CN110121454A - 路边摩擦管理系统 - Google Patents

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CN110121454A CN201780070800.2A CN201780070800A CN110121454A CN 110121454 A CN110121454 A CN 110121454A CN 201780070800 A CN201780070800 A CN 201780070800A CN 110121454 A CN110121454 A CN 110121454A
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Abstract

描述了一种路边摩擦管理系统，以及用于监视和控制路边摩擦管理系统的方法。该系统包括用于安装在铁轨系统轨道上的一个或多个路边装置，并且配置为通过传送系统将摩擦控制介质施加到轨道上。路边装置还包括一个或多个数据采集模块，其配置为收集数据并将数据传输到远程性能单元。将传输数据与参考值进行比较，并根据比较结果调整摩擦控制介质分配参数，例如泵时间。该数据至少包括传送系统的内部电压的测量值。路边装置可包括操作地连接到路边装置的一个或多个组件的电源。

Description

路边摩擦管理系统
技术领域
本发明涉及一种路边摩擦管理系统。本发明还涉及传感器反馈和性能分析在铁轨运营过程中在路边摩擦管理系统控制和调整方面的应用。
背景技术
路边摩擦管理应用系统，包括轨距面润滑系统和轨顶(TOR)摩擦改性剂应用系统，用于优化铁轨系统性能，降低铁轨运营中的横向(轨道扩展)载荷或弯曲力、脱轨概率、轨道和车轮磨损、能耗、油耗、滚动接触疲劳的引发和传播以及噪声和波纹。通常用于此目的的轨顶摩擦改性剂材料或润滑剂包括水基液体，一旦水分蒸发，在轮/轨界面形成干燥的薄膜。此类摩擦改性材料的实例可能包括但不限于US 6,136,757、US 6,855,673、US 6,759,372、US 7,939,476、US 7,244,695、US 7,160,378、US 7,045,489、WO 02/26919(通过引用而纳入本文)中披露的材料。
WO 2013/067628(通过引用纳入本文)描述了一种优化轨道性能的方法，该方法涉及对轨道状态数据和从区域和维护条件中获得的数据进行分析，并调整运行参数、轨道参数或两者，以优化轨道性能(例如通过降低横向/纵向力、调节轨道几何形状、调节轨道超高、调节轨道润滑状态、调节列车运行速度、调节列车分布式功率或其组合)。
WO2011/143765(通过引用纳入本文)公开了一种用于在轨道上应用摩擦控制介质的路边摩擦管理系统。该系统包括一个数据采集模块，该模块收集数据并将数据传送到远程性能单元(RPU)。RPU将获得的数据与基线参考值进行比较，并确定在轨道上施加多少摩擦控制介质以达到目标侧向力水平。
轨顶摩擦控制效果可能会受到意外分配不适当数量的摩擦改性剂材料或润滑剂到轨道上的不良影响，例如，摩擦改性剂材料不足或润滑应用。轨道上的摩擦改性剂材料或润滑剂应用不足可能是由于系统硬件组件的变化、环境条件的变化(导致摩擦改性剂材料分配较少)或其组合所致。需要考虑会影响摩擦控制介质或润滑剂在轨道表面传送的关键变量的潜在影响因素。
发明内容
本发明涉及一种路边摩擦管理系统。本发明还涉及传感器反馈和性能分析在铁轨运营过程中在路边摩擦管理系统控制和调整方面的应用。
本文描述的是一种路边摩擦管理系统，包括：
a.一个或多个路边装置，用于安装轨道系统的轨道并将摩擦控制介质施加到轨道上，该一个或多个路边装置包括通过软管连接到含有摩擦控制介质的储液器的传送系统，该传送系统用于经由泵将摩擦控制介质分配到轨道的一条或两条轨上；
b.一个或多个数据采集模块，位于或邻近传送系统，该一个或多个数据采集模块与传送系统、一个或多个数据采集传感器或其组合处于操作通信；
c.远程性能单元(RPU)；和
d.电源，操作地连接到路边摩擦管理系统的一个或多个组件；
一个或多个数据采集模块，其被配置为收集数据并发送数据至RPU，该数据包括传送系统、泵或其组合的内部电压的实时测量值。RPU包括存储在其上的数据库的参考值，该参考值包括一个或多个参考电压值，RPU被配置为将数据与参考值进行比较，其中至少内部电压的实时测量值与至少一个或多个参考电压值进行比较，并且根据数据与参考值之间的差异，修改泵的摩擦控制介质传送时间，以向轨道传送所需数量的摩擦控制介质。
此外，一个或多个参考电压值可包括对应于未调整的摩擦控制介质输出量的传送系统内部电压的历史测量值，或者一个或多个参考电压值可包括由用户或路边摩擦管理系统的操作员输入的预设电压值，该预设电压值对应于未调整的摩擦控制介质输出量。
本文还提供了如上所述的路边摩擦管理系统，其中一个或多个数据采集模块采集的数据进一步包括以下的测量值：环境温度、轨道湿度、储液器压头压力、储液器水箱液位、泵输入压力、泵输出压力、泵电机电流、路边传送系统内部电压波动、泵内部电压波动、泵传送摩擦控制介质的时间、传送软管压力、传送软管温度、电池电压、环境温度和湿度、降水、风、湿度或轨道、距离上次列车通过的时间、通过一个或多个路边装置的车轨或车轮的数量、从视频单元采集的数据、从照片捕捉单元采集的数据、从声反馈单元采集的数据、从振动检测单元采集的数据、从速度检测单元采集的数据、从应变仪采集的数据、从加速计采集的数据、或其组合。
上述路边摩擦管理系统的参考电压值可进一步包括由路边摩擦管理系统的用户或操作员输入到数据库中的初始设置，该初始设置包括正在传送的摩擦控制介质类型、摩擦控制介质的物理特性、软管的物理特性、与泵中制造变异性相关的特性、泵齿轮转速、与软管中制造变异性相关的特性、储液器的物理特性或其任何组合。例如，软管的物理特性可包括软管材料、软管长度或其组合。
本文还提供了上述路边摩擦管理系统，该系统包括分布在指定地域的一个或多个路边装置中的多个路边装置，RPU被配置为从分布在指定地域内的一个或多个数据采集模块中的每个模块接收数据。路边摩擦管理系统还可包括多个指定的地域，每个指定的地域包括一个或多个路边装置中的一个或多个。
上述一个或多个路边装置中的每个路边装置都可进一步包括被配置为从RPU接收指令并将指令传送到传送系统的接收器。
本文还描述了如上所述控制路边摩擦管理系统的摩擦控制介质输出的方法，该方法包括下列步骤：
i)收集数据；
ii)通过射频、蜂窝通信信道或其两者从一个或多个路边装置向远程性能单元传输数据；
iii)数据与参考值比较；和
iv)根据数据与参考值之间的差异，修改泵的摩擦控制介质传送时间，以实现或维持向轨道传送所需数量的摩擦控制介质。
本文还描述了远程性能单元(RPU)，其被配置为从一个或多个路边装置接收数据，该数据包括传送系统、泵或其组合的内部电压的实时测量值，RPU包括存储在其上的数据库中的参考值，该参考值包括一个或多个参考电压值，RPU被配置为将数据与参考值进行比较，其中至少内部电压的实时测量值与至少一个或多个参考电压值进行比较，并且根据数据与参考值之间的差异，修改泵的摩擦控制介质传送时间，以向铁轨系统的轨道传送所需数量的摩擦控制介质。
远程性能单元可包括一个或多个软件算法，用于分析数据并提供轨道性能、轨道状态、一个或多个路边装置的状态、轨道环境信息、列车信息或其组合的输出信息。
RPU还可分析数据，该数据包括以下的测量值：环境温度、轨道湿度、储液器压头压力、储液器水箱液位、泵输入压力、泵输出压力、泵电机电流、路边传送系统内部电压波动、泵内部电压波动、泵传送摩擦控制介质的时间、传送软管压力、传送软管温度、电池电压、环境温度和湿度、降水、风、轨道湿度、距离上次列车通过的时间、通过一个或多个路边装置的车轴或车轮数量、从视频单元采集的数据、从照片捕捉单元采集的数据、从声反馈单元采集的数据、从振动检测单元采集的数据、从速度检测单元采集的数据、从应变仪采集的数据以及从加速计采集的数据或其组合。
远程性能单元的参考值可包括由路边摩擦管理系统的用户或操作员输入到数据库中的初始设置，该初始设置包括正在传送的摩擦控制介质类型、摩擦控制介质的物理特性、软管的物理特性、与泵中的制造变异性相关的特性、泵齿轮转速、与软管中的制造变异性相关的特性、储液器的物理特性或其任何组合。
远程性能单元还可包括发射器，以通过射频、蜂窝通信信道或其两者向与一个或多个路边装置通信的接收器传送指令。
本文还描述了一种路边摩擦管理系统，包括：
