DE102023101693A1

DE102023101693A1 - METHOD AND SYSTEM FOR DIAGNOSIS OF RAILWAY VEHICLE DERAILMENT AND TRACK DIAGNOSTICS

Info

Publication number: DE102023101693A1
Application number: DE102023101693.8A
Authority: DE
Inventors: Jun Sik Im; Jong Soon Im
Original assignee: GLOBIZ CO Ltd
Current assignee: GLOBIZ CO Ltd
Priority date: 2022-01-24
Filing date: 2023-01-24
Publication date: 2023-07-27
Also published as: KR20230113977A

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Diagnose der Entgleisung eines Schienenfahrzeugs und zur Diagnose eines Gleises offenbart. Das Verfahren umfasst: Erfassen von Daten, die eine Querbeschleunigung und eine Vertikalbeschleunigung eines Rades durch ein Radsensormodul und eine Querbeschleunigung und eine Vertikalbeschleunigung eines Drehgestells durch ein Drehgestellsensormodul umfassen; Bestimmen, durch eine Steuerung, ob eine Entgleisung bevorsteht, basierend auf der Querbeschleunigung des Drehgestells und der Querbeschleunigung des Rades; Bestimmen, durch die Steuerung, ob eine Entgleisung vorliegt, basierend auf der Vertikalbeschleunigung des Drehgestells und der Vertikalbeschleunigung des Rades; Verlangsamen, durch die Steuerung, eines Schienenfahrzeugs als Reaktion auf die Bestimmung, dass die Entgleisung unmittelbar bevorsteht; und Abbremsen, durch die Steuerung, des Schienenfahrzeugs als Reaktion auf die Bestimmung, dass eine Entgleisung stattgefunden hat.Des Weiteren wird ein System mit einer Steuerung zur Ausführung des Verfahrens offenbart.Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Technologie, die im Rahmen des 2021 Growth Stage Scale-up Technology Commercialization Support Project (SU210007) „Development of a wireless sensor for a driving system condition-based maintenance (CBM) system to prevent train derailing“A method for diagnosing the derailment of a rail vehicle and for diagnosing a track is disclosed. The method comprises: acquiring data comprising a lateral acceleration and a vertical acceleration of a wheel by a wheel sensor module and a lateral acceleration and a vertical acceleration of a bogie by a bogie sensor module; determining, by a controller, whether a derailment is imminent based on the lateral acceleration of the bogie and the lateral acceleration of the wheel; determining, by the controller, whether there is a derailment based on the vertical acceleration of the truck and the vertical acceleration of the wheel; slowing, by the controller, a rail vehicle in response to determining that the derailment is imminent; and braking, by the controller, the rail vehicle in response to determining that a derailment has occurred. A system having a controller for performing the method is also disclosed 2021 Growth Stage Scale-up Technology Commercialization Support Project (SU210007) "Development of a wireless sensor for a driving system condition-based maintenance (CBM) system to prevent train derailing"

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Nutzen der koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2022-0009899 , die am 24. Januar 2022 beim koreanischen Amt für geistiges Eigentum eingereicht wurde und deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.This application claims priority and benefit of Korean Patent Application No. 10-2022-0009899 , filed with the Korean Intellectual Property Office on January 24, 2022, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

(a) Gebiet der Erfindung(a) Field of the Invention

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Diagnose der Entgleisung eines Schienenfahrzeugs und zur Diagnose eines Gleises, und insbesondere ein Verfahren und ein System, das in der Lage ist, schnell und genau eine drohende Entgleisung und/oder Entgleisung und Gleisanomalie eines Schienenfahrzeugs auf der Grundlage der von einem Radsensormodul gemessenen Radbeschleunigung und der von einem Drehgestellsensormodul gemessenen Drehgestellbeschleunigung zu diagnostizieren.The present invention relates to a method and a system for diagnosing the derailment of a rail vehicle and for diagnosing a track, and more particularly to a method and a system capable of quickly and accurately diagnosing an impending derailment and/or derailment and track anomaly of a rail vehicle based on the wheel acceleration measured by a wheel sensor module and the bogie acceleration measured by a bogie sensor module.

(b) Beschreibung des Stands der Technik(b) Description of the Prior Art

Bei der vorliegenden Erfindung handelt es sich um eine Technologie, die im Rahmen des 2021 Growth Stage Scale-up Technology Commercialization Support Project ( SU210007 ) „Development of a wireless sensor for a driving system condition-based maintenance (CBM) system to prevent train derailing“ von der Seoul Business Agency entwickelt wurde.The present invention is a technology developed as part of the 2021 Growth Stage Scale-up Technology Commercialization Support Project ( SU210007 ) "Development of a wireless sensor for a driving system condition-based maintenance (CBM) system to prevent train derailing" by the Seoul Business Agency.

Derzeit werden die in Schienenfahrzeugen verwendeten Komponenten regelmäßig diagnostiziert, und wenn bei der Diagnose eine Anomalie festgestellt wird, werden sie repariert oder ausgetauscht. Da es sich beim Eisenbahnsystem jedoch um ein Massentransportsystem handelt, ist es sehr wahrscheinlich, dass es sich bei einem Unfall im Eisenbahnsystem um einen schweren Unfall handelt. Um Unfälle zu vermeiden und die Wartungs-/Reparaturkosten zu senken, wird es daher immer wichtiger, ein zustandsorientiertes Instandhaltungssystem (CBM) für die regelmäßige Diagnose einzuführen.Currently, the components used in rail vehicles are regularly diagnosed, and if the diagnosis reveals an anomaly, they are repaired or replaced. However, since the railway system is a mass transit system, there is a high probability that an accident in the railway system will be a serious accident. In order to avoid accidents and reduce maintenance/repair costs, it is therefore becoming increasingly important to implement a condition-based maintenance system (CBM) for regular diagnostics.

Die Entgleisung eines Schienenfahrzeugs stellt mit großer Wahrscheinlichkeit einen schweren Unfall mit vielen Toten und materiellen und immateriellen Schäden dar. Insbesondere wenn die Entgleisung eines Schienenfahrzeugs nicht rechtzeitig erkannt wird, vergrößert sich der Schaden schnell. Aufgrund des Aufbaus eines Schienenfahrzeugs ist es jedoch für eine betroffene Person, z. B. einen Ingenieur, schwierig, eine Entgleisung sofort zu erkennen und zu beheben. Da zum Beispiel eine Vorrichtung zur Erkennung von Hindernissen und Entgleisungen im vorderen Teil eines Güterzuges installiert ist, ist es schwierig, Entgleisungen im mittleren oder hinteren Teil zu erkennen.The derailment of a rail vehicle is very likely to result in a serious accident with many fatalities and material and immaterial damage. The damage increases rapidly, particularly if the derailment of a rail vehicle is not recognized in good time. Due to the structure of a rail vehicle, however, it is for an affected person, z. B. an engineer, it is difficult to recognize and repair a derailment immediately. For example, since a device for detecting obstacles and derailments is installed in the front part of a freight train, it is difficult to detect derailments in the middle or rear part.

Entgleisungen werden hauptsächlich durch menschliche Faktoren, Mängel an den Gleisanlagen oder an der Fahrzeugausrüstung verursacht. Es ist jedoch sehr schwierig, Entgleisungen im Voraus zu verhindern, da sie unmittelbar nach dem Auftreten eines Anzeichens für eine Entgleisung auftreten.Derailments are mainly caused by human factors, defects in track systems or vehicle equipment. However, it is very difficult to prevent derailments in advance, since they occur immediately after the appearance of a sign of a derailment.

Die in der Beschreibung des Standes der Technik beschriebenen Sachverhalte dienen dazu, das Verständnis des Hintergrunds der Erfindung zu verbessern, und können Sachverhalte umfassen, die dem Fachmann auf dem Gebiet, zu dem die vorliegende Technologie gehört, noch nicht bekannt sind.The matters described in the Description of the Related Art are provided for enhancement of understanding of the background of the invention and may include matters not previously known to a person skilled in the art to which the present technology belongs.

Die in diesem Abschnitt „Hintergrund“ offengelegten Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des Hintergrunds der Erfindung und können daher Informationen enthalten, die nicht zum Stand der Technik gehören und die einem Fachmann (in diesem Land) bereits bekannt sind.The information disclosed in this Background section is only for enhancement of understanding of the background of the invention and therefore it may contain information that does not form part of the prior art and that is already known to a person skilled in the art (in this country).

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung wurde in dem Bestreben getätigt, ein Verfahren und ein System zur Diagnose der Entgleisung eines Schienenfahrzeugs und zur Diagnose eines Gleises bereitzustellen, die in der Lage sind, schnell und genau eine drohende Entgleisung und/oder Entgleisung und Gleisanomalie eines Schienenfahrzeugs auf der Grundlage der Radbeschleunigung und der Drehgestellbeschleunigung zu diagnostizieren.The present invention was made in an effort to provide a method and system for diagnosing a rail vehicle derailment and a track that are capable of quickly and accurately diagnosing an imminent derailment and/or derailment and track anomaly of a rail vehicle based on wheel acceleration and bogie acceleration.

Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Diagnose der Entgleisung eines Schienenfahrzeugs und zur Diagnose eines Gleises bereit, wobei das Verfahren umfasst: Erfassen von Daten, die die Querbeschleunigung und die Vertikalbeschleunigung eines Rades durch ein Radsensormodul und die Querbeschleunigung und die Vertikalbeschleunigung eines Drehgestells durch ein Drehgestellsensormodul umfassen; Bestimmen, durch eine Steuerung, ob eine Entgleisung bevorsteht, basierend auf der Querbeschleunigung des Drehgestells und der Querbeschleunigung des Rades; Bestimmen, durch die Steuerung, ob eine Entgleisung vorliegt, basierend auf der Vertikalbeschleunigung des Drehgestells und der Vertikalbeschleunigung des Rades; als Reaktion auf die Bestimmung, dass die Entgleisung unmittelbar bevorsteht, verlangsamen, durch die Steuerung, eines Schienenfahrzeugs; und als Reaktion auf die Bestimmung, dass eine Entgleisung stattgefunden hat, abbremsen, durch die Steuerung, des Schienenfahrzeugs.An exemplary embodiment of the present invention provides a method for diagnosing a rail vehicle derailment and diagnosing a track, the method comprising: acquiring data comprising lateral acceleration and vertical acceleration of a wheel by a wheel sensor module and lateral acceleration and vertical acceleration of a bogie by a bogie sensor module; determining, by a controller, whether a derailment is imminent based on the lateral acceleration of the bogie and the lateral acceleration of the wheel; determining, by the controller, whether there is a derailment based on the vertical acceleration of the truck and the vertical acceleration of the wheel; slowing, by the controller, a rail vehicle in response to determining that the derailment is imminent; and in response to the determination that a derailment has occurred, braking, by the controller, the rail vehicle.

