CN103906664A - 用于动态控制组件的导向滚轮的滚动的系统,该组件用于引导沿至少一条导轨运行的车辆 - Google Patents
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Abstract
一种系统(1),用于动态监测沿至少一条导轨运行的车辆的导向系统(2)的滚动,其由至少一个滚轮(9)或至少一对(11,14)沿所述至少一条导轨(3)滚动的导向滚轮(9)形成。其特征在于,该系统包括位于至少一个滚轮(9)或至少一个对(11,14)导向滚轮(9)的附近的振动传感器(5),还包括近程传感器(7),通过分析从该传感器(5,7)输出的信号或者来自在传感器中的电路的信号,用以不断确认脱轨的发生、脱轨状况、或滚轮(9)或一个或多个轮胎(24)的磨损极限或脱轨。本发明用于沿至少一条导轨导向的车辆。
Description
本发明涉及一种用于动态监测一个或多个滚动组件的滚动的系统,其用于沿至少一条导轨运行的导向系统,特别是涉及在地面运行的公路车辆,特别是涉及公共运输车辆。
特别地,此动态监测系统结合了振动状态的生成和识别、以及导向系统的(一个或多个)滚动组件相对于(一个或多个)导轨的高度差的指示。考虑了提供关于车辆脱轨风险和状态、以及这些滚动组件或其轮胎的磨损情况的信息项。
通过这样的检测可以得到感应器的振动状态和电感测量的测量或识别,该感应器设置在导向系统上,用以报告任何导向故障,从而可以防止脱轨之后引发的事故。并且,在任何情况下,都可以最小化火车脱轨的影响。这样做的目的是为了警告潜在脱轨状况,即在导向故障的开始就报警,考虑了安全保障和安全操作。
通过沿地面上的至少一条轨道运行的导向系统引导车辆,例如,确保沿此导轨运行的导向系统保持与轨道有恒定的接触。
本发明在此特别地、但不是专门地,涉及在特定情况下,通过两个倾斜的滚轮在导轨的倾斜的通道上滚动,如图所示。每个轨道可以都具有法兰。
当滚轮贴合轨道的时候,则该导向是正常并安全的。通常,滚轮与轨道接触的一部分是由相对柔韧的材料制成的,如橡皮或聚氨基甲酸乙酯。然而,无论在什么情况下,滚轮的这一部分与法兰的刚度特性不同,无论其是否由同一种材料制成,或不同的材料制成。
带法兰的滚轮是本发明的较佳实施方式之一,因为其具有各种各样的导向滚轮或导轮。可以想象,本发明可以很好地应用在具有旋转的固定外壳(carterfixe)的导引装置,该固定外壳与安装的(一个或多个)滚轮相连,且相对于滚轮的滚动路径是突出的。
如果(一个或多个)导向滚轮通过(一个或多个)法兰或(一个或多个)外壳与其运行路径滚动接触,具有导向系统的车辆将继续沿其轨道运行;然而,应该预测脱轨情况。在这种情况下,已经与轨道接触的导向部分由钢制成。因此,形成了金属-金属接触。然后,如果滚轮脱离导轨,由于法兰或外壳是突出的-即相对于导轨突出,它们中的后者将与路面接触。在这种情况下,同样,振动特性也是不同的。
因此,容易理解的是,在这种情况或其他滚动/导向情况中,测得的所安装的导向滚轮的振动特征是不同的。
然而,仍然有多个引起这些装置偏移,随后脱离导轨的因素。该脱轨风险非常高,尤其是在城区,各种路线和运动可使其暴露于各种形式的污染和排放中,还有坏天气/不可预测的事件和异常气象事件所带来的碎屑和物质。
已经确定有几种消除脱轨的技术解决方案,使得可以确保将导向安全性提升到某一点。但在这些被动防脱轨系统中,没有一个能满足人们对城市交通的苛刻的安全要求。
当导向系统脱轨时,例如导轨的局部中断的情况下,在导轨上出现障碍或非预期的物体时,如冰,或诸如此类的其他原因产生的物体,可能发生脱离导向系统的意外。因为车辆不再有导向,唯一的解决办法是驾驶者使其停止,直到它通过外部影响在导轨上再次正确定位。