a)一个或多个路边装置，用于安装在轨道系统的轨道上并将摩擦控制介质施加到轨道上，该一个或多个路边装置包括经由软管连接到含有摩擦控制介质的储液器的传送系统，该传送系统经由泵将摩擦控制介质分配到轨道的一个或两个铁轨上；
b)一个或多个数据采集模块，与传送系统、一个或多个数据采集传感器或其组合处于操作通信；
c)远程性能单元(RPU)；和
d)电源，操作地连接到路边摩擦管理系统的一个或多个组件；
一个或多个数据采集模块被配置为收集数据并向RPU发送该数据，该数据包括以下的实时测量值：距离上次列车通过的时间、车轴或车轮通过数、或者距离上次列车通过的时间以及车轴或车轮通过数两者；
RPU包括存储在其上的数据库上的参考值，该参考值包括以下的一个或多个参考值：距离上次列车通过的时间、车轴或车轮通过数或其两者，该RPU被配置为将数据与参考值进行比较，其中至少距离上次列车通过的时间、车轴或车轮通过数或其两者的实时测量值与距离上次列车通过的时间、车轴或车轮通过数或其两者的一个或多个参考值进行比较，并根据数据与参考值之间的差异，修改泵的摩擦控制介质传送时间，以在轨道上实现所需数量的摩擦控制介质。
上述一个或多个数据采集模块路边摩擦管理系统可被进一步配置为收集数据并将数据传输至RPU，该数据包括传送系统、泵或其组合的内部电压的实时测量值，该RPU包括存储在其上的数据库上的参考值，该参考值包括一个或多个参考电压值，该RPU被配置为将该数据与参考值进行比较，其中至少内部电压的实时测量值与至少一个或多个参考电压值进行比较，并根据数据与参考值之间的差异，修改泵的摩擦控制介质传送时间，以在轨道上实现所需数量的摩擦控制介质。
远程性能单元的参考值可包括由路边摩擦管理系统的用户或操作员输入到数据库中的初始设置，该初始设置包括：正在传送的摩擦控制介质类型、摩擦控制介质的物理特性、软管的物理特性、与泵中制造变异性相关的特性、泵齿轮转速、与软管中制造变异性相关的特性、储液器的物理特性或其任何组合。
远程性能单元还可包括发射器，以通过射频、蜂窝通信信道或通过其两者向与一个或多个路边装置通信的接收器传送指令。
本发明内容部分可能未描述本发明的所有特征。
附图说明
为详细阐述本发明的上述特征及其他特征，下文将对其进行详细说明，并附以图片作为参考：
图1A和1B为根据本公开的一个实施例确定系统性能和区域条件并调整输出的信息流和控制措施的现有技术框图。图1A所示为本公开的路边摩擦管理系统的一般信息流。图1B所示为路边装置的一般组件，包括图1A中的摩擦管理应用系统。
图2所示为在不同电压水平下运行的泵所传送的摩擦控制介质量曲线图，其中电压的可变性为无补偿(实线)或有补偿(虚线)。
图3A所示为用于补偿储液器中摩擦控制介质液位变异性的逻辑图，变异性至少部分归因于系统泵、电机或软管的制造变异性、系统硬件组件的老化或上述任何组合。图3B所示为本文所述的五个系统的示例，这些系统产生了补偿泵时间。对于每个示例，“系统电压”、“环境温度”、“产品液位”和“降雨”(如果测量)是通过传感器获得的，可视为可变输入，“产品系列”、“泵类型”、“水箱类型”(储液器类型)可视为由用户输入系统的固定输入。
图4A所示为在软管长度的可变性(例如23英尺软管或36英尺软管)未得到补偿或得到补偿的情况下，在轨道上的润滑脂输出的变异性图。上部实线36英尺软管长度，补偿输出；上部虚线23英尺软管长度，补偿输出；下部实线36英尺软管长度，没有补偿输出；下部虚线23英尺软管长度，无补偿输出；上部实线，跨越X轴：目标值。图4B所示为在软管长度的可变性(例如23英尺软管或36英尺软管)未得到补偿或补偿的情况下，KeltrackTM(一种水基摩擦改性剂，如WO2002/26919中所述)在不同温度下输出到轨道上的变异性图。上部实线36英尺软管长度，补偿输出；左侧(LHS)上部虚线23英尺软管长度，补偿输出；下部实线36英尺软管长度，没有补偿输出；LHS下部虚线23英尺软管长度，无补偿输出；上部实线，跨越X轴：目标值。
图5所示为来自区域/维护条件的数据输入、数据采集模块中的传感器以及可能由远程性能监测单元接收和分析的路边装置状态。
具体实施方式
下文所用的“上”、“下”、“向上”、“向下”、“竖向”和“侧向”等方向性字词仅用于提供相对基准，不旨在对使用期间如何定位亦或在组件中安装或相对于环境安装任何物品进行任何限制。在本文中，“一”或“一个”与“包括”搭配使用时，意为“一个”，但其亦可表示“一个或多个”、“至少一个”以及“一个或不止一个”之意。以单数形式表达的任何元素也包括其复数形式。以复数形式表达的任何元素也包括其单数形式。本文所用词语“多个”是指一个以上，例如两个或两个以上、三个或三个以上、四个或四个以上等。
本文所用的词语“包括”、“具有”、“包含”和“含有”及其相应变化形式是包含性的或开放性的，不排除其他未列举的元素和/或方法步骤。当在本文中与组成、用途或方法结合使用时，“主要由……组成”表示可存在其他的元素、方法步骤，或者可同时存在其他的元素和方法步骤，但这些其他的元素和方法步骤并不实质影响所述组成、用途或使用功能的方式。当在本文中与组成、用途或方法结合使用时，“由……组成”意为不存在其他元素和/或方法步骤。
当后面附有列举的数值时，本文所用“大约”一词指所述数值可上下浮动10％。
本发明涉及一种路边摩擦管理系统。本发明还涉及在铁轨运营中使用传感器反馈和性能分析来控制和调整路边摩擦管理系统。路边摩擦管理系统应在适当的时间和适当的条件下，以适当的数量将摩擦控制介质分配到轨道的目标位置。此类分配至少部分受到以下分析的影响：(i)收集与轨道条件、系统条件、环境条件、初始设置或其组合有关的数据；参照(ii)中相应的参考值，包括存储在路边摩擦管理系统中的用户输入参数。
在WO 2011/143765、GB 2,405,910、US 5,641,037、US 6,719,095、US 6,854,563、US 2008/0203735、WO2003/106240(在此均以引用的方式并入本文)中描述了可能使用本文所述发明的路边摩擦管理系统的非限制性示例。
参考图1A和1B，提供了现有技术路边摩擦管理系统1的一般示例(如WO2011/143765，通过引用纳入本文)中所述)。在本例中，路边摩擦管理系统1包括一个或多个摩擦管理应用系统20，每个摩擦管理应用系统20包括一个或多个沿铁轨系统的轨道12安装的路边装置22(见图1B)。图1B还显示了一个或多个路边装置与远程性能单元(70；RPU)和移动询问器(25)之间的相互作用。一个或多个路边装置22被用于将摩擦控制介质施加到轨道12上，并从轨道30、轨道环境40、周围环境条件60或其组合中获取数据50。
每个路边装置22均包括通过一个或多个软管21连接到包含摩擦控制介质的储液器26的传送系统24。传送系统24位于待处理轨道12附近，以便摩擦控制介质可应用于轨道12的一个或两个铁轨。该路边输送装置22进一步包括泵28，该泵28被定位在传送系统内的适当位置上，以将摩擦控制介质提供给通过的有轨车辆的轨道或车轮。泵28可是齿轮泵、容积式齿轮泵、隔膜泵、蠕动泵或在本领域已知的任何适用泵。
一个或多个路边输送装置22将摩擦控制介质应用于轮/轨界面，从而提供实现或维持列车轮和铁轨表面之间适当摩擦或摩擦效率的方法。摩擦控制介质在轮/轨界面的应用包括但不限于：(i)将摩擦控制介质作为糊剂、液体或喷雾施加于轨距面16或轨顶14或两者，以供与列车的通过车轮直接接触而拾取；(ii)将摩擦控制媒质喷洒在轨道12的轨距面16、轨顶14或两者上；或(iii)将摩擦控制介质喷洒在列车通过车轮的凸缘或踏面上。
位于一个或多个摩擦管理应用系统20内的一个或多个路边装置22通常位于需要应用摩擦控制介质的位置正前方。列车车轮的通道将摩擦控制介质铺布在轨道12的某一区域上，以便在列车通过时修改轨道12该区域内的铁轨部分以及车轮踏面和凸缘上的摩擦力。一个或多个传感器，包括但不限于车轮传感器(例如US 7,481,400)、机械开关、车轴计数器、轨轮接近传感器、负载传感器、光学/视频传感器、加速计、应变仪、噪声/声音传感器、光成像、检测和测距(LIDAR；也可表达为LiDAR)、超声波传感器、雷达、磁传感器(Zhang S.等人，2013年，传感器材料25：423-436)或其组合，指示列车何时通过路边输送装置的位置，可用于确定摩擦控制介质传送至轨道的持续时间。为固定路边装置22，就固定装置和设备进行了几款设计，以便列车通过时，由传送系统24将摩擦控制介质自动应用或分配到铁轨上。这些设计和设备包括但不限于：引发摩擦控制介质分配的路基凹陷、由列车车轮触发一个机械装置(例如杠杆或柱塞)以启动摩擦控制介质分配机制。其他传感器也可用于激活摩擦控制介质分配机制，包括但不限于：轮式传感器装置(例如基于磁激活的传感器装置，如US 7,481,400)、机械开关、车轴或车轮计数器、轨轮接近传感器、负载传感器、光学/视频传感器、加速计、应变仪、噪声/声音传感器、光成像、检测和测距(LIDAR；也可表达为LiDAR)、超声波传感器、雷达、磁传感器(Zhang S.等人，2013年，传感器材料25：423-436)或其他在本领域已知的方法。在这种方式下，所述路边传送系统24可以通过机械、液压或电动方式激活。如本文所述，任何类型的路边装置22都可以与本发明一起使用。此类现有技术路边装置的非限制性示例见U.S.5,641,037、WO 2011/143765、GB 2,405,910、US 6,719,095、US 6,854,563、US 2008/0203735、WO2003/106240(在此均以引用的方式并入本文)。