Die Bestimmung, ob die Entgleisung unmittelbar bevorsteht, kann Folgendes umfassen: Berechnen eines primären Entgleisungsgefährdungsindexes auf der Grundlage der Querbeschleunigung des Drehgestells; Berechnen eines sekundären Entgleisungsgefährdungsindexes auf der Grundlage der Querbeschleunigung des Rades; Berechnen eines endgültigen Entgleisungsgefährdungsindexes auf der Grundlage des primären Entgleisungsgefährdungsindexes und des sekundären Entgleisungsgefährdungsindexes; Vergleichen des endgültigen Entgleisungsgefährdungsindex mit einem Entgleisungsgefährdungschwellenwert; und als Reaktion auf eine Bestimmung, dass der endgültige Entgleisungsgefährdungsindex gleich oder größer als ein Entgleisungsgefährdungschwellenwert ist bestimmen, dass die Entgleisung unmittelbar bevorsteht.Determining whether the derailment is imminent may include: calculating a primary derailment risk index based on the lateral acceleration of the bogie; calculating a secondary derailment risk index based on the lateral acceleration of the wheel; calculating a final derailment risk index based on the primary derailment risk index and the secondary derailment risk index; comparing the final derailment risk index to a derailment risk threshold; and in response to a determination that the final derailment risk index is equal to or greater than a derailment risk threshold, determine that the derailment is imminent.

Der primäre Entgleisungsgefährdungsindex kann auf der Grundlage berechnet werden, ob ein Zustand, in dem die Querbeschleunigung des Drehgestells gleich oder größer als eine erste eingestellte Querbeschleunigung ist, eine erste Zeit andauert, und der sekundäre Entgleisungsgefährdungsindex kann auf der Grundlage berechnet werden, ob ein Zustand, in dem ein Durchschnitt der Querbeschleunigungen aller Räder des entsprechenden Drehgestells gleich oder größer als eine zweite eingestellte Querbeschleunigung ist, eine zweite Zeit andauert.The primary derailment risk index can be calculated based on whether a state in which the lateral acceleration of the bogie is equal to or greater than a first set lateral acceleration lasts a first time, and the secondary derailment risk index can be calculated based on whether a state in which an average of the lateral accelerations of all wheels of the corresponding bogie is equal to or greater than a second set lateral acceleration lasts a second time t.

Der endgültige Entgleisungsgefährdungsindex kann als Summe eines Produkts aus dem primären Entgleisungsgefährdungsindex und einem primären Koeffizienten der spezifischen Signifikanz der Entgleisungsgefährdung und einem Produkt aus dem sekundären Entgleisungsgefährdungsindex und einem sekundären Koeffizienten der spezifischen Signifikanz der Entgleisungsgefährdung berechnet werden, wobei der primäre Koeffizient für die spezifische Signifikanz der Entgleisungsgefährdung und der sekundäre Koeffizienten für die spezifische Signifikanz der Entgleisungsgefährdung kann ein Wert zwischen 0 und 1 sein, und die Summe des primären Koeffizienten für die spezifische Signifikanz der Entgleisungsgefährdung und des sekundären Koeffizienten für die spezifische Signifikanz der Entgleisungsgefährdung kann 1 sein.The final derailment risk index may be calculated as the sum of a product of the primary derailment risk index and a primary coefficient of specific significance of the derailment risk and a product of the secondary derailment risk index and a secondary coefficient of specific significance of the derailment risk, where the primary coefficient is for the specific significance of the derailment risk and the secondary coefficient for the derailment hazard specific significance may have a value between 0 and 1, and the sum of the primary derailment hazard specific significance coefficient and the secondary derailment hazard specific significance coefficient may be 1.

Das Bestimmen, ob die Entgleisung stattgefunden hat, kann Folgendes umfassen: Berechnen eines primären Entgleisungsindexes auf der Grundlage der Vertikalbeschleunigung des Drehgestells; Berechnen eines sekundären Entgleisungsindexes auf der Grundlage der Vertikalbeschleunigung des Rades; Berechnen eines endgültigen Entgleisungsindexes auf der Grundlage des primären Entgleisungsindexes und des sekundären Entgleisungsindexes; Vergleichen des endgültigen Entgleisungsindexes mit einem Entgleisungsschwellenwert; und als Reaktion auf eine Bestimmung, dass der endgültige Entgleisungsindex gleich oder größer als ein Entgleisungsschwellenwert ist, bestimmen, dass die Entgleisung stattgefunden hat.Determining whether the derailment has occurred may include: calculating a primary derailment index based on the vertical acceleration of the bogie; calculating a secondary derailment index based on the vertical acceleration of the wheel; calculating a final derailment index based on the primary derailment index and the secondary derailment index; comparing the final derailment index to a derailment threshold; and in response to a determination that the final derailment index is equal to or greater than a derailment threshold, determine that the derailment has occurred.

Der primäre Entgleisungsindex kann auf der Grundlage berechnet werden, ob ein Zustand, in dem die Vertikalbeschleunigung des Drehgestells gleich oder größer als eine erste eingestellte Vertikalbeschleunigung ist, eine erste eingestellte Anzahl wiederholt wird, und der sekundäre Entgleisungsindex kann auf der Grundlage berechnet werden, ob ein Zustand, in dem die Vertikalbeschleunigung von zwei oder mehr Rädern, die in dem entsprechenden Drehgestell enthalten sind, gleich oder größer als die zweite eingestellte Vertikalbeschleunigung ist, eine zweite eingestellte Anzahl wiederholt wird.The primary derailment index can be calculated based on whether a state in which the vertical acceleration of the bogie is equal to or greater than a first set vertical acceleration is repeated a first set number, and the secondary derailment index can be calculated based on whether a state in which the vertical acceleration of two or more wheels included in the corresponding bogie is equal to or greater than the second set vertical acceleration is repeated a second set number will.

Der endgültige Entgleisungsindex kann als Summe eines Produkts aus dem primären Entgleisungsindex und einem primären Koeffizienten für die spezifische Entgleisungssignifikanz und einem Produkt aus dem sekundären Entgleisungsindex und einem sekundären Koeffizienten für die spezifische Entgleisungssignifikanz berechnet werden, wobei der primäre Koeffizient für die spezifische Entgleisungssignifikanz und der sekundäre Koeffizient für die spezifische Entgleisungssignifikanz jeweils einen Wert zwischen 0 und 1 haben können und die Summe aus dem primären Koeffizienten für die spezifische Entgleisungssignifikanz und dem sekundären Koeffizienten für die spezifische Entgleisungssignifikanz 1 sein kann.The final derailment index may be calculated as the sum of a product of the primary derailment index and a primary specific derailment significance coefficient and a product of the secondary derailment index and a secondary specific derailment significance coefficient, where the primary specific derailment significance coefficient and the secondary specific derailment significance coefficient can each have a value between 0 and 1 and the sum of the primary coefficient for the specific derailment significance and the secondary coefficient for the specific derailment significance can be 1.

Die Daten können ein Installationsintervall des Radsensormoduls, ein Installationsintervall des Drehgestellsensormoduls sowie eine Geschwindigkeit und einen Standort des Schienenfahrzeugs umfassen.The data may include a wheel sensor module installation interval, a bogie sensor module installation interval, and a speed and location of the rail vehicle.

Das Verfahren kann ferner beinhalten, dass die Steuerung auf der Grundlage der Querbeschleunigung oder der Vertikalbeschleunigung des Drehgestells und der Querbeschleunigung oder der Vertikalbeschleunigung des Rades feststellt, ob das Gleis anormal ist.The method may further include the controller determining whether the track is abnormal based on the lateral or vertical acceleration of the truck and the lateral or vertical acceleration of the wheel.

Die Bestimmung, ob das Gleis anormal ist, kann Folgendes umfassen: Berechnen eines primären Gleisanomalitätsindexes auf der Grundlage der Vertikalbeschleunigung oder der Querbeschleunigung des Drehgestells; Berechnen eines sekundären Gleisanomalitätsindexes auf der Grundlage der Vertikalbeschleunigung oder der Querbeschleunigung des Rades; Berechnen eines endgültigen Gleisanomalitätsindexes auf der Grundlage des primären Gleisanomalitätsindexes und des sekundären Gleisanomalitätsindexes; Vergleichen eines endgültigen Gleisanomalitätsindex und eines Schwellenwertes für die Gleisanomalie; und Bestimmen, dass die Gleisanomalie aufgetreten ist, als Reaktion auf eine Bestimmung, dass der endgültige Gleisanomalitätsindex größer oder gleich dem Schwellenwert für die Gleisanomalie ist.
ein erstes Anomaliesignal, das anzeigt, dass alle Vertikalbeschleunigungen oder Querbeschleunigungen der beiden in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs voneinander beabstandeten Drehgestelle gleich oder größer sind als eine dritte eingestellte Vertikalbeschleunigung oder eine dritte eingestellte Querbeschleunigung, von den Drehgestellsensormodulen der entsprechenden Drehgestelle erfasst werden kann, und der primäre Gleisanomalitätsindex danach berechnet werden kann, ob eine Differenz zwischen Zeitpunkten, zu denen die Drehgestellsensormodule das erste Anomaliesignal erfasst haben, mit einem Wert übereinstimmt, der durch Division eines Abstands zwischen den beiden Drehgestellsensormodulen durch eine Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs erhalten wird, und ein zweites Anomaliesignal, das anzeigt,
dass alle Vertikalbeschleunigungen oder Querbeschleunigungen der beiden in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs voneinander beabstandeten Räder gleich oder größer als eine vierte eingestellte Vertikalbeschleunigung oder eine vierte eingestellte Querbeschleunigung sind, von den Radsensormodulen der entsprechenden Räder erfasst werden kann, und der sekundäre Gleisanomalitätsindex kann danach berechnet werden, ob eine Differenz zwischen Zeitpunkten, zu denen die Radsensormodule das zweite Anomaliesignal erfasst haben, mit einem Wert übereinstimmt, der durch Division eines Abstands zwischen den beiden Radsensormodulen durch die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs erhalten wird.Determining whether the track is abnormal may include: calculating a primary track abnormality index based on the vertical acceleration or the lateral acceleration of the bogie; calculating a secondary track abnormality index based on the vertical acceleration or the lateral acceleration of the wheel; calculating a final track anomaly index based on the primary track anomaly index and the secondary track anomaly index; comparing a final track anomaly index and a track anomaly threshold; and determining that the track anomaly has occurred in response to a determination that the final track anomaly index is greater than or equal to the track anomaly threshold.
a first anomaly signal indicating that all vertical accelerations or lateral accelerations of the two bogies spaced apart in the longitudinal direction of the rail vehicle are equal to or greater than a third set vertical acceleration or a third set lateral acceleration can be detected by the bogie sensor modules of the corresponding bogies, and the primary track anomaly index can be calculated according to whether a difference between times at which the bogie sensor modules have detected the first anomaly signal, coincides with a value obtained by dividing a distance between the two bogie sensor modules by a speed of the rail vehicle, and a second anomaly signal indicating
that all vertical accelerations or lateral accelerations of the two wheels spaced apart in the longitudinal direction of the rail vehicle are equal to or greater than a fourth set vertical acceleration or a fourth set lateral acceleration can be detected by the wheel sensor modules of the corresponding wheels, and the secondary track anomaly index can be calculated according to whether a difference between times at which the wheel sensor modules have detected the second anomaly signal matches a value obtained by dividing a distance between the two wheel sensor modules en is obtained by the speed of the rail vehicle.

