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Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung einer Vorhaltezeit eines Wassertanks eines Zugs. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung eine Nasszelle für ein solches Verfahren.
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Die Druckschrift
WO 2017/129344 A1 betrifft eine Sanitäreinrichtung und ein Verfahren zu deren Betrieb.
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Eine zu lösende Aufgabe liegt darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem effizient eine Nasszelle betreibbar ist. Eine weitere zu lösende Aufgabe liegt darin, eine Nasszelle für ein solches Verfahren anzugeben.
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Diese Aufgaben werden unter anderem durch ein Verfahren und durch eine Nasszelle mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der übrigen Ansprüche.
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In einer Ausführungsform dient das Verfahren zur Vorhersage einer Vorhaltezeit eines Wassertanks für eine Nasszelle eines Zugs, umfassend die Schritte:
- A) Erfassen eines Füllstands des Wassertanks,
- B) Erfassen wenigstens eines weiteren Prädiktors über eine Auslastung des Wassertanks, und
- C) Vorhersagen der Vorhaltezeit anhand des Füllstands und anhand des wenigstens einen weiteren Prädiktors.
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Der Zug ist insbesondere ein Personenzug und der Wassertank ein Frischwassertank, wie ein Trinkwassertank, oder ein Abwassertank. Bei dem weiteren Prädiktor handelt es sich zum Beispiel um eine Passagieranzahl des Zugs oder um einen zuvor gemessenen Tagesgang oder Wochengang des Füllstands.
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Das heißt, das hier beschriebene Verfahren dient insbesondere zur prädiktiven Füllstandanzeige für Frischwassertanks und Abwassertanks in Schienenfahrzeugen.
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Der Füllstand in Frischwassertanks und in Abwassertanks in Schienenfahrzeugen wird bisher in der Regel nur erfasst und nicht weiter ausgewertet. Der Frischwassertank versorgt Nasszellen und Galley, also eine Bordküche, mit Wasser für die Benutzung. Der Abwassertank sammelt benutztes Wasser und Fäkalien. Sind der Frischwassertank leer und/oder der Abwassertank voll, so können die entsprechenden Nasszellen oder die Galley nicht mehr genutzt werden.
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Eine Füllstandanzeige des Wassertanks umfasst insbesondere eine Anzeige, die zum Beispiel außen am Fahrzeug angebracht ist und dort abgelesen werden kann. Zudem gibt es bevorzugt noch über die Nasszellensteuerung eine Warnung, wenn der Frischwassertank leer ist und/oder der Abwassertank zu 80 % voll ist, oder es erfolgt eine Abschaltung der Nasszelle, wenn der Abwassertank zu 100 % voll ist. Die Anzeige des Wassertanks ist zum Beispiel an einen Schwimmer gekoppelt, der als Füllstandanzeige dient.
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Der Füllstand im Frischwassertank wird insbesondere über einen Schwimmer erfasst oder über einen Drucksensor, der im Leitungssystem verbaut ist. Im Frischwassertank ist der Schwimmer beispielsweise so verbaut, dass er eine Unterteilung von 0 bis 100 % in ungefähr 12 diskreten Schritten aufweist. Der Drucksensor erlaubt bevorzugt eine kontinuierliche Erfassung des Füllstandes. Im Abwassertank sind insbesondere zwei einzelne Schwimmer für die Füllstände 80 % und 100 % verbaut.
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Diese Füllstandanzeigen zeigen ohne das hier beschriebene Verfahren immer nur die Ist-Situation der Tankfüllstände. Wie lange mit der Restwassermenge oder dem verfügbaren Volumen im Abwassertank noch die Nasszelle betrieben werden kann, muss das Bedienpersonal selbst abschätzen. Alternativ kann auch immer regelmäßig befüllt werden. Dies setzt aber voraus, dass der Zug zu einer Befüllstation und Absaugstation rangiert wird und dies in einen Zugumlauf eingeplant wird.
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Betreiber von Zügen sind allerdings an einer hohen Verfügbarkeit der Fahrzeuge interessiert. Diese wird verringert, wenn zu selten oder zu häufig die Tanks befüllt oder entleert werden. Die Tanks sind zudem zum Beispiel darauf ausgelegt, dass das Frischwasser und das verfügbare Abwasservolumen für zwei bis drei Tage ausreichen. Hierfür wird in der Regel die Annahme einer hohen Auslastung der Nasszellen gemacht. Wie lange tatsächlich die Wassertanks ausreichen, hängt von vielen Parametern ab, beispielsweise vom Wochentag, der Fahrstrecke oder der Fahrgastzahl.
