DE102019220447A1 - Verfahren zur Ermittlung eines Zustands eines Weichenantriebs - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Zustands eines Weichenantriebs (1) angegeben, mit den Schritten:- Bereitstellen zumindest eines Betriebsdatensatzes (BD) zumindest eines Weichenantriebs (1), der repräsentativ für mehrere Sequenzen (SQ) von Betriebsinformationen (BI) ist, wobei jede Sequenz (SQ) abhängig von einer Wetterinformation (WI) ist,- Ermitteln von zumindest einer Betriebsklasse (BK), die repräsentativ für einen sicheren Zustand des Weichenantriebs (1) ist, in Abhängigkeit des Betriebsdatensatzes (BD), derart dass zumindest eine der Sequenzen (SQ) der Betriebsklasse (BK) zugeordnet ist,- Ermitteln einer Wahrscheinlichkeit (W) in Abhängigkeit einer vorgegebenen Wetterinformation (VWI) und der Betriebsklasse (BK),- Erzeugen eines Ausgangssignals (AS) in Abhängigkeit der Wahrscheinlichkeit (W) zur Signalisierung eines kritischen Zustands (Zkrit) des Weichenantriebs (1) .Darüber hinaus werden eine Vorrichtung (9), ein Computerprogramm und ein computerlesbares Speichermedium angegeben.

