CN105658499A - 从传感器信号生成测量结果的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种从一个或多个分开的传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)生成的传感器信号生成测量结果的方法，所述信号包括来自相同事件的两个或多个数据点，所述传感器的每一个(S1、S2、S3、S4、S5、S6)都设置在适于承载铁轨车辆的铁轨(3)上。所述传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)适于测量所述铁轨(3)的物理特性。所述传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)的每一个包括发射器(2)，所述发射器(2)适于将传感器信号发射到物理隔开的数据管理装置(4)。物理隔开的数据管理装置(4)包括：接收器(11)，适于接收所述传感器信号，处理器(13)，适于评估所述传感器信号，以及存储器(12)。所述方法包括步骤：接收所述传感器信号，并评估所述传感器信号。所述数据管理装置(4)将接收到的传感器信号存储在所述存储器(12)中，且所述评估包括将来自一个或多个存储的传感器信号的至少两个数据点彼此组合和/或比较的步骤。本发明允许通过比较和/或组合来自传感器信号的数据点以评估传感器信号。这具有多个不同测量结果可以从传感器信号计算的优点。

Description

从传感器信号生成测量结果的方法
技术领域
本发明涉及一种从一个或多个单独的传感器生成的传感器信号生成测量结果的方法，所述信号包括相同事件中的两个或多个数据点，所述传感器的每一个被设置在适于承载铁轨车辆的铁轨上，所述传感器适于测量所述铁轨的物理特性，所述传感器的每一个包括发射器，所述发射器适于发射传感器信号到物理隔开的数据管理装置，所述数据管理装置包括适于接收传感器信号的接收器、适于评估传感器信号的处理器、以及存储器，所述方法包括步骤：接收传感器信号，评估传感器信号，以及存储生成的测量结果。
本发明还涉及一种数据采集和管理系统，适于由一个或多个单独的传感器生成的传感器信号生成测量结果，每个传感器被设置在适于承载铁轨车辆的铁轨上，所述传感器适于测量所述铁轨的物理特性，所述传感器的每一个包括发射器，所述发射器适于发射传感器信号到数据管理装置，所述数据管理装置与所述传感器物理隔开，且包括适于接收传感器信号的接收器、适于评估传感器信号且生成测量结果的处理器。
背景技术
已知例如，重量传感器和应变传感器的组合，例如，在实用新型DE212006000003U1中所讨论的。该文件描述了一种以太网铁轨称重装置，它通过以太网将多对板式传感器连接到剪切力传感器，板式传感器被安装在铁路轨道下方。然后将测量数据发射到控制室内的计算机。
此外，从JP2009184450A已知，借助于重量传感器检测车辆的重量，来告知乘客有关公共运输设施(如公共汽车或列车)的交通状况，重量传感器被安装到车辆上，发射重量信息到服务器，并使重量信息与使用车辆的乘客人数相关。然后交通状况可以被发射到乘客的移动设备，例如蜂窝电话。
从CN1831496已知，将来自动态铁路轨道衡的重量信息无线地发射到监控中心，来远程监控煤矿的输出。这里，传感器数据在发射到监控中心之前，被CPU处理。
JP2005156298A公开了一种轮载和横向力测量装置，包括半导体传感器、数据处理单元和无线发射器。由于传感器单元内的数据处理部分计算车轮负荷和侧向力，接收器侧的数据处理可以被减少。
EP1239268A1揭露了一种网络辅助称重系统，包括称重装置，称重装置具有重量感测机构和收发器机构，收发器机构发射重量信息到信息网络，在信息网络处，重量信息被存储、管理并通过有线或者无线网络被传送给用户。信息可以在移动设备中显示。称重装置和网络双向通信。当重量信息被发射到网络，网络可以返回收据，或者控制称重装置的次要功能。
发明内容
本发明要解决的问题
本发明的目的是提供一种从传感器信号生成测量结果的改进方法。例如，应提供一种方法，该方法允许使用一个或多个之前测量的、来自一个传感器的传感器信号或者来自两个或更多不同传感器的传感器信号，重新评估和重新校准传感器信号。
本发明的目的也是提供一种改进的数据采集和管理系统。本发明的进一步目的是大大消除传感器内或者靠近传感器的数据处理要求，从而在传感器的位置处节省空间和减少能源消耗。
根据本发明的解决方案
根据本发明，该问题由根据权利要求1的前序部分的从传感器信号生成测量结果的方法来解决，其中数据管理装置(DMA)还将接收到的传感器信号存储在存储器内，评估包括将来自一个或多个存储的传感器信号的至少两个数据点彼此组合和/或比较的步骤。
将接收到的传感器信号存储在DMA中有利地允许在稍后的时间点执行和/或重复传感器信号的评估。通过将来自一个或多个存储的传感器信号的至少两个数据点进行比较和/或组合来评估DMA中的传感器信号的步骤，有利地允许将测量结果的生成与传感器信号的生成分离。因此，该方法在从传感器信号生成测量结果中提供了大得多的灵活性。例如，它可能获得一个或多个传感器的传感器信号的历史和/或统计演化的相关信息。
铁轨车辆，在本发明的意义上，是可在包括至少一个铁轨的铁路轨道上行进且被铁轨承载的任何种类的车辆。这样的铁轨车辆(在下文中也仅称为“车辆”)是铁轨车厢(car)、列车头、货车(lorry)、手推车(trolley)、电车(tram)、地铁、齿轨铁轨、齿轮铁轨或者由多个铁轨车厢和列车头或者多个单元列车形成的列车组，多个单元列车包括至少一个自推进的铁轨车厢。铁轨车辆可运送乘客和/或货物。本发明关注的铁轨车辆被用于室外和/或室内，如铁轨仓库搬运系统。所述铁轨车辆被形成铁轨轨道的铁轨承载和导向。铁轨车辆悬挂在铁轨轨道上，或行驶在铁轨轨道上。铁轨轨道由一个、两个或三个铁轨形成。因此，本发明涉及单轨系统以及具有第三铁轨的铁轨系统，例如在山脉、或地铁铁轨系统中使用的齿轮或齿轨铁轨，其中，第三铁轨提供电功率给列车，只要至少一个铁轨适于携载车辆。最常见的是由两个并行铁轨形成的铁轨轨道。铁轨通常是由金属制成。最常见的是由钢制成的铁路铁轨。然而，本发明不限于特定种类的铁轨。
根据本发明，传感器是适于测量铁轨的物理特性的装置。值得注意的是，传感器测量在一事件中铁轨的物理特性的变化，该变化由铁轨支撑的铁轨车辆导致。传感器也可以适用于测量铁轨的一个以上的物理特性，例如铁轨车辆引起的铁轨变形、以及安装在铁轨上的传感器的加速度。测量铁轨的物理特性意味着传感器生成时间相关的电信号，例如时间相关的电压或电流信号，其表示测量的物理特性随着时间推移的演变。
对于本发明的目的，“传感器信号”表示时间相关的电信号，从时间相关的电信号可以得出最初测量的物理特性。这意味着转换的传感器信号仍构成传感器信号。传感器信号的转换是：传感器信号的放大、模-数转换、数据压缩、和/或参数化生成。传感器信号的转化在传感器和/或在DMA内本地进行。为了该目的，优选的传感器包括用于信号转换的装置，例如放大器、A/D转换器和/或处理器。更优选地，该转换也可以在单独的设备和/或在接收DMA中执行。特别地，“存储的传感器信号”可以是被转换的“接收到的传感器信号”，且“接收到的传感器信号”可以是被转换的“生成的传感器信号”。
每个传感器信号包括来自相同事件的至少两个数据点。数据点是在特定的和已知的时间点-至少彼此有关–的测量值，或者是函数的参数，例如振动的振幅或频率，从其可以得出或者估算出最初测量的物理特性或时间相关的电信号。