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Trinkwasser ist erfahrungsgemäß in Schienenfahrzeugen nur wenige Tage lagerfähig. Es existiert daher das hygienische Risiko, dass nichtoptimierte große Restmengen vor dem nicht optimierten Wiederbefüllen nicht abgelassen werden und die Qualität des Frischwassers sich verschlechtert. Übriges Frischwasser sollte also vor dem Befüllen stets entleert werden. Insofern ist es von wirtschaftlichem Vorteil, wenn die zu entleerende Menge möglichst gering ist, kann aber bei festgelegten Befüllzeitpunkten relativ hoch sein.
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Um eine hohe Zuverlässigkeit und/oder eine genaue Voraussage der Füllstände zu erreichen, ist es hilfreich, eine genaue Methode der Erfassung des Füllstandes zur Verfügung zu haben. Dies wird zum Beispiel durch den Drucksensor realisiert, der eine kontinuierliche und genaue Erfassung des Füllstands zulässt. Zusätzlich sind in der Steuerung der Nasszelle bevorzugt Parameter und/oder ein Programm hinterlegt, sodass eine Auswertung des Füllstandes durchgeführt wird. Zusätzlich werden weitere Eingangsdaten zur Verfügung gestellt, welche eine hohe Genauigkeit der Prognose der Vorhaltezeit zulassen.
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Das Programm soll insbesondere aus dem bisherigen Füllstandsverlauf ermitteln, wie lange das Wasser noch reichen wird und eine Reichweitenvoraussage machen, ähnlich der Reichweitenanzeige in Autos. Es sind gegenüber herkömmlichen Nasszellen in Zügen bevorzugt keine neuen Messtechniken nötig, sondern die in der Nasszellensteuerung eingehenden Daten sollen für eine Reichweitenprognose ausgewertet werden.
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Ein Vorteil des hier beschriebenen Verfahrens ist die Verbesserung der Füllstandanzeige vom bisherigen System, wonach nur der aktuelle Füllstand angezeigt wird, auf ein prädiktives System, wonach angegeben wird, wie lange die Wassertanks noch ausreichen. Dies gibt dem Betreiber und dem Personal des Zugs mehr Flexibilität und kann die Verfügbarkeit der Fahrzeuge erhöhen. Da die Befüllung und die Absaugung der Wassertanks in der Regel alle paar Tage in den Betriebsablauf eingeplant sind, kann mit diesem Verfahren erheblich die Verfügbarkeit gesteigert werden.
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Die Möglichkeit der Minimierung von zu entsorgenden Restwassermengen vor dem Wiederbefüllen stellt einen wirtschaftlichen Vorteil dar.
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Hilfreich, aber nicht zwingend für das hier beschriebene Verfahren notwendig, ist eine präzisere Füllstandmessung. Die aktuell üblicherweise im Frischwassertank verbauten Schwimmer lassen eine Ablesegenauigkeit von lediglich 8 % zu, was sehr ungenau ist. Die Schwimmer, die im Abwassertank derzeit üblicherweise eingebaut sind, erzeugen nur eine Warnung bei 80 % Füllung oder sperren bei 100 % die Anlage und sind daher für eine genaue Prognose relativ schlecht geeignet. Es ist dennoch möglich, ab Anliegen des 80 %-Signals eine Prognose zu erstellen, was auch bereits deutlich besser ist, als das bisherige System ohne Prognose. Solche Lösungen sind zudem über eine Software der Steuerungen von Nasszellen nachrüstbar.
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Um die Vorhersage möglichst präzise zu machen, sind neben den Füllständen von Frischwassertank und Abwassertank noch eine ganze Reihe weiterer Eingangsdaten denkbar, die in die Auswertung und Prognose einfließen können:
- a) Tagesgang oder Wochengang sowie aktuelle Uhrzeit und Wochentag und spezielle Zeitperioden wie Schulferien: Die Benutzungszahlen sind abhängig von der Uhrzeit und dem Wochentag, da auch die Fahrgastzahl nicht über den ganzen Tag konstant ist. Wenn die Uhrzeit bekannt ist, sowie eine Kurve für den Tagesgang oder Wochengang hinterlegt ist, kann besser vorausgesagt werden, wie lange noch ein Betrieb möglich ist.
