DE102019219329A1 - Device for the acquisition and transmission of measurement data - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung (100) zur Erfassung und Übertragung von Messdaten eines Schienenfahrzeugs (200). Die Einrichtung (100) enthält als Komponenten ein Messgerät (1) und eine Fernübertragungseinheit (6). Das Messgerät (1) ist zur Ermittlung von Messdaten des Schienenfahrzeugs (200) ausgebildet, wobei die Messdaten zur Fernübertragungseinheit (6) gelangen. Die Fernübertragungseinheit (6) ist für eine kabellose Übertragung der Messdaten über eine Schnittstelle (8) an eine räumlich entfernte Kontrolleinheit (300) für eine nachfolgende Auswertung ausgebildet. Die Komponenten sind derart validiert und vorgeprüft, dass die Messdaten unabhängig von Daten einer Fahrzeugsteuerung (11) des Schienenfahrzeugs (200) ermittelt und übertragen werden. Die erfindungsgemäße Einrichtung (100) beinhaltet eine Energieversorgungseinheit (x), die für eine Verbindung mit der Fahrzeugsteuerung (11) des Schienenfahrzeugs (200) ausgebildet ist, um die Komponenten über die Fahrzeugsteuerung (11) mit Energie zu versorgen. The invention relates to a device (100) for acquiring and transmitting measurement data from a rail vehicle (200). The device (100) contains a measuring device (1) and a remote transmission unit (6) as components. The measuring device (1) is designed to determine measurement data from the rail vehicle (200), the measurement data being sent to the remote transmission unit (6). The remote transmission unit (6) is designed for wireless transmission of the measurement data via an interface (8) to a remote control unit (300) for subsequent evaluation. The components are validated and pre-checked in such a way that the measurement data are determined and transmitted independently of data from a vehicle controller (11) of the rail vehicle (200). The device (100) according to the invention contains an energy supply unit (x) which is designed for connection to the vehicle control (11) of the rail vehicle (200) in order to supply the components with energy via the vehicle control (11).
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung und Übertragung von Messdaten eines Schienenfahrzeugs.The invention relates to a device for acquiring and transmitting measurement data from a rail vehicle.
Bei temporären Tests an Schienenfahrzeugen oder zur Erweiterung von Fahrzeugdiagnosen besteht oft die Notwendigkeit, Sensoren zur Erfassung von Messdaten zu installieren.For temporary tests on rail vehicles or to expand vehicle diagnostics, it is often necessary to install sensors to collect measurement data.
Zur Erfassung der Messdaten werden die Sensoren verdrahtet und in eine bereits vorhandene Fahrzeugsteuerung integriert. Dadurch ändert sich jedoch die Fahrzeugkonfiguration, so dass eine bereits erteilte Zulassung des Schienenfahrzeugs gefährdet werden könnte.To collect the measurement data, the sensors are wired and integrated into an existing vehicle control system. However, this changes the vehicle configuration, so that approval of the rail vehicle that has already been granted could be jeopardized.
Um dies zu umgehen, können Nachweise einer Rückwirkungsfreiheit der Sensoren in Bezug zur zugelassenen Fahrzeugkonfiguration erbracht werden. Diese Nachweise sind zeitaufwendig und kostenintensiv.In order to circumvent this, evidence that the sensors are free of feedback in relation to the approved vehicle configuration can be provided. These proofs are time-consuming and costly.
Es sind Inselsysteme zur Messdaten-Erfassung bekannt, die Messdaten erfassen, aufzeichnen und diese Messdaten auf dem Fahrzeug lokal speichern. Die lokal aufgezeichneten Messdaten werden manuell am Fahrzeug entnommen und nachfolgend ausgewertet. Diese Art der Messdatenerfassung und Auswertung ist zeitaufwendig und kostenintensiv.There are known stand-alone systems for recording measurement data, which capture and record measurement data and store this measurement data locally on the vehicle. The locally recorded measurement data are taken manually from the vehicle and then evaluated. This type of measurement data acquisition and evaluation is time-consuming and costly.