事件是：列车事件、车厢事件或车轮事件。当列车通过传感器时发生列车事件，有轨车厢或列车头(作为单铁轨车辆或者作为列车组的一部分)通过传感器时发生车轮事件，铁轨车辆中的一个轮轴的一个或多个车轮通过传感器时发生车轮事件。从这个定义它遵循：列车事件包括一系列的至少两个车厢事件，车厢事件通常包括一系列的至少两个车轮事件。在事件期间，传感器生成传感器信号。列车事件期间生成的传感器信号可以被转换成至少两个车厢事件传感器信号。每个车厢事件传感器信号可以进而被转换成至少两个车轮事件传感器信号。相反地，也可能从至少两个车轮事件传感器信号生成车厢事件传感器信号，或者从至少两个车厢事件传感器信号生成列车事件传感器信号。由于每个传感器信号包括至少两个数据点，在车厢事件中所生成的传感器信号包括至少四个数据点，在列车事件中所生成的传感器信号包括至少八个数据点。由于每个数据点在已知时间点上生成，事件被一系列时间数据点表示。优选地，传感器信号包括多于十个的数据点，更优选大于100，甚至更优选超过1000个数据点。
测量地点是一个或多个传感器被布置在铁轨上的位置，例如在铁轨的侧面或铁轨的底部，和/或在铁轨或铁轨轨道的支撑结构处。传感器可以例如适于测量由承载在铁轨上的铁轨车辆的负荷导致的铁轨的机械变形。负荷例如可以是静态的力，例如源自铁轨车辆的较重质量的重力、和/或动态力，例如铁轨车辆沿着铁轨的运动引起的动态力，这也可能导致铁轨上的振动。根据本发明，一个或多个分开的传感器被使用。在一个以上的传感器的情况下，每个传感器应被安排在铁轨上。这里，铁轨可以指相同铁轨的不同部分，其可以在地理意义上距离接近或分开甚远，或者可能指的是不同铁轨，这些铁轨不连接到彼此，甚至不是相同的铁轨网络的一部分。
传感器例如可以测量铁轨车辆的重量，这是由于重力而作用在铁轨车辆上的力，且与铁轨车辆的质量成正比。由于铁轨车辆由铁轨承载，该力作用在铁轨上，但可以被铁轨车辆的运动和/或铁轨本身的朝向影响，铁轨本身的朝向并不总是精确垂直于重力的方向。铁轨对常常稍微朝向彼此倾斜，以便使铁轨车辆居中。此外，重量分布在铁轨车辆的几个车轮上。这样的附加效应须被考虑，以便确定铁轨车辆的质量。因此，铁轨车辆的重量的测量涉及对承载在铁轨上的铁轨车辆的力的测量。然而，所需的物理量是铁轨车辆的质量。在本文档中，术语“重量”用于指大的质量导致的重力。为了从重量测量确定质量，可能需要复杂的计算。这些计算可要求强大的计算机处理器，且还可以包括一个或多个数据库，数据库提供执行校准算法所需的参数，或适于存储测量数据。
发射器是发射信号的设备，接收器是接收信号的设备。介质被设置在发射器和接收器之间，允许信号在发射器和接收器之间传播。根据本发明，介质可以是网络，直接有线连接或无线连接。可能的网络例如是互联网，蜂窝网络系统或其它无线网络。发射器和接收器之间的通讯也可以通过铜电缆或光纤来促进。
根据本发明，存储器是适于存储信息和便于读出信息的物理装置。信息包括传感器信号、计算机程序和算法。存储器可以包括易失性或永久存储器或两者的组合。例如，存储器设备可以是计算机硬盘驱动器、闪存、RAM、CPU缓存或它们的任意组合。根据本发明的处理器是微处理器，例如计算机的CPU。
数据管理装置(DMA)可以被看作是服务器，接收传感器信号，将接收到的传感器信号存储到存储器，并评估和/或分析存储的传感器信号，从而生成测量结果。传感器数据的评估和/或分析在处理器中执行。根据本发明，DMA与传感器在物理上隔开。“物理上隔开”意味着除了从传感器发射信号到DMA的装置，例如电线或电缆，DMA不直接与传感器物理接触。特别地，传感器和DMA不以任何方式固定到彼此，例如，通过被安装在相同的电路板上。优选地，传感器和DMA有独立的外壳和独立的电源。优选地，DMA与传感器相距至少数十米。典型地，DMA与传感器相距几十公里，但仍然可通过有线连接接收来自传感器的信号。信息以传感器信号的形式在传感器和DMA之间交换，传感器信号还可以含有与传感器信号相关联的元数据的形式。特别地，传感器独立于DMA的存在、测量并且发射信号。传感器可适合于独立于铁轨车辆的存在、持续生成并发射传感器信号，或者传感器可以包括检测阈值、然后触发传感器信号的传输的电子部件。也有可能通过其他手段检测接近的铁轨车辆，并触发传感器信号的测量和传输。优选地，传感器和DMA之间存在无线连接。替代地或附加地，物理连接可以以有线网络连接的形式存在于传感器和DMA之间。优选的DMA是连接到互联网的计算机系统，优选还通过互联网连接接收传感器信号。
根据本发明，生成测量结果包括几个步骤。首先，数据是通过从一个或多个传感器接收传感器信号在DMA处收集。然后，将传感器信号存储到存储器后，传感器信号被评估和/或分析，并且也可以被解释。根据本发明，传感器信号的定量和/或定性评估和/或分析和/或解释被称为传感器信号的“评估”，它的结果可以是测量结果。该DMA借助于计算机程序、算法、运算和/或其它指令(例如以包括数学运算或查找表的计算机代码的形式)来评估传感器信号。测量结果可能是由传感器测量的初始物理特性，或者是得出的量。例如，从传感器生成的传感器信号进行评估的测量结果可能是铁轨车辆所引起的铁轨变形，或者从这个得出的铁轨车辆本身的质量。从相同的传感器信号和/或一组传感器信号或数据点，可能提取多种不同物理量。例如，可以通过执行傅立叶变换来获得信号的频谱，得到关于铁轨车辆引起的铁轨的振动信息，从而使得有可能甚至获得关于货物和/或铁轨车辆的货物分布或铁轨车辆的车轮的不平衡的信息。另外，传感器信号的评估可以用于例如生成传感器的校准函数。传感器信号的评估也可包括重新组合或重新安排传感器信号的数据点和/或执行数据点和/或传感器信号的统计分析。
根据本发明，将来自一个或多个传感器信号的两个或更多的数据点彼此比较和/或组合，意味着执行一个或多个运算，每个运算使用两个或两个以上的数据点作为输入参数并生成一个或多个测量结果。运算是，至少使用两个或更多数据点作为输入参数、且可以由DMA的处理器来执行的数学或逻辑运算。例如，表中或在计算机屏幕上显示或绘制数据点的过程在本发明的意义上不是运算。优选的，一个或多个运算作为计算机算法或程序来实现，例如，适合将分析函数拟合到数据点的算法，该算法所生成的输出是得到的拟合函数的参数。两个或更多个数据点可能已经由相同传感器或由两种或更多不同的传感器生成。特别地，两个数据点可以源于两个不同的传感器，意味着来自一个传感器的一个数据点与来自另一传感器的一个数据点比较和/或组合。传感器的信号可能会来自于测量铁轨物理特性，该铁轨与相同的铁轨车辆或与两个或多个不同的铁轨车辆相互作用。数据点可以定量或定性地比较和/或组合。
比较数据点可以包括计算两个或更多数据的比率或差值。组合数据点可以包括计算两个或更多数据的乘积或总和。特别地，DMA可以计算两个数据点的算术平均值。该步骤中使用的数据可以是存储在DMA的任何两个或多个数据点。例如，来自新接收的传感器信号的数据点可以与来自历史传感器信号的一个或多个数据比较，其中所有的传感器信号由相同的传感器生成。替代地，由来自两个或更多传感器生成的传感器信号的数据点可以相互比较。通过这种方式，它可以提高测量的准确性，或者消除系统误差。