- b) Strecke/Position: Es kann hilfreich sein zu wissen, auf welcher Strecke der Zug unterwegs ist und/oder wo er sich befindet. Abhängig von Uhrzeit und Bahnhof steigen unterschiedlich viele Fahrgäste zu, deren Zahl sich auf die Benutzungshäufigkeit der Nasszellen oder auf den Wasserverbrauch in der Galley auswirkt.
- c) Aktueller Wasserverbrauch: Wenn die Steuerung mitzählt, wie viel Wasser in einem relativ kurzen, zurückliegenden Zeitfenster, zum Beispiel in der letzten Stunde, verbraucht wurde und diesen Verbrauch mit einem Standardwert vergleicht, kann die Steuerung ihre Prognose an tatsächliche Gegebenheiten anpassen.
- d) Fahrgastzahlen: In vielen Zügen sind Fahrgastzählsysteme verbaut. Abhängig von der Zahl der Fahrgäste lässt sich der Wasserverbrauch oder Abwassereintrag effizient abschätzen.
- c) Füllstand anderer Tanks: In Galleys, die nur einmal pro Zug vorhanden sind oder in Zügen mit nur einem Tanksystem für die Nasszellen, also insbesondere für die WCs, ist dies nicht relevant. Allerdings bei Zügen, die mehrere Tanksysteme für WCs haben, ist es sinnvoll, dass diese Systeme ihre Füllstände miteinander teilen. In einem Zug mit vielen WCs müssen nicht alle WCs immer Wasser haben. Die Voraussage umfasst dann bevorzugt, wie lange und wie viele WCs verfügbar sein werden. Ebenso muss dieses System auf den Ausfall einer Nasszelle wegen Defekts, Wassermangels oder vollem Tank reagieren. Wenn ein WC gesperrt ist, ändern sich automatisch die Benutzungszahlen der anderen WCs.
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Anstelle einer festen Kurve für den Tagesgang oder den Wochengang zu hinterlegen, kann das System auch lernbar sein, sodass es sich seine eigene Tagesgangkurve oder Wochengangkurve erstellt. Dadurch kann eine für den Betrieb besser geeignete Vorhersage erstellt werden.
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Möglich ist es auch, insbesondere mit einer genauen Erfassung der Füllstände, den letzten Zeitpunkt einer Befüllung und/oder einer Entleerung zu erfassen. Diese Information ist für das Zugpersonal auch wichtig. Wenn die letzte Befüllung mehrere Tage zurück liegt, so kann es nötig werden, neu zu befüllen, ohne dass der genaue Füllstand bekannt ist. Zudem ermöglicht dies, die Wasserqualität im Fahrzeug zu verbessern. Trinkwasser, welches in ein Schienenfahrzeug eingefüllt wird, verkeimt mit der Zeit. Daher sind Frischwassertanks in der Regel auf eine eintägige bis dreitägige Benutzung ausgelegt. Will man die Qualität des Wassers verbessern, kann mit dem hier beschriebenen Verfahren eine Art Hygienemonitoring betrieben werden, welches angibt, wann zuletzt befüllt wurde, wie lange das Wasser schon im Tank ist und wie lange es voraussichtlich noch im Tank bleiben wird. Es ist dann ratsam, vorzeitig das Frischwasser abzulassen und neu zu befüllen, bevor das Wasser zu stark verkeimt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der weitere Prädiktor oder zumindest einer der weiteren Prädiktoren ausgewählt ist aus der folgenden Gruppe: Zeitverlauf des Füllstands aus der Vergangenheit, Zeitpunkt des Vorhersagens, weitere geplante Fahrstrecke des Zugs, Fahrgastzahl des Zugs, aktueller Volumenverbrauch des Wassertanks, Zustand der zumindest einen an den Wassertank angebundenen Nasszelle, Füllstand eines weiteren Wassertanks des Zugs.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der weitere Prädiktor oder zumindest einer der weiteren Prädiktoren der Zeitverlauf des Füllstands aus der Vergangenheit. Dabei ist der Zeitverlauf ein Wochenverlauf oder ein Tagesverlauf.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der weitere Prädiktor oder zumindest einer der weiteren Prädiktoren der Zeitverlauf des Füllstands aus der Vergangenheit, wobei zumindest aus dem Zeitverlauf des Füllstands aus der Vergangenheit mittels maschinellem Lernen ein zukünftiger Zeitverlauf prognostiziert wird.