Description

• Es wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Zustands eines Weichenantriebs angegeben. Darüber hinaus werden eine Vorrichtung, ein Computerprogramm und ein computerlesbares Speichermedium angegeben.
• Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem ein Weichenantrieb besonders sicher betrieben werden kann. Des Weiteren sollen eine Vorrichtung und ein Computerprogramm angegeben werden, die ein solches Verfahren ausführen können. Darüber hinaus soll ein computerlesbares Speichermedium mit dem Computerprogramm angegeben werden.
• Diese Aufgaben werden durch das Verfahren und die Gegenstände der Patentansprüche 1, 7, 9 und 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Implementierungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweils abhängigen Patentansprüche.
• Zunächst wird das Verfahren zur Ermittlung eines Zustands eines Weichenantriebs erläutert.
• Bevorzugt ist der Weichenantrieb dazu ausgebildet, zumindest eine Weiche für Schienenfahrzeuge zu betreiben. Bevorzugt umfasst die Weiche zumindest ein Gleis, das als Fahrbahn für Schienenfahrzeuge ausgebildet ist. Weiterhin umfasst die Weiche bevorzugt eine Gleiszunge, die beweglich ausgebildet ist. Mit der Weiche, insbesondere der Gleiszunge, wird bevorzugt eine Fahrtrichtung von Schienenfahrzeugen vorgegeben. Bevorzugt bewegt der Weichenantrieb die Gleiszunge. Weiterhin ist der Weichenantrieb bevorzugt dazu ausgebildet, die Gleiszunge zu verriegeln und eine Position der Gleiszunge anzugeben.
• Der Weichenantrieb umfasst zum Beispiel einen Elektromotor und ein Getriebe. Das Getriebe ist hier dazu ausgebildet, eine Drehbewegung einer Antriebswelle des Elektromotors in eine zum Bewegen der Weiche, insbesondere der Gleiszunge, erforderliche Linearbewegung umzuwandeln.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest ein Betriebsdatensatz zumindest eines Weichenantriebs bereitgestellt. Der Betriebsdatensatz des Weichenantriebs ist repräsentativ für mehrere Sequenzen von Betriebsinformationen, wobei jede Sequenz abhängig von einer Wetterinformation ist.
• Bevorzugt werden die Sequenzen von Betriebsinformationen ausschließlich während des Betriebs des Weichenantriebs ermittelt. Jede Betriebsinformation ist bevorzugt charakteristisch für einen Parameter des Weichenantriebs zu einem bestimmten Zeitpunkt. Jede Sequenz umfasst bevorzugt mehrere Betriebsinformationen, insbesondere Parameter, zu verschiedenen Zeitpunkten innerhalb eines Zeitintervalls. In anderen Worten umfasst jede Sequenz bevorzugt mehrere zeitlich aufeinanderfolgende Betriebsinformationen, insbesondere Parameter. Weiterhin überlappen die Zeitintervalle bevorzugt nicht zeitlich.
• Bei den Betriebsinformationen handelt es sich beispielsweise um eine Spannung, die an den Elektromotor des Weichenantriebs zur Bewegung der Gleiszunge angelegt wird. Beispielsweise wird die Spannung zur Bewegung der Gleiszunge von einer ersten Position in eine zweite Position an den Weichenantrieb angelegt. Die angelegte Spannung in Abhängigkeit der Zeit, die zum Beispiel eine Sequenz des Betriebsdatensatzes bildet, entspricht bevorzugt einer Sequenz von Spannungswerten. Die Gleiszunge wird insbesondere während des Zeitintervalls bewegt. Wird also die Gleiszunge bewegt, so werden Spannungswerte in äquidistanten Zeitschritten innerhalb des Zeitintervalls der Sequenz bereitgestellt. Jede Sequenz umfasst in diesem Fall die zeitlich aufeinanderfolgenden Spannungswerte, die während der Bewegung der Gleiszunge auftreten, die an den Elektromotor angelegt werden.
• Bevorzugt wird jeder Sequenz eine einzelne Wetterinformation zugeordnet. Das heißt, der Betriebsdatensatz umfasst die Sequenzen, denen jeweils eine Wetterinformation zugeordnet ist.
• Bei der Wetterinformationen handelt es sich beispielsweise um Parameter des Wetters, wie etwa Niederschlag, Temperatur und/oder Nebel.
• Weiterhin ist es möglich, dass mehrere Betriebsdatensätze bereitgestellt werden. In diesem Fall ist jeweils ein Betriebsdatensatz genau einem Weichenantrieb zugeordnet. Die Weichenantriebe sind hierbei bevorzugt räumlich getrennt voneinander angeordnet. Das heißt, bei dem Verfahren werden bevorzugt mehrere Betriebsdatensätze bereitgestellt, von denen jeder genau einem Weichenantrieb zugeordnet sind.