由于传感器信号被存储在DMA的存储器内，评估可以事后执行。然而，传感器信号不必以相同的形式存储，因为它们已经由DMA接收。在接收到的信号被存储之前，可以有利地将接收到的信号进行转换。例如，接收到的传感器信号可以被压缩以减少传感器信号的大小，或在存储信号之前附加元数据。这意味着该评估可以在稍后的时间点重复进行，因而没有必要存储测量结果。然而，优选地，DMA适于与传感器信号一起存储测量结果。然后，当需要时，测量结果可以被直接获取，无需从传感器信号再次计算。这可以简化两个或更多的测量结果的彼此组合和/或比较。这样的测量结果的评估将生成新的测量结果，新的测量结果能再次被存储在存储器中。
例如，在DMA可以查找从传感器信号计算的之前的测量结果(例如铁轨车辆的皮重)，并将它与新的测量结果比较(例如，车辆的总重)，新的测量结果从相同(或不同的)传感器的传感器信号计算，以便通过组合和/或比较所述存储的测量结果或传感器信号，计算新得到的测量结果(例如铁轨车辆的净重)。
本发明的一个优点通过分离传感器和DMA之间的任务而取得。传感器的任务是生成传感器信号并将它们发射给DMA。DMA的任务是接收传感器信号，存储传感器信号并执行事后的数据分析，并从所述传感器信号计算出测量结果。通过这种分离，传感器可以是非常简单和廉价的设备，需要的维护量小，易于安装。因此使用这样的传感器可以非常经济。另一方面DMA在位置上可远离传感器，非常适合数据处理。位置可能是合适的，因为它防止热和/或地震的影响。信号评估的集中化可允许升级系统例如至可利用的最新、最强大的处理器，而不改变传感器。也可能利于更新DMA操作的软件，包括在单一位置的数据处理算法。这样就可以实现通过施加新的算法、从存储的传感器信号生成新的测量结果，该测量结果在生成传感器信号时是还不知道的。此外，本发明集中简化了存储传感器信号以及测量结果。这可以允许测量结果和/或传感器信号对于系统的用户来说很容易获取。
该问题进一步由根据权利要求2的前序部分的用于生成测量结果的方法来解决。根据本发明，数据管理装置中的传感器信号的评估包括步骤，其中两个或更多个数据点是彼此组合和/或比较，其中两个或多个数据点来自不同的时间点生成的传感器信号。
该问题进一步由根据权利要求6的前序部分的数据采集和管理系统(DAMS)来解决。根据本发明，数据管理装置适于存储接收到的传感器信号，并通过彼此组合和/或比较一个或多个存储的传感器的至少两个数据点来评估所存储的传感器信号。
该问题进一步由根据权利要求7的前序部分的数据采集和管理系统(DAMS)来解决。根据本发明，任何传感器和数据管理装置之间的最小距离是1公里以上。
本发明的优选实施例
在本发明的一个实施例中，在不同的时间点生成的两个传感器信号与两个不同的事件相关联，优选两个车轮事件，更优选两个车厢事件，更优选两个列车事件。在本发明的另一个实施例中，这两个传感器的信号在相同的事件中生成，但由两个不同的传感器生成。优选地，如果两个传感器信号由两个不同的传感器生成，这两个传感器在铁轨车辆的行进方向上沿铁轨彼此隔开，使得相同的事件导致传感器在不同的时间点上生成信号。优选地，在时间上的不同点是由传感器或两个传感器的至少逆采样速率隔开，以便于区分。例如，如果两个传感器的采样率为1kHz，在时间上的不同点必须分开至少1ms。更优选地，采样速率为1Hz，且时间上不同点分开至少1s。
在优选的实施例中，事件的两个或更多的数据点被包括在信号中，该事件是列车事件，更优选为车厢事件，甚至更优选车轮事件。优选地，事件具有预先定义的时间长度，且由接近的铁轨车辆触发。优选的事件有一秒钟的最低持续时间，更优选几十秒，甚至更优选一分钟。优选地，当传感器的信号大于预先定义的阈值时，触发事件。为了这个目的，优选的传感器包括适于将所生成的信号或各个数据点与预先定义的阈值比较的电子件。更优选地，事件在时间上有可变长度，在该时间期间，传感器生成的信号大于预先定义的阈值或介于两个预先定义的阈值之间。在本发明的优选实施例中，事件是由光电屏障触发，其感测铁轨车辆通过或接近传感器或测量地点。优选地，测量地点设置在两个光电屏障之间，光电屏障适于生成事件的启动信号，例如，当列车通过第一屏障，且生成事件的停止信号，例如，当列车的最后铁轨车厢离开第二屏障。在优选的方法中，在每个事件期间，传感器生成信号，包括多于10个，优选超过一百，甚至更优选多于一千个的数据点。优选地，传感器以每秒至少10个数据点、更优选每秒100个数据点、甚至更优选每秒1000个数据点的采样率测量事件。
根据优选的实施例中，该方法包括步骤，其中一个或多个存储的传感器信号中的至少两个数据点的至少一个与经校准的传感器生成的每个数据点比较和/或组合。评估由数据管理装置(DMA)执行，其包括存储器和处理器。优选地，经校准的传感器的信号也被存储在DMA的存储器中。此步骤的结果可以是传感器的校准函数，传感器生成存储的传感器信号与经校准的传感器的信号比较。优选地，这两个信号，所存储的传感器信号以及来自经校准的传感器的信号，在具有相等质量的铁轨车辆的测量中生成。更优选地，相同的铁轨车辆被测量。两个测量可以在时间和/或空间上以较大的距离执行。在优选的实施例中，所得到的校准函数可以被存储在DMA的存储器中，用于将来评估传感器信号。优选地，DMA可以将特定传感器的历史测量结果或校准函数与来自新的传感器信号的测量结果比较，以便验证传感器仍在其所要求的误差幅度内被校准。这种方法的优点可以是传感器漂移可以被检测，且传感器需要的新的校准可能被启动。
优选地，数据管理装置将传感器信号作为主要数据接收。根据本发明，主要数据是传感器信号，其数据点都没有与来自其它传感器的信号的数据点比较和/或组合。在本发明的优选实施例中，传感器信号在传感器处被发射器转换成适合模式处理。将传感器信号作为主要数据接收可具有优点：传感器不需要配备信号处理器。因此，该传感器可以是简单和便宜的设备，仅需要一个发射器，以发射主要数据给DMA。另一个优点可以是，该主要数据可被存储在DMA的存储器中，用于在稍后的时间点上重新评估。例如，通过比较历史传感器信号的数据点与新的传感器信号的数据点，可以检测到传感器漂移。可能是有利的是使用用于评估传感器信号的方法，传感器信号在生成传感器信号时不是已知的。例如，可能提取或计算生成初始传感器信号的铁轨车厢或者它的负荷的特性，初始传感器信号是例如负荷的类型(液体或固体)、负荷的分布、铁轨车厢的长度、车轮的不平衡、振动和/或铁轨的距离。因此，与发射经处理的或评估的传感器信号(例如单个数值形式)相比，发射初始数据的优点可能是不丢失任何信息。在本发明的一个替代实施例中，传感器信号被传输之前被放大。这可具有改善传感器信号的信噪比的优点。在另一个优选的方法中，传感器信号在传感器内从模拟转换到数字形式。
在优选的实施例中，DMA存储传感器信号相关联的元数据。元数据是由传感器和/或传感器的附加电子件和/或DMA所生成的任何附加信息。元数据可以例如包括用于记录传感器生成传感器信号或者传感器信号被DMA接收时的时间戳。优选的元数据可以包括地理标记。地理标记包含关于传感器的地理位置的信息。其他可优选的元数据包含有关铁轨车辆的标识的信息、铁轨车辆的货物的信息、铁轨车辆上的视觉或可听信息、来自传感器的周围环境的信息(像温度、空气压力、其他气候信息)或任何其他信息。保存与传感器信号相关联的元数据可以允许从传感器信号生成更详细的或其他的测量结果。例如，地理标记和时间戳可以被组合以计算铁轨车辆的平均速度。元数据可以源自馈送它的信号到DMA的任何类型的传感器。它可被同步或不同步到传感器数据。优选地，元数据由DMA以接收传感器信号相同的方式来接收。优选地，元数据也由DMA存储在存储器中。