需要一种能尽早发现并实时检测车辆脱轨的风险的系统。
本文中,本发明构成了一个合适的解决方案,以迎合这种需求。而且,其还可以检测导向滚轮的轮胎的磨损极限或损坏程度。
本发明的用于动态监测在导轨运行情况且与导轨的接触情况的系统可以确保对在导轨上滚动的导向滚轮或导轮进行恒定、实时的监测。考虑到当(一个或多个)滚轮的高度或运行轨迹有最轻微的偏差或变化时,输出警报。更普遍低,它/它们构成导向系统的部分。
如果该用于动态监测与导轨接触的滚轮的滚动的系统检测到导引系统正与导轨分离,即还保持与导轨接触,其振动特征已经发生改变,并且其相对于导轨的垂直距离增大,对监视和安全系统和车辆上的驾驶员发出报警信号,驾驶员可以根据安全规则/指令与相关的严重程度采取适当操作。同样的警告信号也可驱动安全系统,例如,使得车辆的停止或接合主动防脱轨或重新定轨(reenraillement)系统。
根据本发明的系统也能够检测到滚轮的轮胎的磨损或损伤情况,所述滚轮由在导轨上的导向系统的滚动装置构成。因此,这就提供了相关安全监视和相关维护监视,以替换这些轮胎。
因此,本发明有双重目的。首先,它为导向的合格运行提供了连续不断的监视,并能最早预警导向故障。其次,通过检测滚轮的轮胎正常或过量磨损使得可以获得预防性维护。
从而,本发明涉及一种动态监测系统,用于监测导轨和滚动装置的道路车辆的导向系统的接触,其沿至少一条导轨运动,特别是在地面上运动。
这样的系统可以在所有正常移动或在车辆的停止的情况下运行,即在行程的两个方向,在授权速度的整个范围上。当通过道岔、交叉口或膨胀接头时,当在急剧的拐弯,刹车等制动过程中。而且,由于检测引导故障是非常可怕的事件,采用了该系统的故障率会尽可能降低。
根据本发明,该用于动态监测引导和与轨道的接触的系统包括至少一个传感器,其可用于产生振动信号,其与振动体制的识别装置相关联,该振动体制对应指导装置、滚轮或它/它们的轮胎(s)的磨损的临界状态(s),近程传感器报告与导轨相关的在滚轮(一个或多个)的高度。结合来自这两个传感器的信号的分析使得能够获得关于脱轨或导引故障的结论。该振动传感器单独发出的警报表示传感器故障、或轮胎有缺陷。所述接近度传感器单独发出的警报表示该传感器的故障。两个传感器同时发出警报表示出现了脱轨状况。
优选地,该监测系统产生的振动信号包括至少一个加速度传感器,其与每对导向滚轮一体成型。对从加速度传感器输出的信号或从每一个加速度传感器输出的信号进行处理并进行频率相关性分析,例如,建立与导向系统的工作状态相关的信息项。
优选地,该近程传感器为电感类型。它包括感应式传感器,用于导向系统上的固定基准的尺寸,例如,在导向滚轮下部的轴和导轨的上表面。当没有导引故障,该尺寸实际上是不变的。当滚轮的轮胎发生正常磨损时,它可以随时间轻微地减少。因此,这就涉及导向系统、车辆和基础设施的机械工程。
加速度传感器和电感式近程传感器的输出都很方便,并携带到连接器,有利于实现快速和容易维护的目的。
这些传感器能承受温度变化、耐磨,冲击和振动,从而确保本发明的动态监测系统具有长期可靠性。
此外,结合另外两个额外的技术,其不具有共同的故障模式,可以大大减小本发明的动态监测系统的完全失败的风险。
该监测与轨道的接触的动态监测系统包括许多其他优点,其中可以举出:
其适用于所给定的引导组件上的轮胎的左侧和右侧不同的情况,或者适用于引导组件的前方和后方不同的情况;
其适用于任何行程方向或速度;
其不需要在车组上进行调整或校准,因此,一旦车辆启动,可立即对其进行操作;
其对正常状态的磨损是不敏感:在通过开关点,交叉点,膨胀系统或重新定轨监控系统,在急拐弯,紧急刹车时,利用导向滚轮的法兰滚动;
其同样也可以适用于车辆的端轴或中间轴;