Der endgültige Gleisanomalitätsindex kann als Summe eines Produkts aus dem primären Gleisanomalitätsindex und einem primären Koeffizienten für die spezifische Signifikanz der Gleisanomalie und einem Produkt aus dem sekundären Gleisanomalitätsindex und einem sekundären Koeffizienten für die spezifische Signifikanz einer Gleisanomalie berechnet werden, und der primäre Koeffizient der spezifischen Signifikanz der Gleisanomalie und der sekundäre Koeffizient der spezifischen Signifikanz der Gleisanomalie kann jeweils ein Wert zwischen 0 und 1 sein, und die Summe des Koeffizienten der spezifischen Signifikanz der primären Gleisanomalie und des Koeffizienten der spezifischen Signifikanz der sekundären Gleisanomalie kann 1 sein.The final track anomaly index can be calculated as a sum of a product of the primary track anomaly index and a primary coefficient for the specific significance of the track anomaly and a product of the secondary track anomaly index and a secondary coefficient for the specific significance of a track anomaly, and the primary coefficient of the specific significance of the track anomaly and the secondary coefficient of the specific significance of the track anomaly can each be a value between 0 and 1, and the Sum of the coefficient of specific significance of the primary track anomaly and the coefficient of specific significance of the secondary track anomaly can be 1.

Das Verfahren kann ferner beinhalten, dass als Reaktion auf die Feststellung, dass die Gleisanomalie aufgetreten ist, die Tatsache, dass die Gleisanomalie aufgetreten ist, und der Standort, an dem die Gleisanomalie aufgetreten ist, von der Steuerung gemeldet werden.The method may further include, in response to determining that the track anomaly has occurred, reporting by the controller the fact that the track anomaly has occurred and the location at which the track anomaly has occurred.

Eine weitere beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sieht ein System zur Diagnose der Entgleisung eines Schienenfahrzeugs und zur Diagnose eines Gleises vor, wobei das System Folgendes umfasst: mindestens zwei Radsensormodule, die in Längsrichtung eines Schienenfahrzeugs voneinander beabstandet installiert sind und so konfiguriert sind, dass sie die Querbeschleunigung und die Vertikalbeschleunigung eines Rads erfassen; mindestens zwei Drehgestellsensormodule, die in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs voneinander beabstandet installiert sind und so konfiguriert sind, dass sie die Querbeschleunigung und die Vertikalbeschleunigung des Drehgestells erfassen; einen Geschwindigkeitssensor, der so konfiguriert ist, dass er die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs erfasst; ein GPS, das so konfiguriert ist, dass es einen Standort des Schienenfahrzeugs erfasst; und eine Steuerung, die so konfiguriert ist, dass sie Daten von den mindestens zwei Radsensormodulen, den zwei Drehgestellsensormodulen, den Geschwindigkeitssensoren und dem GPS empfängt, auf der Grundlage der Daten bestimmt, ob eine Entgleisung des Schienenfahrzeugs bevorsteht, ob das Schienenfahrzeug entgleist ist oder ob ein Gleis anormal ist, und das Schienenfahrzeug entsprechend einem Ergebnis der Bestimmung verlangsamt oder abbremst, und das Ergebnis der Bestimmung auf einer Anzeigevorrichtung anzeigt. Die Steuerung ist so konfiguriert, dass die Steuerung das Verfahren gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausführt. Another exemplary embodiment of the present invention provides a system for diagnosing the derailment of a rail vehicle and for diagnosing a track, the system comprising: at least two wheel sensor modules that are installed in the longitudinal direction of a rail vehicle spaced from each other and are configured to detect the lateral acceleration and the vertical acceleration of a wheel; at least two bogie sensor modules installed spaced from each other in the longitudinal direction of the railway vehicle and configured to detect the lateral acceleration and the vertical acceleration of the bogie; a speed sensor configured to sense the speed of the rail vehicle; a GPS configured to acquire a location of the rail vehicle; and a controller configured to receive data from the at least two wheel sensor modules, the two bogie sensor modules, the speed sensors and the GPS, based on the data to determine whether the rail vehicle is about to derail, whether the rail vehicle has derailed or whether a track is abnormal, and the rail vehicle slows or brakes according to a result of the determination, and displays the result of the determination on a display device. The controller is configured so that the controller executes the method according to the exemplary embodiment of the present invention.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine drohende Entgleisung und/oder Entgleisung eines Schienenfahrzeugs anhand der Beschleunigung des Rads und der Beschleunigung des Drehgestells schnell und genau zu diagnostizieren. Darüber hinaus ist es möglich, Menschenleben oder Sachschäden zu minimieren, indem das Schienenfahrzeug bei drohender Entgleisung verlangsamt und das Schienenfahrzeug bei erfolgter Entgleisung abgebremst wird.According to the present invention, it is possible to quickly and accurately diagnose an impending derailment and/or derailment of a rail vehicle based on the acceleration of the wheel and the acceleration of the bogie. In addition, it is possible to cause loss of life or damage to property by slowing down the rail vehicle when there is a risk of derailment and by braking the rail vehicle when the derailment has occurred.

Da es außerdem möglich ist, anhand der Rad- und Drehgestellbeschleunigung eine schnelle und genaue Diagnose der Gleisanomalie zu stellen, kann man bei der Instandsetzung des Gleises helfen und eine der Ursachen für die Entgleisung im Voraus beseitigen.In addition, since it is possible to quickly and accurately diagnose the track anomaly based on the wheel and bogie acceleration, it can help repair the track and eliminate one of the causes of the derailment in advance.

Darüber hinaus werden die durch die beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzielbaren oder vorhergesagten Effekte direkt oder implizit in der detaillierten Beschreibung der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart. Das heißt, verschiedene Effekte, die gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorhergesagt werden, werden in der detaillierten Beschreibung, die unten gegeben werden soll, offenbart werden.Moreover, the effects attainable or predicted by the exemplary embodiment of the present invention are disclosed directly or implicitly in the detailed description of the exemplary embodiment of the present invention. That is, various effects predicted according to the exemplary embodiment of the present invention will be disclosed in the detailed description to be given below.

Figurenlistecharacter list

Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Spezifikation können besser verstanden werden, wenn man sich auf die folgende Beschreibung mit den beigefügten Zeichnungen bezieht, wobei gleiche oder funktionell ähnliche Elemente mit ähnlichen Referenznummern versehen sind.

1 ist eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs, auf das ein System zur Diagnose der Entgleisung eines Schienenfahrzeugs und zur Diagnose eines Gleises gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.
2 ist eine schematische Darstellung eines auf dem Schienenfahrzeug von 1 montierten Drehgestells.
3 ist ein Blockdiagramm des Systems zur Diagnose der Entgleisung des Schienenfahrzeugs und der Diagnose des Gleises gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Diagnose der Entgleisung eines Schienenfahrzeugs und zur Diagnose eines Gleises gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein detailliertes Flussdiagramm des Schritts S120 von 4.
6 ist ein detailliertes Flussdiagramm des Schritts S130 von 4.
7 ist ein detailliertes Flussdiagramm des Schritts S140 von 4.

Exemplary embodiments of the present specification may be better understood by reference to the following description with the accompanying drawings, wherein like reference numerals designate like or functionally similar elements.

1 12 is a schematic diagram of a rail vehicle to which a rail vehicle derailment diagnosis and track diagnosis system according to an exemplary embodiment of the present invention is applicable.
2 is a schematic representation of a on the rail vehicle of 1 mounted bogie.
3 12 is a block diagram of the rail vehicle derailment diagnosis and track diagnosis system according to the exemplary embodiment of the present invention.
4 12 is a flow diagram of a method for diagnosing a rail vehicle derailment and diagnosing a track in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.
5 12 is a detailed flowchart of step S120 of FIG 4 .
6 13 is a detailed flowchart of step S130 of FIG 4 .
7 FIG. 14 is a detailed flowchart of step S140 of FIG 4 .

Die vorstehend erwähnten Zeichnungen müssen nicht notwendigerweise in Übereinstimmung mit dem Maßstab dargestellt sein, dabei stellen die Zeichnungen einen kurzen Auszug verschiedener bevorzugter Merkmale dar, die das Grundprinzip der vorliegenden Offenbarung illustrieren. Zum Beispiel können die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Offenbarung, einschließlich einer bestimmten Abmessung, Richtung, Lage und Form, teilweise durch eine bestimmte beabsichtigte Anwendung und Einsatzumgebung bestimmt werden.The drawings mentioned above are not necessarily drawn to scale, the drawings presenting a brief summary of various preferred features illustrating the basic principle of the present disclosure. For example, the specific design features of the present disclosure, including a particular dimension, direction, location, and shape, may be determined in part by a particular intended application and use environment.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS

Die hier verwendeten Begriffe dienen der Beschreibung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und sollen die vorliegende Offenbarung nicht einschränken. Wie hier verwendet, schließen singuläre Ausdrücke plurale Ausdrücke ein, es sei denn, sie haben eindeutig entgegengesetzte Bedeutungen. Die Ausdrücke „einschließlich“ und/oder „einschließend“ spezifizieren das Vorhandensein der erwähnten Merkmale, Ganzen Zahlen, Operationen, Bestandteile und/oder Komponenten, wenn sie in der vorliegenden Beschreibung verwendet werden, aber es wird auch verstanden, dass dies das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Ganzen Zahlen, Operationen, Bestandteilen, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließt. Wie hierin verwendet, schließt der Begriff „und/oder“ eine oder alle Kombinationen der zugehörigen und aufgeführten Elemente ein.The terms used herein are for the purpose of describing particular example embodiments and are not intended to limit the present disclosure. As used herein, singular terms include plural terms unless they have clearly opposite meanings. The terms "including" and/or "including" specify the presence of the noted features, integers, operations, constituents, and/or components when used in the present specification, but it is also understood that this does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, operations, constituents, components, and/or groups thereof. As used herein, the term "and/or" includes any or all combinations of the associated and listed items.

Die hier verwendeten Begriffe wie „Fahrzeug“ oder „fahrend“ oder andere ähnliche Begriffe beziehen sich auf Autos, einschließlich Geländewagen (SUVs), Busse, Lastwagen und Autos, einschließlich verschiedener Nutzfahrzeuge, sowie auf Schienenfahrzeuge die auf Gleisen oder Schienen fahren.As used herein, terms such as “vehicle” or “moving” or other similar terms refer to automobiles, including SUVs, buses, trucks, and automobiles, including various commercial vehicles, and rail vehicles that travel on tracks or rails.