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Das automatisierte oder maschinelle Lernen kann im laufenden Betrieb erfolgen. Bevorzugt wird dieses Lernen spezifisch für jede Fahrstrecke oder zumindest spezifisch für Gruppen ähnlicher Fahrstrecken, optional zielgerichtet für bestimmte Zuggruppen wie Regionalzüge oder Züge mit weniger Zwischenhalten, durchgeführt. Zum maschinellen Lernen können Regressionsmethoden verwendet werden. Zum Beispiel zum Erlernen von Wochenverläufen werden in der Lernphase bevorzugt mindestens fünf oder acht oder zwölf Wochen durchlaufen, alternativ oder zusätzlich höchstens 20 oder 16 Wochen. Da heißt, eine Lernperiode dauert beispielsweise ungefähr drei Monate.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist der weitere Prädiktor oder zumindest einer der weiteren Prädiktoren der aktuelle Volumenverbrauch des Wassertanks. Der aktuelle Volumenverbrauch wird zum Beispiel durch ein Zählen von Spülungen oder Spülvorgängen ermittelt, wobei aufgrund dieser Spülungen Wasser aus dem Wassertank entnommen wird und/oder Abwasser in den Wassertank gelangt.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform liegt eine Messgenauigkeit des Füllstands bei höchstens 3 % oder 5 % oder 7 % einer Gesamtfüllmenge des Wassertanks. Das heißt, eine Füllstandanzeige ist relativ ungenau. Alternativ wird der Füllstand mit einer vergleichsweise hohen Genauigkeit bestimmt, zum Beispiel mit einer Unsicherheit von höchstens 3 % oder 2 % oder 1 % der Gesamtfüllmenge.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst der Zug mehrere der Nasszellen. Optional sind mehrere der Wassertanks vorhanden, also mehrere Frischwassertanks und mehrere Abwassertanks. Zumindest zwei der Nasszellen sind an einen der Wassertanks angebunden.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform ist die vorhergesagte Vorhaltezeit nicht linear mit der Zeit und/oder nicht linear mit einer vom Zug zurückzulegenden Strecke verknüpft. Das heißt, es erfolgt keine einfache Extrapolation basierend auf der Fahrdauer oder der Fahrstrecke. Mit anderen Worten liegt keine direkte Proportionalität zwischen der vorhergesagten Vorhaltezeit und der Zeit und/oder der zurückzulegenden Strecke vor.
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Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner einen Schritt D). Im Schritt D) erfolgt ein Wiederbefüllen des Wassertanks. Dabei wird eine Einfüllmenge für eine Sollvorhaltezeit ausgelegt, die bevorzugt bei mindestens 1 d oder 2 d und/oder bei höchstens 3 d oder 4 d liegt. Insbesondere liegt die Sollvorhaltezeit zwischen einschließlich 45 h und 75 h.
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Darüber hinaus wird eine Nasszelle für ein Verfahren, wie oben beschrieben, angegeben. Merkmale der Nasszelle sind daher auch für das Verfahren offenbart und umgekehrt.
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In mindestens einer Ausführungsform ist die Nasszelle für einen Zug eingerichtet, wobei:
- - die Nasszelle den Wassertank oder die Wassertanks umfasst,
- - der mindestens eine Wassertank eine Füllstandsmesseinrichtung zum Bestimmen des Füllstands umfasst und die Füllstandsmesseinrichtung ein elektronisches Signal ausgibt, das dem gemessenen Füllstand entspricht,
- - die Nasszelle eine Steuereinheit umfasst, die an die Füllstandsmesseinrichtung angebunden ist und die zur Durchführung der Schritte A) bis C) eingerichtet ist, und
- - die Steuereinheit eine Kommunikationsschnittstelle umfasst, sodass die Nasszelle zur elektronischen Kommunikation mit einer Zugsteuerung eingerichtet ist.