最后,相比其他车辆,该用于监测轨道的接触和滚动状况的动态监测系统还可以提供脱轨的信息项。例如,它可以以信号和频率形式提供表示导向组件或轮胎的磨损情况的信息,或表示它们故障的信息。
本发明的特征和优点将在以下将结合附图的详细说明书进一步的阐述,参照所附的附图,其中:
图1为通过具有两对滚轮的导向系统引导的车辆的车轴的俯视图,每个滚轮均包括有动态触点监测系统;
图2为图1的环绕部分的详细视图;
图3为图2的透视图;
图4为导向系统的横向截面示意图,该横截面为图2所示的沿着横向截面的水平线截面图;
图5为导向系统的纵向截面示意图,该横截面为图2所示的沿着纵向截面的水平线的截面图;
图6为该系统的构成的框图;
图7为利用传感器的信号的分析的示例的组织表;
图8为在一条路线的两种平均功率的频谱比较图,该频谱来源于加速度传感器,一个表示在上面的引导故障的情况,另一个表示在底部的频率信号正常的引导操作的情况;
图9为在一条路线的三种平均功率的频谱比较图,该频谱来源于加速度传感器,分别来自顶部至底部,其中,一个滚轮为100%磨损,一个滚轮为50%的磨损,另一个为新滚轮。
为了简明起见,以下将使用术语“导向滚轮”。显然,“(一个或多个)滚轮”应该理解为普通的任何在轨道上滚动的组件,包括火车车轮或有轨电车车轮。
本发明的总的发明构思通过以下方式实施:采用动态监测系统1,其用于沿至少一条导轨3运行的任何性质的车辆上的导向系统2。特别是在地面上,该动态监测系统1包括至少一种振动传感器5,例如,加速度传感器6。还包括至少一种近程传感器7,例如,感应传感器8。传感器携带或固定于导向系统2上,并靠近至少一个滚轮9,或靠近至少一对导向滚轮9。利用来自这些传感器5、7的信号,以确认是否有导向故障、是否有脱轨状态、及导向滚轮9的轮胎是否有简单磨损。
更具体地,通过利用来自每个振动传感器5所发送的信号,对其进行频率相关性分析,且将来自近程传感器7的电平信号与参考距离进行比较,以确定来自振动传感器5的信号是否表示导向滚轮9磨损或损坏;如果监测系统提供伴随的两个警报,确定来自振动传感器5的信号表示有脱轨。
下面参照各图对这些系统和其实施方式做更详细的描述。
作为一个示例,在此描述的根据本发明的动态监测系统1安装在导向系统2上,其设计成用于对沿着中心导轨3的行驶的地面车辆进行导向,特别是在地面4上的车辆。当然,该系统1是并特指这种类型的导向系统,其还适用于任何与至少一条导轨接触的导向系统。
在一优选的实施方式中描述的导向系统中,每个采用了导向系统2进行导向的车辆的车轴或车轴机架10包括:两对导向滚轮9,即一对11前导轮12和13,其位于朝向行驶的前方,(参照车辆行驶方向);和一对14从动车轮15和16,其为位于车辆的后部,(参照车辆行驶方向)。从而,使车辆能够在两个方向上行驶。显然,可以理解的是,如果车辆是单向行驶的,可只有一个位于前方的导向系统,(参照车辆行驶方向)。
优选地,导向滚轮9法兰型的,如17,并且还包括弹性的轮胎24,或如至少具有其他机械刚度特征的法兰,即较低的刚度特性。
可以使用不带轮胎的滚轮。滚轮或滚轮的外周表面是特定的,优选地,具有不同的径向刚度的复合性质。优选地,其刚度比法兰或滚轮突出部分低,或与其相近,例如,与铁路的刚度接近。
可以通过一种纯金属滚轮获得相同的效果,它转动圆周是由具有比法兰或突出部分的刚性更小的材料制成的,或者其旋转轴或轴承采用了较其主要结构更具有弹性的材料制成。
每个车轴或车轴机架10通过臂18和19定向,其带有一对11、14倾斜的V型的滚轮9,其较低的部分与倾斜的横向边缘20和21接触,且和导轨3的倒角接触。这对11、14导向轮轴9沿导轨3的侧棱20和21滚动,该侧棱作为通道,并对车轴或车轴机架10定向。采用类似于拖车的方式连接。所有的横向力,如由风引起的离心力产生的力,该横向力由相对于车轴或车轴机架10的轮胎,如22和23承受。只有必须施加在轴架(10)方向上的导向力由导向系统2承受。