Darüber hinaus können eines oder mehrere der nachstehenden Verfahren oder Aspekte davon von mindestens einer Steuereinheit (z. B. einer elektronischen Steuereinheit (ECU)), einer Steuerung oder einem Steuer-Server ausgeführt werden. Die Begriffe „Steuereinheit“, „Steuerung“ oder „Steuerserver“ können sich auf eine Hardwarevorrichtung beziehen, die einen Speicher und einen Prozessor enthält. Der Speicher ist so konfiguriert, dass er Programmbefehle speichert, und der Prozessor ist speziell so programmiert, dass er Programmbefehle ausführt, um einen oder mehrere unten näher beschriebene Prozesse durchzuführen. Die Steuereinheit, die Steuerung oder der Steuerserver kann den Betrieb von Einheiten, Modulen, Komponenten, Geräten oder Ähnlichem, wie hier beschrieben, steuern. Es versteht sich, dass die folgenden Verfahren von einem Gerät ausgeführt werden können, das eine Steuereinheit oder eine Steuerung zusammen mit einer oder mehreren anderen Komponenten enthält, wie sie von Fachleuten erkannt werden.Additionally, one or more of the following methods, or aspects thereof, may be performed by at least one control unit (e.g., an electronic control unit (ECU)), a controller, or a Control server running. The terms "controller,""controller," or "control server" may refer to a hardware device that includes memory and a processor. The memory is configured to store program instructions and the processor is specifically programmed to execute program instructions to perform one or more processes described in more detail below. The control unit, controller, or control server may control the operation of units, modules, components, devices, or the like as described herein. It is understood that the following methods may be performed by an apparatus that includes a controller or controller along with one or more other components as will be recognized by those skilled in the art.

Darüber hinaus kann die Steuereinheit, die Steuerung oder der Steuerserver der vorliegenden Offenbarung als nichttransitorisches, computerlesbares Aufzeichnungsmedium implementiert werden, das von einem Prozessor ausführbare Programmbefehle enthält. Beispiele für ein computerlesbares Aufzeichnungsmedium sind ein Festwertspeicher (ROM), ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), eine Compact Disc (CD) ROM, Magnetbänder, Disketten, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichergeräte, wobei das computerlesbare Aufzeichnungsmedium nicht darauf beschränkt ist. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann auch über das Computernetzwerk dezentralisiert sein, um Programmbefehle durch ein dezentralisiertes Verfahren zu speichern und auszuführen, wie z. B. einen Telematikserver oder ein Controller-Area-Netzwerk (CAN).Furthermore, the control unit, controller, or control server of the present disclosure may be implemented as a non-transitory, computer-readable recording medium containing processor-executable program instructions. Examples of a computer-readable recording medium include, but are not limited to, read-only memory (ROM), random access memory (RAM), compact disc (CD) ROM, magnetic tape, floppy disk, flash drive, smart card, and optical data storage device. The computer-readable recording medium can also be decentralized over the computer network to store and execute program instructions by a decentralized method, such as e.g. B. a telematics server or a controller area network (CAN).

Verfahren und System zur Diagnose der Entgleisung eines Schienenfahrzeugs und zur Diagnose eines Gleises gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind dafür ausgelegt, schnell und genau die drohende Entgleisung eines Schienenfahrzeugs auf der Grundlage der Querbeschleunigung eines Rads und der Querbeschleunigung eines Drehgestells zu diagnostizieren; schnell und genau die Entgleisung des Schienenfahrzeugs auf der Grundlage der Vertikalbeschleunigung des Rads und der Vertikalbeschleunigung des Drehgestells zu diagnostizieren; und schnell und genau die Anomalie des Gleises auf der Grundlage der Querbeschleunigung und/oder der Vertikalbeschleunigung des Rads und der Querbeschleunigung und/oder der Vertikalbeschleunigung des Drehgestells zu diagnostizieren. Darüber hinaus können das Verfahren und das System zur Diagnose der Entgleisung des Schienenfahrzeugs und zur Diagnose des Gleises gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Schäden an Menschen oder Sachschäden minimieren, indem das Schienenfahrzeug verlangsamt oder gebremst wird, wenn eine drohende Entgleisung oder Entgleisung festgestellt wird.Method and system for diagnosing the derailment of a rail vehicle and diagnosing a track according to an exemplary embodiment of the present invention are designed to quickly and accurately diagnose the impending derailment of a rail vehicle based on the lateral acceleration of a wheel and the lateral acceleration of a bogie; quickly and accurately diagnose the derailment of the rail vehicle based on the vertical acceleration of the wheel and the vertical acceleration of the bogie; and to quickly and accurately diagnose the anomaly of the track on the basis of the lateral and/or vertical acceleration of the wheel and the lateral and/or vertical acceleration of the bogie. In addition, the method and system for diagnosing the derailment of the rail vehicle and for diagnosing the track according to the exemplary embodiment of the present invention can minimize damage to people or property by slowing or braking the rail vehicle when an impending derailment or derailment is detected.

Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen im Detail beschrieben.Exemplary embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

1 ist eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs, auf das ein System zur Diagnose der Entgleisung eines Schienenfahrzeugs und zur Diagnose eines Gleises gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anwendbar ist, und 2 ist eine schematische Darstellung eines auf dem Schienenfahrzeug von 1 montierten Drehgestells. 1 12 is a schematic diagram of a rail vehicle to which a rail vehicle derailment diagnosis and track diagnosis system according to an exemplary embodiment of the present invention is applicable, and 2 is a schematic representation of a on the rail vehicle of 1 mounted bogie.

Wie in 1 dargestellt, umfasst ein Schienenfahrzeug 10 eine Vielzahl von miteinander verbundenen Fahrzeugen 12. Das Fahrzeug 12 ist in der Lage, Passagiere oder Fracht zu befördern, und eine Vielzahl von Drehgestellen 20 ist unter dem Fahrzeug 12 installiert, damit sich das Fahrzeug auf dem Gleis bewegen kann.As in 1 1, a rail vehicle 10 includes a plurality of interconnected vehicles 12. The vehicle 12 is capable of carrying passengers or freight, and a plurality of bogies 20 are installed under the vehicle 12 to enable the vehicle to move on the track.

Wie in 2 dargestellt, besteht ein Drehgestell 20 typischerweise aus zwei oder drei Achsbaugruppen und trägt eine Fahrzeugkarosserie. In den 1 und 2 ist dargestellt, dass das Drehgestell 20 aus zwei Achsbaugruppen besteht, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Das Drehgestell 20 umfasst einen Drehgestellrahmen 22, eine am Drehgestellrahmen 22 montierte Achsbaugruppe, einen Stoßdämpfer, eine Bremsvorrichtung 92 (siehe 3), einen Traktionsmotor 24, ein Getriebe 26 und dergleichen.As in 2 As shown, a bogie 20 typically consists of two or three axle assemblies and supports a vehicle body. In the 1 and 2 Figure 1 shows that the bogie 20 consists of two axle assemblies, but the present invention is not so limited. The bogie 20 includes a bogie frame 22, an axle assembly mounted on the bogie frame 22, a shock absorber, a braking device 92 (see 3 ), a traction motor 24, a transmission 26, and the like.

Der Traktionsmotor 24 erzeugt mit Hilfe von elektrischer Energie, die über einen Stromabnehmer zugeführt wird, Energie für die Fortbewegung des Schienenfahrzeugs 10 auf dem Gleis. Der Stromabnehmer ist mit einer am Schienenfahrzeug 10 installierten elektrischen Fahrzeugleitung verbunden und erhält elektrische Energie von der elektrischen Fahrzeugleitung. Die elektrische Fahrzeugleitung kann zusammen mit dem Schienenfahrzeug 10 und dem Gleis einen Stromkreis bilden. Ein Leistungsschalter ist zwischen dem Stromabnehmer und dem Schienenfahrzeug 10 installiert, um einen Stromkreis im Schienenfahrzeug 10 vor Überstrom zu schützen.The traction motor 24 generates energy for the locomotion of the rail vehicle 10 on the track with the aid of electrical energy which is supplied via a pantograph. The current collector is connected to a vehicle electric line installed on the railway vehicle 10 and receives electric power from the vehicle electric line. The electrical vehicle line can form a circuit together with the rail vehicle 10 and the track. A circuit breaker is installed between the pantograph and the rolling stock 10 to protect a circuit in the rolling stock 10 from overcurrent.

Das Getriebe 26 umfasst eine Vielzahl von miteinander verzahnten Zahnrädern, wandelt die vom Traktionsmotor 24 erzeugte Leistung entsprechend einem Übersetzungsverhältnis um und überträgt die umgewandelte Leistung über die Achsbaugruppe auf die Räder 32.The transmission 26 includes a plurality of intermeshing gears, converts power generated by the traction motor 24 according to a gear ratio, and transmits the converted power to the wheels 32 through the axle assembly.

Die Achsbaugruppe umfasst eine Achse 30. Die Achse 30 ist mit einer Energiequelle (z. B. dem Traktionsmotor 24) verbunden und wird von der Energiequelle mit Strom versorgt, um sich zu drehen.The axle assembly includes an axle 30. The axle 30 is connected to a power source (e.g., traction motor 24) and is energized by the power source to rotate.

Zwischen der Energiequelle und der Achse 30 kann ein Getriebe 26 angeordnet sein. Das Getriebe 26 ändert die Drehzahl der Kraft der Energiequelle und überträgt die Kraft, deren Drehzahl geändert wird, an die Achse 30.A gearbox 26 can be arranged between the energy source and the axle 30 . The gear 26 changes the speed of the power of the power source and transmits the power whose speed is changed to the axle 30.

Räder 32 sind auf beiden Seiten der Achse 30 fest montiert. Die Räder 32 können auf verschiedene Arten an der Achse 30 befestigt werden, z. B. durch Einpressen, Schweißen und Verzahnung. Jedes der Räder 32 ist auf der Schiene drehbar. Wenn sich die Achse 30 durch die Energie der Energiequelle dreht, dreht sich das Rad 32 auf der Schiene. Dementsprechend ist das Schienenfahrzeug 10 beweglich.Wheels 32 are fixedly mounted on either side of axle 30 . The wheels 32 can be attached to the axle 30 in various ways, e.g. B. by pressing, welding and gearing. Each of the wheels 32 is rotatable on the track. When the axle 30 is rotated by power from the power source, the wheel 32 rotates on the rail. Accordingly, the rail vehicle 10 is movable.

An beiden Enden der Achse 30 sind Lager angebracht. Jedes der Lager stützt die Achse 30 in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie drehbar ab.Bearings are attached to both ends of the axle 30 . Each of the bearings rotatably supports the axle 30 with respect to the vehicle body.

Ein Radsensormodul 40 ist auf dem Lager montiert, um die Drehgeschwindigkeit und die Beschleunigung des Rades 32 in drei Richtungen, d. h. die Schwingung des Rades 32, zu messen. Die Beschleunigung in drei Richtungen umfasst dabei die Längsbeschleunigung parallel zum Gleis, die Vertikalbeschleunigung senkrecht zur Längsrichtung und parallel zur Richtung der Schwerkraftbeschleunigung sowie die Querbeschleunigung senkrecht zur Längs- und zur Vertikalrichtung.A wheel sensor module 40 is mounted on the bearing to sense rotational speed and acceleration of the wheel 32 in three directions, i. H. the vibration of the wheel 32. The acceleration in three directions includes the longitudinal acceleration parallel to the track, the vertical acceleration perpendicular to the longitudinal direction and parallel to the direction of the gravitational acceleration, and the lateral acceleration perpendicular to the longitudinal and vertical directions.

