Das Konzept der hier vorgestellten Fahrdrahthöhenmessung wurde für die erste Neubaustrecke des ICE entwickelt. Die Deutsche Bahn AG, damals noch Deutsche Bundesbahn, hatte für die ICE-Strecken enge Toleranzen für die Fahrdrahthöhenabweichung festgelegt, die mit den damaligen Messgeräten nicht erfasst werden konnten.
In der Folgezeit profitierten auch weitere Verkehrsunternehmen von der automatischen Erfassung und der damit verbundenen Vergleichsmöglichkeit zu alten Messungen. Denn es können Veränderungen im Fahrleitungsnetz einfacher fstgestellt werden.
Die Dokumentation kann man auch für eine Qualitätssicherung des Fahrleitungsnetzes einsetzen. Das kann für kritische Stellen im Fahrleitungsnetz wie zum Beispiel Bahnübergänge, Brückendurchfahrten oder andere nützlich sein.
Das Datenerfassungssystem Fahrdrahthöhen DEFH wird in ein Messfahrzeug eingebaut und erfasst während der Messfahrt den Abstand zwischen dem Fahrdraht und der Gleisoberkante und speichert diese Daten ab. Nach der Messfahrt können diese Daten umgespeichert und ausgewertet werden. Alle Komponenten entsprechen dem Industriestandard und sind für die beim Bahnbetrieb auftretenden spezifischen Umgebungsbedingungen sowie die elektrischen und magnetischen Störeinflüsse ausgelegt.
Ein Komplettsystem besteht aus folgenden Komponenten:
Das Komplettsystem kann man mit verschiedenen Optionen erweitern und damit den individuellen Bedürfnissen des Verkehrsunternehmens anpassen.
Videoaufzeichnung des Fahrdrahtes. Es wird während der Messung der Messbügel mit einer Schwenkkamera auf Video aufgezeichnet. Hierbei werden Kilometrierung und Fahrdrahthöhe während der Messfahrt in das Videobild eingeblendet. Die Seitenlage des Fahrdrahtes kann optisch kontrolliert werden; dafür wird eine Messlatte an dem Messbügel montiert.
Automatische Seitenlageüberwachung des Fahrdrahts. Hierbei wird mit Sensoren am Messbügel die Lage des Fahrdrahtes erfasst und protokolliert.
Tasterbox. Falls nicht automatisch erfasste Ereignisse oder Baulichkeiten mit protokolliert werden sollen, kann man eine Tasterbox mit bis zu 8 Tastern anschließen. Jeder Tastendruck wird dann protokolliert. Es wird vorher festgelegt, welche Taste welchem Ereignis zugeordnet werden soll. Zum Beispiel "Mast", "Hänger" und "Wechsel" für die Tasten 1, 2 und 3.
Vollautomatische Ortsbestimmung. Falls das Messfahrzeug über IBIS mit Ortsbakenerkennung verfügt, wird die Ortsinformation über einen IBIS-Anschluss herausgefiltert. Diese Information lässt sich für eine vollautomatische "Startmessung" oder "Stoppmessung" nutzen. Außerdem kann bei Bedarf die Kilometrierung darauf kallibriert werden.
Auswertung. Die Daten werden standardmäßig mit einem handelsüblichen Tabellenkalkulations-programm wie Excel ausgewertet. Auf Wunsch kann dies aber auch von einem zum Lieferumfang gehörenden individuellen Programm durchgeführt werden, das dann auf die spezifischen Ansprüche des Verkehrsunternehmens abgestimmt ist.
Die Fahrdrahthöhe wird aus der Summierung eines Festwertes (Abstand des Drehpunktes des Messbügels zur Gleisoberkante) und der umgerechneten Bügelauslenkung errechnet. Zur Erfassung der Bügelauslenkung wird entweder ein absoluter Drehgeber an einen Drehpunkt des Bügels oder ein linearer Wegsensor an dem Bügel montiert. Das Festmaß wird bei der Inbetriebnahme der Anlage festgestellt.
Während der Messfahrt liefert der inkrementale Drehgeber entsprechend der zurückgelegten Strecke Impulse. Diese Impulse dienen einmal zur Erfassung der Gesamtstrecke und weiterhin für die zyklisch, wegabhängige Abspeicherung der Messdaten. Dieses Zyklusmaß ist als Parameter zwischen 1 dm und 10 m programmierbar. Bei jedem Zyklus wird die zurückgelegte Strecke vom Startpunkt in dm und die Fahrdrahthöhe in mm abgespeichert. Optional können über die Tasterbox Zusatzinformationen wie "Mast" und "Hänger" eingegeben werden.
Wenn die optionale Videoaufnahme installiert ist, wird die Kamera mit der Winkelveränderung des Messbügels auf- und abgefahren, so dass das Bild immer optimal auf den Fahrdrahtverlauf an der Schleifleiste ausgerichtet ist.
Es kann je nach Zyklusmaß und Speicherausbau des Messsystems eine Gesamtstrecke von bis zu 99 km erfasst werden. Die Messdaten mit allen Zusatzinformationen können nach der Messfahrt als ASCII-Datei gespeichert werden, die von allen handelsüblichen Tabellenkalkulationsprogrammen importiert werden kann.