滚轮9和导轨3的倒角侧边缘20和21均倾斜45°,由于滚轮9是在滚动而不是仅与导轨3上的法兰17发生摩擦,从而减少滚轮9的垂直负载并可传递至导轨3的力。
为了更舒适,重要的是,为使噪音较小,从而不造成导轨上的磨损,滚轮9通常具有由弹性材料制成的轮胎,如24,通过弹性材质与导轨3保持正常接触,并且确保该接触为柔和接触。该材料的缺点是随着时间不断滚动会产生磨损,需要进行更换。可以设想,这一部分也可以由钢制成,通过一个合适的形式使得它更加柔软,因此,其径向刚度比法兰的刚度小。
通过对不同的局部进行浮雕或印记,使得滚动周边区域和安装在滚轮上的法兰或突出部分的振动特性不同。该雕刻或印记可以重复也可不重复。例如,在法兰的周边的雕刻或印记可以为条纹状或扁平状或变化的形式,或其他方式。
特别地,上述刚度差异可以相反,即(一个或多个)法兰或突出部的刚度特性可小于滚轮的滚动周边的刚度特性。
该导向系统2还包括前滑动接头,其被称为防护条;还包括支撑结构,该支撑结构具有倾斜臂28和27,还设置有抵住臂的弹簧28,以提供持久的压力;两个枢转轴29和30,例如凸耳31和32,用于在滚轮的上升和下降,以及各种电连接33和32,以将从车辆返回的电源电流作为电能。
根据本发明,在靠近每对11,14滚轮9的附近设置振动传感器5,其可发送信号指示由两对滚轮12和13,15和16形成的机械组件的振动状态,这两对11,14相同的滚轮9的安装方式如图2至5所示。
如果振动传感器5尽可能靠近该对11,14滚轮9,是有利于检测精度。
通常地,当每个滚轮9的轮胎24在导轨3的倾斜的路径20和21上滚动时,该轮胎的材质柔软,振动传感器5的频率特征或频谱具有给定的形式。如果滚轮9或其一部分在导轨3上滚动或摩擦,该金属-金属接触产生不同的振荡,并且该振动特征,如振动传感器5的频率,即分解成具有不同的形式和内容的频率。因此,通过比较,可以检测到任何类型中的至少一种滚轮9是否存在问题,例如,由弹性材料制成的轮胎的磨损24,或导向故障。
为了消除关于振动传感器5检测到的特性方面所有问题,特别是区分轮胎24的磨损、损害以及导向故障。例如,利用近程传感器7,如感应式近程传感器8,其连续指示其相对于参考表面的距离-特别是垂方向的距离。
此近程传感器7安装在引导系统2上,且位于使其能够获得相对于基准表面的距离的无干扰的指示的位置,特别是相对于导轨3的上表面的距离,其在下文中和图5中称为尺寸H。
通过分析从振动传感器接收的信号5来检测问题。如果尺寸H的值大于正常值,即大于对应于导向系统的正常导向操作的值,则表示导向故障,即导向滚轮9不再通过轮胎的接触在导轨3正常滚动,或传感器发生故障。如果由近程传感器测得的H值的几乎保持恒定且接近正常值,并且如果存在一个振动报警,就可以怀疑滚轮的轮胎有磨损或损坏。在任何情况下,一旦由近程检测器触发且发出接近报警,且在同一时间还有振动报警,可以得到出现了引导障碍的结论。
优选地,在构造上,振动传感器5和近程传感器7安装在靠近电缆33、34和35的位置以便电流从车辆返回。
为了防止任何电磁干扰其发送的信号,振动传感器5和近程传感器7通过屏蔽电缆连接到处理单元。
构成振动传感器5和近程传感器7的传感器通常是信号传送器,即其提供与发射器敏感的值相对应的信号。它们也可以是电气特性会发生变化的被动元件。显然,这种类型的传感器将安装在适当的检测电路中。
图6示出了用于处理和分析的信号的单元,该信号来自振动传感器5和近程传感器7。该单元包括:并行设置的VACC加速度测量信道和VINDU电感信道,VACC加速度测量信道包括MODVI振动处理模块,VINDU电感信道包括MODIN电感处理模块。