Ein Getriebesensormodul 42 kann am Getriebe 26 angebracht werden, und das Getriebesensormodul 42 ist so konfiguriert, dass es die Drehgeschwindigkeiten und die Beschleunigung in drei Richtungen der mehreren Zahnräder erfasst.A transmission sensor module 42 may be attached to the transmission 26, and the transmission sensor module 42 is configured to sense rotational speeds and tridirectional acceleration of the plurality of gears.

Ein Traktionsmotorsensormodul 44 kann auf dem Traktionsmotor 24 montiert werden, und das Traktionsmotorsensormodul 44 erfasst die Drehzahl einer Motorwelle des Traktionsmotors 24, die Beschleunigung in drei Richtungen des Traktionsmotors 24 und/oder die Temperatur im Inneren des Traktionsmotors 24.A traction motor sensor module 44 may be mounted on the traction motor 24, and the traction motor sensor module 44 senses the rotational speed of a motor shaft of the traction motor 24, the acceleration in three directions of the traction motor 24, and/or the temperature inside the traction motor 24.

Ein Drehgestellsensormodul 46 kann am Drehgestellrahmen 22 angebracht werden, und das Drehgestellsensormodul 46 ist so konfiguriert, dass es die Beschleunigung des Drehgestells 20 in drei Richtungen erfasst.A bogie sensor module 46 may be attached to the bogie frame 22, and the bogie sensor module 46 is configured to sense acceleration of the bogie 20 in three directions.

Das Drehgestell 20 umfasst außerdem ein Drehgestellüberwachungssystem 50. Das Drehgestellüberwachungssystem 50 ist elektrisch oder kommunikativ mit dem Radsensormodul 40, dem Getriebesensormodul 42, dem Traktionsmotorsensormodul 44 und dem Drehgestellsensormodul 46 verbunden, um Daten zu empfangen, die von dem Radsensormodul 40, dem Getriebesensormodul 42, dem Traktionsmotorsensormodul 44 und dem Drehgestellsensormodul 46 erfasst werden. Darüber hinaus überwacht das Drehgestellüberwachungssystem 50 den Zustand des Drehgestells 20 auf der Grundlage der empfangenen Daten. Zu diesem Zweck enthält das Drehgestellüberwachungssystem 50 eine Steuerung, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst.The bogie 20 also includes a bogie monitoring system 50. The bogie monitoring system 50 is electrically or communicatively connected to the wheel sensor module 40, the transmission sensor module 42, the traction motor sensor module 44 and the bogie sensor module 46 to receive data collected from the wheel sensor module 40, the transmission sensor module 42, the traction motor sensor module 44 and the bogie sensor module 46. In addition, the bogie monitoring system 50 monitors the status of the bogie 20 based on the received data. To this end, the bogie monitoring system 50 includes a controller that includes a memory and a processor.

In 1 umfasst jedes Fahrzeug 12 außerdem ein Fahrzeugüberwachungssystem 60 und eine Datenbank 62.In 1 Each vehicle 12 also includes a vehicle monitoring system 60 and a database 62.

Das Fahrzeugüberwachungssystem 60 ist elektrisch oder kommunikativ mit dem Drehgestellüberwachungssystem 50 und/oder den an jedem Fahrzeug 12 angebrachten Sensormodulen 40, 42, 44 und 46 verbunden und empfängt die von den Sensormodulen 40, 42, 44 und 46 erfassten Daten und/oder den Zustand des Drehgestells 20. Das Fahrzeugüberwachungssystem 60 ist so konfiguriert, dass es den Zustand jedes Fahrzeugs 12 auf der Grundlage der Daten und des Zustands des Drehgestells 20 überwacht.The vehicle monitoring system 60 is electrically or communicatively coupled to the bogie monitoring system 50 and/or the sensor modules 40, 42, 44 and 46 mounted on each vehicle 12 and receives the data sensed by the sensor modules 40, 42, 44 and 46 and/or the status of the bogie 20. The vehicle monitoring system 60 is configured to determine the status of each vehicle 12 based on the data and the status s of the bogie 20 is monitored.

Die Datenbank 62 ist elektrisch oder kommunikativ mit dem Fahrzeugüberwachungssystem 60 verbunden, um die vom Fahrzeugüberwachungssystem 60 empfangenen Daten und/oder den Zustand des Drehgestells 20 zu empfangen und zu speichern, und das Fahrzeugüberwachungssystem 60 empfängt und speichert den Zustand jedes vom Fahrzeugüberwachungssystem 60 überwachten Fahrzeugs 12.The database 62 is electrically or communicatively coupled to the vehicle monitoring system 60 to receive and store the data received from the vehicle monitoring system 60 and/or the status of the bogie 20, and the vehicle monitoring system 60 receives and stores the status of each vehicle 12 monitored by the vehicle monitoring system 60.

Andererseits ist eines der mehreren Fahrzeuge 12 (z.B. das vorderste Fahrzeug) als Maschinenraum ausgebildet, und im Maschinenraum können weiterhin eine zentrale Steuereinrichtung 66 für das Schienenfahrzeug, ein Randserver 64, eine Anzeigevorrichtung 68 sowie Kommunikationsvorrichtungen 70 und 80 angeordnet sein.On the other hand, one of the plurality of vehicles 12 (eg, the foremost vehicle) is designed as an engine room, and a central control device 66 for the rail vehicle, an edge server 64, a display device 68 and communication devices 70 and 80 can also be arranged in the engine room.

Der Randserver 64 empfängt die von den Sensormodulen 40, 42, 44 und 46 erfassten Daten, den Zustand des Drehgestells 20 und/oder den Zustand des Fahrzeugs 12 vom Fahrzeugüberwachungssystem 60, das in jedem der mehreren Fahrzeuge 12, die das Schienenfahrzeug 10 bilden, angeordnet ist. Zu diesem Zweck ist ein Fahrzeug 12 mit einem anderen benachbarten Fahrzeug 12 über eine Verbindungsleitung 61 elektrisch oder kommunikativ verbunden, und das Fahrzeugüberwachungssystem 60 überträgt Daten, den Zustand des Drehgestells 20 und/oder den Zustand des Fahrzeugs 12 über die Verbindungsleitung 61 an den Randserver 64.The edge server 64 receives the data collected from the sensor modules 40, 42, 44 and 46, the condition of the bogie 20 and/or the condition of the vehicle 12 from the vehicle monitoring system 60 located in each of the plurality of vehicles 12 that make up the rail vehicle 10. For this purpose, a vehicle 12 is electrically or communicatively connected to another neighboring vehicle 12 via a connection line 61, and the vehicle monitoring system 60 transmits data, the status of the bogie 20 and/or the status of the vehicle 12 via the connection line 61 to the edge server 64.

Der Randserver 64 überträgt Daten, die den Zustand des Schienenfahrzeugs 10 anzeigen, über eine Kommunikationsvorrichtung 70 und eine damit verbundene Kommunikationsantenne 72 an einen Bodenserver 78, und der Bodenserver 78 empfängt Daten, die den Zustand des Schienenfahrzeugs 10 anzeigen, vom Randserver 64 über die Kommunikationsvorrichtung 70 und die Kommunikationsantenne 72. Darüber hinaus ist der Randserver 64 über eine Kommunikationsvorrichtung 80 und eine Kommunikationsantenne 82 mit einer Leitstelle 84 kommunikativ verbunden und empfängt von der Leitstelle 84 Steuerbefehle, die sich auf den Betrieb des Schienenfahrzeugs 10 beziehen. The edge server 64 transmits data indicative of the status of the rail vehicle 10 via a communication device 70 and a communication antenna 72 connected thereto to a ground server 78, and the ground server 78 receives data indicative of the status of the rail vehicle 10 from the edge server 64 via the communication device 70 and the communication antenna 72. In addition, the edge server 64 is in communication with a control center 84 via a communication device 80 and a communication antenna 82 actively connected and receives control commands from the control center 84 which relate to the operation of the rail vehicle 10 .

Die zentrale Steuereinrichtung 66 für das Schienenfahrzeugs ist mit dem Randserver 64 verbunden, um den Zustand des Schienenfahrzeugs 10 und einen Steuerbefehl von der Leitstelle 84 zu empfangen und einen auf den Betrieb des Schienenfahrzeugs 10 bezogenen Befehl auf der Grundlage des Zustands des Schienenfahrzeugs 10 und des Steuerbefehls der Leitstelle 84 an den Randserver 64 zu senden.The central rail vehicle controller 66 is connected to the edge server 64 to receive the status of the rail vehicle 10 and a control command from the control center 84 and to send a command related to the operation of the rail vehicle 10 based on the status of the rail vehicle 10 and the control command from the control center 84 to the edge server 64.

Die Anzeigevorrichtung 68 ist mit der zentralen Steuereinrichtung 66 für das Schienenfahrzeug verbunden und kann Informationen über den Zustand des Schienenfahrzeugs 10 anzeigen. Insbesondere wenn ein Problem mit dem Schienenfahrzeug 10 auftritt, kann der Fahrer über die Anzeigevorrichtung 68 über die entsprechenden Informationen informiert werden. Der Fahrer kann auf der Grundlage der auf der Anzeigevorrichtung 68 angezeigten Informationen den Betrieb des Schienenfahrzeugs 10 steuern oder entsprechende Komponenten austauschen und/oder reparieren.The display device 68 is connected to the central control device 66 for the rail vehicle and can display information about the status of the rail vehicle 10 . In particular, if a problem occurs with the rail vehicle 10, the driver can be informed about the corresponding information via the display device 68. Based on the information displayed on the display device 68, the driver can control the operation of the rail vehicle 10 or replace and/or repair corresponding components.

3 ist ein Blockdiagramm des Systems zur Diagnose der Entgleisung des Schienenfahrzeugs und der Diagnose des Gleises gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 12 is a block diagram of the rail vehicle derailment diagnosis and track diagnosis system according to the exemplary embodiment of the present invention.

Wie in 3 dargestellt, kann das System zur Diagnose der Entgleisung des Schienenfahrzeugs und zur Diagnose des Gleises gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das Radsensormodul 40, das Drehgestellsensormodul 46, den Geschwindigkeitssensor 86, ein GPS 88, eine Steuerung 90, den Traktionsmotor 24, die Bremsvorrichtung 92 und die Anzeigevorrichtung 68 umfassen.As in 3 As shown, the rail vehicle derailment diagnosis and track diagnosis system according to the exemplary embodiment of the present invention may include the wheel sensor module 40, the bogie sensor module 46, the speed sensor 86, a GPS 88, a controller 90, the traction motor 24, the braking device 92 and the display device 68.