在优选实施例中，数据管理装置的存储器适于存储测量结果。这具有每个测量可被存储的优点，并可用于显示测量结果给用户。此外，它允许使用测量结果来评估传感器信号。在优选的实施例中，可以通过彼此组合和/或比较两种或更多种测量结果，对测量结果进行评估。优选地，在DMA存储测量结果至少两周，更优选超过一个月，甚至更优选一年多。优选地，传感器信号存储两周以上，更优选超过一个月，甚至更优选一年多。存储传感器信号和/或测量结果有利地允许访问这些信号和/或测量结果，用于进一步评估和/或分析。
在优选实施例中，数据管理装置包括发射器，发射器适于发射测量结果到外部接收器。优选的发射器通过网络发送结果。优选的网络是互联网网络、蜂窝数据网络或电话网络或适合于发射数据的任何其他网络。
在优选的实施例中，测量结果可以被发送到客户和/或铁轨车辆的操作者。例如，在沿着铁轨轨道的两个测量地点测量铁轨车厢的重量，且DMA在每个测量地点评估铁轨车厢的重量，如果检测到比预先定义的阈值大的铁轨车辆的重量差值，DMA可发射警告信号给列车的乘务员，告知乘务员可能是列车的货物在两次测量之间丢失。
在数据采集和管理系统(DAMS)的优选实施例中，至少一个传感器包括适于促进本地读出传感器信号的本地接口。优选地，此本地读出被实现为串行总线接口，例如USB或RS232连接，或实现为并行总线如GPIB。更优选地，使用诸如蓝牙或WLAN的无线连接，本地读出数据。这可具有优点：在传感器信号至DMA的故障发射的情况下，仍然可以在本地读出传感器信号。
在本发明的优选实施例，至少一个传感器包括信号操纵器，适于放大传感器信号和/或将传感器信号从模拟转换到数字形式。优选地，传感器信号在被发射到DMA之前被放大。这具有即使初始很弱的信号也可被传输的优点。另一个优点可以是，优选的放大器可以改善信号的信噪比。在另一个优选的实施例中，模拟传感器信号被发射到DMA之前，被转换为数字形式(A/D转换)。在替代实施例中，DMA适于在数据被DMA接收之后，放大和/或转换数据。优选的数据操纵器不改变信号的特征。放大和/或A/D转换的主要数据仍可被视为主要数据。在本发明的优选实施例中，传感器包括将分析函数拟合到传感器信号的装置，例如正弦函数或指数函数。接下来发射的一组数据点则包含了得到的拟合参数。由于这样的分析函数仍表示了测量的物理特性的取决于初始时间的演化，且允许事后从它的参数(如频率、振幅、振幅的阻尼、频谱和/或其他参数)提取测量结果，这样的分析函数仍然可以视为主要数据。
在本发明的优选实施例中，任何传感器和数据管理装置之间的距离是10公里以上。传感器和DMA之间的距离被定义为传感器和DMA之间的最短空气线距离。更优选地，该距离大于100公里，甚至更优选地，该距离超过1000公里。优选的DAMS适合于管理来自传感器的、分布在整个国家的铁轨网络、更优选在欧洲大陆范围内的铁轨网络、甚至更优选在世界范围的铁轨网络内的数据。传感器和DMA之间的大距离具有这样的优点：允许在非常大的铁轨网络中操作DAMS，该铁轨网络具有传感器和DMA之间的较大距离。在DMA的替代实施例中，还可以包括一个以上的DMA，其可以作为备份系统，或增加评估传感器信号的处理能力。在本发明的另一替代实施例中，任何传感器和DMA之间的距离短于10公里，优选地短于1公里。优选地，DMA是固定的，在这个意义上，操作过程中它是不动的。在替代实施例中，DMA是移动的，在这个意义上说，其位置可以改变，例如，当笔记本电脑被用作DMA时。
在本发明的优选实施例中，两个传感器之间的最短距离大于10米。根据本发明，两个传感器之间的距离是两个传感器之间的最短空气线距离。优选地，两个或多个传感器之间的距离大于10米，更优选任何一对传感器之间的距离大于10米。在另一优选实施例中，两个传感器之间的最短距离大于50米，甚至更优选地，是超过100米的距离。为了可靠地测量单个铁轨车辆和/或每个铁轨的重量，传感器必须以大于铁轨车辆的两个车轮组之间的最短距离的距离放置。上述距离有利地允许精确测量铁轨车辆的重量。如上所布置的两个传感器之间具有最小距离的另一个优点是可以将传感器之间的串扰最小化。因此，它可能会更容易获得铁轨车辆的重量的独立测量。在本发明的替代实施例中，两个传感器之间的最短距离为10米以下。
在本发明的优选实施例中，至少一个传感器适于测量由承载在铁轨上的铁轨车辆引起的铁轨上的磁特性的变化。优选地，传感器的工作原理是基于逆磁致伸缩效果，也被称为维拉里效应。优选地，与铁磁铁轨组合来利用这种效果。优选地，利用永久磁铁和/或电磁铁来安装这样的传感器，优选直接安装到铁轨的侧表面或铁轨的支撑结构上。优选的支撑结构由铁磁材料制成。在替代实施例中，至少一个传感器是应变计传感器。优选的应变计传感器被横向安装到铁轨或铁轨的基部。这种类型的传感器测量由铁轨车辆的重量或负荷引起的铁轨的弯曲或拉伸。在另一个优选的实施例中，至少一个传感器测量施加到铁轨上的压力。优选的传感器可安装在轨枕或铁轨的基部。在另一个优选实施例中，至少一个传感器被定位在铁轨轨道的自由移动分区，使得该铁轨的垂直位移被测量，以确定铁轨车辆的重量。优选的应变传感器的例子包括光纤，光纤包括一个或多个光纤布拉格光栅。在这样的实施例中，它非常简单地将发射器、传感器和数据连接组合在紧凑的模块中。在本发明的另一个优选实施例中，至少一个传感器适于从承载在铁轨上的铁轨车辆的负荷或者从例如由于温度变化导致的铁轨的热膨胀或收缩，来测量铁轨的变形。优选的传感器适于测量由移动铁轨车辆施加到铁轨的转矩。另一优选的传感器适于从承载在铁轨上的铁轨车辆的重量来测量铁轨的压缩，其中，重量可以是铁轨车辆的重量和/或静止质量作用在铁轨上的静态和/或动态力的组合。另一个优选的传感器测量铁轨的加速度。这样的传感器，例如加速度计，可以有利地检测铁轨车辆或者地震活动造成的铁轨振动。
在本发明的优选实施例中，至少一个传感器包括本地存储器，适于本地存储传感器信号。这具有优点：在发射的传感器信号丢失的情况下，例如由于发射器或至DMA的数据连接的故障，提供备用的存储器。在优选的实施例中，这样的存储器用作高速缓存，传感器信号存储在其中。优选地，传感器信号和时间戳缓存在存储器内。优选地，缓存的传感器信号稍后在突发传输中发送，以限制能量消耗或以逃避窃听。在优选的实施例中，传感器信号仅在固定的时间发射间隔或在固定的时间，优选每小时一次，甚至更优选每天只有一次，和/或只在，例如，中午12点。这可以节省能量，在电池供电的传感器的情况下，可以延长电池更新之间的周期。在另一个优选的实施例中，DMA轮询和/或拉动传感器的存储器的传感器信号。这具有优点：DMA可以发起信号传送，传感器信号的接收可以即刻由DMA进行验证。在优选的实施例中，例如，如果大量的传感器传递信号给DMA，从传感器到DMA的信号传送依次进行，在相同的时间接收所有信号通常是不可行的。优选的存储器被实现为非易失性存储器，例如闪存、计算机硬盘驱动器、磁带记录器和/或存储传感器信号的任何其他装置，用于进一步处理和/或传输和/或使传感器信号可被用户访问。进一步优选地，所有的传感器信号和唯一代码被发射到DMA，唯一代码使得能够识别哪个传感器生成传感器信号。
在本发明的优选实施例中，至少一个传感器适于实时发射传感器信号给DMA。这个特征有利地允许当列车沿不同的传感器通过时、实时监控列车。优选地，接收数据之后，时间戳被DMA附加到传感器，因为传输没有引起显著的时间延迟，DMA的时间戳在传感器信号被发送之后的很短时间内生成。在替代实施例中，时间戳被传感器本身附加到该传感器的信号内。在这种情况下，可能没有必要实时传输数据。这具有允许更简单的信号传输协议的优势。替代地，上述信号传输方法都可以使用，其中，传感器信号被突发发送到DMA，或者被DMA轮询或拉动。在本发明的优选实施例中，传感器信号的整个时间演化被实时记录。这意味着信号的每一数据点由传感器实时发送。优选地，每个数据点也由DMA实时接收。