在一种情况下,处理模块分别连接到前振动传感器5AccAV和后振动传感器5AccAR;在其它情况下,处理模块分别连接到前近程传感器7CIAV和后近程传感器7CIAR。其包括各种输出,对于每一个输出,EtCAP输出提供关于传感器的状态的信息项,并对于每一个输出,主输出端终止在BALAM报警多信道单元。
图6中的MODVI振动处理模块接收VI速度信息项和来自(一个或多个)前振动传感器5AccAV和后振动传感器5AccAR的信号。其示意图如图7所示。
它是由两个进行处理和分析单元构成的,并在下述的振动频率范围内工作:一是在BABF低频单元,另一个是相邻的BAMF中频单元。
该BABF和BAMF处理单元提供来自(一个或多个)振动传感器5的信号,SGAME。
第一单元BABF集成了两个信道:一是用于降低低频频率的RMSBFI中等水平信道,一是用于提高低频发射的RMSBFS第二中等水平信道。每一信道分别从在1-80Hz范围的低通滤波器F1开始,B1,和在80-200Hz范围的带通滤波器F2开始,B2;跟随其后的是检测有效电压的电平的模块,分别为在较低的低频率B1的模块RMSB1,以及在较高的低频率B2的模块RMSB2进行。
上述的两个电平在不同的模块RMSB2中进行比较。
当差值高于对应给定的电平的阈值6分贝时,例如,加速度测量警报AlACC将被触发。
该相邻的中等频率分析单元,BAMF,还反馈(一个或多个)所测振动传感器5的信号,SGAME。它具有由较高的中等频率带通滤波器F3构成的信道,在150-1,000Hz范围内,B3,跟随其后的为测量模块,该测量模块用于测量较高的中等频率的有效电压的电平,B3,RMSB3模块。将该电平与比较器COMB3的阀值S进行比较。
根据车辆的是否高于或低于最低速度,该阀值S是不同的。最低速度Vmin为15kph。例如,如果车辆的速度大于或小于Vmin,由编码器分配不同的阈值S。
例如:
Vmin>15km/h S=9
Vmin<15km/h S=3
如果信号B3的有效电压的电平大于该阈值S,比较器COMB3发送报警信号。
两个处理单元的两个警报信号通过逻辑OR单元在ALACC加速计警报信道启用。
现在参照图8中的示意图,可以理解,上述的设定的尺寸H值的上升对应于基准表面和上述的有效阈值电平的上升,其为振动传感器信号5测量的频带,从而可以得出脱轨的结论。
参阅图8和图9,通过比较方式中,在一实施方式中,其显示了振动传感器5的电平的频率特征,振动传感器5为加速度传感器6。每次都参照一个正常的导向模式,其特性显示在每个图的底部。
在图8中,将导向模式中的特征与导向故障模式的特征进行比较,导向故障模式的特征显示在顶部,在一实施方式中显示出平均电平是高于导向故障,在低频率中具有一个峰值。从而,可以轻松地检测出导向故障。
在图9中,已经磨损的轮胎或滚轮与新的滚轮的频谱特征是不相同的。在导向模式中,磨损50%频谱接近新滚轮的频谱。因此,只有当有非常明显的磨损时,频谱才会有很大区别。100%磨损的(一个或多个)滚轮的频谱位于顶部,且具有不同的形式。与此相反,在导向模式中,中度磨损的频谱接近于新滚轮的频谱,这就可以消除根据本发明的近程传感器的指示带来的疑问。这个来自近程传感器的附加指示可以使得人们得出已发现导向故障的结论,或(一个或多个轮胎)出现磨损的结论,或该传感器已发生故障的结论。
在使用过程中,可以发送不同的报警信号,如根据本发明的动态监测系统检测到轨道3是否有接触故障,并且该故障是否发生在一对11的导向轮12和13上,和/或在一对14的从动轮15和16上,从而可以采取防止脱轨的适当措施。所采用措施可以为,例如,降低车辆的速度,紧急刹车,或触发主动防脱轨系统或重新定轨系统,或任何其他适当的操作。