所述一个或多个路边装置22可进一步包括一个或多个数据采集模块29(DCM；图1B)，该模块可能位于传送系统24或其附近，或可能距传送系统22较远，但其操作地连接传送系统22(例如，通过导线、电缆、无线、无线通信或其组合)。一个或多个数据采集模块29收集数据(包括但不限于数据29、69、90)，并通过有线、线缆、无线或其组合将数据传输至处理器或系统控制器，例如远程性能单元70，其位于距路边装置22较远的位置。收集数据的传感器也可以通过电线、电缆、无线或其组合向数据采集模块29传输数据。无线传输可包括但不限于通过射频、蜂窝通信信道(例如通用分组无线业务)进行的传输。
由一个或多个数据采集模块29收集和传输的数据包括与路边传送系统24的性能和状态相关的信息、轨道的性能信息50(例如，由位于轨道附近或轨道处的传感器获得的信息)、轨道状态信息60(例如，区域/维护和环境条件)、轨道环境信息、列车通过轨道的信息40(例如，列车性能和作用力)、周围环境条件或其任何组合。例如，一个或多个数据采集模块29采集的数据可能包括一个或多个：横向/纵向力测量值、侧向力测量值、传入的垂直载荷数据、铁轨侧向或垂直偏转、标距宽度、机车位置数据、自动装置识别数据、储液器水箱液位的一个或多个测量值、储液器内的压头压力、泵输入压力、泵输出压力、泵电机电流、路边传送系统24的内部电压波动、泵28的内部电压波动、泵28输送摩擦控制介质的时间、系统硬件组件(电机、泵、软管等)制造变异性引起的体积补偿、泵齿轮转速、输送软管21压力、输送软管21温度、输送软管21类型、输送软管21长度、电池电压、环境温度和湿度、输送的摩擦控制介质的类型、降水、风、轨道湿度、距离上次列车通过的时间、通过一个或多个路边装置22的车轮数量以及从视频单元、照片捕捉单元、声反馈单元、振动检测单元、速度检测单元、应变仪和加速计的至少一个或任何组合中采集的数据。也可使用本领域技术人员已知的其他传感器。
一个或多个20，每个包括一个或多个路边装置摩擦力施加系统22，这些系统可以分布在指定的地域。以这种方式，远程性能单元(RPU)70从一个或多个分布在指定地域内的数据采集模块29接收数据。远程性能单元70也可以从多个指定的地域获取数据，每个指定的地域包括一个或多个路边装置22和数据采集模块29。因此，路边摩擦管理系统1可包括一个或多个指定的地域和一个或多个数据取样位置。为简单起见，本文描述的系统属于与远程性能单元70进行通讯的摩擦管理应用系统20内的一个或多个路边装置22。但是，本发明还考虑使用位于一个或多个指定的地域内的多个摩擦管理应用系统20。
所述路边装置22可包括操作地连接到所述路边装置22的一个或多个组件的电源，例如连接到泵28、到传送系统24、到数据通信模块29或其任何组合。
最初，基准摩擦控制介质量可以按照预设泵速率和预设泵时间(即初始设置，10)分配到轨道12上。基准摩擦控制介质量通常是摩擦控制介质的数量、体积或重量，在轨道和列车车轮之间提供适当的摩擦或摩擦系数。泵时间是指泵主动向轨道输送摩擦控制介质的持续时间。基准摩擦控制介质量可能取决于从距离上次列车一个或多个路边装置22(由使车轴或车轮计数器确定)的持续时间。例如，如果在预先确定的时间段内(包括但不限于1-10小时，例如3小时)没有车辆，则装置可能不会将摩擦控制介质应用于轨道，因为第一个泵循环可能导致软管中的压力增加到操作水平。如果系统处于非活动状态的时间较长，例如10小时或更长时间，软管长度超过预定长度，例如大于7米，或两者兼有(即长时间不活动状态和软管长度较长)，则可能需要几次车轮通过才能达到软管所需的压力，以便将摩擦控制介质施加到轨道上。因此，车轴或车轮计数器可能触发“系统提升”或“系统底漆”，使泵速率、泵时间或泵速率和泵时间均增加约1％至约100％，例如，预设泵速率和/或预设持续时间的约1％至30％(例如，0.25至2秒左右，或两者之间的任何数值；或车轮通过次数，例如，1至25次车轮通过次数，或两者之间的任何数字)。泵时间的变化可以在摩擦管理应用系统20的控制盒上设定，例如从远程性能单元(RPU；70)接受信息。此外，也可以根据摩擦控制介质在列车通过开始时、列车中间部分通过时或列车尾部通过时是否被输送到轨道上，根据来自车轴或车轮计数器传感器的数据，向上或向下调整泵速率、泵时间或泵速率和泵时间(即增加或减少泵输出)。例如，可以对远程性能单元70进行编程，以便在预设的车轮通过次数之后将摩擦控制介质泵入轨道，例如，在每2至500次车轮通过或其中任意数量的车轮通过之后将摩擦控制介质泵入轨道(使用车轮计数器传感器确定)。如果欲使系统在第一个车轮泵入，然后在一个中间车轮之后泵入，则可以对远程性能单元70进行编程，使其在第一个车轮通过后泵入，然后在通过预定的车轮通过次数之后泵入。因此，摩擦控制介质的应用可以相对于车轮在列车上的位置而改变。
在基准摩擦控制介质的应用过程中，可以确定轨道、列车、天气和传送系统的条件。与路边摩擦管理系统1相关的一个或多个变量的变化，包括但不限于储液器水箱液位、储液器内的压头压力、泵输入压力、泵输出压力、泵电机电流、泵齿轮转速的变化、路边传送系统24内部电压的变化、泵28内部电压的变化、泵28输送摩擦控制介质的时间、摩擦控制介质输出的体积或重量、系统硬件组件(电机、泵、软管等)制造变异性引起的体积补偿、输送软管21的压力、输送软管21的温度、输送软管21的类型、输送软管21的长度、电池电压、环境温度和湿度、输送摩擦控制介质的类型、轨道的降水、雨水和湿度、距离上次列车通过的时间、通过一个或多个路边装置22的车轮数量，从视频单元、照片捕捉单元、声反馈单元或其任何组合中采集的数据可用于增加或减少摩擦控制介质在轨道12上的分配速率或数量，或者同时增加和减少摩擦控制介质的分配速率和数量。例如，如上所述，如果列车超过预定时间(包括但不限于1小时以上至10小时)未通过一个或多个路边装置22，则可增加摩擦控制介质的速率或数量，或者同时增加速率和数量。此外，在一定数量的车轮通过一个或多个路边装置22后，可根据需要调整摩擦控制介质的分配速率或数量，或者同时调整(例如，减少或增加)分配速率和数量。例如，在将摩擦控制介质多次应用于轨道之后，可能会达到饱和点，在此之后进一步应用摩擦控制介质可在一定程度上改善轮轨相互作用。因此，在由车轮或车轴计数器测得一定的车轮通过次数之后，例如，大约24到大约500，或其中的任一车轮通过次数，亦或500以上的车轮通过次数，可通过应用摩擦控制介质可将车轮通过次数降低1％到30％，或其中的任何百分比，或完全停止车轮通过，特别是对于具有高交通频率的长列车和轨道。
又例如，电机(泵电机)内部电压的变化可能会导致摩擦控制介质分配的速率、体积、重量或其组合增加或降低，并导致传送至轨道表面的摩擦控制介质数量与预设定目标摩擦控制介质数量、速率、体积或重量或基准摩擦控制介质数量、速率、体积或重量相比增加或减少。为了补偿导致施加到轨道上的摩擦控制介质的泵速率、体积、重量或其组合发生的变化，可能需要调整泵输送摩擦控制介质的持续时间，以在轨道和列车车轮之间实现适当的摩擦系数。
可通过单独采用与传送系统24的实测内部电压相关的数据，或结合一个或多个环境温度、轨道湿度、储液器26内的压头压力、摩擦控制介质的特性、泵类型、摩擦控制介质液位补偿、水箱类型、软管长度、软管类型以及任何可能由系统硬件组件的可变性引起的体积补偿，对泵时间(即泵将摩擦控制介质输送至轨道的时间)进行调整，(参见图3B)。例如，可通过考虑测量的泵时间数据来调整泵时间，并且：
(i)传感器获得的与测量系统电压(电压补偿)相关的数据；根据系统电压变化动态补偿输出(补偿泵时间)；也可考虑与降雨或湿度水平相关的数据；
