Signalanalyse im Eisenbahnbereich

Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM

Die Überwachung heißgelaufener Achsenlager und feststehender Bremsen an Personen- und Güterzügen erfordert ein berührungsfreies Messverfahren. In der gewählten Lösung werden die Temperaturen durch Aufnahme des Infrarot-Profils (IR-Profil) der vorbeifahrenden Fahrgestelle ermittelt. Dabei werden die von einem IR-Messkopf bereitgestellten A/D-Werte an den PC übertragen und dort mit Hilfe des weiter unten beschriebenen Verfahrens in Temperaturen umgerechnet.

Problematik

Während des Messbetriebs muss eine große Datenmenge aufgenommen und ausgewertet werden. Aufgrund wechselnder Sensoreigenschaften ist eine Kalibrierung und periodische Nachkalibrierung erforderlich. Es ist aber auch klar, dass ohne Kalibrierung und Nachkalibrierung der Sensoren keine genauen Messwerte aufgenommen werden können, da das Profil der Kurve sonst verfälscht wäre. Es kann aber auch vorkommen, dass man nicht nur die Werte eines Rades, sondern auch Fremdwerte (Fremdeinstrahlung), wie Reflexion der Sonne oder Bremsklötze aufnimmt. Diese Fälle werden mit speziellen Methoden behandelt, um die korrekten Rad- bzw. Lagertemperaturen zu ermitteln.

Bei der Entwicklung und Implementierung der Algorithmen wurden die sehr hohen Zuverlässigkeitsanforderungen berücksichtigt. Die Algorithmen werden immer wieder verfeinert und um weitere Module ergänzt. Auch die Flexibilität des Gesamtsystems wird erweitert.

Systemumgebung

Der Auswerterechner besteht neben einem Industrie-PC aus speziellen Zusatzkomponenten unter dem Betriebssystem LINUX. Neben der Auswertungssoftware wurden weitere Softwarepakete wie Systemdiagnoseprogramme, Treiber, Benutzerschnittstellen und Serverprogramme entwickelt.

Einsatzgebiet

Es werden bereits über 600 Anlagen in mehreren europäischen Ländern eingesetzt.