在本发明的优选实施例中，至少一个传感器适于从另一个传感器接收传感器信号，并发射传感器信号到数据管理装置。这种方法允许通过在中间传感器中中继传感器信号，将数据从传感器发射至DMA。此方法可允许当直接连接不可行时，例如，由于传感器的远程位置，在传感器和DMA之间建立连接。优选的传感器，用于中继传感器信号，包括本地存储器和优选地除了发射器之外、用于数据的接收器。优选地，布置在测量地点的一组两个或两个以上的传感器中，一个传感器适于接收和发射测量地点的所有传感器的传感器信号。在另一个优选的实施例中，专门的设备，下面称为“集线器”，被布置在测量地点，用于接收来自传感器的传感器信号和发射传感器信号给DMA。它可以是这个实施例的可实现的优点，每个传感器只需要将信号发射到集线器。集线器，适于从传感器接收信号并把它们发射到DMA，集线器可被优化用于该任务，且优选地包括用于发射传感器信号的更强大的和/或更可靠的装置。优选的集线器还包括存储装置，这有利地允许集线器将传感器信号发射到DMA之前、缓存和/或存储传感器信号。
在用于测量移动列车的重量的优选方法中，列车包括未知重量的至少一个铁轨车厢和推动或拉动列车的已知重量的列车头，单个重量传感器被设置在承载列车的铁轨上，并且该方法包括比较由所述铁轨车厢生成的传感器信号与已知重量的列车头所生成的传感器信号，来计算未知重量的铁轨车厢的重量的步骤。这样，列车头引起的传感器信号被有效用于校准传感器，因为由已知质量引起的传感器信号与未知质量引起的传感器信号相比较。
在本发明的优选实施例中，传感器通过网络与DMA通信。优选的网络包括以下列表中的一个或多个元素：基于互联网的信息网络；并行或串行总线；基于蜂窝无线系统的信息网络。优选地，网络使用前述元素的组合来实现。在优选的实施例中，并行总线适于作为GPIB接口。在另一个优选的实施例中，如USB或RS232的串行总线被实施。优选的实施例使用蜂窝无线电网络(例如GSM、UMTS或LTE((第二、第三或第四代移动网络))来实现网络。更优选的是网络是互联网网络的形式。优选的互联网网络使用光纤网络电缆和/或铜电缆来实现。这里的优点可能在于以下事实：这些蜂窝和互联网网络是可商购的，并且不需要专门为DAMS设计。
在对传感器信号进行评估的优选方法中，组合和/或比较一个或多个存储的传感器信号的至少两个数据点而得到的测量结果包括以下中的一个或多个：铁轨车辆的轮轴的计数，铁轨车辆上的负荷分布的不平衡，铁轨车辆的车轮的机械磨损，列车的铁轨车辆的计数，关于铁轨车辆的重量信息，关于铁轨车辆的速度信息，关于铁轨车辆的重量变化信息，铁轨车辆的到达传感器位置的时间，以及校准函数。另外，更复杂的计算可以由DMA进行。校准传感器可以是非常耗时的，并且可能必须定期重复校准。主要数据的中央评估允许比较从相同铁轨车辆的不同传感器获得的结果和/或数据点。通过这种方式，系统误差可以被消除。例如，可以检测到特定的传感器总是生成比另一个传感器的信号具有更低值的信号。
优选地，一个或多个传感器被组合到测量设备内。优选的测量设备包括一个或一个以上的电子电路(例如用于信号放大和/或模拟至数字信号的转换)和发射器。通常，一个测量设备的传感器对相同的事件做出反应，例如铁轨车厢在给定的时间点通过。测量设备在两个不同的时间点通过相同的铁轨车厢会造成两个不同的事件。测量设备的典型实施例包括两个单独的壳体内的四个传感器。优选地，两个壳体被设置在铁轨轨道上，铁轨轨道的每一铁轨上一个壳体。优选地，外壳被设置在垂直于铁轨轨道的铁轨的假想路线上。
附图说明
在示意图的辅助下，对本发明进行更详细地说明。
图1：图1示出了用于评估传感器信号的方法的细节。
图2：图2示出根据本发明的实施例的运输铁轨系统中的数据采集和管理系统的实施。
具体实施方式
图1示出了用于评估传感器信号的方法。描绘的是适于测量承载在铁轨上的铁轨车辆负荷所引起的铁轨的变形的四个传感器S1、S2、S3、S4、以及数据管理装置(DMA)4。传感器S1被更详细地示出。它包括适于将传感器信号发射到DMA4的发射器2。四个传感器通过有线5、6或无线7、8数据连接发射传感器信号给DMA4。DMA4包括适于从四个传感器接收传感器信号的接收器11、用于存储接收到的传感器信号的存储器12和用于评估存储的传感器信号的处理器13。测量结果也存储在存储器12内。
传感器S1被安装到铁轨(未示出)上，铁轨是运输铁轨系统的一部分。传感器S1适于测量铁轨的磁特性的变化，该变化取决于承载在铁轨上的负荷引起的铁轨的变形。列车头拉着一组货运列车车厢沿着铁路轨道行驶。在已知重量的列车头通过传感器S1的事件中，信号被生成并传送到DMA4。DMA4接收信号并把它存储在存储器12中。该传感器信号与铁轨的变形成比例，且由事件过程中生成的多个数据点表示。采样速率为1kHz，这意味着每秒生成1000个数据点。除了主要数据，该信号包含与测量时间、传感器的位置和列车标识有关的元数据。在列车头之后，铁轨车厢通过传感器并生成类似的信号，每个信号包括主要数据和元数据。DMA4的处理器13通过计算各车辆的重量、车轴的计数、铁轨的振动和来自传感器信号的感兴趣的其他结果，来评估信号。通过将列车头的重量测量结果与列车头的已知重量进行比较，来确认作为重量传感器使用的传感器S1的校准。然后该校准被用于确定每个货运铁轨车厢的重量。
在沿着轨道的另一个一百公里处，另一个传感器S2以与传感器S1类似的方式安装在轨道上。重复与传感器S1相同的测量步骤。测量完成后，在DMA4中将S2的结果与S1的结果进行比较。首先通过比较两个传感器S1和S2对列车头的测量，来确认两个传感器的校准。然后将铁轨车厢的重量生成的信号进行比较。铁轨车厢的重量差异可能表示货物的丢失。在这种情况下，DMA4可以例如以SMS的形式发射消息给列车的乘务员，警告他货物丢失。从元数据，DMA4通过比较与S1和S2处的列车头的传感器信号相关联的时间戳，来计算列车的行程时间。由于两个传感器S1和S2之间的距离是已知的，也可以计算平均速度。所有的计算结果与初始传感器信号一起再次存储在存储器12中，初始传感器信号可能在将来被再次用于比较传感器信号并检测传感器的可能漂移或故障。
图2示出了根据本发明的运输铁轨系统的数据采集和管理系统(DAMS)1的实施例。示意图不是按比例的。描绘的DAMS1能够测量由沿铁轨行进的铁轨车辆生成的负荷引起的铁轨变形。所生成的信号可以包括关于铁轨车辆的不同物理特性的信息，例如它的质量、它的车轮的不平衡或铁轨或车辆造成的振动。为此目的，它具有六个传感器S1至S6，传感器S1至S6被安装到铁轨3上，用于测量特别是铁轨车辆的重量。此处，铁轨3是基本环形的铁路轨道的铁磁铁轨。在这个实施例中，铁轨车辆是列车组(未示出)，包括运输煤炭的料斗车厢。煤炭源自标记为C的煤矿，且经环形铁路轨道被运送到煤炭加工点A和B。三个测量地点A、B和C位于该环形铁轨轨道的轨道道岔处。中间测量地点X是后面将要讨论的。每个测量地点包括一个或多个传感器S1～S6，用于测量铁轨车辆的重量。在这种情况下，测量地点A、B和C处的传感器S1至S5适于测量磁性的变化，该变化由支承在铁轨上的负荷下的铁磁铁轨的弯曲而引起。引起这种变化的物理效应基础被称为逆磁致伸缩效果。测量点X的传感器S6是应变计式传感器，直接测量铁轨3的机械变形。此外，每个传感器S1至S6适于通过提供电流以产生主要数据的形式的传感器信号，电流取决于承载在铁轨上的负荷，并将电流转换成信号，信号可以被发射到中央数据管理装置(DMA)，这在后面解释。