(ii)由传感器获得的与测量系统电压、环境温度相关的数据，以及用户输入的与摩擦控制介质固有特性相关的信息(例如校准输出重量、粘度、含水量、固体含量、油含量等)(电压+温度补偿)；根据系统电压和温度变化动态补偿输出(补偿泵时间)；也可考虑与降雨或湿度水平相关的数据；
(iii)与测量的系统电压、传感器获得的环境温度有关的数据，以及与用户输入的摩擦控制介质(例如经校准的输出重量)、泵类型、软管长度和软管类型的固有特性有关的信息(完全补偿)；根据泵类型、软管长度和软管类型，通过固定参数调整输出(补偿泵时间)，并根据系统电压和温度变化(取决于产品系列)进行动态补偿；也可考虑与降雨或湿度水平相关的数据；
(iv)与测量的系统电压、传感器获得的环境温度有关的数据，以及与摩擦控制介质(产品系列)的固有特性和用户输入的摩擦控制介质的输出重量有关的信息(体积+电压+温度补偿)；根据校准输出重量通过固定参数调整输出(补偿泵时间)，并根据系统电压和温度(取决于产品系列)进行动态补偿；也可考虑与降雨或湿度水平相关的数据；
(v)与测量的系统电压、传感器获得的环境温度有关的数据，与摩擦控制介质(产品系列)、摩擦控制介质液位、泵类型、软管类型、软管长度和水箱(储液器)类型(产品液位+体积+电压+温度补偿)的固有特性有关的信息；根据泵类型、软管长度和软管类型，通过固定参数调整输出(补偿泵时间)，并根据系统电压、温度(取决于产品系列)和反馈补偿确定的校正系数进行动态补偿(见图3A；详见下文)。带有水箱类型的产品液位被反馈补偿算法用于确定实际产品输出。泵类型用于设置算法的初始条件；也可考虑与降雨或湿度水平相关的数据；
(vi)与和本文所述变量有关的所测系统电压相关的数据，包括但不限于因系统硬件组件(电机、泵、软管等)的制造变异性引起的体积补偿、泵齿轮的转速、储液器内的压头压力、离开泵的摩擦控制介质的输出压力(泵输出压力)、进入泵的摩擦控制介质的输入压力(泵输入压力)，或
(vii)任何(i)至(vi)的组合。
通过考虑可能影响路边传送系统24性能的变量，以及这些变量对输送至轨道的摩擦控制介质的数量、体积、重量或其组合的影响，可调整泵时间(“补偿泵时间”，图3B)，以便在轨道12上分配适量的摩擦控制介质。
在列车通过路边装置的间隔期间，或者在没有列车通过路边装置的间隔期间(即确定传送系统的状态检查)，一个或多个29数据采集模块可以连续地收集(采样)和传输数据，或者对数据进行间隔采样。例如，当列车经过路边装置时，每隔约0.05秒至10分钟或其间的任何时间间隔收集一次数据，例如，当列车经过路边装置时，每隔约0.05秒至1.95秒或其间的任何时间间隔收集一次数据，例如，每隔约0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95 1.0、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65、1.7、1.75、1.8、1.85、1.9、1.95、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、15.0、20.0、30.0、40.0、50.0、60.0秒对数据进行一次取样，或每隔约1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10分钟或其间的任何时间间隔对数据进行一次收集。如欲在列车不在路边装置上时确定路边装置的状态，则可由一个或多个数据采集模块在大约1分钟至24小时的间隔内对数据进行采样。
采集的数据(包括但不限于数据29、69、90)可通过有线、电缆、无线或其组合传输至处理器或系统控制器，例如远程性能单元70(远离路边装置22所在的位置)。可以定期向远程性能单元70传输数据，例如，采集的数据可以以大约1分钟至大约24小时的时间间隔进行传输。例如，采集的数据可以每3至10分钟或其间的任何时间间隔传输一次，采集的数据可以每3至60分钟或其间的任何时间间隔传输一次，采集的数据可以每1、2、3、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60分钟或其任何时间间隔传输一次，或每1、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24小时或其任何时间间隔传输一次。
本发明还提供了监测路边摩擦管理系统的方法。该方法涉及使用传感器收集在位于一个或多个数据收集位置的一个或多个数据采集模块29上测量的数据，并将采集的数据与存储在处理单元或控制系统(例如，远程性能监测单元70)的数据库中的基线参考值或初始设置10进行比较，或与位于数据采集模块29内的处理单元进行比较。数据采集位置可以位于或不位于与一个或多个路边装置22相同的位置。数据可通过电线、电缆、无线电频率、蜂窝通信信道或其组合从收集数据的传感器传输至数据采集模块29，测得的数据可通过电线、电缆、射频、蜂窝通信信道或其组合从数据采集模块29传输至处理器、控制系统或远程性能监测单元70或等效处理器进行进一步分析。然后将传输数据与存储在处理器或远程性能监测单元70的数据库上的基线参考值或初始设置10、从存储在处理器或远程性能监测单元的数据库上的数据收集位置的相同一个或多个数据采集模块29中获得的最新值或它们的组合进行比较。基线参考值或初始设置10包括但不限于与摩擦控制介质、软管类型、软管长度、软管材料、泵类型、水箱类型和校准输入相关的信息，以及泵内部电压、路边传送系统24内部电压的参考电压测量值。还可获得以下项目的附加基线参考值：储液器水箱液位、储液器内的压头压力、泵输入压力、泵输出压力、泵电机电流、泵齿轮转速的变化、泵28输送摩擦控制介质的时间、摩擦控制介质输出的体积或重量、因系统硬件组件(电机、泵、软管等)制造变异性引起的体积补偿、输送软管21压力、输送软管21温度、输送软管21类型、电池电压、环境温度和湿度、轨道上的降水、雨水和湿度、距离上次列车通过的时间、通过一个或多个路边装置22的车轮数、从视频单元、照片捕捉单元或声反馈单元采集的数据或其任何组合。
数据收集位置可以与摩擦力施加系统或包含路边装置22的部位相同，或者数据收集位置可以位于距离摩擦力施加系统或部位一定距离处。如果一个或多个数据收集点位于距离摩擦应用点一定距离的位置，则可将数据收集点视为独立测量位置，通过电线、电缆、移动射频询问器25、GPRS 90、射频、蜂窝通信信道等与中心远程性能监测单元70的数据库进行通信。从这些独立的数据收集位置采集的数据，例如通过使用数据采集模块29，可由远程性能单元70进行评估，以确定附近摩擦力施加系统20的性能，例如在定义区域内的一个或多个路边装置。定义区域的面积对于本领域的技术人员来说是显而易见的。根据远程性能单元70所执行的分析，可将位于距数据收集点一定距离的一个或多个路边装置22的设置变更(但在规定区域内)传输至一个或多个路边装置22。
在监控路边摩擦管理系统的方法中，可由一个或多个数据采集模块29连续收集(取样)和传输数据，或不定期对数据进行取样。例如，当列车经过路边装置时，每隔约0.05秒至10分钟或其间的任何时间收集一次数据，例如，当列车经过路边装置时，每隔约0.05秒至1.95秒或其间的任何时间收集一次数据，例如，每隔约0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95 1.0、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65、1.7、1.75、1.8、1.85、1.9、1.95、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、6.5、7.0、7.5、8.0、8.5、9.0、9.5、10.0、15.0、20.0、30.0、40.0、50.0、60.0秒对数据进行一次取样，或每隔约1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10分钟或其间的任何时间对数据进行一次收集和传输。如欲在列车不在路边装置上时确定路边装置的状态，则可由一个或多个数据采集模块在大约1分钟至24小时的间隔内对数据进行采样，例如，可在大约1、2、3、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60分钟或其任何时间间隔或约1、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24小时或其任何时间间隔对数据进行采样和传输。此外，所采集的数据可以定期传输到远程性能单元70，例如，所采集的数据可以以约1分钟到约24小时的时间间隔传输。例如，采集的数据可以每3至10分钟或其间的任何时间间隔传输一次，采集的数据可以每3至60分钟或其间的任何时间间隔传输一次，采集的数据可以每1、2、3、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60分钟或其任何时间间隔传输一次，或每1、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24小时或其任何时间间隔传输一次。