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Die oben genannten Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung und die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden durch die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den entsprechenden Figuren weitergehend erläutert, wobei
- 1 eine schematische Darstellung eines Zugs mit einer Nasszelle für ein hier beschriebenes Verfahren zeigt,
- 2 eine schematische Schnittdarstellung einer Nasszelle für ein hier beschriebenes Verfahren zeigt,
- 3 ein Blockdiagramm eines hier beschriebenen Verfahrens zeigt,
- die 4 bis 7 schematische Zeitverläufe für hier beschriebene Verfahren zeigen, und
- 8 ein schematische Darstellung einer Füllstandsanzeigeeinrichtung für eine hier beschriebene Nasszelle zeigt.
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In 1 ist schematisch ein Zug 1 dargestellt. In dem Zug sind mehrere Nasszellen 3a, 3b, 3c, insbesondere WCs, verbaut. Die Nasszellen 3a, 3b sind als Zweiergruppe konzipiert. Die Nasszellen können in den Zug 1 eingebaute, fertige Module sein. Optional umfasst der Zug 1 eine Bordküche 5.
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Für die Nasszellen 3a, 3b und die optionale Bordküche 5 sind Frischwassertanks 2a und Abwassertanks 2b vorhanden, die mit Wasserleitungen 6 an die Nasszellen 3a, 3b und an die optionale Bordküche 5 angeschlossen sind. Ferner sind die Nasszellen 3a, 3b, 3c und die optionale Bordküche 5 datentechnisch mit einer Zugsteuerung 4 verbunden.
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Für die Nasszelle 3c sind ein weiterer Frischwassertank 22a und ein weiterer Abwassertank 22b vorhanden. Diese Wassertanks 22a, 22b sind wassertechnisch von den Nasszellen 3a, 3b und der optionalen Bordküche 5 sowie von den Wassertanks 2a, 2b separiert. Ferner ist in 1 symbolisiert, dass die Nasszelle 3b, zum Beispiel aufgrund eines vorübergehenden Defekts, außer Betrieb ist, veranschaulicht durch ein X.
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Ein Beispiel einer Nasszelle 3 ist in 2 illustriert. Die Nasszelle 3 umfasst einen oder auch zwei Benutzerbereiche 33, die insbesondere mit einem WC und mit einem Waschbecken ausgestattet sind.
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Abweichend von 1 sind zudem die Wassertanks 2a, 2b in einem Tankbereich 31 der Nasszelle 3 integriert, sodass die Wassertanks 2a, 2b gemäß 2 ein Teil der Nasszelle 3 sind. Diese beiden Varianten hinsichtlich der Anordnung der Wassertanks 2a, 2b aus den 1 und 2 können je in allen Ausführungsbeispielen vorliegen. Im Falle zweier Benutzerbereiche 33 befindet sich der Tankbereich 31 bevorzugt zwischen den beiden Benutzerbereichen 33. Die Bereiche 31, 33 können jeweils fertige Module sein.
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Zudem verfügen die Wassertanks 2a, 2b je über eine Füllstandsmesseinrichtung 21a, 21b. Die Füllstandsmesseinrichtung 21a für den Frischwassertank 2a ist zum Beispiel ein Messwertaufnehmer, Typ MWAG 2, des Herstellers KROMA Füllstandsmesstechnik GmbH, Magdeburg, mit dem der Füllstand präzise bestimmbar ist, oder auch ein Bandanzeigegerät für Frischwasser und Abwasser, Typ BAZ 14, des Herstellers KROMA Füllstandsmesstechnik GmbH, Magdeburg, das eine relativ geringe Füllstandsauflösung aufweist. Bei der Füllstandsmesseinrichtung 21b für den Abwassertank 21b handelt es sich zum Beispiel um mindestens einen Pendelschwimmschalter, Typ PSS 9, des Herstellers KROMA Füllstandsmesstechnik GmbH, Magdeburg.
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Außerdem ist eine Steuereinheit 32 vorhanden, die an die Füllstandsmesseinrichtungen 21a, 21b und bevorzugt auch an die WCs sowie an die Waschbecken angeschlossen ist. Die Steuereinheit 32 registriert insbesondere, wie oft Spülungen an den WCs sowie an den Waschbecken vorgenommen werden. Hieraus kann ein Verbrauch aus dem Frischwassertank 2a vergleichsweise exakt zeitabhängig bestimmt werden. Auch lässt sich hieraus ein Eintrag in den Abwassertank 2b relativ genau abschätzen.
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Die Steuereinheit 32 umfasst eine Kommunikationsschnittstelle 34. Die Kommunikationsschnittstelle 34 ist für eine Kommunikation mit der in 2 nicht gezeichneten Zugsteuerung 4 konzipiert.