• Beispielsweise wird der Betriebsdatensatz, insbesondere die Betriebsdatensätze, einer externen Vorrichtung bereitgestellt, die nicht Teil des Weichenantriebs ist. Der Betriebsdatensatz, insbesondere die Betriebsdatensätze, ist bevorzugt auf der externen Vorrichtung verarbeitbar. Weiterhin ist das hier beschriebene Verfahren bevorzugt auf der externen Vorrichtung ausführbar.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest eine Betriebsklasse, die repräsentativ für einen sicheren Zustand des Weichenantriebs ist, in Abhängigkeit des Betriebsdatensatzes derart ermittelt, dass zumindest eine der Sequenzen der Betriebsklasse zugeordnet ist.
• Beim Ermitteln der Betriebsklasse werden die Sequenzen miteinander verglichen. Sequenzen, die vergleichsweise ähnlich zueinander ausgebildet sind, bilden bevorzugt die Betriebsklasse. Der Vergleich der Sequenzen und die Ermittlung der Betriebsklasse erfolgt beispielsweise mittels einer Clusteranalyse, insbesondere einer dichtebasierten räumlichen Clusteranalyse mit Rauschen.
• Die Betriebsklasse gibt in diesem Fall an, dass der Weichenantrieb in einem sicheren Zustand ist. Das heißt, der Weichenantrieb kann die Weiche, insbesondere die Gleiszunge, fehlerfrei bewegen. Die Sequenz, die der Betriebsklasse zugeordnet ist, umfasst hierbei die Betriebsinformation, mit denen die Weiche, insbesondere die Gleiszunge, sicher betrieben werden kann.
• Bevorzugt werden die Sequenzen nach dem Ermitteln der Betriebsklasse durch die jeweilige zugeordnete Wetterinformation ersetzt. In diesem Fall ist zumindest eine der Wetterinformationen der Betriebsklasse zugeordnet.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Wahrscheinlichkeit in Abhängigkeit einer vorgegebenen Wetterinformation und der Betriebsklasse ermittelt. Bevorzugt gibt die Wahrscheinlichkeit an, wie wahrscheinlich es ist, dass die vorgegebene Wetterinformation Teil der Betriebsklasse ist. Wird beispielsweise eine vergleichsweise hohe Wahrscheinlichkeit ermittelt, so ist insbesondere sichergestellt, dass der Weichenantrieb in einem sicheren Zustand ist.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird ein Ausgangssignal in Abhängigkeit der Wahrscheinlichkeit zur Signalisierung eines kritischen Zustands des Weichenantriebs erzeugt. Ist die Wahrscheinlichkeit beispielsweise vergleichsweise niedrig ausgebildet, so ist insbesondere nicht sichergestellt, dass sich der Weichenantrieb in einem sicheren Zustand befindet.
• Das Ausgangssignal dient bevorzugt zur Signalisierung des kritischen Zustands des Weichenantriebs. Der kritische Zustand ist bevorzugt repräsentativ für einen Weichenantrieb, der nicht voll funktionstüchtig ist. In diesem Fall ist insbesondere nicht sichergestellt, dass der Weichenantrieb die Weiche, insbesondere die Gleiszunge, fehlerfrei bewegt.
• Bei dem Ausgangssignal handelt es sich bevorzugt um eine Aufforderung, den Weichenantrieb anzupassen und/oder zu warten. Das Ausgangssignal ist beispielsweise akustisch und/oder optisch ausgebildet.
• In mindestens einer Ausführungsform des Verfahrens zur Ermittlung eines Zustands eines Weichenantriebs wird zumindest ein Betriebsdatensatz zumindest eines Weichenantriebs bereitgestellt, der repräsentativ für mehrere Sequenzen von Betriebsinformationen ist, wobei jede Sequenz abhängig von einer Wetterinformation ist. Weiterhin wird zumindest eine Betriebsklasse ermittelt, die repräsentativ für einen sicheren Zustand des Weichenantriebs ist. Die Betriebsklasse wird weiterhin in Abhängigkeit des Betriebsdatensatzes derart ermittelt, dass zumindest eine der Sequenzen der Betriebsklasse zugeordnet ist. Des Weiteren wird eine Wahrscheinlichkeit in Abhängigkeit einer vorgegebenen Wetterinformation und der Betriebsklasse ermittelt. Zudem wird ein Ausgangssignal in Abhängigkeit der Wahrscheinlichkeit zur Signalisierung eines kritischen Zustands des Weichenantriebs erzeugt.