地点A、B和C之间的距离每个大约是80公里，沿铁轨的路线测量，且大约50公里的空气线距离。测量点A处的两个传感器S1和S2的之间的距离为15米。该地点的道床相当坚硬。因此，有利的是，测量铁轨3在铁轨3的较长部分上的负荷下的弯曲，以便准确测量。在测量地点B，铁路轨道铺设在相当柔软的泥泞地面上。因此，由于铁轨3的较短部分将已经历足够的弯曲，两个传感器S3和S4之间的距离仅2米。
DAMS1包括中央数据管理装置(DMA)4。DMA与各测量地点A、B、C和X相距10公里以上。四个传感器安装到铁轨3上，即传感器S2、S3、S4和S6中，且包括发射器，其中发射器通过数据传输连接发送数据至DMA4。数据传输连接允许从传感器发射传感器信号至DMA。根据本实施例，地点A的传感器S2和DMA的数据传输连接是经由第一有线连接5建立的。在本实施例中，DMA4用作网络服务器。测量地点X处的传感器S6也通过有线连接连接到DMA4，这是第二个有线连接6。两种传感器，S2和S6，配备了电线端子，电线可以夹到导线端子上。DMA4设置有相应的电线端子，因此省力地将两个传感器S2和S6与DMA4连接成为可行。
测量地点B处的两个传感器S3和S4各自包括用于建立无线连接的装置，以便建立到DMA4的数据传输连接。在本实施例中，这通过点至点无线电连接接口完成。DMA4还包括点至点无线电连接接口，以在测量地点B的两个传感器S3和S4与DMA4之间建立数据传输连接。这些连接被表示为第一无线连接7和第二无线连接8。
给定实施例中的四个传感器包括用于建立数据传输连接到另一个传感器的装置，即传感器S1、S2、S4和S5。在本实施例中，测量地点A处的传感器S1和S2的每一个包括用于设立第三无线连接9的装置，以便建立彼此之间的数据传输连接。在这种情况下，连接是根据802.11g标准的无线LAN连接。第三无线连接9被用于从传感器S1中继主要数据到传感器S2，传感器S2经由第一有线连接5连接到DMA4。因此，用于数据通信的连接以测量地点A和DMA4之间的单个数据传输连接的形式来实现，即使两个传感器S1和S2出现于该测量地点。这表明，至DMA4的连接的数量可以保持在较低水平，即使测量地点的传感器的数量增加。传感器S2在测量地点A连接到DMA4，传感器S2还包括本地存储器，以便存储测量地点A的数据。在这种情况下，本地存储器是硬盘。它用于缓存来自测量地点A的两个传感器S1和S2的主要数据。在传感器S2和DMA4通过第一有线连接5建立拨号连接后，数据每天一次被发射到DMA4。此外，传感器S2具有本地接口，适于允许本地读出数据，例如在至DMA4的第一有线连接5被损坏的情况下。在目前的情况下，提供RS232串行连接器，使得数据，特别是所存储的测量数据，可以从传感器S2的硬盘复制到笔记本电脑或类似的设备。
在煤矿C处，重量传感器S5位于相当难以到达的环境中。由于该区域的山脉，不可能在传感器S5和DMA4之间建立直接的有线或无线连接。此外，派遣维修队到煤矿C在寒冷季节特别困难，因为该区域有大量的雪。这意味着本地维护和/或建立至DMA4的数据传输连接可能是昂贵和费时的。为了解决这个问题，地点C的传感器S5包括用于建立与另一个传感器(在这种情况下，测量地点B处的传感器S4)的数据传输连接的装置。在这个实施例中，测量地点C处的传感器S5通过第三有线连接10建立至地点B处的传感器S4的连接，第三有线连接10在这种情况下是光纤电缆。除了被连接到DMA4，传感器S4包括光纤接口，用于建立到地点C的传感器S5的连接。因为地点C的传感器S5没有用于存储主要数据的装置，它会将主要数据实时传输给地点B处的传感器S4。为了跟踪这些测量，在经数据传输连接10传送主要数据之前，时间戳被附加到主要数据。另外，每个传感器附加唯一的代码到发射的信号，以使得能够唯一地识别哪个传感器生成了由DMA接收的信号。传感器S4从传感器S3接收数据，并将其存储在本地闪存形式的高速缓存中。然后包括时间戳的该主要数据通过第二无线连接8转发到DMA4。因此既不必建立到DMA4的直接连接，也不需要为传感器S5提供用于本地数据读出的装置。该方案允许保持低维护成本。
DMA4在该实施例中是网络服务器，适于集中记录它从传感器S2、S3、S4和S6接收的数据。来自传感器S1和S5的数据被间接接收。传感器S2、S3、S4和S6被直接连接到DMA4，并与DMA4一起形成具有星形拓扑的网络。DMA4的存储器有利地是硬磁盘冗余阵列(RAID1)，其提供了一种改进的保护，防止数据丢失。因而，DMA4可以收集和存储单个地点处的DAMS1的所有传感器的所有的主要数据。此外，其适于评估主要数据。通过执行算法，来评估主要数据，算法在DMA4的处理器的软件中实现。在此情况下，DMA4运行软件应用程序，软件应用程序分析接收的传感器信号。每个信号通常示出了具有几个最大值和最小值的振荡信号。应用软件提取参数，如信号的最大振幅和阻尼。通过执行傅立叶变换，信号35的频谱显露。通过这种方式，铁轨车辆的不同物理特性，例如它的质量、它的负荷分布和它的速度可以被计算出来。使用例如质量信息，DMA4软件还可以通过列车的特定质量识别围绕运输铁轨系统行进的不同列车。通过组合位置戳和时间戳的信息，因此地点之间的距离是已知时，得到列车或铁轨车辆到达地点A、B、C和X的时间，也能确定行进时间，因此，轨道的距离已知时，也能确定这些列车的平均速度。计算的测量结果由DMA存储，且用户可访问，用户可以是客户。计算的结果可以被用户经基于浏览器的用户接口访问。在本实施例中，煤矿C与加工点A和B的所有者已预订基本服务包，允许他们仅通过基于浏览器的用户接口访问传感器S1到S6的重量信息。通过获得以额外费用升级的服务合同，客户还可以访问与列车的行进时间和平均时速相关的测量结果。因此，灵活的模块化定价方案可被提供给例如DMAS1的提供商的客户，满足客户对特定信息的需求。
由DMA4的提供商提供的另一服务是新附加到运输铁轨系统中的传感器的校准。因而，DMA4适于校准运输铁轨系统的传感器。在本实施例中，测量地点X处的传感器S6，在此情况下是设置有数据传输连接的机械应变计传感器，最近附加到系统中，以提供地点A和B之间的列车行进的中间测量点。这允许以增加的精度来监控在地点A和B之间行进的列车的平均速度。测量地点X处的传感器S6经由第二有线连接6直接连接到DMA4。在传感器S6被安装在地点X处的DMA内以后，它需要校准，这意味着铁轨3上的特定的机械变形必须被链接到铁轨3上的特定负荷。在常规的输送铁轨系统中，服务团队必须本地校准传感器S6，这是耗时和增加维护成本的。采用DMA4，远程校准成为可能。例如，列车离开煤矿C，通过地点C的DAA处的传感器S5。然后主要数据经由第三有线连接10、地点B处的传感器S4和第二无线连接8发射到DMA4。然后DMA4计算列车的质量，得到2000吨。在后一阶段，相同的列车通过测量地点X，未校准传感器S6将主要数据发射到DMA4。使用之前计算的列车的质量，传感器S6的校准函数可以在DMA4集中生成。因此，新附加的传感器的校准变得可能，而无需现场的本地校准团队。校准的另一种方法涉及使用已知质量的铁轨车辆。这可以是电力列车头，具有非常稳定的质量，或柴油为动力的列车头，车上具有已知的燃料量。例如，具有电力列车头和几个煤料斗车的列车组通过具有一个传感器的测量地点。当列车头通过传感器时，产生第一组传感器信号。DMA4接收信号，并将它们存储为基准信号。然后，对于每个煤料斗车，生成传感器信号并发送到DMA4。这些信号也由DMA4存储。第一组传感器信号可以被用于生成传感器的校准函数，因为列车头的质量是已知的。之后通过将对应的传感器信号与列车头的传感器信号比较，DMA4评估煤料斗车的测量信号。通过这种方式，煤料斗车的质量可以计算出来。测量结果之后也被存储在DMA4的存储器内。