Alternativ dazu ist es bekannt, Messdaten zu erfassen, aufzuzeichnen und über Messkanäle, die eigens in der Steuerung des Schienenfahrzeugs vorgesehen sind, zur Auswertung zu übertragen. Nachteilig ist dabei eine System-technisch bedingte geringe Flexibilität sowie der nötige zusätzliche Einbau von Messkanälen.As an alternative to this, it is known to acquire and record measurement data and to transmit them for evaluation via measurement channels that are specifically provided in the control of the rail vehicle. The disadvantage here is a system-related low flexibility and the necessary additional installation of measuring channels.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mit Blick auf die Kosten und die Flexibilität verbesserte Einrichtung zur Erfassung und Übertragung von Messdaten anzugeben.It is therefore the object of the present invention to provide a device for acquiring and transmitting measurement data which is improved in terms of costs and flexibility.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous further developments are given in the respective dependent claims.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erfassung und Übertragung von Messdaten eines Schienenfahrzeugs.The invention relates to a device for acquiring and transmitting measurement data from a rail vehicle.
Die Einrichtung beinhaltet als Komponenten ein Messgerät und eine Fernübertragungseinheit. Das Messgerät ist zur Ermittlung von Messdaten des Schienenfahrzeugs ausgebildet, wobei die Messdaten zur Fernübertragungseinheit gelangen. Die Fernübertragungseinheit ist für eine kabellose Übertragung der Messdaten über eine Schnittstelle an eine räumlich entfernte Kontrolleinheit für eine nachfolgende Auswertung ausgebildet.The device contains a measuring device and a remote transmission unit as components. The measuring device is designed to determine measurement data from the rail vehicle, the measurement data reaching the remote transmission unit. The remote transmission unit is designed for wireless transmission of the measurement data via an interface to a remote control unit for subsequent evaluation.
Die Komponenten sind derart validiert und vorgeprüft, dass die Messdaten unabhängig von Daten einer Fahrzeugsteuerung des Schienenfahrzeugs ermittelt und übertragen werden.The components are validated and pre-checked in such a way that the measurement data are determined and transmitted independently of data from a vehicle control system of the rail vehicle.
Weiter beinhaltet die Einrichtung eine Energieversorgungseinheit, die für eine Verbindung mit der Fahrzeugsteuerung des Schienenfahrzeugs ausgebildet ist, um die Komponenten über die Fahrzeugsteuerung mit Energie zu versorgen.The device also includes an energy supply unit which is designed to be connected to the vehicle control of the rail vehicle in order to supply the components with energy via the vehicle control.
In einer vorteilhaften Weiterbildung beinhaltet die Einrichtung ein Eingabe-Ausgabe-Modul und eine Kleinsteuerungseinheit als weiteren Komponenten. Die vom Messgerät ermittelten Messdaten gelangen über zumindest einen Übertragungskanal zum Eingabe-Ausgabe-Modul, um nachfolgend zur Kleinsteuerungseinheit übermittelt zu werden. Die Messdaten werden dann von der Kleinsteuerungseinheit über ein definiertes Schnittstellenprotokoll zur Fernübertragungseinheit übertragen.In an advantageous development, the device contains an input / output module and a small control unit as further components. The measurement data determined by the measuring device reach the input / output module via at least one transmission channel in order to be subsequently transmitted to the small control unit. The measurement data are then transmitted from the small control unit to the remote transmission unit via a defined interface protocol.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Kleinsteuerungseinheit zur Verarbeitung der erfassten Messdaten ausgebildet, so dass diese über das definierte Schnittstellenprotokoll zur Fernübertragungseinheit übertragbar sind.In an advantageous development, the small control unit is designed to process the recorded measurement data so that they can be transmitted to the remote transmission unit via the defined interface protocol.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das definierte Schnittstellenprotokoll ein Ethernet-Protokoll.In an advantageous development, the defined interface protocol is an Ethernet protocol.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Messgerät ferngesteuert, um auf eine externe Anforderung hin Messdaten über das Messgerät zu gewinnen.In an advantageous development, the measuring device is remote-controlled in order to obtain measurement data via the measuring device in response to an external request.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Messgerät derart gesteuert, dass es auf eine zyklisch erfolgende Abfrage hin Messdaten über das Messgerät gewinnt.In an advantageous development, the measuring device is controlled in such a way that it acquires measurement data about the measuring device in response to a cyclical query.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist das Messgerät als Sensor, Aktor oder als Feldgerät ausgebildet.In an advantageous development, the measuring device is designed as a sensor, actuator or as a field device.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Schnittstelle zur kabellosen Übertragung als Funkschnittstelle ausgebildet.In an advantageous development, the interface for wireless transmission is designed as a radio interface.