• In der Regel weisen Weichenantriebe schwankende Leistungen abhängig von einer Wetterlage auf. Hierbei ist es möglich, dass der Weichenantrieb die Weiche, insbesondere die Gleichzunge, nicht fehlerfrei bewegt.
• Eine Idee der vorliegenden Anmeldung ist es, unter anderem, durch das angegebene Verfahren Betriebsdaten des Weichenantriebs mit Wetterinformationen zu korrelieren. Damit kann nachfolgend durch Vorgabe einer vorgegebenen Wetterinformation bewertet werden, ob der Weichenantrieb voraussichtlich fehlerfrei funktioniert oder ob der Weichenantrieb anzupassen und/oder zu warten ist, damit der Weichenantrieb fehlerfrei funktioniert.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird dem Betriebsdatensatz eine Ortsinformation zugeordnet. Weist das Verfahren mehrere Betriebsdatensätze auf, wird jedem Betriebsdatensatz eine Ortsinformation zugeordnet.
• Beispielsweise umfasst der Betriebsdatensatz, insbesondere jeder Betriebsdatensatz, eine eindeutige Identifikationsnummer. Durch die Identifikationsnummer kann dem Betriebsdatensatz, insbesondere jedem Betriebsdatensatz, eine Ortsinformation, insbesondere eine einzelne Ortsinformation, zugeordnet werden. Damit wird auch jeder Sequenz bevorzugt eine Ortsinformation, insbesondere eine einzelne Ortsinformation, zugeordnet.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird jeder Sequenz eine Zeitinformation zugeordnet. Bevorzugt wird jeder Sequenz eine einzelne Zeitinformation zugeordnet. Jede Zeitinformation entspricht beispielsweise einem Startzeitpunkt oder einem Endzeitpunkt. Jeder Startzeitpunkt gibt zum Beispiel an, wann eine Sequenz gestartet ist. Das heißt, jeder Startzeitpunkt gibt einen Zeitpunkt an, bei dem der Betrieb des Weichenantriebs gestartet ist. Jeder Endzeitpunkt gibt zum Beispiel an, wann eine Sequenz beendet ist. Das heißt, jeder Endzeitpunkt gibt einen Zeitpunkt an, an dem der Weichenantrieb nicht mehr in Betrieb ist.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird jeder Sequenz eine Wetterinformation in Abhängigkeit der Ortsinformation und der Zeitinformation zugeordnet.
• Beispielsweise werden allgemeine Wetterdaten bereitgestellt. Die allgemeinen Wetterdaten werden bevorzugt durch eine weitere externe Vorrichtung bereitgestellt. Auf der weiteren externen Vorrichtung ist das hier beschriebene Verfahren bevorzugt nicht ausführbar. Die weitere externe Vorrichtung stellt die allgemeinen Wetterdaten bevorzugt der externen Vorrichtung bereit.
• Die allgemeinen Wetterdaten umfassen bevorzugt Wetterinformationen in Abhängigkeit der Ortsinformation und der Zeitinformation. Vorteilhafterweise kann durch das Zuordnen einer Zeitinformation zu jeder Sequenz und durch das Zuordnen der Ortsinformation zu dem Betriebsdatensatz, insbesondere zu jeder Sequenz, jeder Sequenz eine Wetterinformation zugeordnet werden.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens sind die Betriebsinformationen repräsentativ für einen oder mehrere der folgenden Parameter: Spannung, Drehmoment, Position, Verschluss. Die Parameter sind bevorzugt messbar.
• Bevorzugt wird der Elektromotor des Weichenantriebs durch Anlegen einer Spannung betrieben. Weiterhin führt die Antriebswelle des Elektromotors im Betrieb eine Drehbewegung aus. Der Parameter des Drehmoments ist bevorzugt repräsentativ für die Drehbewegung.
• Weiterhin gibt die Position bevorzugt an, welche Position die Weiche, insbesondere die Gleiszunge, aufweist. Das heißt, bevorzugt gibt die Position an, ob sich die Weiche, insbesondere die Geleiszunge, in der ersten Position oder in der zweiten Position befindet. Bevorzugt umfasst die Position also die Fahrtrichtung, die von der Position der Gleiszunge vorgegeben wird. Weiterhin gibt der Verschluss an, ob die Weiche, insbesondere die Gleiszunge, verriegelt ist oder nicht. In diesem Fall wird beispielsweise angegeben, ob die Gleiszunge in der ersten Position oder in der zweiten Position verriegelt ist oder nicht.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zu jeder Sequenz ein Merkmalsvektor ermittelt, der repräsentativ für eine charakteristische Darstellung der Sequenz ist.