Das Radsensormodul 40 ist an einem Lager am Ende der Achse 30 montiert und misst die Drehgeschwindigkeit und die Beschleunigung in drei Richtungen des Rades 32 und überträgt Signale für die gemessene Drehgeschwindigkeit und Beschleunigung in drei Richtungen an die Steuerung 90. In einem Beispiel können zwei oder mehr Radsensormodule 40 in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 10 voneinander beabstandet montiert werden.The wheel sensor module 40 is mounted on a bearing at the end of the axle 30 and measures the rotational speed and acceleration in three directions of the wheel 32 and transmits signals for the measured rotational speed and acceleration in three directions to the controller 90. In one example, two or more wheel sensor modules 40 can be mounted spaced apart in the longitudinal direction of the rail vehicle 10.

Das Drehgestellsensormodul 46 ist am Drehgestellrahmen 22 angebracht, erfasst die Beschleunigung in drei Richtungen des Drehgestell 20 und übermittelt ein Signal für die erfasste Beschleunigung in drei Richtungen an die Steuerung 90. In einem Beispiel können zwei oder mehr Drehgestellsensormodule 46 in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 10 voneinander beabstandet montiert werden.The bogie sensor module 46 is mounted on the bogie frame 22, senses three-way acceleration of the bogie 20, and transmits a three-way sensed acceleration signal to the controller 90. In one example, two or more bogie sensor modules 46 can be mounted spaced longitudinally of the rail vehicle 10.

Der Geschwindigkeitssensor 86 kann ein Teil des Radsensormoduls 40 oder ein Teil des GPS 88 sein. Der Geschwindigkeitssensor 86 erfasst die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 10 und sendet ein Signal für die erfasste Geschwindigkeit an die Steuerung 90.The speed sensor 86 may be part of the wheel sensor module 40 or part of the GPS 88 . The speed sensor 86 detects the speed of the rail vehicle 10 and sends a signal for the detected speed to the controller 90.

Das GPS 88 ermittelt den Standort des Schienenfahrzeugs 10 und sendet ein Signal für den ermittelten Standort an die Steuerung 90.The GPS 88 determines the location of the rail vehicle 10 and sends a signal for the determined location to the controller 90.

Die Steuerung 90 empfängt die vom Radsensormodul 40, dem Drehgestellsensormodul 46, dem Geschwindigkeitssensor 86 und dem GPS 88 gemessenen Daten und stellt anhand der Daten fest, ob eine Entgleisung bevorsteht und/oder das Schienenfahrzeug 10 entgleist, und bestimmt, ob das Gleis anormal ist oder nicht. Die Daten können unter anderem die Querbeschleunigung und die Vertikalbeschleunigung des Rads 32, die Querbeschleunigung und die Vertikalbeschleunigung des Drehgestells 20 sowie die Geschwindigkeit und den Standort des Schienenfahrzeugs 10 umfassen. Darüber hinaus umfassen die Daten auch ein Installationsintervall des Radsensormoduls 40 und ein Installationsintervall des Drehgestellsensormoduls 46, und das Installationsintervall des Radsensormoduls 40 und das Installationsintervall des Drehgestellsensormoduls 46 werden im Voraus in der Steuerung 90 gespeichert.The controller 90 receives the measured data from the wheel sensor module 40, the bogie sensor module 46, the speed sensor 86 and the GPS 88 and uses the data to determine whether a derailment is imminent and/or the rail vehicle 10 will derail and determines whether the track is abnormal or not. The data may include, but is not limited to, the lateral and vertical acceleration of the wheel 32, the lateral and vertical acceleration of the bogie 20, and the speed and location of the rail vehicle 10. In addition, the data also includes an installation interval of the wheel sensor module 40 and an installation interval of the bogie sensor module 46, and the installation interval of the wheel sensor module 40 and the installation interval of the bogie sensor module 46 are stored in the controller 90 in advance.

Die Steuerung 90 steuert den Traktionsmotor 24, die Bremsvorrichtung 92 und/oder die Anzeigevorrichtung 68 in Abhängigkeit davon, ob das Schienenfahrzeug 10 entgleist ist, ob die Entgleisung unmittelbar bevorsteht und/oder ob das Gleis anormal ist. Zu diesem Zweck kann die Steuerung 90 eine der Steuerungen sein, die in dem Drehgestellüberwachungssystem 50, dem Fahrzeugüberwachungssystem 60, dem Randserver 64 und der zentralen Steuereinrichtung für die Schienenfahrzeuge 66 enthalten sind. Darüber hinaus kann die Steuerung 90 mit einem oder mehreren Prozessoren implementiert sein, die nach einem festgelegten Programm arbeiten, und das festgelegte Programm kann so programmiert sein, dass es jeden Schritt des Verfahrens zur Diagnose der Entgleisung des Schienenfahrzeugs und der Diagnose des Gleises gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung durchführt.The controller 90 controls the traction motor 24, the braking device 92 and/or the indicator 68 depending on whether the rail vehicle 10 has derailed, whether the derailment is imminent and/or whether the track is abnormal. To this end, the controller 90 may be any of the controllers contained within the bogie monitoring system 50, the vehicle monitoring system 60, the edge server 64, and the central rail vehicle controller 66. In addition, the controller 90 may be implemented with one or more processors operating according to a specified program, and the specified program may be programmed to perform each step of the method for diagnosing the rail vehicle derailment and diagnosing the track according to the exemplary embodiment of the present invention.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 4 bis 7 ein Verfahren zur Diagnose der Entgleisung eines Schienenfahrzeugs und zur Diagnose eines Gleises gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.In the following, with reference to the 4 until 7 a method for diagnosing the derailment of a rail vehicle and for diagnosing a track according to an exemplary embodiment of the present invention is described.

4 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Diagnose der Entgleisung eines Schienenfahrzeugs und zur Diagnose eines Gleises gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 12 is a flow diagram of a method for diagnosing a rail vehicle derailment and diagnosing a track in accordance with an exemplary embodiment of the present invention.

Wie in 4 dargestellt, beginnt ein Verfahren zur Diagnose der Entgleisung eines Schienenfahrzeugs und zur Diagnose eines Gleises gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit der Erfassung von Daten für die Diagnose (S100). Wie oben beschrieben, können die Daten die Querbeschleunigung und die Vertikalbeschleunigung der Räder 32, die Querbeschleunigung und die Vertikalbeschleunigung des Drehgestells 20 sowie die Geschwindigkeit und den Standort des Schienenfahrzeugs 10 umfassen. Darüber hinaus können die Daten auch das Installationsintervall des Radsensormoduls 40 und das Installationsintervall des Drehgestellsensormoduls 46 enthalten.As in 4 1, a method for diagnosing a rail vehicle derailment and diagnosing a track according to an exemplary embodiment of the present invention begins with the acquisition of data for the diagnosis (S100). As described above, the data may include the lateral and vertical acceleration of the wheels 32, the lateral and vertical acceleration of the bogie 20, and the speed and location of the rail vehicle 10. In addition, the data may also include the wheel sensor module 40 installation interval and the bogie sensor module 46 installation interval.

Wenn in Schritt S100 Daten erfasst werden, bestimmt die Steuerung 90, ob anormale Daten vorliegen (S110). Wenn mindestens eine der Querbeschleunigung des Rads 32, der Vertikalbeschleunigung des Rads 32, der Querbeschleunigung des Drehgestells 20 und der Vertikalbeschleunigung des Drehgestells 20 gleich oder größer als ein Schwellenwert der entsprechenden Beschleunigung ist, kann die Steuerung 90 feststellen, dass anormale Daten vorliegen. Der Schritt S110 ist ein optionaler Schritt, und die Steuerung 90 kann direkt zum Schritt S120 übergehen, ohne den Schritt S110 nach der Durchführung des Schritt S100 durchzuführen.When data is acquired in step S100, the controller 90 determines whether there is abnormal data (S110). If at least one of the lateral acceleration of wheel 32, the vertical acceleration of wheel 32, the lateral acceleration of bogie 20, and the vertical acceleration of bogie 20 is equal to or greater than a threshold of the corresponding acceleration, the controller 90 may determine that abnormal data is present. Step S110 is an optional step, and the controller 90 may proceed to step S120 directly without performing step S110 after performing step S100.

Wenn im Schritt S110 keine anormalen Daten vorliegen, stellt die Steuerung 90 fest, dass die Möglichkeit einer Entgleisung des Schienenfahrzeugs 10 gering ist und keine Anomalie des Gleises vorliegt, und beendet das Verfahren gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wenn in Schritt S110 anormale Daten vorliegen, kann die Steuerung 90 bestimmen, ob eine Entgleisung des Schienenfahrzeugs 10 bevorsteht (S120), bestimmen, ob das Schienenfahrzeug 10 entgleist (S130), und bestimmen, ob das Gleis, auf dem sich das Schienenfahrzeug 10 befindet, anormal ist oder nicht (S140). Die Schritte S120 bis S140 sind unabhängig voneinander, und die Steuerung 90 muss die Schritte S120 bis S140 nicht unbedingt in der in 4 dargestellten Reihenfolge ausführen. Es kann auch sein, dass die Steuerung 90 mindestens einen der Schritte S120 bis S140 nicht durchführt. Die Schritte S120 bis S140 werden nachstehend im Einzelnen beschrieben.If there is no abnormal data in step S110, the controller 90 determines that the possibility of derailment of the railway vehicle 10 is low and there is no abnormality of the track, and terminates the process according to the exemplary embodiment of the present invention. If there is abnormal data in step S110, the controller 90 may determine whether the rail vehicle 10 is about to derail (S120), determine whether the rail vehicle 10 is derailing (S130), and determine whether the track on which the rail vehicle 10 is located is abnormal or not (S140). Steps S120 to S140 are independent of each other, and the controller 90 does not necessarily have to perform steps S120 to S140 in FIG 4 perform the order shown. It may also be that the controller 90 does not perform at least one of the steps S120 to S140. Steps S120 to S140 will be described in detail below.

5 ist ein detailliertes Flussdiagramm des Schrittes S120 von 4. 5 12 is a detailed flowchart of step S120 of FIG 4 .

Wie in 5 dargestellt, berechnet die Steuerung 90 bei Beginn des Schrittes S120 einen primären Entgleisungsgefährdungsindex auf der Grundlage der Querbeschleunigung des Drehgestells 20 (S200). Wenn beispielsweise ein Zustand, in dem die Querbeschleunigung des Drehgestells 20 gleich oder größer als eine erste eingestellte Querbeschleunigung ist, für eine erste Zeit andauert, kann die Steuerung 90 berechnen, dass der primäre Entgleisungsgefährdungsindex 1 ist. Im Gegensatz dazu kann die Steuerung 90 berechnen, dass der primäre Entgleisungsgefährdungsindex Null ist, wenn die Querbeschleunigung des Drehgestells 20 kleiner als die erste eingestellte Querbeschleunigung ist oder der Zustand, in dem die Querbeschleunigung des Drehgestells 20 gleich oder größer als die erste eingestellte Querbeschleunigung ist, nicht für die erste Zeit andauert. Dabei sind die erste eingestellte Querbeschleunigung und die erste Zeit die vom Fachmann vorgegebenen Werte.As in 5 1, at the beginning of step S120, the controller 90 calculates a primary derailment risk index based on the lateral acceleration of the truck 20 (S200). For example, when a state in which the lateral acceleration of the bogie 20 is equal to or greater than a first set lateral acceleration persists for a first time, the controller 90 may calculate that the primary derailment risk index is one. In contrast, the controller 90 may calculate that the primary derailment risk index is zero when the lateral acceleration of the bogie 20 is less than the first set lateral acceleration or the condition in which the lateral acceleration of the bogie 20 is equal to or greater than the first set lateral acceleration does not last for the first time. The first transverse acceleration set and the first time are the values specified by the person skilled in the art.

