CN113383472A - 穿通壳体中的传感器监控的插接接口 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于铁路领域的穿通壳体，其中，该穿通壳体(1)具有至少一个插接接口(4)，该插接接口具有插接连接器模块(5、5’)，其中，该插接接口(4)还具有至少两个传感器，即第一传感器和第二传感器，其中，该穿通壳体具有传感器盒(7)，该传感器盒具有至少两个传感器，即第三传感器和第四传感器。本在用于整体监控火车(9)的车厢(8、8’、8”)的多个插接接口(4)的方法中提出：a)其中，插接接口(4)分别从相应的多个传感器生成第一数据；b)其中，将相应插接接口(4)处生成的第一数据发送到与插接接口(4)数据技术连接的传感器盒(7)；c)其中，由传感器盒(7)的传感器生成第二数据；d)其中，第一数据和第二数据共同从传感器盒(7)经由交换机基础设施(11、11’、11”)发送到中央评估单元(12)和/或中央监控站点(13)；e)其中，由中央评估单元和/或中央监控站点(13)从第一数据和第二数据计算包括多个车厢(8、8’、8”)的火车(9)的数字孪生。

Description

穿通壳体中的传感器监控的插接接口

技术领域

本发明涉及一种根据独立权利要求1的前序部分的用于安装到火车车厢内的传感器监控的穿通壳体。本发明还涉及一种根据独立权利要求8的前序部分的用于整体监控火车车厢的多个插接接口的方法。

这类插接接口尤其集成到穿通壳体中。需要穿通壳体将线路或线缆从某一封闭区域导引到另一区域，反之亦然。

背景技术

EP 2 845 277 A2公开了一种穿通壳体。该穿通壳体具有插接接口，该插接接口具有用于传输电流和/或信号的接触元件。该插接接口可以连接至插接连接器。

这类穿通壳体尤其用于铁路领域，以便通过线路使火车的车厢互相连接。线路可以载流。然而，一般也可提供载信号线路(LWL(光波导)线路)。

作为预防性对策，车厢之间的插接接口必须定期检查，并在必要时更换。这会产生很高的维护成本。

德国专利商标局在本申请的优先权申请中引用了以下现有技术：WO 2013/169650A1和WO 2015/148042 A1。

发明内容

本发明的目的是提供用于火车车厢的插接接口，其维护成本低，同时非常可靠。

本发明的上述目的通过独立权利要求的特征实现。

本发明的有利实施方式在各项从属权利要求中公开。

传感器监控的穿通壳体具有至少一个插接接口。该插接接口基本上由位于穿通壳体中的凹部组成，该凹部中安装有配备插接连接器模块的保持框架。EP 0 860 906 B1揭示了这样的保持框架，用于保持插接连接器模块，并用于安装到上述凹部中。

插接连接器模块具有接触元件。接触元件用于传输电流和/或信号。此外，插接接口具有至少两个传感器，即第一传感器和第二传感器。这些传感器也可以例如集成到插接连接器模块中。替代地，插接接口能仅经由线路连接到外部传感器，这些传感器例如位于车厢底盘附近。

穿通壳体中布置有传感器盒。传感器盒内又布置有至少两个传感器，即第三传感器和第四传感器。

有利地，插接接口与传感器盒在数据技术方面相互连接。数据技术连接可以通过线路或通过无线电或WLAN(无线局域网)连接来实现。两个传感器对(第一对：第一传感器和第二传感器；第二对：第三传感器和第四传感器)在空间上互相间隔开。这样传感器对就不会彼此产生负面影响。

优选地，第一传感器是温度传感器，并且第二传感器是距离传感器。通过温度传感器可以早期检测危险源，例如因高电流传输期间的升温引起的危险。距离传感器可以例如检测插接连接器是否错误地插入到接口中。

有利的是，第三传感器是振动与加速度传感器，并且第四传感器是湿度传感器。通过由振动传感器提供的数据可以预测插接接口的使用寿命。通过湿度传感器的数据可以进行早期识别，例如识别插接接口区域内的密封变差或湿气渗透到两个插接接口之间的电缆软管。插接的接触元件可能因潮湿而过早腐蚀和失效。这里，则可在早期采取适当的对策来补救泄漏。通过来自全部传感器的数据可以实现基于需求的维护工作。不再需要对插接接口执行预防性更换。