• Der Merkmalsvektor wird beispielsweise mittels eines Auto-Encoders in Abhängigkeit der Sequenz von Betriebsinformationen erzeugt. Der Auto-Encoder fasst die Betriebsinformationen jeder Sequenz bevorzugt zu einem Merkmalsvektor mit fester Länge zusammen. Beispielsweise ist der Auto-Encoder dafür verantwortlich, die Betriebsinformationen der Sequenz zeitlich zu durchlaufen und die gesamte Sequenz in jeweils einem Merkmalsvektor fester Länge zu codieren. Bei den Merkmalsvektoren handelt es sich bevorzugt um einen zweidimensionalen Vektor. Die Merkmalsvektoren können damit vorteilhafterweise in einem zweidimensionalen Diagramm dargestellt werden.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Betriebsklasse in Abhängigkeit der Merkmalsvektoren ermittelt. Beispielsweise werden die Merkmalsvektoren vor dem Ermitteln der Betriebsklasse ermittelt. In diesem Fall wird die Betriebsklasse in Abhängigkeit der Merkmalsvektoren derart ermittelt, dass zumindest einer der Merkmalsvektoren der Betriebsklasse zugeordnet ist.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens werden mehrere Betriebsklassen ermittelt. Jede Betriebsklasse gibt in diesem Fall an, dass sich der Weichenantrieb bevorzugt in einem sicheren Zustand befindet, sodass der Weichenantrieb die Weiche, insbesondere die Gleiszunge, fehlerfrei bewegen kann.
• Es ist möglich, dass Sequenzen, insbesondere Merkmalsvektoren, verschiedener Betriebsdatensätze zu verschiedenen Betriebsklassen zugeordnet sind. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass Sequenzen, insbesondere Merkmalsvektoren, verschiedener Betriebsdatensätze einer gleichen Betriebsklasse zugeordnet sind.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest eine gemeinsame Betriebsinformation in Abhängigkeit der Betriebsklassen ermittelt. Beispielsweise werden die Betriebsinformationen, die einer Sequenz einer Betriebsklasse zugeordnet sind, mittels eines statistischen Verfahrens analysiert. Durch das statistische Verfahren können beispielsweise ähnliche Betriebsinformationen ermittelt werden. Die ähnlichen Betriebsinformationen bilden hierbei die gemeinsamen Betriebsinformationen.
• Beispielsweise handelt es sich bei dem statistischen Verfahren um ein Mittelwertsbildungsverfahren. In diesem Fall werden die Betriebsinformationen, insbesondere jeder Spannungswert der Sequenzen, die einer gleichen Betriebsklasse zugeordnet sind, arithmetisch gemittelt. Die gemittelten Spannungswerte der Sequenzen einer gleichen Betriebsklasse bilden in diesem Fall bevorzugt eine gemeinsame Betriebsinformation.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform des Verfahrens wird zumindest ein Rauschpunkt derart ermittelt, dass zumindest eine der Sequenzen, die nicht der Betriebsklasse zugeordnet sind, den Rauschpunkt bildet.
• Der Rauschpunkt ist bevorzugt repräsentativ für einen nicht sicheren Zustand des Weichenantriebs. In diesem Fall ist die die Sequenz, die den Rauschpunkt bildet, im Vergleich zu der Sequenz, die der Betriebsklasse zugeordnet ist, nicht ähnlich ausgebildet. Der Rauschpunkt resultiert bevorzugt aus der Clusteranalyse, insbesondere der dichtebasierten räumlichen Clusteranalyse mit Rauschen.
• Der Rauschpunkt gibt in diesem Fall an, dass der Weichenantrieb nicht in einem sicheren Zustand ist. Das heißt, der Weichenantrieb kann die Weiche, insbesondere die Gleiszunge, nicht fehlerfrei bewegen. Die Sequenz, die der Betriebsklasse zugeordnet ist, umfasst hierbei die Betriebsinformation, mit denen die Weiche, insbesondere die Gleiszunge, nicht sicher betrieben werden kann.
• Des Weiteren wird eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Zustands eines Weichenantriebs angegeben, wobei die Vorrichtung dazu ausgebildet ist, das hier beschriebene Verfahren durchzuführen. Sämtliche in Verbindung mit dem Verfahren offenbarten Merkmale und Ausführungsformen können daher auch in Verbindung mit der Vorrichtung ausgebildet sein und umgekehrt.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Weiche für Schienenfahrzeuge. Bei den Schienenfahrzeugen handelt es sich bevorzugt jeweils um einen Zug.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung umfasst die Weiche zumindest eine Gleiszunge.
