CN102574536A - 用于在轨道车辆中监测部件状态的方法和电子装置 - Google Patents

用于在轨道车辆中监测部件状态的方法和电子装置 Download PDF

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Abstract

一种用于轨道车辆的部件(1)的状态监测方法，其中运行用于获取作用在部件(1)上的负载的传感器(2a-2c)，传感器的测量值作为输入值被输送到评估单元(6)，用于对磨损状态进行分析，其中为此也对轨道车辆的当前位置进行信号处理，其中在时间(t)上记录轨道车辆的当前速度(v)，由此生成v-t轨迹(a)，将其和存储的v-t轨迹进行比较，以便通过对两个轨迹(a)进行随机调整，将当前位置确定为用于状态监测的另一个输入值。

Description

用于在轨道车辆中监测部件状态的方法和电子装置
技术领域
本发明涉及用于监测轨道车辆的部件的状态的一种方法以及一种电子装置，其中运行用于获取作用在部件上的负载的传感器，该传感器的测量值作为输入值被输送到评估单元，用于对部件的磨损状态进行分析，其中为此也对轨道车辆的当前位置进行信号处理。此外本发明还涉及一种与此关联存在的计算机程序产品。
背景技术
在轨道车辆交通中越来越多地使用了诊断-和监测系统，其中获取、评估和存储了各种测量参数。此外当今为了轨道车辆的运行而需要获取驱动-和制动系统的测量参数、例如速度、压力、电流和电压，除此之外也越来越多地需要获取和存储用于诊断单独的子系统和部件的测量值。在此的背景技术是，除了确保所需的功能性以外，也能对部件的磨损状态进行更好的评判，以便更好地充分利用其寿命。
轨道车辆在运行中并不被视为在封闭系统中。因为其总是被具有各自线路的相互作用影响。通过获取车辆中不同的测量参数、例如温度和LK：hv加速度，也可以推导出环境条件并且自然可以推导出线路状态，特别是轮轨接触中的附着性能或轨道损坏程度。因此直接以了解线路的位置并且进而是线路的和限定的点的对应关系为前提。为此现在需要附加装置，其提供所需的位置信息。
由DE 102 33 527 B4得知一种用于对轨道车辆的部件、类似轮组导向装置进行状态诊断和监测的方法，其中通过对当前测量的加速度信号和其二次积分进行评估来实施对路程信号的评定。路程信号然后作为状态参数被考虑用于说明各个轮组相对于其它部件的当前空间位置的坐标。
此外EP 0 795 454 A1公开了一种用于对方向受控的车辆自身定位的方法，该方法的基础是将轨道车辆的当前行驶的和早先行驶的取决于位置获取的加速度频谱相联系。在此，加速度频谱表示了线路的、对于行驶的线路和对于预定的车辆来说是特别的振动轨迹，其被存储在参考存储器形式的内部数据库中并且和当前测量的加速度频谱相联系，以用于确定轨道车辆的位置。
此外DE 601 18 501 D2公开了用于对轨道车辆定位的一种方法和一种装置，其中在不同的时间点确定了车辆在轨道线路上的速度，并且基于根据特殊算法的计算，根据数据库求出轨道车辆的当前位置。在此，在该数据库中除了几何特征以外还存储了其它数据，通过测量在车辆以前沿着线路通过时的惯性参数来获得这些数据。
由DE 198 36 081 A1公开了一种用于提前识别轨道车辆的损坏的技术方法。该状态监测以对非一般的噪声或振荡的分析为基础，这些非一般的噪声或振荡预告了轨道车辆上的损坏。对特别经受负载的部件、例如轮组通过传感器进行监测。传感器提供当前的声音-和振荡值，随后将该值和相应的参考值进行比较，判断这些值是否位于预定的界限之内。该参考值存储在参考存储器中，并且事先从大量相应的当前测量值中求出。参考值适于那个事先在该处产生该参考值的线路点。为了生成在当前的声音-和振荡值之间的基准和相应的参考值，当车辆部件的传感器经过相关的线路点并且产生当前的传感器信号时，然后多次地、更准确地说总是调用参考值。当前的传感器信号和相应的参考信号的对应关系通过读取器示出，该读取器能相应于车辆在线路上的前进而预连接。
在现有技术中为了获取位置信息而在必要时使用附加装置、例如GPS接收器(GPS＝Global Position System全球定位系统)。
在现有技术中的缺点是，GPS信号在轨道车辆中不能持久地使用，并且在存在时无法总是提供能使用的信号，例如在行驶穿过隧道时，信号在多山的地区中可以经过较远的线路传播。此外在大量的线路网中、例如在地铁中取决于系统地仅仅给出受限的发射-和接收可能性，并且进而仅仅能非常有限地使用GPS定位。
为了克服这些问题，在现有技术中也公开了用于获取轨道车辆的当前位置的另一种可能性，其中直接安装在线路中的、电感作用的位置标记将关于限定的线路点的信息传输给轨道车辆。