Es können bei Bedarf für die Fahrdrahthöhe zwei Grenzwerte "maximale Höhe" und "minimale Höhe" vorgegeben werden. Beim Über- oder Unterschreiten des Grenzwertes wird dieses mitprotokolliert und bei der Videooption auch im Monitor eingeblendet. Außerdem kann ein optisches und/oder akustisches Signal im Fahrzeug geschaltet werden.
Inkrementaler Drehgeber zur Wegmessung
Der Drehgeber wird mit einem Laufrad des Messwagens gekoppelt. Sensor Die Radumdrehungen und damit die Zählimpulse des Drehgebers sind proportional zur zurückgelegten Wegstrecke. Über einen Parameter "Radumfang" werden die Zählimpulse angepasst. Zum Schutz gegen Witterungseinflüsse wird der Drehgeber in ein Zusatzgehäuse montiert. Die Auflösung beträgt ca. 1 cm.
Falls bereits ein Drehgeber am Messwagen vorhanden ist, kann dieser mit verwendet werden, wenn es erlaubt ist. Das gleiche gilt auch für einen vorhandene Signalausgang an vorhandenen Tachometern.
Absoluter Wegaufnehmer für die Erfassung der Bügelauslenkung Je nach Bauart des Bügels wird ein absoluter Winkelcodierer oder ein absolutes lineares Wegmesssystem eingesetzt. Beide Systeme werden durch ein zusätzliches Gehäuse geschützt. Das Messsystem wird so montiert, dass der Anstellwinkel des Bügels erfasst wird.
Falls am Anbauort des Wegmesssystemes Hochspannung anliegt, erfolgt die Stromversorgung über Akkus oder entsprechende Trenneinrichtungen. Die Daten werden über eine galvanische Trennung oder einen Lichtwellenleiter in den Innenbereich des Fahrzeugs übertragen.
Die Systemgenauigkeit beträgt bei einem Drehwinkelgeber ca. 1 mm bei 3 m Hebelarmlänge des Bügels. Wird der Drehwinkelgeber über einen Seilzug angetrieben oder das lineare Wegmesssystem genutzt, kann die Genauigkeit erhöht werden. Bei dieser Anwendung erscheint dies aber in aller Regel nicht notwendig.
Der Industrie-PC dient zur Datenerfassung und möglicherweise auch zur Datenauswertung.
19'' IND-PC Der PC ist industriegerecht aufgebaut und kann je nach Ausführung mit integrierter oder externer Tastatur und Monitor geliefert werden. Der PC basiert auf einem IBM-kompatiblen Rechner mit einem jeweils aktuellen Prozessor. Für eine eventuelle Protokollierung auf dem Fahrzeug kann ein Drucker angeschlossen werden.
Einlesen der inkrementalen Zählimpulse des Wegmesssensors und Umrechnung in Dezimeter für den Messzyklus und die Gesamtstrecke (Kilometrierung). Der Umrechnungsfaktor ist als Parameterwert hinterlegt und kann z.B. nach dem Abdrehen eines Radsatzes neu angepasst werden.
Einlesen des Sensors am Messbügel und Umwandlung in den entsprechende Höhenwert des Messbügels. Dieser Höhenwert wird aus einem programmierbaren Parameterwert und dem Sensor- Istwert errechnet.
Ermitteln der tatsächlichen Fahrdrahthöhe durch Addition des Höhenwertes mit dem Festmaß. Das Festmaß (Abstand der Gleisoberkante zum Drehpunkt des Bügels) kann automatisch beim Kallibrieren durch eine Kontrollmessung ermittelt werden, falls es sich zum Beispiel durch unterschiedliche Beladungen des Fahrzeugs verändert, da der Federweg sonst als Fehler eingehen würde.
Erzeugen und Abspeicherung eines Datenstrings aus Entfernung vom Startpunkt in dm, Fahrdrahthöhe in mm und weiteren optionalen Mitteilungen.
Anzeige der aktuellen Wegstrecke und Fahrdrahthöhe auf dem Computer- und Videomonitor.
Auswertung der Messdaten auf die als Parameter hinterlegten Grenzwerte und Ausgabe auf dem Monitor.
Ausdruck der Messdaten in Tabellenform mit oder ohne Offsetberechnung.
Ausdruck der Messdaten ohne Auswertung als Grafik mit einer Soll-Linie und einer min. / max. Toleranzlinie. Die Grenzlinien Linien sind frei programmierbar. In dem Ausdruck sind zusätzlich die Kilometrierungen und optional die Markierungen ersichtlich.
Das Messsystem kann auch in einem Linienfahrzeug eingebaut werden, wenn in einem Schrank genügend Platz zu Verfügung steht. Die Messung müsste dann vollautomatisch über Ortsbaken oder über Datum und Uhrzeit gestartet werden. Man erspart sich damit aber eine gesonderte Messfahrt.
Zur Zeit wird das Messsystem in zwei Richtungen weiterentwickelt. Zum einem laufen Versuche, Stöße an Trennern mit einer Hochgeschwindigkeitskamera so zu erfassen, dass eine Auswertung der Videosequenz in Zeitlupe Aufschlüsse über den Grund von Stoßstellen an dem Trenner geben kann. Desweiteren wird ab Mitte des kommenden Jahres die Abschliffbreite des Fahrdrahtes und damit der Verschleiß mit erfasst werden können.
Beide Erweiterungen werden sich bei den Messsystemen nachrüsten lassen, die auf einem IBM-kompatiblen Industrie-PC basieren.
Facebook | AGB | Impressum | Datenschutz