• Gemäß zumindest einer Ausführungsform der Vorrichtung ist der Weichenantrieb dazu ausgebildet, die Gleiszunge zu bewegen.
• Zudem wird ein Computerprogramm angegeben, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, das hier beschriebene Verfahren auszuführen. Weiterhin wird ein computerlesbares Speichermedium angegeben, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist.
• 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 weiterhin erläutert.
• Gleiche, gleichartige oder gleich wirkende Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Die Figuren und die Größenverhältnisse der in den Figuren dargestellten Elemente untereinander sind nicht als maßstäblich zu betrachten. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder für eine bessere Verständlichkeit übertrieben groß dargestellt sein.
• Es zeigen:
• 1 und 2 schematische Darstellungen einer hier beschriebenen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel,
• 3 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel
• 4 eine exemplarische Darstellung einer Sequenz, und
• 5 eine exemplarische Darstellung von Merkmalsvektoren in einem zweidimensionalen Diagramm.
• Die Vorrichtung 9 gemäß dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 umfasst einer Weiche 3 für Schienenfahrzeuge 6. Die Weiche 3 weist ein Gleis 4 auf, das als Fahrbahn für Schienenfahrzeuge 6 ausgebildet ist. Weiterhin umfasst die Weiche 3 eine Gleiszunge 5, die beweglich ausgebildet ist. Mit einer Position P1, P2 der Gleiszunge 5 ist eine Fahrtrichtung 7 von Schienenfahrzeugen 6 vorgebbar.
• Weiterhin umfasst die Vorrichtung 9 einen Weichenantrieb 1. Der Weichenantrieb 1 umfasst einen Elektromotor 2 und eine Antriebswelle 8. Mit der Antriebswelle 8 kann der Weichenantrieb 1 die Gleiszunge 5 bewegen. Weiterhin ist der Weichenantrieb 1 dazu ausgebildet die Gleiszunge 5 zu verriegeln und eine Position P1, P2 der Gleiszunge 5 anzugeben.
• Beispielsweise wird zur Bewegung der Gleiszunge 5 von einer ersten Position Pl in eine zweite Position P2 an den Weichenantrieb 1, eine Spannung angelegt. Ein Betriebsdatensatz BD des Weichenantriebs 1 umfasst ferner eine derartige Spannung, insbesondere Spannungswerte. Dieser Betriebsdatensatz BD kann einer externen Vorrichtung 10 bereitgestellt werden, die nicht Teil des Weichenantriebs 1 ist. Der Betriebsdatensatz BD kann auf der externen Vorrichtung 10 verarbeitet werden. Weiterhin kann eine weitere externe Vorrichtung 11 der externen Vorrichtung 10 allgemeine Wetterdaten bereitstellen.
• Im Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß dem Ausführungsbeispiel der 3 wird in einem ersten Verfahrensschritt S1 zumindest ein Betriebsdatensatz BD zumindest eines Weichenantriebs 1 bereitgestellt, der repräsentativ für mehrere Sequenzen SQ von Betriebsinformationen BI ist, wobei jede Sequenz SQ abhängig von einer Wetterinformation WI ist.
• In einem weiteren Verfahrensschritt S2 wird zu jeder Sequenz SQ ein Merkmalsvektor M ermittelt, der repräsentativ für eine charakteristische Darstellung der Sequenz SQ ist. Beispielsweise wird jede Sequenz SQ mittels eines Auto-Encoders zu einem einzelnen Merkmalsvektor M codiert. Bei den Merkmalsvektoren M handelt es sich in diesem Fall jeweils um einen zweidimensionalen Vektor.
• Nachfolgend wird in einem nächsten Verfahrensschritt S3 zumindest eine Betriebsklasse BK in Abhängigkeit des Betriebsdatensatzes BD, insbesondere in Abhängigkeit der Merkmalsvektoren M, ermittelt. Die Betriebsklasse BK ist hier repräsentativ für einen sicheren Zustand des Weichenantriebs 1. Der Betriebsklasse BK ist hierbei zumindest eine der Sequenzen SQ, insbesondere zumindest einer der Merkmalsvektoren M, zugeordnet.
• In einem weiteren Verfahrensschritt V4 werden die Merkmalsvektoren M, nach dem Ermitteln der Betriebsklasse BK durch die jeweilige zugeordnete Wetterinformation WI ersetzt. Nach einem derartigen Ersetzen ist zumindest eine der Wetterinformationen WI der Betriebsklasse BK zugeordnet.
• In dem Verfahrensschritt V5 wird eine Wahrscheinlichkeit W in Abhängigkeit einer vorgegebenen Wetterinformation VWI und der Betriebsklasse BK ermittelt.