In ähnlicher Weise berechnet die Steuerung 90 einen sekundären Entgleisungsgefährdungsindex auf der Grundlage der Querbeschleunigung des Rades 32 (S210). Wenn beispielsweise der Zustand, in dem der Durchschnitt der Querbeschleunigungen aller Räder 32 des entsprechenden Drehgestells 20 gleich oder größer als eine zweite eingestellte Querbeschleunigung ist, eine zweite Zeit anhält, kann die Steuerung 90 berechnen, dass der sekundäre Entgleisungsgefährdungsindex 1 ist. Im Gegensatz dazu kann die Steuerung 90 berechnen, dass der sekundäre Entgleisungsgefährdungsindex 0 ist, wenn der Durchschnitt der Querbeschleunigungen aller Räder 32 des entsprechenden Drehgestells 20 kleiner als die zweite eingestellte Querbeschleunigung ist oder wenn der Zustand, in dem der Durchschnitt der Querbeschleunigungen aller Räder 32 des entsprechenden Drehgestells 20 gleich oder größer als die zweite eingestellte Querbeschleunigung ist, nicht für die zweite Zeit andauert. Hier sind die sekundäre eingestellte Querbeschleunigung und die zweite Zeit die von Fachleuten vorgegebenen Werte.Similarly, the controller 90 calculates a secondary derailment risk index based on the lateral acceleration of the wheel 32 (S210). For example, if the condition where the average of the lateral accelerations of all wheels 32 of the corresponding bogie 20 is equal to or greater than a second set lateral acceleration persists for a second time, the controller 90 may calculate that the secondary derailment risk index is 1. In contrast, the controller 90 may calculate that the secondary derailment risk index is 0 when the average of the lateral accelerations of all wheels 32 of the corresponding bogie 20 is less than the second set lateral acceleration or when the condition in which the average of the lateral accelerations of all wheels 32 of the corresponding bogie 20 is equal to or greater than the second set lateral acceleration does not last for the second time. Here, the secondary set lateral acceleration and the second time are the values prescribed by experts.

Wenn der primäre Entgleisungsgefährdungsindex und der sekundäre Entgleisungsgefährdungsindex berechnet sind, berechnet die Steuerung 90 einen endgültigen Entgleisungsgefährdungsindex auf der Grundlage des primären Entgleisungsgefährdungsindexes und des sekundären Entgleisungsgefährdungsindexes (S220). Der endgültige Entgleisungsgefährdungsindex kann anhand der folgenden Gleichung berechnet werden. $\begin{array}{l} Endgültiger Entgleisungsgefährdunsindex = prim \ddot{a} rer \\ Entgleisungsfährdungsindex * prim \ddot{a} rer Koeffizient der spezifischen \\ Signifikanz der Entgleisungsgef \ddot{a} hrdung + sekund \ddot{a} rer \\ Entgleisungsgef \ddot{a} hrdungsindex * sekund \ddot{a} rer Koeffizient der specifischen \\ Signifikanz der Entgleisungsgef \ddot{a} hrdung \end{array}$

When the primary risk of derailment index and the secondary risk of derailment index are calculated, the controller 90 calculates a final risk of derailment index based on the primary risk of derailment index and the secondary risk of derailment index (S220). The final derailment risk index can be calculated using the following equation.

\begin{array}{l} Final derailment risk index = primary \ddot{a} re \\ Derailment risk index * prim \ddot{a} rer coefficient of specific \\ Significance of the risk of derailment \ddot{a} danger + second \ddot{a} re \\ derailment \ddot{a} hazard index * second \ddot{a} rer coefficient of the specific \\ Significance of the risk of derailment \ddot{a} danger \end{array}

Dabei ist der primäre Koeffizient für die spezifische Signifikanz der Entgleisungsgefährdung und der sekundäre Koeffizient für die spezifische Signifikanz der Entgleisungsgefährdung jeweils ein Wert zwischen 0 und 1, und die Summe aus dem Koeffizienten für die spezifische Signifikanz der primären Entgleisungsgefährdung und dem Koeffizienten für die spezifische Signifikanz der sekundären Entgleisungsgefährdung kann 1 sein.The primary derailment risk specific significance coefficient and the secondary derailment risk specific significance coefficient are each a value between 0 and 1, and the sum of the primary derailment risk specific significance coefficient and the secondary derailment risk specific significance coefficient may be 1.

Die Steuerung 90 bestimmt, ob der endgültige Entgleisungsgefährdungsindex gleich oder größer als ein Entgleisungsgefährdungschwellenwert (S230) ist. Der Entgleisungsgefährdungschwellenwert wird durch Experimente oder Erfahrung festgelegt und kann z. B. 0,5 betragen. Der Entgleisungsgefährdungschwellenwert ist jedoch nicht auf 0,5 beschränkt.The controller 90 determines whether the final derailment risk index is equal to or greater than a derailment risk threshold (S230). The derailment risk threshold is determined by experiments or experience and can e.g. B. be 0.5. However, the derailment risk threshold is not limited to 0.5.

Wenn der endgültige Entgleisungsgefährdungsindex kleiner ist als der Entgleisungsgefährdungschwellenwert in Schritt S230, stellt die Steuerung 90 fest, dass keine Entgleisung bevorsteht, und beendet den Schritt S120. Wenn dagegen der endgültige Entgleisungsgefährdungsindex gleich oder größer als der Entgleisungsgefährdungschwellenwert in Schritt S230 ist, bestimmt die Steuerung 90, dass eine Entgleisung unmittelbar bevorsteht. Wenn die Steuerung 90 feststellt, dass die Entgleisung unmittelbar bevorsteht, steuert die Steuerung 90 außerdem den Traktionsmotor 24 und/oder die Bremsvorrichtung 92, um das Schienenfahrzeug 10 zu verlangsamen oder auf der Anzeigevorrichtung 68 anzuzeigen, dass die Entgleisung unmittelbar bevorsteht, und den Fahrer zu warnen, dass die Entgleisung unmittelbar bevorsteht. Der Fahrer kann den Traktionsmotor 24 und/oder die Bremsvorrichtung 92 manuell steuern, um das Schienenfahrzeug 10 auf der Grundlage der auf der Anzeigevorrichtung 68 angezeigten Warnung zu verlangsamen. Danach beendet die Steuerung 90 den Schritt S120.If the final derailment risk index is less than the derailment risk threshold in step S230, the controller 90 determines that a derailment is not imminent and exits step S120. On the other hand, if the final derailment risk index is equal to or greater than the derailment risk threshold in step S230, the controller 90 determines that a derailment is imminent. If the controller 90 determines that the derailment is imminent, the controller 90 also controls the traction motor 24 and/or the braking device 92 to slow the rail vehicle 10 or to indicate on the display device 68 that the derailment is imminent and to warn the driver that the derailment is imminent. The driver may manually control the traction motor 24 and/or braking device 92 to slow the rail vehicle 10 based on the warning displayed on the display device 68 . Thereafter, the controller 90 ends step S120.

6 ist ein detailliertes Flussdiagramm des Schrittes S130 von 4. 6 13 is a detailed flowchart of step S130 of FIG 4 .

Da, wie oben beschrieben, die Schritte S120 bis S140 unabhängig voneinander sind, kann der Schritt S130 unabhängig davon durchgeführt werden, ob die in Schritt S120 festgestellte Entgleisung unmittelbar bevorsteht oder nicht.Since steps S120 to S140 are independent of each other as described above, step S130 can be performed regardless of whether the derailment determined in step S120 is imminent or not.

Wie in 6 dargestellt, berechnet die Steuerung 90 bei Beginn des Schritts S130 einen primären Entgleisungsindex auf der Grundlage der Vertikalbeschleunigung des Drehgestells 20 (S300). Wenn beispielsweise ein Zustand, in dem die Vertikalbeschleunigung des Drehgestells 20 gleich oder größer als eine erste festgelegte Vertikalbeschleunigung ist, eine erste festgelegte Anzahl wiederholt wird, kann die Steuerung 90 berechnen, dass der primäre Entgleisungsindex 1 ist. Hier kann die erste festgelegte Anzahl 2 oder 3 sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Im Gegensatz dazu kann die Steuerung 90 berechnen, dass der primäre Entgleisungsindex 0 ist, wenn die Vertikalbeschleunigung des Drehgestells 20 kleiner als die erste eingestellte Vertikalbeschleunigung ist oder wenn der Zustand, in dem die Vertikalbeschleunigung des Drehgestells 20 gleich oder größer als die erste eingestellte Vertikalbeschleunigung ist, nicht so oft wie die erste eingestellte Anzahl wiederholt wird. Hier sind die erste eingestellte Vertikalbeschleunigung und die erste eingestellte Anzahl die Werte, die von Fachleuten vorgegeben werden.As in 6 1, at the beginning of step S130, the controller 90 calculates a primary derailment index based on the vertical acceleration of the truck 20 (S300). For example, if a condition in which the vertical acceleration of the bogie 20 is equal to or greater than a first specified vertical acceleration is repeated a first specified number of times, the controller 90 may calculate that the primary derailment index is 1. Here, the first specified number can be 2 or 3, but is not limited to this. In contrast, the controller 90 may calculate that the primary derailment index is 0 when the vertical acceleration of the bogie 20 is less than the first set vertical acceleration or when the condition in which the vertical acceleration of the bogie 20 is equal to or greater than the first set vertical acceleration is not repeated as many times as the first set number. Here, the first set vertical acceleration and the first set count are the values given by those skilled in the art.