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In 3 ist ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben von Nasszellen 3 gezeigt.
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In einem Schritt S1 erfolgt ein Erfassen eines Füllstands F des oder der Wassertanks. Dieses Erfassen wird bevorzugt mit Hilfe der Füllstandsmesseinrichtungen 21a, 21b durchgeführt.
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Weiterhin erfolgt in einem Schritt S2 ein Erfassen eines oder mehrerer weiterer Prädiktoren E über eine Auslastung des Wassertanks, zusätzlich zum Füllstand F. Die Auslastung ist insbesondere eine entnommene Frischwassermenge oder eine eingebrachte Abwassermenge, je nach Tanktyp.
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Der weitere Prädiktor E ist oder zumindest einer der weiteren Prädiktoren E oder alle weiteren Prädikatoren sind insbesondere ein Zeitverlauf des Füllstands F aus der Vergangenheit, ein Zeitpunkt tp des Vorhersagens einer Vorhaltezeit T, eine weitere geplante Fahrstrecke des Zugs 1, eine aktuelle Fahrgastzahl des Zugs 1 und/oder ein aktueller Volumenverbrauch N, V des Wassertanks 2a,2b. Der Begriff „aktuell“ bezieht sich hierbei auf einen im Vergleich zur einer zwischen zwei Befüllungen oder Entleerungen liegenden Gesamtzeitspanne kurzen Zeitbereich, zum Beispiel auf einen Zeitbereich von mindestens 0,25 h und/oder von höchstens 2 h, insbesondere 0,5 h oder 1 h.
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Es ist möglich, dass durch den Volumenverbrauch eines Tanks auf den Volumenverbrauch eines anderen Wassertanks geschlossen wird. Beispielsweise wird aus der präzise gemessenen Wasserentnahme aus dem Frischwassertank auf das nur ungenau messbare Restvolumen des Abwassertanks geschlossen, sodass der Volumenverbrauch des Abwassertanks trotz der ungenauen Messung vergleichsweise genau bekannt ist.
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Außerdem ist der Prädikator E oder ist einer der Prädikatoren E beispielsweise ein Zustand der zumindest einen an den Wassertank 2a,2b angebundenen Nasszelle 3. Ist die betreffende Nasszelle geschlossen, wie die Nasszelle 3b in 1, so ist davon auszugehen, dass der zugeordnete Wassertank 2a,2b länger vorhält. Umfasst der Zug 1 einen weiteren Wassertank 22, wie ebenfalls in 1 illustriert, so wird bevorzugt als Prädiktor E oder als einer der Prädiktoren E ein Füllstand des mindestens einen weiteren Wassertanks 22 herangezogen. Ein weiterer möglicher Prädikator E kann eine Wettervorhersage sein, beispielsweise auf Ausflugsrouten. Ferner können spezielle Ereignisse mit zeitweise vielen Fahrgästen, wie Fußballspiele, als Prädiktor E einfließen.
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Im Schritt S3 erfolgt schließlich ein Vorhersagen der Vorhaltezeit T anhand des Füllstands F und anhand des wenigstens einen weiteren Prädiktors E. Die Vorhaltezeit T wird angezeigt oder zum Beispiel an die Zugsteuerung ausgegeben.
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Die Schritte S1 bis S3 werden bevorzugt laufend sich wiederholend oder auch parallel zueinander durchgeführt. Das heißt, die Schritte S1 bis S3 können in einer Schleife ablaufen.
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Im optionalen Schritt S4 erfolgt ein Auffüllen oder ein Entleeren gefolgt von einem Auffüllen eines Frischwassertanks oder ein Entleeren und erforderlichenfalls Reinigen eines Abwassertanks. Der Schritt S4 ist bevorzugt in die Schleife mit den Schritten S1 bis S3 eingebunden, wird aber entsprechend seltener durchgeführt.
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In 4 ist ein Verlauf eines Volumenverbrauchs V in der Zeit t wiedergegeben. Der Volumenverbrauch V gibt in Prozent an, wie hoch der Verbrauch in einer Stunde ist, bezogen auf einen Gesamttagesverbrauch. Die Zeit t in 4 entspricht einer Uhrzeit. Somit entspricht der Volumenverbrauch V der 4 einem relativen Tagesgang. Aus 4 ist insbesondere zu sehen, dass der Tagesgang deutlichen Schwankungen unterworfen ist. Das heißt, bei einer Schätzung, die lediglich einen linearen zeitlichen Zusammenhang unterstellen würde, kann die Vorhaltezeit T nur unpräzise abgeschätzt werden.