通常有必要执行一次以上的测量，以校准传感器，因为校准函数的斜率和偏移必须被确定。使用DAMS1，这可以采用历史数据重复，因为所有的传感器信号被记录，且可以与识别列车或铁轨车辆的二级数据或元数据一起被记录。将来自不同传感器的结果进行比较，可以进一步改善校正，并当测量之间的较大差异被检测到时，使其可能识别故障传感器，例如，如果四分之三的测量地点报告2000吨的重量，第四测量地点报告2700吨的重量。
以上描述并在图1所示的实施例演示了根据本发明通过在输送铁轨系统中实现DAMS1可以达到的优点，能够检测多个不同物理特性的铁轨车辆。例如，测量数据可以经不同的传感器S1、S2、S4和S5和/或传感器S2、S3、S4和S6与DMA4之间的数据传输连接，传输或者交换测量数据。另外，基于所收集的传感器信号，计算可能被集中在DMA4进行。此外，传感器S1至S6中的校准可被简化，使得维护成本可降低。这允许提供高度互联的测量系统，其可以在商业上的许多不同的方面被利用，同时将测量地点的成本保持在很低，因为每个地点的传感器具有降低的技术复杂性。
在以上描述中描述的特征、权利要求书和附图可以以任意组合与本发明相关。权利要求中的参考标号仅仅被引入以便于阅读权利要求。它们绝不意味着限制。
附图标号列表
1数据采集和管理系统(DAMS)
S1、2、3、4、5、6传感器
A、B、C、X测量地点
2发射器
3铁轨
4数据管理装置(DMA)
5第一有线连接
6第二有线连接
7第一无线连接
8第二无线连接
9第三无线连接
10第三有线连接
11接收器
12存储器
13处理器
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种从一个或多个分开的传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)生成的传感器信号生成测量结果的方法，
所述传感器信号包括两个或多个数据点，
所述传感器的每一个(S1、S2、S3、S4、S5、S6)都设置在适于承载铁轨车辆的铁轨(3)上，
所述传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)适于测量所述铁轨(3)的物理特性，且
所述传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)的每一个包括发射器(2)，所述发射器(2)适于将生成的传感器信号发射到
物理隔开的数据管理装置(4)，包括：
接收器(11)，适于接收所述传感器信号，
处理器(13)，适于评估所述传感器信号，以及
存储器(12)，
所述方法包括步骤：接收所述传感器信号，并评估所述传感器信号，
其中所述数据管理装置(4)将接收到的传感器信号存储在所述存储器(12)中，且所述评估包括将来自一个或多个存储的传感器信号的至少两个数据点彼此组合和/或比较的步骤，
其特征在于，所述每个传感器信号的两个或多个数据点来自相同的事件，且事件是列车事件、车厢事件和/或车轮事件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于
在所述数据管理装置(4)评估所述传感器信号包括其中两个或多个数据点被彼此组合和/或比较的步骤，其中所述两个或多个数据点来自不同时间点上生成的传感器信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，彼此比较和/或组合的存储的传感器信号的至少两个数据点的至少一个由校准传感器生成。
4.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述数据管理装置(4)接收所述传感器信号作为主要数据。
5.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述数据管理装置(4)存储与所述传感器信号相关联的元数据。
6.一种适于从一个或多个分开的传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)生成的传感器信号生成测量结果的数据采集和管理系统(1)，
每一个都设置在适于承载铁轨车辆的铁轨(3)上，
所述传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)适于测量所述铁轨(3)的物理特性，且
所述传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)的每一个包括发射器(2)，所述发射器(2)适于将生成的传感器信号发射到
与所述传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)物理隔开的数据管理装置(4)，且包括：
接收器(11)，适于接收所述传感器信号，
处理器(13)，适于评估所述传感器信号，以及
存储器(12)，
其中所述数据管理装置(4)适于将接收到的传感器信号存储在所述存储器(12)中，且通过将一个或多个传感器信号的至少两个数据点彼此组合和/或比较，评估所存储的传感器信号，
其特征在于，至少一个传感器(S1、S2、S3、S4、S5)适于测量铁轨(3)的磁特性的变化，所述变化由承载在所述铁轨(3)上的铁轨车辆导致。
7.根据权利要求6所述的数据采集和管理系统，
其特征在于
任何传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)与数据管理装置(4)之间的最小距离是1公里以上。
8.根据权利要求6或7所述的数据采集和管理系统，其特征在于，所述数据管理装置(4)的存储器(12)适于存储测量结果。
9.根据权利要求6至8所述的数据采集和管理系统，其特征在于，所述数据管理装置(4)包括适于发射测量结果到外部接收器的发射器。
10.根据权利要求6至9所述的数据采集和管理系统，其特征在于，至少一个传感器(S2)包括适于促进本地读取传感器信号的本地接口。
11.根据权利要求6至10所述的数据采集和管理系统，其特征在于，至少一个传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)包括适于放大所述传感器信号和/或将所述传感器信号从模拟转换为数字形式的信号操纵器。
12.根据权利要求6至11所述的数据采集和管理系统，其特征在于，任何传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)和所述数据管理装置(4)之间的距离是10公里以上。
13.根据权利要求6至12所述的数据采集和管理系统，其特征在于，两个传感器(S1、S2)之间的距离大于10米。
14.根据权利要求6至13所述的数据采集和管理系统，其特征在于，至少一个传感器(S2、S4)包括适于本地存储传感器信号的本地存储器(12)。
15.根据权利要求6至14所述的数据采集和管理系统，其特征在于，至少一个传感器(S5)适于实时发射传感器信号到所述数据管理装置(4)。
16.根据权利要求6至15所述的数据采集和管理系统，其特征在于，至少一个传感器(S4)适于从另一传感器(S5)接收传感器信号，并发射所述传感器信号到所述数据管理装置(4)。