优选地，传感器盒具有能记录、存储和转发来自第一传感器、第二传感器、第三传感器和第四传感器的数据的机构。这类机构可以是具有处理器和内存模块的计算机硬件。通过为传感器盒提供匹配的语音协议，有利于在该传感器盒中处理数据。语音协议适用于相应的接收机。为了发送数据，传感器盒例如设置有WiFi模块，以便可以通过WLAN发送数据或经处理的数据。

特别有利的是，可以从外部访问传感器盒，并且可以通过这样的调用来调用数据。根据当前的安全标准对数据进行加密。授权的第三方拥有解密数据的密钥。在此情况下，传感器盒具有适用的硬件和软件。

当对火车及其车厢进行检修时，使经由插接接口连接的车厢彼此分离。必须确保插接连接器以及其间存在的线路随后又重新连接到正确的插接接口。在本发明一有利变型方案中，穿通壳体的插接接口就具有RFID应答器。要插到相应插接接口的插接连接器可以对应地配备有RFID读取器。插接时可以判定插接连接器是否已插接到正确的插入接口。

可以按如下方式监控穿通壳体的插入接口：

a.首先，穿通壳体的插接接口分别从各自的多个传感器生成第一数据。

b.随后，将相应插接接口处所生成的第一数据发送到传感器盒，该传感器盒以数据技术连接到插接接口并布置在穿通壳体中。

c.由布置在传感器盒中的传感器同时生成第二数据。

由传感器提供给传感器盒的第一数据和由传感器盒的传感器生成的第二数据存储在传感器盒中或在传感器盒中进行处理和转发。例如，可以使用存储或生成的数据来创建火车或车厢的磨损轮廓(verschleiβprofil)，并得出可能发生运行故障的结论。

d.将第一数据和第二数据一起从传感器盒发送到交换机。

为此，设置适当的交换机基础设施。

通过为传感器盒提供匹配的语音协议，在传感器盒中或由传感器盒处理数据。对此，大量语音协议存储在传感器盒中或可供使用。这样也能确保与不同的(语音)参与方的可靠网络通信。

可以在交换机中汇聚来自多个穿通壳体的数据。一般而言，火车的车厢具有多个穿通壳体以及与之对应的多个插接接口。来自这些穿通壳体的所有数据汇集在交换机中。

第一数据和第二数据从交换机发送到中央评估单元和/或中央监控站点。

中央评估单元可以位于火车中。为此，火车或其控制单元具有适用的硬件和软件。中央监控站点可以通过火车运营方的相应配备计算机技术的建筑楼实现分散映射(abgebildet)。

e.中央评估单元根据第一数据和第二数据来计算或模拟包括多个车厢的火车的数字孪生(digitaler Zwilling)。

可以在火车上显示数字孪生。在此情况下，可以监控运行参数。理想情况下，可以在早期阶段针对运行故障(例如铁路客户的互联网连接)采取对策。对此，中央监控站点可以例如使用数字孪生来生成有效的维护计划，并尽量预防性地避免火车故障。

附图说明

下面参照附图详细说明本发明的实施例。图中：

图1示出穿通壳体的透视图；

图2示出用于安装到穿通壳体中的插接接口的俯视图；以及

图3示出火车的示意图。

这些附图包含部分简化示意图。在一定程度上，相同的附图标记用于相同的元件，但也可能用于不同的元件。相同元件的不同视图可以按不同比例缩放。

具体实施方式

图1示出用于安装到火车的车厢8、8’、8”中的穿通壳体1的透视图。穿通壳体1具有两个凹部2、2’，这两个凹部中可以分别安装有插接接口4。

插接接口4基本上由保持框架6组成，该保持框架6中安装有各种插接连接器模块5、5’。插接接口4中集成有第一传感器(即温度传感器)和第二传感器(即距离传感器)。为了清楚起见，图2中未详细示出传感器。

穿通壳体中设置有导体穿通部3。由此，将线路引入到穿通壳体1中，最终与插接接口4相连接。

穿通壳体1中布置有传感器盒7。传感器盒7中设置有第三传感器(即振动与加速度传感器)和第四传感器(即湿度传感器)。传感器盒7以数据技术、例如经由电线连接到一个或多个插接接口4。所有数据，包括来自插接接口4的数据都汇集在传感器盒中。传感器盒7包括计算机硬件，以便可以存储并处理所收集和生成的数据。此外，传感器盒7能够在网络内，例如通过WLAN发送数据。