为了实现这个目的,优选地,根据本发明的动态监测系统采用模拟处理接口,使得可以不需要编程逻辑就可以实施导向故障检测功能。
显然,本发明并不限于上述各图中所示的优选的实施方式,本领域的技术人员在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种沿至少一条导轨运行的地面车辆的导向系统(2),所述导向系统(2)具有用于动态控制所述导向系统(2)与轨道的接触的系统(1),所述导向系统(2)包括至少一个沿所述至少一条导轨(3)滚动的滚轮(9)或至少一对(11,14)的导向滚轮(9),所述导向系统(2)具有两个不同的状态,在其中一个状态中,在正常引导情况下,至少一个滚轮或至少一对导向滚轮通过轮胎,滚动表面或滚动边缘在至少一条导轨上滚动;在另一个状态中,在脱轨的情况下,除所述导向系统(2)以外的部分,例如,一个或多个滚轮或所述滚轮的突出表面,在所述导轨上滚动或与所述轨道摩擦,或在路面上滚动或所述路面摩擦,其特征在于:
在导向过程中的正常滚动的且与所述导轨(3)接触的所述滚轮或多个滚轮的振动特性与在脱轨的情况下与所述导轨(3)接触的区域或与所述路面接触的区域的振动特性是不同的;
所述动态监测系统(1)包括位于至少一个滚轮(9)或至少一个对(11,14)导向滚轮(9)的附近的振动传感器(5),还包括近程传感器(7),及
所述动态监测系统(1)包括单元,所述单元用于处理和分析来自这些传感器(5,7)的信号或者来自在所述传感器中的电路的信号,用于分析和不断确认来自所述振动传感器(5)的信号是否超过第一报警阀值,及来自所述近程传感器(7)的信号是否超过第二报警阀值,从而,当所述两个阀值均被超过时触发脱轨报警。
2.根据权利要求1所述的导向系统(2),其特征在于,所述一个或多个滚轮在导向过程中的正常滚动情况下与所述导轨(3)接触的部分的刚性小于所述一个或多个滚轮在脱轨的情况下与所述路面接触的区域的刚性。
3.根据权利要求1所述的导向系统(2),其特征在于,所述突出部分为每个滚轮的法兰、外壳、或安装在所述滚轮上的旋转的固定面。
4.根据权利要求1所述的导向系统(2),其特征在于,高于所述第一报警阀值的信号对应所述振动传感器(5)的故障。
5.根据权利要求1所述的导向系统(2),其特征在于,所述近程传感器(7)为靠近所述导轨(3)的上表面的传感器。
6.根据权利要求1所述的导向系统(2),其特征在于,所述近程传感器(7)为靠近所述导轨(8)的上表面的传感器。
7.根据权利要求1所述的导向系统(2),其特征在于,所述振动传感器(5)为加速度传感器(6)。
8.根据权利要求1所述的导向系统(2),其特征在于,阀值被作为车辆的速度的函数而建立。
9.根据前述权利要求所述的导向系统(2),其特征在于,如果所述车辆的速度大于15kph,则根据所述车辆的速度对所述阀值进行修改。
10.根据权利要求1所述的导向系统(2),其特征在于,用于处理和分析来自所述传感器的信号的所述单元为频谱处理和分析单元。
11.根据权利要求10所述的导向系统(2),其特征在于,用于处理和分析从所述振动传感器(5)和所述近程传感器(7)传输过来的信号的所述单元包括:平行设置的VACC加速度测量信道和VINDU电感信道,所述VACC加速度测量信道包括振动处理模块MODVI,所述VINDU电感信道包括电感处理模块MODIN;其中,所述处理模块分别连接到所述前振动传感器(5)AccAV和后振动传感器(5)AccAR;在一种情况下,还连接至所述前近程传感器(7)CIAV和后近程传感器(7)CIAR;在另一种情况,所述处理模块还包括各个输出;每一个处理模块都具有一个EtCAP输出,用于提供与所述传感器的工作状态相关的信息项;每一个处理模块都包括终止于BALAM多信道报警单元的主输出;且所述MODVI振动处理模块接收来自所述前振动传感器(5)AccAV和后振动传感器(5)AccAR的VI速度信息项和信号,且所述MODVI振动处理模块由两个处理和分析单元构成,其中一个是BABF低频单元,另一个是相邻的BAMF中频单元。