• Beispielsweise wird die Wahrscheinlichkeit W mittels eines lernenden Algorithmus ermittelt. In diesem Fall wird dem Algorithmus die vorgegebenen Wetterinformation VWI als Eingang bereitgestellt. Der Algorithmus gibt dann die Wahrscheinlichkeit W aus, die angibt, wie wahrscheinlich es ist, dass die vorgegebene Wetterinformation VWI Teil der Betriebsklasse BK ist.
• Es ist möglich, dass eine vergleichsweise hohe Wahrscheinlichkeit W ermittelt wird. Beispielsweise ist die Wahrscheinlichkeit W in diesem Fall größer als eine vorgebbare Wahrscheinlichkeitsschwelle W_th ausgebildet. Ist die Wahrscheinlichkeit W größer als die vorgebbare Wahrscheinlichkeitsschwelle W_th , ist insbesondere sichergestellt, dass die vorgegebene Wetterinformation VWI Teil der Betriebsklasse BK ist. Damit kann mit Vorteil sichergestellt sein, dass der Weichenantrieb 1 in einem sicheren Zustand ist.
• Alternativ ist es möglich, dass eine vergleichsweise niedrige Wahrscheinlichkeit W ermittelt wird. Beispielsweise ist die Wahrscheinlichkeit W in diesem Fall kleiner oder gleich der vorgebbaren Wahrscheinlichkeitsschwelle W_th ausgebildet. Ist die Wahrscheinlichkeit W kleiner oder gleich der vorgebbaren Wahrscheinlichkeitsschwelle W_th , ist es insbesondere nicht sichergestellt, dass die vorgegebene Wetterinformation VWI Teil der Betriebsklasse BK ist. Damit ist nicht sichergestellt, dass der Weichenantrieb 1 in einem sicheren Zustand ist.
• Nachfolgend wird im Verfahrensschritt V6 in Abhängigkeit der Wahrscheinlichkeit W ein Ausgangssignal AS erzeugt. Das Ausgangssignal AS dient zur Signalisierung eines kritischen Zustands Z_krit des Weichenantriebs 1.
• In diesem Fall ist die Wahrscheinlichkeit W kleiner oder gleich der vorgebbaren Wahrscheinlichkeitsschwelle W_th ausgebildet. Das heißt, es ist nicht sichergestellt, dass sich der Weichenantrieb 1 in einem sicheren Zustand befindet, sodass die Weiche 3 fehlerfrei bewegt werden kann. In diesem Fall wird das Ausgangssignal AS erzeugt, da sich der Weichenantrieb 1 in einem kritischen Zustand Z_krit befindet.
• Durch die Signalisierung des kritischen Zustand Z_krit kann der Weichenantrieb 1 nun mit Vorteil derartig angepasst und/oder gewartet werden, dass der Weichenantrieb 1 sich wieder in einem sicheren Zustand befindet.
• Ein Spannungs-Zeit-Diagramm V(t) gemäß der 3 umfasst eine Sequenz SQ von Betriebsinformationen BI, die durch den Betrieb des Weichenantriebs 1, insbesondere bei eine Verstellung der Weiche 3, auftreten. Bei den Betriebsinformationen BI handelt es sich hier um Spannungswerte V zu jeweils einem bestimmten Zeitpunkt t innerhalb eines Zeitintervalls. In dem Spannungs-Zeit-Diagramm V(t) sind die Spannungswerte V über den Zeitpunkten t aufgetragen.
• Insbesondere handelt es sich bei der Sequenz SQ von Betriebsinformationen BI um einen Vektor mit einer bestimmten Länge. Die Länge des Vektors ist hier beispielsweise durch die Anzahl der Spannungswerte V vorgegeben. Ein derartiger Vektor kann mittels eines Auto-Encoders zu einem zweidimensionalen Vektor transformiert werden. Bei dem transformierten zweidimensionalen Vektor handelt es sich insbesondere um einen Merkmalsvektor M.
• Wird beispielsweise jede Sequenz SQ in einen Merkmalsvektor M transformiert, können die Merkmalsvektoren M gemäß der 5 in einem zweidimensionalen Diagramm aufgeführt werden. Jeder Merkmalsvektor M weist in diesem Fall die zwei Komponenten M_x und M_y auf.
• Betriebsklassen BK und Rauschpunkte RP können nachfolgend in Abhängigkeit der Merkmalsvektoren M ermittelt werden. Eine Ermittlung der Betriebsklassen BK erfolgt in diesem Fall mittels einer Clusteranalyse, insbesondere einer dichtebasierten räumlichen Clusteranalyse mit Rauschen. Gemäß 5 werden zwei Betriebsklassen BK ermittelt. Die Merkmalsvektoren M einer Betriebsklasse BK sind hierbei ähnlich zueinander ausgebildet. Die ähnlich ausgebildeten Merkmalsvektoren M der Betriebsklasse BK sind insbesondere besonders dicht im Vergleich zu einer relativen Lage der Rauschpunkte RP.
• 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.
• Bezugszeichenliste