事先利用为此所需的语音协议处理该数据。在传感器盒7的存储器中存储各种不同的语音协议，使得传感器盒7可以与不同的网络参与方进行通信。

数据(所有传感器数据)从传感器盒7经由交换机基础设施11、11’、11”转发到火车中的中央评估单元12和/或中央监控站点13。在这些站点处计算出电动火车9连同车厢8、8’、8’的联网的数字孪生。火车的中央评估单元例如位于驾驶室中。这里可以直接监控所有传感器参数是否在正常范围内。

图3示出具有各个车厢8、8’、8”的火车9的示意图。每个车厢8、8’、8”均包括数个上述穿通壳体1。各个车厢8、8’、8”经由线路10通过穿通壳体1的接口4互相耦合。一般而言，数条线路10从穿通壳体1延伸到穿通壳体1，这些线路一般嵌入到软管中。出于清楚起见，本图仅示出一条线路10。

将穿通壳体1中生成的传感器数据经由传感器盒7发送到交换机11、11’、11”。数据经由适当的数据线14转发，对此不再赘述。一般而言，每个车厢8、8’、8”均有自用的交换机11、11’、11”。数据经由交换机11、11’、11”转发到火车9中的中央评估单元12和中央监控站点13。

如果个别参数或测量值超出正常范围，则可快速启动对策。然而，这些对策一般限于火车9内。故而合理的是，在火车运营方(例如德国铁路)的中央监控站点13监控火车9的数字孪生，并从中导出结论以供维护火车9。这样就能预防性地修复火车9的系统，这会提高火车9的可靠性。

尽管图中以组合方式示出本发明的各个方面或特征，但本领域技术人员将清楚理解所图示和所讨论的组合并非唯一可行的组合，除非另作说明。尤其是不同实施例中相互对应的单元或特征整体可以互换。

附图标记列表

1 设备

2 穿通壳体

3 导体穿通部

4 插接接口

5 插接连接器模块

6 保持框架

7 传感器盒

8 车厢

9 火车

10 线路

11 交换机

12 中央评估单元

13 中央监控站点

14 数据线

Claims (10)

1.一种用于安装到火车车厢内的穿通壳体，

其中，所述穿通壳体(1)具有至少一个插接接口(4)，所述插接接口具有插接连接器模块(5、5’)，其中，所述插接接口(4)还具有至少两个传感器，即第一传感器和第二传感器，

其中，所述穿通壳体具有传感器盒(7)，所述传感器盒具有至少两个传感器，即第三传感器和第四传感器。

2.根据权利要求1所述的穿通壳体，

其特征在于，

所述第一传感器是温度传感器，并且所述第二传感器是距离传感器。

3.根据前述权利要求中任一项所述的穿通壳体，

其特征在于，

所述第三传感器是振动与加速度传感器，并且所述第四传感器是湿度传感器。

4.根据前述权利要求中任一项所述的穿通壳体，

其特征在于，

所述插接接口(4)与所述传感器盒(7)经由数据线或无线电链路相互连接。

5.根据前一项权利要求所述的穿通壳体，

其特征在于，

所述传感器盒(7)具有能记录、存储和转发来自所述第一传感器、所述第二传感器、所述第三传感器和所述第四传感器的数据的机构。

6.根据前述权利要求中任一项所述的穿通壳体，

其特征在于，

所述第一传感器和所述第二传感器与所述第三传感器和所述第四传感器在空间上间隔开。

7.根据前述权利要求中任一项所述的穿通壳体，

其特征在于，

所述穿通壳体的插接接口(4)具有RFID应答器。

8.一种用于整体监控火车车厢的多个插接接口(4)的方法，

a.其中，所述插接接口(4)分别从相应的多个传感器生成第一数据；

b.其中，将相应插接接口(4)处生成的第一数据发送到与所述插接接口(4)数据技术连接的传感器盒(7)；

c.其中，由所述传感器盒(7)的传感器生成第二数据；

d.其中，所述第一数据和所述第二数据共同从所述传感器盒(7)经由交换机基础设施(11、11’、11”)发送到中央评估单元(12)和/或中央监控站点(13)；

e.其中，由所述中央评估单元和/或所述中央监控站点(13)从所述第一数据和所述第二数据计算包括多个车厢(8、8’、8”)的火车(9)的数字孪生。

9.根据前一项权利要求所述的方法，

其特征在于，

将提供给所述传感器盒(7)的数据和所述传感器盒(7)生成的数据存储在所述传感器盒(7)中。

10.根据前两项权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

通过为所述传感器盒(7)提供适用的语音协议而在该传感器盒中处理数据。

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