12.根据前述权利要求所述的导向系统(2),其特征在于,所述BABF和BAMF处理单元提供来自所测的一个或多个振动传感器(5)的信号,SGAME。
13.根据权利要求11和12所述的导向系统(2),其特征在于,所述第一单元BABF包括两个信道,一个用于降低低频频率的中等水平信道,RMSBFI;和一个用于提高低频发射的第二中等水平信道,RMSBFS;每一信道分别从在1-80Hz范围B1的低通滤波器F1开始,及从在80-200Hz范围中B2的带通滤波器F2开始;跟随其后的是检测有效电压的电平的模块,分别为在较低的低频率B1的模块RMSB1以及在较高的低频率B2的模块RMSB2中进行,其中所述两个电平在区别模块RMSB1B2中进行比较,从而,如果它们的差值大于一个给定的电平,则触发加速度测量警报ALACC。
14.根据前述权利要求所述的导向系统(2),其特征在于,用于分析中等频率BAMF的所述相邻的单元还提供所测的一个或多个振动传感器(5)的信号,SGAME;其中,所述单元包括由较高的中频带通滤波器F3构成的信道,在150-1,000Hz范围中,B3;跟随其后的是用于测量较高的中频B3,模块RMSB3的电压的有效电平的模块;其中,所述电平与比较器COMB3的阀值S进行比较,根据车辆的速度高于或低于最低速度Vmin,所述阀值S取不同的值,如果车速高于或低于Vmin,则编码器分配一个不同的阀值S;当所述信号B3的所述电压的有效电平高于所述阀值S,则所述比较器COMB3发送报警信号,其中,所述两个处理单元的所述两个报警信号通过逻辑OR单位在ALACC加速警报信道中启用。
Claims (14)
1.一种动态监测系统(1),用于监测沿至少一条导轨运行的地面车辆的导向系统(2)与轨道的接触,包括沿所述至少一条导轨(3)滚动的至少一个滚轮(9)或至少一对(11,14)导向滚轮(9),所述导向系统具有两个不同的状态,在其中一个状态中,在正常引导情况下,至少一个滚轮或至少一对导向滚轮通过轮胎,滚动表面或滚动边缘在至少一条导轨上滚动;在另一个状态中,在脱轨的情况下,除所述导向系统(2)以外的部分,例如,一个或多个滚轮或所述滚轮的突出表面,在所述导轨上滚动或与所述轨道摩擦,或在路面上滚动或所述路面摩擦,其特征在于:
在导向过程中的正常滚动的且与所述导轨(3)接触的所述滚轮或多个滚轮的振动特性与在脱轨的情况下与所述导轨(3)接触的区域或与所述路面接触的区域的振动特性是不同的;
所述动态监测系统(1)包括位于至少一个滚轮(9)或至少一个对(11,14)导向滚轮(9)的附近的振动传感器(5),还包括近程传感器(7),及
所述动态监测系统(1)包括单元,所述单元用于处理和分析来自这些传感器(5,7)的信号或者来自在所述传感器中的电路的信号,用于分析和不断确认来自所述振动传感器(5)的信号是否超过第一报警阀值,及来自所述近程传感器(7)的信号是否超过第二报警阀值,从而,当所述两个阀值均被超过时触发脱轨报警。
2.根据权利要求1所述的动态监测系统(1),其特征在于,所述一个或多个滚轮在导向过程中的正常滚动情况下与所述导轨(3)接触的部分的刚性小于所述一个或多个滚轮在脱轨的情况下与所述路面接触的区域的刚性。
3.根据权利要求1所述的动态监测系统(1),其特征在于,所述突出部分为每个滚轮的法兰、外壳、或安装在所述滚轮上的旋转的固定面。