In einer vorteilhaften Weiterbildung beinhaltet die Kontrolleinheit eine Auswertungs- und Archivierungseinheit, durch die die Messwerte ausgewertet und nachfolgend archiviert werden.In an advantageous development, the control unit contains an evaluation and archiving unit, by means of which the measured values are evaluated and subsequently archived.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Fernübertragungseinheit zur Verknüpfung der empfangenen Messdaten des Messgeräts mit Zusatzdaten ausgebildet, wobei die Zusatzdaten von unterschiedlichen Datenquellen des Schienenfahrzeugs stammen bzw. von diesen zugeführt werden. Die derart verknüpften Messdaten werden durch die Fernübertragungseinheit an die Kontrolleinheit zur Auswertung bzw. Archivierung fernübertragen werden.In an advantageous development, the remote transmission unit is used to link the received measurement data of the measuring device formed with additional data, wherein the additional data originate from different data sources of the rail vehicle or are supplied by these. The measurement data linked in this way are remotely transmitted by the remote transmission unit to the control unit for evaluation or archiving.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Einrichtung in einem Schienenfahrzeug angeordnet.In an advantageous development, the device according to the invention is arranged in a rail vehicle.
In einer vorteilhaften Weiterbildung weist das Schienenfahrzeug eine Fahrzeugsteuerung auf, die ausschließlich zur Energieversorgung mit der erfindungsgemäßen Einrichtung verbunden ist.In an advantageous development, the rail vehicle has a vehicle control that is connected to the device according to the invention exclusively for the purpose of supplying energy.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ist für den Einbau in ein Schienenfahrzeug, optimiert.The device according to the invention is optimized for installation in a rail vehicle.
Die erfindungsgemäße Einrichtung ermöglicht eine aufwandsarme, technisch flexible Gewinnung und Auswertung von Messdaten an einer landseitigen Kontrolleinheit.The device according to the invention enables low-cost, technically flexible acquisition and evaluation of measurement data on a land-based control unit.
Die erfindungsgemäße Einrichtung weist wenig Schnittstellen mit dem Schienenfahrzeug auf, so dass sie in das Schienenfahrzeug für Test- und Analysezwecke mit geringem Aufwand nachgerüstet werden kann.The device according to the invention has few interfaces with the rail vehicle, so that it can be retrofitted in the rail vehicle for test and analysis purposes with little effort.
Die erfindungsgemäße Einrichtung erfasst analoge Größen sowie Binärsignale von Sensoren. Die gemessenen Größen werden in der erfindungsgemäßen Einrichtung aufbereitet und mit geringem Übertragungsaufwand drahtlos über die Fernübertragungseinheit an die Landseite zur weiteren Auswertung übertragen. The device according to the invention records analog quantities as well as binary signals from sensors. The measured variables are processed in the device according to the invention and transmitted wirelessly via the remote transmission unit to the land side for further evaluation with little transmission effort.