如上所述，不受用户或操作员控制的路边管理系统1的变量变化，包括但不限于路边传送系统24的内部电压、泵的内部电压、泵齿轮的转速、环境温度、软管压力、软管温度、环境湿度和轨道湿度，可能会影响路边传送系统24分配到轨道12上的摩擦控制介质的量。
参见图2，例如，由于电网局部负载增加或其他操作因素导致的路边传送系统24的内部电压变化可能会改变泵28的电机速度，并导致泵将摩擦控制介质分配到轨道12上的速率发生变化(例如实线图2)。为了补偿(虚线，图2)泵输出量、体积、重量或其组合增加或减少的影响，通过一个或多个数据采集模块29(电压补偿)采集与路边传送系统24内部电压和实时泵速率相关的数据。
将收集的电压测量数据、泵速率或其组合中继到远程性能单元70，并与参考电压值、泵速率和与这些参考电压值、泵速率或其组合有关的未调整摩擦控制介质分配量进行比较。参考电压值、泵速率和相关信息存储在远程性能单元70的数据库中。通过将所采集的数据与参考数据进行比较，可以调整或修改泵28的预设泵时间，以便考虑所测量的系统内部电压和所补偿的泵速率的任何变化(参见下文的等式1)。然后将调节或补偿的泵速率从远程性能单元70中继到数据采集模块29，并对路边装置22的泵28速率进行相应补偿(参见图3B“电压补偿”)。如图2所示，通过调整泵速率以响应输送到泵的电压变化，泵(虚线)可以分配恒定数量的摩擦改性介质，以实现轨道和列车车轮之间适当的摩擦系数。
与参考电压值相关的参考电压值和未调整摩擦控制介质分配量可基于历史或实验推导的电压值。历史或实验电压值对应于相关的和已知的摩擦控制介质输出量。或者，参考电压值可以基于由路边摩擦管理系统1的用户或操作员输入的预设电压值。预设定电压值对应于相关的和已知的摩擦控制介质输出量。
可根据以下等式1(电压补偿)补偿内部电压波动对路边传送系统24中摩擦控制介质分配的影响：
Ptc＝Pt*(c1*V+c0) (等式1)；
其中：
“Ptc”是补偿泵时间，
“Pt”是预设泵时间，
“c1”和“c0”是通过实验确定的系数，和
“V”是传送系统电压。
系统电压是通过传感器获得的动态因素，该因素可在本文概述的各种补偿方案中使用，例如，如图3B所示，或根据需要与其他补偿方案中使用的其他因素结合使用。
水，作为一种天然的润滑剂，也可能影响车轮和铁轨之间的摩擦系数，从而影响分配到轨道12上所需的摩擦控制介质的量(雨水补偿)。路边装置22配备了一个或多个传感器，用于检测轨道12上或其附近是否存在水(雨水)、湿度或两者。在没有降雨或其他变量的情况下，可将摩擦控制介质按预设泵速率和预设泵时间分配到轨道12上。但是，在降雨、湿度增加或两者同时存在的情况下，可能需要调整摩擦控制介质的分配，以保持轨道和列车车轮之间适当的摩擦系数。如果在轨道12环境中检测到水(雨水)，则使用等式1.1(雨水补偿)调整(补偿)泵时间。在轨道12上分配的摩擦控制介质的量与系数成正比，系数可以由路边管理系统1的操作员手动控制，也可以根据针对不同环境情景收集的实验数据确定。
其中：
Ptc是补偿泵时间
Pt是泵时间
c1是由用户通过实验确定或配置的系数。
降雨是通过传感器获得的一个动态因素，该因素可用于本文概述的各种补偿方案中，例如，如图3B所示，或根据需要与其他补偿方案中使用的其他因素结合使用。
环境温度的变化也可能影响流速和分配到轨道12上的摩擦控制介质的量(温度补偿)。环境温度的变化也可能影响储液器26内的产品体积。一个或多个数据采集模块29监测环境温度并将采集的数据中继到远程性能监测单元70。将收集的环境温度读数与参考温度读数进行比较，并根据需要调整泵28的预设泵时间。例如，要实现摩擦控制介质粘度的增加或者储液器26内的压头压力的降低，可能需要延长泵时间，以便从储液器26中分配目标数量的摩擦控制介质，进而实现或维持轨道和列车车轮之间适当的摩擦力系数。根据以下等式2(温度补偿)，可补偿环境温度变化及其对摩擦控制介质分配的影响：
Ptc＝Pt*(c3T3+c2T2+c1T+c0) (等式2)；
其中：
“Ptc”是补偿泵时间，
“Pt”是预设泵时间，
“T”是温度，和
“c0、c1、c2、c3”是通过实验确定的系数。
系数(c0、c1、c2、c3等)根据使用的摩擦控制介质系列变化。与使用的每个摩擦控制介质的每个系列(产品系列)相关的信息可以手动记录到远程性能单元70的存储数据库中，并且可以构成初始设置10的一部分。
系统电压和温度是通过传感器获得的动态因素，这些因素可用于图3B中概述的“电压+温度补偿”、“完全补偿”、“体积+电压+温度补偿”和“产品液位+电压+温度补偿”方案。如有需要，温度补偿可与其他补偿方案中使用的其他因素相结合。
除影响摩擦控制介质体积的环境温度变化外，路边传送系统24的硬件组件的制造变异性的影响，包括但不限于各泵之间的公差变化、泵类型、泵电机、软管类型、软管长度、泵组件的不同磨损率、软管的磨损率等，由于储液器26中摩擦控制介质体积的变化，可能会分配非最佳数量的摩擦控制介质(产品液位补偿)。为补偿此类变异性，应监测储液器26的液位，并将其与存储在远程性能监测单元70数据库中的理论产品消耗数据进行比较。当与基于理论产品消耗速率的储液器内摩擦控制介质的预期水平进行比较时，对预设泵时间进行线性缩放以补偿基于储液器内摩擦控制介质液位变化的系统变异性。
参考图3A，传感器50’用于监测26储液器中的摩擦控制介质体积。使用反馈补偿逻辑51，在控制回路52内对收集的测量值进行处理，反馈补偿逻辑51将收集的测量值与存储在数据库中的理论产品消耗数据进行比较。采集的数据可以通过数据采集模块中继到远程性能监测单元70进行处理，数据可以通过数据收集模块29进行处理，或者可以使用位于现场其他地方的处理器进行处理。可根据比较结果确定补偿泵速率，并将信号转发给泵控制器28’，以控制泵28的泵时间。激活泵28，从储液器26中取出摩擦控制介质并分配到轨道12上。反馈补偿逻辑51通过泵时间累加器28”捕获发送到泵的指令，以便作为基础参考值存储在处理器数据库中，例如远程性能监测单元70。泵时间累加器28”是一个内部存储区域，例如之前泵时间的计数器，并且包括已经进行或需要进行的所有调整。
水箱(储液器)内的摩擦控制介质液位是传感器获得的动态因素。可在图3B中概述的“产品液位+电压+温度补偿”方案中使用该因素，或根据需要与其他补偿方案中使用的其他因素结合使用。
储液器26中摩擦控制介质的膨胀和收缩也可能导致储液器26压头压力发生变化(压头压力补偿)。例如，如果储液器内的摩擦控制介质体积变大，则储液器内的介质液位较高，这可能导致泵28上的压力较大，并导致泵分配更多的摩擦控制介质。考虑到储液器26中摩擦控制介质的体积变化，可使用传感器(包括但不限于超声波传感器)确定储液器内的产品液位，使用压力传感器确定泵的输入压力，或使用本领域已知的其他传感器。此外，压力传感器检测到的压力可用于确定储液器内的产品液位。然后可以使用查找表或多项式函数(例如，等式3)来预测基于压力的流速变化，并相应缩放输出。摩擦控制介质体积的变化及其对摩擦控制介质分配的影响可根据以下等式3(压头压力补偿)进行补偿：
Ptc＝Pt*F(P) (等式3)；
其中：
“Ptc”是补偿泵时间，
“Pt”是预设泵时间，和
“F(P)”是一个将压力与泵输出相关联的函数。
压头压力和泵压力是使用传感器获得的动态因素。这些因素中的一个或多个可在图3B中概述的“完全补偿”或“产品液位+电压+温度补偿”方案中使用，或根据需要与其他补偿方案中使用的其他因素结合使用。
泵类型和特性可能影响从路边传送系统24(泵类型补偿)中分配的摩擦控制介质的数量。例如，泵本身具有影响泵速率的特性。泵类型对从路边传送系统24输出到轨道上的摩擦控制介质流速的影响可以通过按照以下等式4(泵类型补偿)修改泵28的预设泵时间来补偿：
