探測碎石飛擊并且發(fā)送其信號(hào)的總裝置總共包括四個(gè)構(gòu)造為傳聲器的聲學(xué)信號(hào)傳感器1、2、3、4。第一信號(hào)傳感器1布置在底板區(qū)域中的轉(zhuǎn)向架D的區(qū)域中。信號(hào)傳感器2、3處于底板區(qū)域的外側(cè)面上或者處于尤其會(huì)遭受到碎石飛擊的底板的上方。而第四信號(hào)傳感器4則緊鄰轉(zhuǎn)向架區(qū)域安裝在軌道車輛的下側(cè)面上。
每個(gè)信號(hào)傳感器1、2、3、4都對來自所屬探測區(qū)域的聲波進(jìn)行探測。在出現(xiàn)碎石飛擊時(shí)，單個(gè)的由牽引氣流或者在冬天也由下落的積冰向上甩動(dòng)的碎石由于在所述底板U上的撞擊而產(chǎn)生聲波，這些聲波由所述信號(hào)傳感器1、2、3、4探測并且轉(zhuǎn)換為電信號(hào)S1、S2、S3、S4。在一種特別簡單的實(shí)施方式中，也可以僅僅設(shè)置一個(gè)唯一的信號(hào)傳感器，這樣該信號(hào)傳感器當(dāng)然就具有受到限制的碎石撞擊探測區(qū)域。
所述四個(gè)信號(hào)S1、...、S4被輸送給信號(hào)處理裝置5，該信號(hào)處理裝置5包括用于帶通濾波、信號(hào)乘方以及浮動(dòng)求和(gleitendeSummation)的電子組件。該信號(hào)處理裝置5以數(shù)字方式進(jìn)行工作并且借助于信號(hào)處理器對單個(gè)信號(hào)S1、...、S4進(jìn)行掃描。
信號(hào)發(fā)送器7(參照圖2)用于對該信號(hào)處理裝置進(jìn)行校準(zhǔn)或者用于自測，該信號(hào)發(fā)送器7設(shè)計(jì)用于聲學(xué)信號(hào)的發(fā)射，而所述聲學(xué)信號(hào)則反映了撞到所述底板U上的碎石。通過這種方式可以對所述信號(hào)處理裝置5進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而可以對所述信號(hào)S1、...、S4進(jìn)行合適的濾波。由此促進(jìn)了在抑制干擾信號(hào)的情況下可靠地識(shí)別出撞到底板上的碎石。
所述信號(hào)處理裝置5由所述信號(hào)S1、...、S4產(chǎn)生碎石飛擊信號(hào)S5，更確切地說在以下基礎(chǔ)上產(chǎn)生該碎石飛擊信號(hào)對單個(gè)的信號(hào)S1、...、S4分別在一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的時(shí)間間隔上進(jìn)行計(jì)數(shù)，識(shí)別出有多少個(gè)撞擊底板的碎石。而后所述碎石飛擊信號(hào)S5反映出碎石撞擊的頻率，并且由此反映出所述軌道車輛的底板遭受碎石飛擊的尺度。
作為替代方案，也可以將所述信號(hào)處理裝置5的功能限制在以下方面，即為單個(gè)的信號(hào)S1、...、S4僅僅進(jìn)行一次碎石識(shí)別。在這種情況下，所述碎石飛擊信號(hào)S5的特征是，它反映了四個(gè)信號(hào)的疊加，這四個(gè)信號(hào)分別作為時(shí)間的函數(shù)反映出在所述底板上的碎石撞擊。
所述碎石飛擊信號(hào)S5被傳輸給監(jiān)控裝置6，該監(jiān)控裝置6可以布置在軌道車輛的列車駕駛員的停留區(qū)域中。在這種情況下，可以通過聲學(xué)方法或者也可以借助于光學(xué)顯示器向列車駕駛員說明所述碎石飛擊信號(hào)S5，以向其進(jìn)行通知。而后該列車駕駛員可以比如通過軌道車輛的減速對增加的碎石飛擊作出反應(yīng)。
作為替代方案，所述監(jiān)控裝置6也可以是中央列車控制系統(tǒng)的組件，該中央列車控制系統(tǒng)在碎石飛擊太高時(shí)自動(dòng)地使軌道車輛減速。作為另一種替代方案也可以設(shè)想，將所述碎石飛擊信號(hào)S5傳輸給遠(yuǎn)方的調(diào)度臺(tái)，所述監(jiān)控裝置6也布置在該調(diào)度臺(tái)上。這比如可以借助于在軌道車輛和調(diào)度臺(tái)之間的無線通訊聯(lián)系來進(jìn)行。
可以如此構(gòu)造所述信號(hào)處理裝置5，使得其在超過預(yù)先確定的用于所述碎石飛擊信號(hào)S5的信號(hào)水平時(shí)，在該碎石飛擊信號(hào)S5與時(shí)間間隔有關(guān)的情況下，向所述監(jiān)控裝置6輸出報(bào)警信號(hào)S6。而后應(yīng)該如此選擇所述信號(hào)水平，從而在超過該信號(hào)水平時(shí)引起速度降低。同樣也可以確定更低的信號(hào)水平，在該信號(hào)水平上軌道車輛可以提速，因?yàn)榇饲俺霈F(xiàn)的碎石飛擊不再存在了。
權(quán)利要求