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Für eine präzise Prognose der Vorhaltezeit T wird daher bei dem hier beschriebenen Verfahren als zusätzlicher Prädiktor E insbesondere der Tagesgang, wie in 4 beispielhaft gezeigt, zugrunde gelegt.
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5 stellt mehrere gemessene Kurven eines zeitlichen Verlaufs einer Anzahl N von Spülungen eines WCs dar. Die Kurven repräsentieren jeweils eine Woche, entsprechend 168 h. Die Kurven weichen teils deutlich voneinander ab, zeigen aber alle den gleichen prinzipiellen Verlauf auf.
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Basierend auf den Kurven aus 5 ist in 6 ein Vorhersageverlauf P der Anzahl von Spülungen dargestellt. Der Vorhersageverlauf P ist mittels eines selbstlernenden Regressionsmodells erstellt und gibt den prinzipiellen, nichtlinearen Verlauf der Kurven wieder. Mit dem Vorhersageverlauf P lässt sich die Vorhaltezeit T mit einer Genauigkeit im Bereich von 1 h bis 2 h vorhersagen.
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In 7 ist das Vorhersagen der Vorhaltezeit T nochmals illustriert. Der tatsächliche Verlauf des Füllstands F in der Zeit t bis zu einem Prognosezeitpunkt tp ist als durchgezogene Linie gezeichnet. Der ab dem Prognosezeitpunkt tp vorhergesagte Verlauf, insbesondere während der prognostizierten Vorhaltezeit T, ist als Strichlinie dargestellt.
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Es ist möglich, dass ein Zielkorridor I für eine Befüllung eines Frischwassertanks angegeben wird, alternativ ein Zielkorridor für eine Entleerung eines Abwassertanks. Mittels der prognostizierten Vorhaltezeit T und dem Zielkorridor I lässt sich effizient planen, wann der Zug zu einer Befüllstation oder Absaugstation rangiert werden soll.
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Außerdem ist in 7 veranschaulicht, dass eine Wiederbefüllung R erfolgt. Dabei wird der Frischwassertank nur soweit aufgefüllt, dass eine Sollvorhaltezeit TS bei ungefähr zwei Tagen liegt. Hierdurch kann eine hohe Frischwasserqualität sichergestellt werden.
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Schließlich zeigt 8 eine Füllstandsanzeigeeinrichtung 23, zum Beispiel ähnlich dem Bandanzeigegerät für Frischwasser und Abwasser, Typ BAZ 14, des Herstellers KROMA Füllstandsmesstechnik GmbH, Magdeburg. Zu sehen ist, dass das verbleibende Volumen an Frischwasser oder für Abwasser in den Wassertanks 2a, 2b nur unpräzise angezeigt wird. Mit dem hier beschriebenen Verfahren sind dennoch vergleichsweise genaue Vorhersagen über die Vorhaltezeit T möglich.
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Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen detailliert dargestellt und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele und die darin erläuterten konkreten Merkmalskombinationen beschränkt. Weitere Variationen der Erfindung können von einem Fachmann erhalten werden, ohne den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zug
- 2a
- Trinkwassertank
- 2b
- Abwassertank
- 21...
- Füllstandsmesseinrichtung
- 22...
- weiterer Wassertank
- 23
- Füllstandsanzeigeeinrichtung
- 3...
- Nasszelle
- 31
- Tankbereich
- 32
- Steuereinheit
- 33
- Benutzerbereich
- 34
- Kommunikationsschnittstelle
- 4
- Zugsteuerung
- 5
- Bordküche
- 6
- Wasserleitung
- E
- weiterer Prädiktor
- F
- Füllstand
- I
- Zielkorridor für Befüllung
- N
- Anzahl von Spülungen
- P
- Vorhersage der Anzahl von Spülungen
- R
- Wiederbefüllung
- S...
- Verfahrensschritt
- T
- prognostizierte Vorhaltezeit
- TS
- Sollvorhaltezeit
- tp
- Prognosezeitpunkt (Zeitpunkt des Vorhersagens)
- V
- Volumenverbrauch in Prozent
- t
- Zeit in Stunden
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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