Ptc＝Pt*PT (等式4)；
其中：
“Ptc”是补偿泵时间，
“Pt”是预设泵时间，和
“PT”是与泵速率成正比的泵类型比例因素，其通过实验确定。
泵类型是用户输入的一个因素，可在图3B中概述的“完全补偿”或“产品液位+电压+温度补偿”方案中使用，或根据需要与其他补偿方案中使用的其他因素结合使用。
软管长度、软管材料或软管长度和软管材料都可能影响从储液器26向传送系统24输送摩擦控制介质的软管21加压所需的时间(软管类型补偿；软管材料补偿)。例如，与对较短软管加压的时间相比，对较长软管进行加压将花费更多时间。同样，与由更坚硬材料制成的软管相比，柔性软管材料的效率不如传递压力。对软管21加压所需的时间、软管材料或两者的影响可能会影响最终分配到轨道上的摩擦控制介质的量。为了补偿标准软管长度和软管材料的变化，可根据以下等式5(软管类型/软管材料补偿)调整预设泵时间：
Ptc＝Pt+c0 (等式5)；
其中：
“Ptc”是补偿泵时间，
“Pt”是预设泵时间，和
“c0”是通过使用标准长度软管的试验确定的系数。
参见图4A和4B，有实验数据表明软管长度的变化(例如从23英尺软管到36英尺软管的变化)会影响摩擦改性材料(例如油脂图4A或KeltrackTM，一种水基摩擦改性剂，如WO2002/26919、图4B所述)在轨道上的输出。如图4A和4B所示，未补偿软管的长度越长，单位温升的输出就越少(例如，在-10℃到25℃的范围内；比较图4A中的下实线和虚线)。此外，当软管长度尚未得到补偿时，无论软管长度如何，测量输出均随温度升高而增加(例如图4A)。当长度被补偿后，轨道上的摩擦改性材料的输出可以保持在目标输出水平左右(图4A和4B)。
对于定制长度软管，由用户指定软管长度并应用校正系数(软管长度补偿)。可根据以下等式6(软管长度补偿)调整预设泵时间，以考虑软管中所需的压力积累：
Ptc＝Pt+c1L+c0 (等式6)；
其中：
“Ptc”是补偿泵时间，
“Pt”是预设泵时间，
“L”是软管长度，和
“c1”和“c0”是通过实验确定的系数。
软管类型(软管材料)、软管长度和定制软管长度是用户输入的因素，其中一个或多个因素可在图3B中概述的“完全补偿”或“产品液位+电压+温度补偿”方案中使用，或根据需要与其他补偿方案中使用的其他因素结合使用。
硬件组件的制造变异性，例如，路边传送系统24的泵、电机、软管也可能影响泵速率(体积补偿)。考虑到这种变异性，可根据以下等式7(体积补偿)，对预设泵时间进行线性调整，以补偿泵速率的变化：
Ptc＝Pt*Wtheo/Wmeas (等式7)；
其中：
“Ptc”是补偿泵时间，
“Pt”是预设泵时间，
“Wtheo”是理论摩擦控制介质输出，和
“Wmeas”是测量的摩擦控制介质输出。
泵类型、泵电机、软管类型是用户输入的因素，其中一个或多个因素可以在图3B中概述的“完全补偿”或“产品液位+电压+温度补偿”方案中使用，或根据需要与其他补偿方案中使用的其他因素结合使用。
用于将摩擦控制介质输送至轨道上的不同类型的路边轨条也可能影响介质的输送速率(轨条类型补偿)。不同类型的路边轨条的几何形状可能对介质流动提供不同的阻力，并导致不同的输出速率。根据用户指定的轨条类型，泵时间采用等式8(轨条类型补偿)进行线性缩放，以考虑给定轨条的流速：
Ptc＝Pt*BT (等式8)；
其中：
Ptc表示补偿泵时间
Pt表示泵时间
BT表示通过实验确定的轨条比例因素。
轨条类型是用户输入的因素，可与图3B中列出的任何补偿方案配合使用，或根据需要与其他补偿方案中使用的其他因素结合使用。
可将从一个或多个数据采集模块29获得的数据与基线参考值进行比较。基线参考值进一步包括但不限于初始设置10、轨道50、60或其组合的信息(存储在远程性能单元70的数据库中)。例如，基线参考值可进一步包括轨道维护条件、距离上次列车通过的时间、通过一个或多个路边设备22的车轮数、由于已知轨道维护工作而导致的有意系统关机条件，例如轨道打磨、轨枕移除、轨枕更换、固定输入，包括但不限于摩擦控制介质的系列或固有特性、泵类型、软管长度、软管类型、水箱类型、容积校准输入、轨条类型或其组合。基线参考数据可考虑在内，以确定是否需要调整一个或多个路边装置22的传送系统24，以便将适量的摩擦控制介质分配到轨道12上，从而实现或维持轨道和列车车轮之间的适当摩擦系数。如果确定需要变更摩擦控制系统应用设置80，则将其发送至包含一个或多个路边装置22的摩擦管理应用系统20。
图5所示为远程性能单元70(也称为中央远程性能监测数据库/系统)可以分析数据输入的非限制性示例，以便摩擦管理应用系统20或路边润滑或摩擦管理装置(传送系统)24中的摩擦控制介质应用程序设置可以按照本文的描述进行调整。这些输入包括：
(i)区域维护条件62(例如，关于钢轨打磨程序、轨枕更换程序、钢轨更换程序、堆焊程序、系统拆卸/重新安装以及在铁轨系统内可能发生的其他维护程序的维护数据60)；
(ii)传感器反馈(通过数据采集模块)29，包括但不限于环境条件、环境温度、降雨、湿度和轨道湿度相关数据50，以及轨道条件，例如侧向力、L/V比、振动、噪声、视频、距离上次列车通过的时间和通过一个或多个路边装置的车轮数22；和
(iii)传感器反馈(通过数据采集模块)29和路边装置22的状态，包括但不限于：路边传送系统24的内部电压测量相关数据50、水箱(储液器)类型、水箱液位、水箱温度、储液器内的压头压力、电池电压、电机电流、管路或软管压力、管路或软管长度、管路或软管材料、管路或软管温度、泵类型、泵固有特性、泵输入压力、泵输出压力、泵齿轮转速变化、泵内部电压、泵输送摩擦控制介质的时间、摩擦控制介质输出的量、体积或重量、摩擦控制介质固有特性相关信息。
这些数据中的一些可以直接传送到处理器进行进一步的分析(例如远程性能单元70)，或通过数据控制模块传送到远程性能单元70(29；参见图1B)，使用无线或有线通信(90，94)进行数据处理。其中一些数据，包括但不限于与摩擦控制介质类型(产品系列)、泵特性(泵类型)、软管特性(软管类型、软管长度)、体积校准、轨条类型和水箱特性相关的数据，被输入到存储在远程性能单元70上的数据库中，从而构成初始设置10的一部分。
根据需要，可将控制和应用设置80的更新调整发送至摩擦管理应用系统20(包括一个或多个路边装置22)。可以收集摩擦管理装置20的状态和路边远程性能数据，并且这些数据和路边装置22的状态的数据(例如水箱液位、系统电压、电机电流、线路/软管压力和温度等)可以由远程性能单元70访问，以便纳入远程性能单元70的分析中。
从传感器(例如通过数据通信模块29)采集数据(例如，路边传送系统24的内部电压测量值、轨道湿度、环境温度、储液器中的压头压力)，并对照处理器(例如，远程性能单元70)上存储的参考值进行分析，以确定一个或多个采集数据与相应的一个或多个参考值之间是否存在差异。如果存在差异，则处理器或远程性能单元70确定是否需要在修改相应路边装置的设置方面补偿差异，并调整将摩擦控制介质分配到12号轨道上的泵时间(例如图3B)。例如，如果所收集数据和所存储数据之间的变化或差异超过处理器内存储的预设阈值，则泵时间得到相应补偿。基于这些分析，并根据需要，修订后的应用程序设置可以部署到目标摩擦管理应用系统20的一个或多个路边装置22，例如，增加或减少分配到轨道12的摩擦控制介质的数量或位置(TOR或轨距面)，以实现或维持轨道和列车车轮之间适当的摩擦系数。
通过测量在一个或多个数据采集位置获得的数据，测量参数的变化，包括但不限于路边传送系统24的内部电压、环境温度和/或本文所述的其他参数的变化，可能会引出相应的信号传输到一个或多个路边装置，以修改轨道12上的摩擦控制介质输出。例如，如果原因不明，在路边传送系统24的内部电压变化不被认为是限制性的，，否则将导致摩擦控制介质的分配量比目标分配水平(即预设阈值)低或高10倍，或以目标分配水平(预设阈值)的约1％、5％、10％、15％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％、200％、300％、400％、500％或其中的任何比值进行增加或减少，可能会产生信号，该信号被传输到位于数据采集位置的一个或多个路边装置22，以调整泵时间，从而控制分配到轨道12上的摩擦控制介质的数量。
如果与参考值相比，未观察到任何一个实测或输入变量的变化，则摩擦控制介质应用程序设置的变化(例如泵时间未变化)不会被传输至一个或多个路边装置22。