Durch den modularen Aufbau der erfindungsgemäßen Betriebsdaten-Erfassungseinrichtung können beliebige Daten für unterschiedliche Mess- bzw. Analysezwecke erfasst werden.Due to the modular structure of the operating data acquisition device according to the invention, any data can be acquired for different measurement or analysis purposes.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann variantenübergreifend und ohne Anpassungen an eine vorhandene Fahrzeugsteuerung eingesetzt werden.The device according to the invention can be used across all variants and without adapting an existing vehicle control system.
Sie ist aufgrund ihrer Architektur innerhalb kurzer Zeit eingebaut und einsatzbereit.Due to its architecture, it is installed and ready for use within a short time.
Infolge der autarken Systemarchitektur der erfindungsgemäßen Einrichtung ist die Rückwirkungsfreiheit auf eine vorhandene Fahrzeugsteuerung gegeben. Dadurch reduziert sich der Aufwand für den Nachweis der Rückwirkungsfreiheit erheblich und eine nachträgliche Zulassung wird vermeiden bzw. zumindest vereinfacht.As a result of the self-sufficient system architecture of the device according to the invention, there is no reaction to an existing vehicle control system. This significantly reduces the effort required to prove that there are no retroactive effects and subsequent approval is avoided or at least simplified.
Die beschriebene Systemarchitektur bietet den Vorteil, dass zusätzliche Messungen schnell und ohne umfangreiche Anpassungen an einer bestehenden Fahrzeugsteuerung vorgenommen werden können.The system architecture described offers the advantage that additional measurements can be carried out quickly and without extensive adjustments to an existing vehicle control system.
Gewonnene Messdaten liegen zeitlich synchronisiert vor.The measurement data obtained are available in a time-synchronized manner.
Das System ist aufgrund der Modularität sehr flexibel und in vielen Anwendungsbereichen einsetzbar.Due to its modularity, the system is very flexible and can be used in many areas of application.
Eine Rückrüstung des Schienenfahrzeugs in einen Urzustand ist ebenfalls leicht durchführbar.It is also easy to restore the rail vehicle to its original state.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung beispielhaft anhand einer Zeichnung näher erläutert.The present invention is explained in more detail below by way of example with the aid of a drawing.
Dabei zeigt
Eine erfindungsgemäße Einrichtung
Das Schienenfahrzeug
Zu diesem Zweck weist die Einrichtung
Die Energieversorgungseinheit x ist zu diesem Zweck für eine Verbindung mit der Fahrzeugsteuerung
Die erfindungsgemäße Einrichtung
Das Messgerät
Zugehörige Messsensoren sind dezentral beim Schienenfahrzeug angebracht. Deren Messignale werden je nach Einsatzzweck an digitale, analoge oder PT100-Eingangsbaugruppen über eine frei verlegte Verdrahtung übermittelt.Corresponding measurement sensors are attached to the rail vehicle in a decentralized manner. Depending on the application, their measurement signals are transmitted to digital, analog or PT100 input modules via freely laid wiring.
Durch den modularen Aufbau können beliebige Daten für unterschiedliche Mess- bzw. Analysezwecke erfasst werden.Due to the modular structure, any data can be recorded for different measurement and analysis purposes.
Die Messdaten werden als Signale über zumindest einen Übertragungskanal
Die Kleinsteuerungseinheit
Als Schnittstellenprotokoll
Die Fernübertragungseinheit
Die Schnittstelle
Die Fernübertragungseinheit
Diese Zusatzinformationen umfassen beispielsweise Fahrzeugnummer, GPS-Daten bzw. eine Uhrzeit, die als Attribute zu den Messdaten hinzugefügt werden.This additional information includes, for example, the vehicle number, GPS data or a time, which are added as attributes to the measurement data.
Durch die Fernübertragungseinheit
Die Kontrolleinheit
Die erfindungsgemäße Einrichtung
Die erfindungsgemäße Einrichtung
Die erfindungsgemäße Einrichtung
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