然而该技术方法也承担了附加的设备投入，其中需要对轨道车辆的规划以及线路进行计划。
发明内容
因此本发明的目的在于，提出用于对部件进行状态监测的一种方法以及一种电子装置，以简单的方式并且可靠地进行位置数据的获取。
该目的由根据权利要求1的前序部分的方法出发，结合该权利要求的特征来实现。在与此相对应的电子装置方面参考权利要求6。在权利要求11中给出了一种计算机程序产品。
本发明包括方法技术上的原理，即在时间t上记录轨道车辆的当前速度v，由此生成v-t轨迹，将该轨迹和存储的v-t轨迹相联系，以便通过对两个轨迹进行随机调整，确定轨道车辆的当前位置用于状态监测。在此以适合的方式，和以线路轨迹/车站轨迹形式存储的v-t轨迹相联系。
换而言之，本发明原理上的构思也就是在于，通过将速度轨迹和线路轨迹/车站轨迹相联系来进行位置确定。
根据本发明的方法的优点特别在于，即无需其它技术设备来将位置数据提供给用于状态监测的评估单元并且无需对部件以及线路进行磨损状态分析。更确切地说，在信号处理技术方面仅仅获取、也就是说计算位置信息。由于轨道车辆大多在具有固定车站的固定线路上行驶，因此可以推导出以本发明为基础的对应规则。由停车时间的轨迹中，评估单元(如果其位于根据数据的地图上)可以确定轨道车辆在哪些线路上行驶并且何时其大概位于何处，在车站之间多久延迟一次，和在何处例如在道床中存在具有通常不好的附着力的位置。在车站中根据行驶计划确定的停留持续时间期间，停车时间相应于车站位置，在此处速度为零。由此可以完成数据记录，其可以借助于简单的统计方法进行评估，用于对状态进行监测。
在本发明的范畴中也可以考虑的是，存储的v-t轨迹根据数据记录对应于其它通过传感器测定的并且作用在部件上的负载数据。因此可以将作用在轨道车辆的轮组上的加速度记录为另外的负载数据，以便在此识别有错误的线路部段。甚至可以预测何时大约到达有错误的线路部段，并且根据该信息可以在全部损坏之前已经预先修补好有错误的线路部段，这远远提前于所需的耗费成本的技术维修之前。
根据本发明的改进的措施提出，总归在轨道车辆中存在的中央数据记录仪用作为用于在时间上记录轨道车辆的当前速度的记录单元。由此获得在设备技术方面的进一步节省。轨道车辆的中央数据记录仪设置用于沿着车辆的时间变化曲线记录那些测定的并且计算出的车辆数据。此外提出，为了根据本发明对应的比较目的而使用的轨道车辆的线路-车站轨迹同样需要存储在数据记录仪中或存储在用于状态监测的评估单元中。在最简单的情况下根据在考虑到速度极限的情况下在线路上适用的行驶计划，线路轨迹/车站轨迹包括轨道车辆沿着其行驶路线的速度的时间变化曲线。此外也可能的是，通过对历史测定v-t轨迹进行统计学上的分析来确定线路轨迹/车站轨迹。
附图说明
此外，以下根据附图结合对一个优选的实施例的说明共同详细描述改进本发明的措施。其示出：
图1是用于状态监测的电子装置的示意性框图，和
图2是在轨道车辆的v-t轨迹和存储的线路轨迹/车站轨迹之间进行比较的示意图。
具体实施方式
根据图1，用于监测-未进一步示出的-轨道车辆的部件1的状态的电子装置主要包括多个传感器2a-2c，这些传感器测定作用在部件1上的负载。例如传感器2a在此设计为加速度传感器，其探测在行驶期间作用在作为部件1的轮组上的撞击。
这样获得的测量数据作为输入值首先被输送给记录单元3，其与轨道车辆的被-未进一步示出的-车辆控制器控制的当前的速度v有关并且在时间t上记录。记录单元3由此生成轨道车辆的v-t轨迹，其作为输入信号被输送给连接在后面的比较单元4。比较单元4和存储单元5有关，其由轨道车辆的、在此以线路轨迹/车站轨迹形式存储的v-t轨迹组成，根据当前线路的行驶计划来确定该轨迹。通过对两个轨迹进行随机调整得出协调性，比较单元4将其提供给连接在后面的评估单元6。
评估单元6用于对轨道车辆的部件1进行状态监测并且分析磨损状态。
如在图2中示出的，通过在时间t的特征曲线中由虚线记录出的区域B来确定协调性，来实现v-t轨迹a和线路轨迹/车站轨迹b的比较。区域B在此记录了轨道车辆的停车时间，此时速度v等于零。通过将两个轨迹这样进行重叠可以关于参考轨迹(b)推断出，轨道车辆在当时的时间点t0实际上位于哪个当前位置上。轨道车辆的这样获得的当前位置在包括通过传感器2a-2c获得的测量值在内的条件下可以被评估单元6用于基于位置的状态监测。
参考标号表
1部件
2传感器
3记录单元
4比较单元
5存储单元
6评估单元
a v-t轨迹(速度-时间轨迹)
b线路轨迹/车站轨迹
t  时间
t0当前时间点
v速度
B区域