数据可以通过远程控制模块(RCM)从数据通信模块通过通信(GPRS)塔传输到远程性能监控数据库或数据处理单元70(参见WO 2011/143765的图9；通过引用纳入本文)。所述路边摩擦管理系统1还可包括移动远程性能监测询问器系统，所述询问系统接收来自RCM的通信并将所述通信传输到GPRS塔(例如：参见WO 2011/143765的图10；通过引用纳入本文)。
自给式数据采集模块、传感器和上述其他测量装置可部署在地域，记录关键位置的上述数据参数。采集的数据，如环境温度和传送系统电压测量值等，通过射频、蜂窝通信信道或电缆传输，并集中地收集到远程性能单元70的数据库中。远程性能单元70分析包括路边传送系统22电压测量值在内的输入数据，并将输入数据与包括历史或预输入参考电压值和相应的未调整摩擦控制介质输出量的基线参考值进行比较。还可以分析速度数据，使用滤波排除在每个测量位置以显著低于或高于速度正态分布运行的列车的数据。
路边传送系统24电压测量分析的结果，单独或结合本文所述的其他变量或参数，包括但不限于已知区域和维护条件60(例如WO 2011/143765中所述)、环境条件、储液器26中的摩擦控制介质液位、摩擦控制介质相关信息、软管类型、软管长度、泵类型、水箱类型和校准输出，可能导致应用率自动调整80。在对所采集的数据进行评估后，远程性能监测单元70可以使用高级决策方法来确定是否需要对施源器系统进行自动调整，以便在轨道12上分配适当数量的摩擦控制介质，从而实现或维持轨道和列车车轮之间适当的摩擦系数。
摩擦控制系统应用设置的自动变更由远程性能监测单元70通过射频、蜂窝通信信道或电缆传输至摩擦管理应用系统20。
本文所描述的路边摩擦管理系统可以使用液体或膏状的摩擦控制介质。任何可以从储液器泵送到喷嘴的液体组合物都可以使用本发明的系统应用，这将很容易通过本领域的一项技术来确定。可应用的非限制性液体组合物示例包括但不限于US 6,135,767、US 6,387,854、US 5,492,642、US 2004 0038 831 A1、WO 02/26919(US 2003 0 195 123 A1)、WO98/13445、CA 2,321,507、EP 1 357 175、EP 1 418 222、US 6,795,372、US 7,244,695、US7,357,427中所述的示例。
在此以引用的方式并入所有引文。
本发明已经对一个或多个实施例进行了描述，权利要求的范围不应受示例中所述的优选实施例的限制，而应给出与整个描述一致的最广泛的解释。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种路边摩擦管理系统，包括：
(a)一个或多个路边装置，用于安装在轨道系统的轨道上并将摩擦控制介质施加到所述轨道上，所述一个或多个路边装置包括经由软管连接到含有所述摩擦控制介质的储液器的传送系统，所述传送系统用于经由泵将所述摩擦控制介质分配到所述轨道的一条或两条轨上；
(b)一个或多个数据采集模块，与所述传送系统、一个或多个数据采集传感器或其组合处于操作通信；
(c)远程性能单元(RPU)；和
(d)电源，操作地连接到所述路边摩擦管理系统的一个或多个组件；
所述一个或多个数据采集模块被配置为收集数据并向所述RPU发送所述数据，所述数据包括对所述传送系统、所述泵或其组合的内部电压的实时测量值；
所述RPU包括存储在其上数据库上的参考值，所述参考值包括一个或多个参考电压值，所述RPU被配置为将所述数据与所述参考值进行比较，其中至少所述内部电压的所述实时测量值与至少所述一个或多个参考电压值进行比较，并根据所述数据与所述参考值之间的差异，修改所述泵的摩擦控制介质传送时间、速率或时间以及速率两者，以在所述轨道上实现所需数量的所述摩擦控制介质。
2.根据权利要求1所述的路边摩擦管理系统，所述一个或多个参考电压值进一步包括与未调整的摩擦控制介质输出量相对应的所述传送系统的内部电压的历史测量值。
3.根据权利要求1所述的路边摩擦管理系统，所述一个或多个参考电压值进一步包括由所述路边摩擦管理系统的用户或操作员输入或选择的预设电压值，所述预设电压值与未调整的摩擦控制介质输出量相对应。
4.根据权利要求1所述的路边摩擦管理系统，通过所述一个或多个数据采集模块采集的所述数据进一步包括以下的测量值：环境温度、所述轨道的湿度、所述储液器的压头压力、储液器水箱液位、泵输入压力、泵输出压力、泵电机电流、所述路边传送系统的内部电压的波动、所述泵的内部电压的波动、泵传送摩擦控制介质的时间、输送软管压力、输送软管温度、电池电压、环境温度和湿度、降水、风、所述轨道的湿度、距离上次列车通过的时间、通过所述一个或多个路边装置的车轴或车轮数、从视频单元采集的数据、从照片捕捉单元采集的数据、从声反馈单元采集的数据、从振动检测单元采集的数据、从速度检测单元采集的数据、从应变仪采集的数据以及从加速计采集的数据，或其组合。
5.根据权利要求1所述的路边摩擦管理系统，所述参考电压值进一步包括由所述路边摩擦管理系统的用户或操作员输入或选择到所述数据库中的初始设置，所述初始设置包括：正在输送的摩擦控制介质的类型、所述摩擦控制介质的物理特性、所述软管的物理特性、与所述泵中的制造变异性相关的特性、泵齿轮转速、与所述软管中的制造变异性相关的特性、所述储液器的物理特性，或其任何组合。
6.根据权利要求5所述的路边摩擦管理系统，所述软管的物理特性包括软管材料和软管长度中的至少一者。
7.根据权利要求1所述的路边摩擦管理系统，包括在指定的地域上分布的多个所述一个或多个路边装置，所述RPU被配置为从所述指定的地域内分布的所述一个或多个数据采集模块中的每个模块接收所述数据。
8.根据权利要求7所述的路边摩擦管理系统，进一步包括多个所述指定地域，每个所述指定地域包括所述一个或多个路边装置中的一个或多个。
9.根据权利要求1所述的路边摩擦管理系统，所述一个或多个路边装置中的每个装置进一步包括接收器，所述接收器被配置为从所述RPU接收指令并向所述传送系统传输所述指令。
10.一种远程性能单元(RPU)，被配置为从一个或多个路边装置接收数据，所述数据包括传送系统、泵或其组合的内部电压的实时测量值，所述RPU包括存储在其上的数据库上的参考值，所述参考值包括一个或多个参考电压值，所述RPU被配置为将所述数据与所述参考值进行比较，其中至少所述内部电压的所述实时测量值与至少所述一个或多个参考电压值进行比较，并且根据所述数据与所述参考值之间的差异，修改所述泵的摩擦控制介质传送时间、速率或时间以及速率两者，以在所述轨道上实现所需数量的所述摩擦控制介质。
11.根据权利要求10所述的远程性能单元，进一步包括一个或多个软件算法，用于分析所述数据并提供轨道性能、轨道状态、所述一个或多个路边装置的状态、所述轨道的环境信息、列车的信息或其组合的输出。
12.根据权利要求10所述的远程性能单元，所述数据进一步包括以下的测量值：环境温度、所述轨道的湿度、所述储液器的压头压力、储液器水箱液位、泵输入压力、泵输出压力、泵电机电流、所述路边传送系统的内部电压的波动、所述泵的内部电压的波动、泵传送摩擦控制介质的时间、输送软管压力、输送软管温度、电池电压、环境温度和湿度、降水、风、所述轨道的湿度、距离上次列车通过的时间、通过所述一个或多个路边装置的车轴或车轮数、从视频单元采集的数据、从照片捕捉单元采集的数据、从声反馈单元采集的数据、从振动检测单元采集的数据、从速度检测单元采集的数据、从应变仪采集的数据以及从加速计采集的数据、或其组合。
13.根据权利要求10所述的远程性能单元，所述参考值进一步包括由所述路边摩擦管理系统的用户或操作员输入到所述数据库中的初始设置，所述初始设置包括：正在输送的摩擦控制介质的类型、所述摩擦控制介质的物理特性、所述软管的物理特性、与所述泵中的制造变异性相关的特性、泵齿轮转速、与所述软管中的制造变异性相关的特性、所述储液器的物理特性或其任何组合。
14.根据权利要求10所述的远程性能单元，进一步包括发射器，其通过射频、蜂窝通信信道或两者向与所述一个或多个路边装置通信的接收器传送指令。
15.一种控制权利要求1所述的路边摩擦管理系统的摩擦控制介质输出的方法，所述方法包括：
i)收集所述数据；
ii)通过射频、蜂窝通信信道或两者从所述一个或多个路边装置向所述远程性能单元传输所述数据；
iii)将所述数据与所述参考值进行比较；和
iv)根据所述数据与所述参考值之间的差异，修改所述泵的摩擦控制介质传送时间、速率或时间以及速率两者，以实现向所述轨道输送所需数量的所述摩擦控制介质。