1.具有底板(U)的軌道車輛，該底板(U)在所述軌道車輛在軌道路段的鋪了碎石的上部結(jié)構(gòu)上運(yùn)行時(shí)經(jīng)受碎石飛擊，其特征在于，所述底板(U)設(shè)有至少一個(gè)聲學(xué)信號(hào)傳感器(1)，該信號(hào)傳感器(1)用聲學(xué)方法探測撞擊到所述底板(U)上的碎石，在此設(shè)置信號(hào)處理裝置(5)，將所述至少一個(gè)聲學(xué)信號(hào)傳感器(1)的信號(hào)(S1)輸送給該信號(hào)處理裝置(5)并且該信號(hào)處理裝置(5)對所述信號(hào)(S1)進(jìn)行處理，從而產(chǎn)生碎石飛擊信號(hào)(S5)，該碎石飛擊信號(hào)(S5)反映了所述底板(U)經(jīng)受碎石撞擊的情況并且所述碎石飛擊信號(hào)從所述信號(hào)處理裝置(5)進(jìn)入所述軌道車輛的運(yùn)行狀態(tài)中。
2.按權(quán)利要求1所述的軌道車輛，其特征在于，所述信號(hào)處理裝置(5)對所述至少一個(gè)聲學(xué)信號(hào)傳感器(1)的信號(hào)(S1)進(jìn)行處理，使得其識(shí)別出單個(gè)的碎石撞擊，對碎石撞擊進(jìn)行計(jì)數(shù)，并且使從中獲得的每個(gè)時(shí)間單位的碎石撞擊的數(shù)目進(jìn)入所述碎石飛擊信號(hào)中。
3.按權(quán)利要求1或2中任一項(xiàng)所述的軌道車輛，其特征在于，所述信號(hào)處理裝置(5)在預(yù)先確定的安全水平的超過方面對所述碎石飛擊信號(hào)(S5)進(jìn)行分析，并且在超過該安全水平時(shí)輸出報(bào)警信號(hào)(S6)。
4.按權(quán)利要求3所述的軌道車輛，其特征在于，所述報(bào)警信號(hào)(S6)被輸送給軌道車輛的列車駕駛員、列車控制系統(tǒng)或者基礎(chǔ)設(shè)施方面的調(diào)度臺(tái)。
5.按權(quán)利要求1到4中任一項(xiàng)所述的軌道車輛，其特征在于，所述信號(hào)處理裝置(5)包括用于帶通濾波、信號(hào)乘方以及浮動(dòng)求和的電子組件。
6.按權(quán)利要求1到5中任一項(xiàng)所述的軌道車輛，其特征在于，所述信號(hào)處理裝置(5)以數(shù)字方式進(jìn)行工作并且在信號(hào)處理器中對所述至少一個(gè)信號(hào)傳感器(1)的信號(hào)進(jìn)行掃描。
7.按權(quán)利要求1到6中任一項(xiàng)所述的軌道車輛，其特征在于，關(guān)于一個(gè)或多個(gè)預(yù)先確定的時(shí)間間隔計(jì)算出撞擊到所述底板上的碎石的數(shù)目。
8.按權(quán)利要求1到7中任一項(xiàng)所述的軌道車輛，其特征在于，各個(gè)探測到的碎石用聲學(xué)方法通過報(bào)警信號(hào)展示出來。
9.按權(quán)利要求1到8中任一項(xiàng)所述的軌道車輛，其特征在于，用光學(xué)方法顯示出所述碎石飛擊信號(hào)(S5)。
10.按權(quán)利要求1到9中任一項(xiàng)所述的軌道車輛，其特征在于，在所述至少一個(gè)聲學(xué)信號(hào)傳感器(1)的區(qū)域內(nèi)布置信號(hào)發(fā)送器(7)，該信號(hào)發(fā)送器(7)設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生撞擊到所述底板(U)上的碎石的噪聲。
11.按權(quán)利要求1到10中任一項(xiàng)所述的軌道車輛，其特征在于，所述至少一個(gè)信號(hào)傳感器(1)由傳聲器構(gòu)成。
12.按權(quán)利要求1到11中任一項(xiàng)所述的軌道車輛，其特征在于，所述至少一個(gè)信號(hào)傳感器(1)是與所述軌道車輛結(jié)構(gòu)相連接的加速度傳感器。
13.按權(quán)利要求1到12中任一項(xiàng)所述的軌道車輛，其特征在于，將多個(gè)信號(hào)傳感器(1、2、3、4)分布布置在所述軌道車輛的底板上，并且這些信號(hào)傳感器(1、2、3、4)與所述信號(hào)處理裝置(5)相連接，而該信號(hào)處理裝置(5)則對所述信號(hào)傳感器(1、2、3、4)的多個(gè)信號(hào)(S1、S2、S3、S4)進(jìn)行處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有底板(U)的軌道車輛，該底板(U)在所述軌道車輛在軌道路段的鋪了碎石的上部結(jié)構(gòu)上運(yùn)行時(shí)經(jīng)受碎石飛擊，其中所述底板(U)設(shè)有至少一個(gè)聲學(xué)信號(hào)傳感器(1)，該信號(hào)傳感器(1)用聲學(xué)方法探測撞擊到所述底板(U)上的碎石，在此設(shè)置信號(hào)處理裝置(5)，將所述至少一個(gè)聲學(xué)信號(hào)傳感器(1)的信號(hào)(S1)輸送給該信號(hào)處理裝置(5)并且該信號(hào)處理裝置(5)對所述信號(hào)(S1)進(jìn)行處理，從而產(chǎn)生碎石飛擊信號(hào)(S5)，該碎石飛擊信號(hào)(S5)反映了所述底板(U)經(jīng)受碎石撞擊的情況并且所述碎石飛擊信號(hào)從所述信號(hào)處理裝置(5)進(jìn)入所述軌道車輛的運(yùn)行狀態(tài)中。
文檔編號(hào)G01H1/00GK101089585SQ20071011008
公開日2007年12月19日 申請日期2007年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月14日
發(fā)明者K·施羅德-伯登斯坦 申請人:西門子公司