Claims (17)

1.一种从一个或多个分开的传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)生成的传感器信号生成测量结果的方法，
所述信号包括来自相同事件的两个或多个数据点，
所述传感器的每一个(S1、S2、S3、S4、S5、S6)都设置在适于承载铁轨车辆的铁轨(3)上，
所述传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)适于测量所述铁轨(3)的物理特性，且
所述传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)的每一个包括发射器(2)，所述发射器(2)适于将生成的传感器信号发射到
物理隔开的数据管理装置(4)，包括：
接收器(11)，适于接收所述传感器信号，
处理器(13)，适于评估所述传感器信号，以及
存储器(12)，
所述方法包括步骤：接收所述传感器信号，并评估所述传感器信号，
且其特征在于
所述数据管理装置(4)将接收到的传感器信号存储在所述存储器(12)中，且所述评估包括将来自一个或多个存储的传感器信号的至少两个数据点彼此组合和/或比较的步骤。
2.一种从一个或多个分开的传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)生成的传感器信号生成测量结果的方法，
所述信号包括来自相同事件的两个或多个数据点，
所述传感器的每一个(S1、S2、S3、S4、S5、S6)都设置在适于承载铁轨车辆的铁轨(3)上，
所述传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)适于测量所述铁轨(3)的物理特性，且
所述传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)的每一个包括发射器(2)，所述发射器(2)适于将生成的传感器信号发射到
物理隔开的数据管理装置(4)，包括：
接收器(11)，适于接收所述传感器信号，以及
处理器(13)，适于评估所述传感器信号，
所述方法包括步骤：接收所述传感器信号，并评估所述传感器信号，
且其特征在于
在所述数据管理装置(4)评估所述传感器信号包括其中两个或多个数据点被彼此组合和/或比较的步骤，其中所述两个或多个数据点来自不同时间点上生成的传感器信号。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，彼此比较和/或组合的存储的传感器信号的至少两个数据点的至少一个由校准传感器生成。
4.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述数据管理装置(4)接收所述传感器信号作为主要数据。
5.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述数据管理系统存储与所述传感器信号相关联的元数据。
6.一种适于从一个或多个分开的传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)生成的传感器信号生成测量结果的数据采集和管理系统(1)，
每一个都设置在适于承载铁轨车辆的铁轨(3)上，
所述传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)适于测量所述铁轨(3)的物理特性，且
所述传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)的每一个包括发射器(2)，所述发射器(2)适于将生成的传感器信号发射到
与所述传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)物理隔开的数据管理装置(4)，且包括：
接收器(11)，适于接收所述传感器信号，
处理器(13)，适于评估所述传感器信号，以及
存储器(12)，
且其特征在于
所述数据管理装置(4)适于将接收到的传感器信号存储在所述存储器(12)中，且通过将一个或多个传感器信号的至少两个数据点彼此组合和/或比较，评估所存储的传感器信号。
7.一种适于从一个或多个分开的传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)生成的传感器信号生成测量结果的数据采集和管理系统(1)，
每一个都设置在适于承载铁轨车辆的铁轨(3)上，
所述传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)适于测量所述铁轨(3)的物理特性，且
所述传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)的每一个包括发射器(2)，所述发射器(2)适于将传感器信号发射到
与所述传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)物理隔开的数据管理装置(4)，且包括：
接收器(11)，适于接收所述传感器信号，
处理器(13)，适于评估所述传感器信号，以及
存储器(12)，适于存储测量结果，
且其特征在于
任何传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)与数据管理装置(4)之间的最小距离是1公里以上。
8.根据权利要求6或7所述的数据采集和管理系统，其特征在于，所述数据管理装置(4)的存储器(12)适于存储测量结果。
9.根据权利要求6至8所述的数据采集和管理系统，其特征在于，所述数据管理装置(4)包括适于发射测量结果到外部接收器的发射器。
10.根据权利要求6至9所述的数据采集和管理系统，其特征在于，至少一个传感器(S2)包括适于促进本地读取传感器信号的本地接口。
11.根据权利要求6至10所述的数据采集和管理系统，其特征在于，至少一个传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)包括适于放大所述传感器信号和/或将所述传感器信号从模拟转换为数字形式的信号操纵器。
12.根据权利要求6至11所述的数据采集和管理系统，其特征在于，任何传感器(S1、S2、S3、S4、S5、S6)和所述数据管理装置(4)之间的距离是10公里以上。
13.根据权利要求6至12所述的数据采集和管理系统，其特征在于，两个传感器(S1、S2)之间的距离大于10米。
14.根据权利要求6至13所述的数据采集和管理系统，其特征在于，至少一个传感器(S1、S2、S3、S4，S5)适于测量铁轨(3)的磁特性的变化，所述变化由承载在所述铁轨(3)上的铁轨车辆导致。
15.根据权利要求6至14所述的数据采集和管理系统，其特征在于，至少一个传感器(S2、S4)包括适于本地存储传感器信号的本地存储器(12)。
16.根据权利要求6至15所述的数据采集和管理系统，其特征在于，至少一个传感器(S5)适于实时发射传感器信号到所述数据管理装置(4)。
17.根据权利要求6至16所述的数据采集和管理系统，其特征在于，至少一个传感器(S4)适于从另一传感器(S5)接收传感器信号，并发射所述传感器信号到所述数据管理装置(4)。
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