4.根据权利要求1所述的动态监测系统(1),其特征在于,高于所述第一报警阀值的信号对应所述振动传感器(5)的故障。
5.根据权利要求1所述的动态监测系统(1),其特征在于,所述近程传感器(7)为靠近所述导轨(3)的上表面的传感器。
6.根据权利要求1所述的动态监测系统(1),其特征在于,所述近程传感器(7)为靠近所述导轨(8)的上表面的传感器。
7.根据权利要求1所述的动态监测系统(1),其特征在于,所述振动传感器(5)为加速度传感器(6)。
8.根据权利要求1所述的动态监测系统(1),其特征在于,阀值被作为车辆的速度的函数而建立。
9.根据前述权利要求所述的动态监测系统(1),其特征在于,如果所述车辆的速度大于15kph,则根据所述车辆的速度对所述阀值进行修改。
10.根据权利要求1所述的动态监测系统(1),其特征在于,用于处理和分析来自所述传感器的信号的所述单元为频谱处理和分析单元。
11.根据权利要求10所述的动态监测系统(1),其特征在于,用于处理和分析从所述振动传感器(5)和所述近程传感器(7)传输过来的信号的所述单元包括:平行设置的VACC加速度测量信道和VINDU电感信道,所述VACC加速度测量信道包括振动处理模块MODVI,所述VINDU电感信道包括电感处理模块MODIN;其中,所述处理模块分别连接到所述前振动传感器(5)AccAV和后振动传感器(5)AccAR;在一种情况下,还连接至所述前近程传感器(7)CIAV和后近程传感器(7)CIAR;在另一种情况,所述处理模块还包括各个输出;每一个处理模块都具有一个EtCAP输出,用于提供与所述传感器的工作状态相关的信息项;每一个处理模块都包括终止于BALAM多信道报警单元的主输出;且所述MODVI振动处理模块接收来自所述前振动传感器(5)AccAV和后振动传感器(5)AccAR的VI速度信息项和信号,且所述MODVI振动处理模块由两个处理和分析单元构成,其中一个是BABF低频单元,另一个是相邻的BAMF中频单元。
12.根据前述权利要求所述的动态监测系统(1),其特征在于,所述BABF和BAMF处理单元提供来自所测的一个或多个振动传感器(5)的信号,SGAME。
13.根据权利要求11和12所述的动态监测系统(1),其特征在于,所述第一单元BABF包括两个信道,一个用于降低低频频率的中等水平信道,RMSBFI;和一个用于提高低频发射的第二中等水平信道,RMSBFS;每一信道分别从在1-80Hz范围B1的低通滤波器F1开始,及从在80-200Hz范围中B2的带通滤波器F2开始;跟随其后的是检测有效电压的电平的模块,分别为在较低的低频率B1的模块RMSB1以及在较高的低频率B2的模块RMSB2中进行,其中所述两个电平在区别模块RMSB1B2中进行比较,从而,如果它们的差值大于一个给定的电平,则触发加速度测量警报ALACC。
14.根据前述权利要求所述的动态监测系统(1),其特征在于,用于分析中等频率BAMF的所述相邻的单元还提供所测的一个或多个振动传感器(5)的信号,SGAME;其中,所述单元包括由较高的中频带通滤波器F3构成的信道,在150-1,000Hz范围中,B3;跟随其后的是用于测量较高的中频B3,模块RMSB3的电压的有效电平的模块;其中,所述电平与比较器COMB3的阀值S进行比较,根据车辆的速度高于或低于最低速度Vmin,所述阀值S取不同的值,如果车速高于或低于Vmin,则编码器分配一个不同的阀值S;当所述信号B3的所述电压的有效电平高于所述阀值S,则所述比较器COMB3发送报警信号,其中,所述两个处理单元的所述两个报警信号通过逻辑OR单位在ALACC加速警报信道中启用。
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