1

Weichenantrieb

2

Elektromotor

3

Weiche

4

Gleise

5

Gleiszunge

6

Schienenfahrzeug

7

Fahrtrichtung

8

Antriebswelle

9

Vorrichtung

10

externe Vorrichtung

11

weitere externe Vorrichtung

P1

erste Position

P2

zweite Position

BD

Betriebsdatensatz

SQ

Sequenz

BI

Betriebsinformationen

M

Merkmalsvektor

BK

Betriebsklasse

RP

Rauschpunkt

WI

Wetterinformation

VWI

vorgegebene Wetterinformation

W

Wahrscheinlichkeit

Wth

Wahrscheinlichkeitsschwelle

AS

Ausgangssignals

Zkrit

kritischer Zustand

V

Spannungswerte

t

Zeitpunkte

Claims (10)

1. Verfahren zur Ermittlung eines Zustands eines Weichenantriebs (1), mit den Schritten: - Bereitstellen zumindest eines Betriebsdatensatzes (BD) zumindest eines Weichenantriebs (1), der repräsentativ für mehrere Sequenzen (SQ) von Betriebsinformationen (BI) ist, wobei jede Sequenz (SQ) abhängig von einer Wetterinformation (WI) ist, - Ermitteln von zumindest einer Betriebsklasse (BK), die repräsentativ für einen sicheren Zustand des Weichenantriebs (1) ist, in Abhängigkeit des Betriebsdatensatzes (BD), derart dass zumindest eine der Sequenzen (SQ) der Betriebsklasse (BK) zugeordnet ist, - Ermitteln einer Wahrscheinlichkeit (W) in Abhängigkeit einer vorgegebenen Wetterinformation (VWI) und der Betriebsklasse (BK), - Erzeugen eines Ausgangssignals (AS) in Abhängigkeit der Wahrscheinlichkeit (W) zur Signalisierung eines kritischen Zustands (Z_krit) des Weichenantriebs (1) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei - dem Betriebsdatensatz (BD) eine Ortsinformation zugeordnet wird, - jeder Sequenz (SQ) eine Zeitinformationen zugeordnet wird, und - jeder Sequenz (SQ) eine Wetterinformation (WI) in Abhängigkeit der Ortsinformation und der Zeitinformationen zugeordnet wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Betriebsinformationen (BI) repräsentativ für eine oder mehrere der folgenden Parameter ist: Spannung, Drehmoment, Position, Verschluss.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - zu jeder Sequenz (SQ) ein Merkmalsvektor (M) ermittelt wird, der repräsentativ für eine charakteristische Darstellung der Sequenz (SQ) ist, und - die Betriebsklasse (BK) in Abhängigkeit der Merkmalsvektoren (M) ermittelt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - mehrere Betriebsklassen (BK) ermittelt werden, und - zumindest eine gemeinsame Betriebsinformationen (BI) in Abhängigkeit der Betriebsklassen (BK) ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein Rauschpunkt (RP) ermittelt wird, derart dass zumindest eine der Sequenzen (SQ), die nicht der Betriebsklasse (BK) zugeordnet ist, den Rauschpunkt (RP) bildet.
7. Vorrichtung (9) zur Ermittlung eines Zustands eines Weichenantriebs (1), die dazu ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.
8. Vorrichtung (9) nach Anspruch 7, mit - zumindest einer Weiche (3) für Schienenfahrzeuge (6), wobei - die Weiche (3) zumindest eine Gleiszunge (5) umfasst, und - der Weichenantrieb (1) dazu ausgebildet ist, die Gleiszunge (5) zu bewegen.
9. Computerprogramm umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogramms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 auszuführen.
10. Computerlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 9 gespeichert ist.

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