16.根据权利要求1所述的路边摩擦管理系统，其中由所述一个或多个数据采集模块采集的所述数据进一步包括以下的实时测量值：距离上次列车通过的时间、车轴或车轮通过数、或者距离上次列车通过的时间以及车轴或车轮通过数两者，
并且所述RPU包括存储在其上的数据库上的参考值，所述参考值包括以下的一个或多个参考值：距离上次列车通过的时间、车轴或车轮通过数或其两者，
所述RPU被配置为将所述数据与所述参考值进行比较，其中至少距离上次列车通过的时间、车轴或车轮通过数或其两者的实时测量值与至少距离上次列车通过的时间、车轴或车轮通过数或其两者的一个或多个参考值进行比较，并根据所述数据与所述参考值之间的差异，修改所述泵的摩擦控制介质传送时间、速率或时间以及速率两者，以在所述轨道上实现所需数量的所述摩擦控制介质。

Claims (17)

1.一种路边摩擦管理系统，包括：
(a)一个或多个路边装置，用于安装在轨道系统的轨道上并将摩擦控制介质施加到所述轨道上，所述一个或多个路边装置包括经由软管连接到含有所述摩擦控制介质的储液器的传送系统，所述传送系统用于经由泵将所述摩擦控制介质分配到所述轨道的一条或两条轨上；
(b)一个或多个数据采集模块，与所述传送系统、一个或多个数据采集传感器或其组合处于操作通信；
(c)远程性能单元(RPU)；和
(d)电源，操作地连接到所述路边摩擦管理系统的一个或多个组件；
所述一个或多个数据采集模块被配置为收集数据并向所述RPU发送所述数据，所述数据包括对所述传送系统、所述泵或其组合的内部电压的实时测量值；
所述RPU包括存储在其上数据库上的参考值，所述参考值包括一个或多个参考电压值，所述RPU被配置为将所述数据与所述参考值进行比较，其中至少所述内部电压的所述实时测量值与至少所述一个或多个参考电压值进行比较，并根据所述数据与所述参考值之间的差异，修改所述泵的摩擦控制介质传送时间，以在所述轨道上实现所需数量的所述摩擦控制介质。
2.根据权利要求1所述的路边摩擦管理系统，所述一个或多个参考电压值进一步包括与未调整的摩擦控制介质输出量相对应的所述传送系统的内部电压的历史测量值。
3.根据权利要求1所述的路边摩擦管理系统，所述一个或多个参考电压值进一步包括由所述路边摩擦管理系统的用户或操作员输入或选择的预设电压值，所述预设电压值与未调整的摩擦控制介质输出量相对应。
4.根据权利要求1所述的路边摩擦管理系统，通过所述一个或多个数据采集模块采集的所述数据进一步包括以下的测量值：环境温度、所述轨道的湿度、所述储液器的压头压力、储液器水箱液位、泵输入压力、泵输出压力、泵电机电流、所述路边传送系统的内部电压的波动、所述泵的内部电压的波动、泵传送摩擦控制介质的时间、输送软管压力、输送软管温度、电池电压、环境温度和湿度、降水、风、所述轨道的湿度、距离上次列车通过的时间、通过所述一个或多个路边装置的车轴或车轮数、从视频单元采集的数据、从照片捕捉单元采集的数据、从声反馈单元采集的数据、从振动检测单元采集的数据、从速度检测单元采集的数据、从应变仪采集的数据以及从加速计采集的数据，或其组合。
5.根据权利要求1所述的路边摩擦管理系统，所述参考电压值进一步包括由所述路边摩擦管理系统的用户或操作员输入或选择到所述数据库中的初始设置，所述初始设置包括：正在输送的摩擦控制介质的类型、所述摩擦控制介质的物理特性、所述软管的物理特性、与所述泵中的制造变异性相关的特性、泵齿轮转速、与所述软管中的制造变异性相关的特性、所述储液器的物理特性，或其任何组合。
6.根据权利要求5所述的路边摩擦管理系统，所述软管的物理特性包括软管材料和软管长度中的至少一者。
7.根据权利要求1所述的路边摩擦管理系统，包括在指定的地域上分布的多个所述一个或多个路边装置，所述RPU被配置为从所述指定的地域内分布的所述一个或多个数据采集模块中的每个模块接收所述数据。
8.根据权利要求7所述的路边摩擦管理系统，进一步包括多个所述指定地域，每个所述指定地域包括所述一个或多个路边装置中的一个或多个。
9.根据权利要求1所述的路边摩擦管理系统，所述一个或多个路边装置中的每个装置进一步包括接收器，所述接收器被配置为从所述RPU接收指令并向所述传送系统传输所述指令。
10.一种远程性能单元(RPU)，被配置为从一个或多个路边装置接收数据，所述数据包括传送系统、泵或其组合的内部电压的实时测量值，所述RPU包括存储在其上的数据库上的参考值，所述参考值包括一个或多个参考电压值，所述RPU被配置为将所述数据与所述参考值进行比较，其中至少所述内部电压的所述实时测量值与至少所述一个或多个参考电压值进行比较，并且根据所述数据与所述参考值之间的差异，修改所述泵的摩擦控制介质传送时间以在所述轨道上实现所需数量的所述摩擦控制介质。
11.根据权利要求10所述的远程性能单元，进一步包括一个或多个软件算法，用于分析所述数据并提供轨道性能、轨道状态、所述一个或多个路边装置的状态、所述轨道的环境信息、列车的信息或其组合的输出。
12.根据权利要求10所述的远程性能单元，所述数据进一步包括以下的测量值：环境温度、所述轨道的湿度、所述储液器的压头压力、储液器水箱液位、泵输入压力、泵输出压力、泵电机电流、所述路边传送系统的内部电压的波动、所述泵的内部电压的波动、泵传送摩擦控制介质的时间、输送软管压力、输送软管温度、电池电压、环境温度和湿度、降水、风、所述轨道的湿度、距离上次列车通过的时间、通过所述一个或多个路边装置的车轴或车轮数、从视频单元采集的数据、从照片捕捉单元采集的数据、从声反馈单元采集的数据、从振动检测单元采集的数据、从速度检测单元采集的数据、从应变仪采集的数据以及从加速计采集的数据、或其组合。
13.根据权利要求10所述的远程性能单元，所述参考值进一步包括由所述路边摩擦管理系统的用户或操作员输入到所述数据库中的初始设置，所述初始设置包括：正在输送的摩擦控制介质的类型、所述摩擦控制介质的物理特性、所述软管的物理特性、与所述泵中的制造变异性相关的特性、泵齿轮转速、与所述软管中的制造变异性相关的特性、所述储液器的物理特性或其任何组合。
14.根据权利要求10所述的远程性能单元，进一步包括发射器，其通过射频、蜂窝通信信道或两者向与所述一个或多个路边装置通信的接收器传送指令。
15.一种控制权利要求1所述的路边摩擦管理系统的摩擦控制介质输出的方法，所述方法包括：
i)收集所述数据；
ii)通过射频、蜂窝通信信道或两者从所述一个或多个路边装置向所述远程性能单元传输所述数据；
iii)将所述数据与所述参考值进行比较；和
iv)根据所述数据与所述参考值之间的差异，修改所述泵的摩擦控制介质传送时间，以实现向所述轨道输送所需数量的所述摩擦控制介质。
16.一种路边摩擦管理系统，包括：
(a)一个或多个路边装置，用于安装在轨道系统的轨道上并将摩擦控制介质施加到轨道上，所述一个或多个路边装置包括经由软管连接到含有所述摩擦控制介质的储液器的传送系统，所述传送系统经由泵将所述摩擦控制介质分配到所述轨道的一条或两条轨上；
(b)一个或多个数据采集模块，与所述传送系统、一个或多个数据采集传感器或其组合处于操作通信；
(c)远程性能单元(RPU)；和
(d)电源，操作地连接到所述路边摩擦管理系统的一个或多个组件；
所述一个或多个数据采集模块被配置为收集所述数据并向所述RPU发送所述数据，所述数据包括以下的实时测量值：距离上次列车通过的时间、车轴或车轮通过数、或者距离上次列车通过的时间以及车轴或车轮通过数两者；
所述RPU包括存储在其上的数据库上的参考值，所述参考值包括以下的一个或多个参考值：距离上次列车通过的时间、车轴或车轮通过数或其两者，所述RPU被配置为将所述数据与所述参考值进行比较，其中至少距离上次列车通过的时间、车轴或车轮通过数或其两者的实时测量值与至少距离上次列车通过的时间、车轴或车轮通过数或其两者的一个或多个参考值进行比较，并根据所述数据与所述参考值之间的差异，修改所述泵的摩擦控制介质传送时间，以在所述轨道上实现所需数量的所述摩擦控制介质。
17.根据权利要求16所述的路边摩擦管理系统，其中所述一个或多个数据采集模块被配置为收集数据并向所述RPU发送所述数据，所述数据包括所述传送系统、所述泵或其组合的内部电压的实时测量值，并且所述RPU包括存储在其上的数据库上的参考值，所述参考值包括一个或多个参考电压值，所述RPU被配置为将所述数据与所述参考值进行比较，其中至少所述内部电压的所述实时测量值与至少所述一个或多个参考电压值进行比较，并且根据所述数据与所述参考值之间的差异，修改所述泵的摩擦控制介质传送时间以在所述轨道上实现所需数量的所述摩擦控制介质。
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