Claims (12)

1.一种用于轨道车辆的部件(1)的状态监测方法，其中运行用于获取作用在所述部件(1)上的负载的传感器(2a-2c)，所述传感器的测量值作为输入值被输送到评估单元(6)，用于对所述部件(1)的磨损状态进行分析，其中为此也对所述轨道车辆的当前位置进行信号处理，其特征在于，在时间(t)上记录所述轨道车辆的当前速度(v)，由此生成v-t轨迹(a)，将所述轨迹和存储的v-t轨迹相联系，以便通过对两个轨迹(a，b)进行随机调整，将所述当前位置确定为用于状态监测的另一个输入值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，和以线路轨迹/车站轨迹(b)形式存储的v-t轨迹相联系。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据车站位置的时间顺序对两个所述轨迹(a；b)进行比较，在所述车站位置上经过限定的持续时间，速度为零。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述存储的v-t轨迹根据数据记录对应于其它通过所述传感器(2a-2c)测定的、作用在所述部件(1)上的负载数据。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，作用在所述轨道车辆的轮组上的加速度被记录为另外的负载数据，以便在此识别有错误的线路部段。
6.一种用于监测轨道车辆的部件(1)的状态的电子装置，其中运行用于获取作用在所述部件(1)上的负载的传感器(2a-2c)，所述传感器的测量值作为输入值被输送到评估单元(6)，用于对所述部件(1)的磨损状态进行分析，其中为此也对所述轨道车辆的当前位置进行信号处理，其特征在于，记录单元(3)在时间(t)上记录所述轨道车辆的当前速度(v)，由此所述记录单元生成v-t轨迹(a)，比较单元(4)将所述轨迹和存储的v-t轨迹进行比较，以便通过对两个轨迹(a)进行随机调整，通过所述评估单元(6)将所述当前位置确定为用于状态监测的另一个输入值。
7.根据权利要求6所述的电子装置，其特征在于，所述存储的v-t轨迹是线路轨迹/车站轨迹(b)。
8.根据权利要求6或7所述的电子装置，其特征在于，所述轨道车辆的中央数据记录仪用作为所述用于在所述时间(t)上记录所述轨道车辆的所述当前速度(v)的记录单元(3)。
9.根据权利要求8所述的电子装置，其特征在于，所述存储的v-t轨迹同样存储在所述数据记录仪中或用于状态监测的所述评估单元(6)中。
10.一种轨道车辆，具有根据权利要求6至9中任一项所述的电子装置。
11.一种计算机程序产品，用于根据权利要求6至9中任一项所述的电子装置，所述电子装置能根据权利要求1至5中任一项所述的方法运行，其中用于监测部件(1)状态的程序通过相应的存储在软件中的控制命令进行转换。
12.一种具有根据权利要求11所述的计算机程序产品的数据载体。
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