In ähnlicher Weise berechnet die Steuerung 90 einen sekundären Entgleisungsindex auf der Grundlage der Vertikalbeschleunigung des Rads 32 (S310). Zum Beispiel, wenn ein Zustand, in dem die Vertikalbeschleunigung von jedem von zwei oder mehr Rädern 32, die in dem entsprechenden Drehgestell 20 enthalten sind, gleich oder größer als eine zweite eingestellte Vertikalbeschleunigung ist, eine zweite eingestellte Anzahl wiederholt wird, kann die Steuerung 90 einen sekundären Entgleisungsindex von 1 berechnen. Hier kann die zweite eingestellte Anzahl 2 oder 3 sein, ist aber nicht darauf beschränkt. Im Gegensatz dazu kann die Steuerung 90 berechnen, dass der sekundäre Entgleisungsindex 0 ist, wenn die Vertikalbeschleunigungen der zwei oder mehr Räder 32, die in dem entsprechenden Drehgestell 20 enthalten sind, kleiner als die zweite eingestellte Vertikalbeschleunigung sind oder der Zustand, in dem die Vertikalbeschleunigung von jedem der zwei oder mehr Räder 32, die in dem entsprechenden Drehgestell 20 enthalten sind, gleich oder größer als die zweite eingestellte Vertikalbeschleunigung ist, nicht die zweite eingestellte Anzahl wiederholt wird. Die zweite eingestellte Vertikalbeschleunigung und die zweite eingestellte Anzahl sind Werte, die von Fachleuten vorgegeben werden.Similarly, the controller 90 calculates a secondary derailment index based on the vertical acceleration of the wheel 32 (S310). For example, if a condition in which the vertical acceleration of each of two or more wheels 32 contained in the corresponding bogie 20 is equal to or greater than a second set vertical acceleration is repeated a second set number, the controller 90 may calculate a secondary derailment index of 1. Here, the second set number may be 2 or 3, but is not limited to this. In contrast, the controller 90 may calculate that the secondary derailment index is 0 when the vertical accelerations of the two or more wheels 32 included in the corresponding bogie 20 are less than the second set vertical acceleration or the state in which the vertical acceleration of each of the two or more wheels 32 included in the corresponding bogie 20 is equal to or greater than the second set vertical acceleration is not the second set e number is repeated. The second adjusted vertical acceleration and the second adjusted number are values dictated by those skilled in the art.

Wenn der primäre Entgleisungsindex und der sekundäre Entgleisungsindex berechnet sind, berechnet die Steuerung 90 einen endgültigen Entgleisungsindex auf der Grundlage des primären Entgleisungsindex und des sekundären Entgleisungsindex (S320). Der endgültige Entgleisungsindex kann anhand der nachstehenden Gleichung berechnet werden. $\begin{array}{l} Endgültiger Entgleisungsindex = Primärer Entgleisungsindex * prim \ddot{a} rer \\ Koeffizient der spezifischen Signifikanz der Entgleisungen + sekund \ddot{a} rer \\ Entgleisungsindex * sekund \ddot{a} rer Koeffizient der spezifischen Signifikanz der \\ Entgleisungen \end{array}$

When the primary derailment index and the secondary derailment index are calculated, the controller 90 calculates a final derailment index based on the primary derailment index and the secondary derailment index (S320). The final derailment index can be calculated using the equation below.

\begin{array}{l} Final derailment index = Primary derailment index * primary \ddot{a} re \\ Coefficient of specific significance of derailments + second \ddot{a} re \\ derailment index * second \ddot{a} rer coefficient of specific significance of \\ derailments \end{array}

Dabei ist der primäre Koeffizient für die spezifische Signifikanz der Entgleisung und der sekundäre Koeffizient für die spezifische Signifikanz der Entgleisung jeweils ein Wert zwischen 0 und 1, und die Summe aus dem primärem Koeffizienten für die spezifische Signifikanz der Entgleisung und dem sekundären Koeffizienten für die spezifische Signifikanz der Entgleisung kann 1 sein.The primary derailment specific significance coefficient and the secondary derailment specific significance coefficient are each a value between 0 and 1, and the sum of the primary derailment specific significance coefficient and the secondary derailment specific significance coefficient can be 1.

Die Steuerung 90 bestimmt, ob der endgültige Entgleisungsindex gleich oder größer als ein Entgleisungsschwellenwert (S330) ist. Der Entgleisungsschwellenwert wird durch Versuche oder Erfahrungen voreingestellt und kann z. B. 0,5 betragen. Der Entgleisungsschwellenwert ist jedoch nicht auf 0,5 beschränkt.The controller 90 determines whether the final derailment index is equal to or greater than a derailment threshold (S330). The derailment threshold is preset by trials or experience and can e.g. B. be 0.5. However, the derailment threshold is not limited to 0.5.

Wenn der endgültige Entgleisungsindex in Schritt S330 kleiner als der Entgleisungsschwellenwert ist, stellt die Steuerung 90 fest, dass keine Entgleisung stattgefunden hat, und beendet den Schritt S130. Wenn dagegen der endgültige Entgleisungsindex gleich oder größer als der Entgleisungsschwellenwert in Schritt S330 ist, stellt die Steuerung 90 fest, dass eine Entgleisung stattgefunden hat. Wenn die Steuerung 90 feststellt, dass eine Entgleisung stattgefunden hat, steuert die Steuerung 90 außerdem den Traktionsmotor 24 und/oder die Bremsvorrichtung 92, um das Schienenfahrzeug 10 abzubremsen oder auf der Anzeigevorrichtung 68 anzuzeigen, dass das Schienenfahrzeug 10 entgleist ist, und den Fahrer zu warnen, dass das Fahrzeug 10 entgleist ist. Der Fahrer kann den Traktionsmotor 24 und/oder die Bremsvorrichtung 92 manuell steuern, um das Schienenfahrzeug 10 auf der Grundlage der auf der Anzeigevorrichtung 68 angezeigten Warnung abzubremsen. Danach beendet die Steuerung 90 den Schritt S130.If the final derailment index is less than the derailment threshold in step S330, the controller 90 determines that no derailment has occurred and exits step S130. On the other hand, if the final derailment index is equal to or greater than the derailment threshold in step S330, the controller 90 determines that a derailment has occurred. If the controller 90 determines that a derailment has occurred, the controller 90 also controls the traction motor 24 and/or the braking device 92 to brake the rail vehicle 10 or to display on the display device 68 that the rail vehicle 10 has derailed and to warn the driver that the vehicle 10 has derailed. The driver may manually control the traction motor 24 and/or the braking device 92 to brake the rail vehicle 10 based on the warning displayed on the display device 68 . Thereafter, the controller 90 ends step S130.

7 ist ein detailliertes Flussdiagramm des Schritts S140 von 4. 7 FIG. 14 is a detailed flowchart of step S140 of FIG 4 .

Da, wie oben beschrieben, die Schritte S120 bis S140 voneinander unabhängig sind, kann der Schritt S140 unabhängig davon durchgeführt werden, ob die in Schritt S120 ermittelte Entgleisung unmittelbar bevorsteht und/oder ob das Schienenfahrzeug entgleist ist, wie in Schritt S130 ermittelt.Since, as described above, steps S120 to S140 are independent of one another, step S140 can be carried out independently of whether the derailment determined in step S120 is imminent and/or whether the rail vehicle has derailed, as determined in step S130.

Wie in 7 dargestellt, berechnet die Steuerung 90 zu Beginn des Schritts S140 einen primären Gleisanomalitätsindex auf der Grundlage der Vertikalbeschleunigung oder der Querbeschleunigung des Drehgestells 20 (S400). Zum Beispiel wird ein erstes Anomaliesignal, das anzeigt, dass alle Vertikalbeschleunigung oder die Querbeschleunigung der beiden Drehgestelle 20, die in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 10 voneinander beabstandet sind, gleich oder größer als eine dritte eingestellte Vertikalbeschleunigung oder eine dritte eingestellte Querbeschleunigung sind, von den Drehgestellsensormodulen 46 der entsprechenden Drehgestelle 20 erfasst, und der primäre Gleisanomalitätsindex kann danach berechnet werden, ob eine Differenz zwischen den Zeitpunkten, zu denen die Drehgestellsensormodule 46 das erste Anomaliesignal erfasst haben, mit einem Wert übereinstimmt, der durch Division des Abstands zwischen den beiden Drehgestellsensormodulen 46 durch die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 10 erhalten wird. In diesem Fall sind die dritte Vertikalbeschleunigung und die dritte Querbeschleunigung Werte, die von Fachleuten vorgegeben werden. Wenn beispielsweise die Differenz zwischen den Zeitpunkten, zu denen die Drehgestellsensormodule 46 das erste Anomaliesignal erfasst haben, vollständig mit dem Wert übereinstimmt, der sich aus der Division des Abstands zwischen den beiden Drehgestellsensormodulen 46 durch die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 10 ergibt, kann der primäre Gleisanomalitätsindex 1 sein. Zusätzlich, wenn ein Wert, der durch Dividieren einer Differenz zwischen der Differenz zwischen den Zeitpunkten, an denen die Drehgestellsensormodule 46 das erste Anomaliesignal detektiert haben, und dem Wert, der durch Dividieren des Abstands zwischen den beiden Drehgestellsensormodulen 46 durch die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 10 erhalten wird, durch die Differenz zwischen den Zeitpunkten, an denen die Drehgestellsensormodule 46 das erste Anomaliesignal detektiert haben erhalten wird 0.5 ist, kann der primäre Gleisanomalitätsindex 0,5 betragen. Das Verfahren zur Berechnung des primären Gleisanomalitätsindex ist jedoch nicht darauf beschränkt.As in 7 1, at the beginning of step S140, the controller 90 calculates a primary track abnormality index based on the vertical acceleration or the lateral acceleration of the bogie 20 (S400). For example, a first anomaly signal indicating that all of the vertical acceleration or lateral acceleration of the two bogies 20 spaced longitudinally of rail vehicle 10 is equal to or greater than a third set vertical acceleration or third set lateral acceleration is detected by the bogie sensor modules 46 of the corresponding bogies 20, and the primary track anomaly index can be calculated according to whether there is a difference between the points in time , at which the bogie sensor modules 46 detected the first anomaly signal, matches a value obtained by dividing the distance between the two bogie sensor modules 46 by the speed of the rail vehicle 10. In this case, the third vertical acceleration and the third lateral acceleration are values prescribed by those skilled in the art. For example, if the difference between the times at which the bogie sensor modules 46 detected the first anomaly signal completely matches the value obtained by dividing the distance between the two bogie sensor modules 46 by the speed of the rail vehicle 10, the primary track anomaly index can be 1. In addition, when a value obtained by dividing a difference between the difference between the times when the bogie sensor modules 46 detected the first anomaly signal and the value obtained by dividing the distance between the two bogie sensor modules 46 by the speed of the rail vehicle 10 by the difference between the times when the bogie sensor modules 46 detected the first anomaly signal is 0.5, the primary track anomaly index can be 0, amount to 5. However, the method of calculating the primary track abnormality index is not limited to this.

In ähnlicher Weise berechnet die Steuerung 90 einen sekundären Gleisanomalitätsindex auf der Grundlage der Vertikalbeschleunigung oder der Querbeschleunigung des Rades 32 (S410). Beispielsweise wird von den Radsensormodulen 40 der entsprechenden Räder 32 ein zweites Anomaliesignal erfasst, das anzeigt, dass alle Vertikalbeschleunigungen oder Querbeschleunigungen der beiden in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs 10 voneinander beabstandeten Räder 32 gleich oder größer sind als eine vierte eingestellte Vertikalbeschleunigung oder eine vierte eingestellte Querbeschleunigung, und der sekundäre Gleisanomalitätsindex kann danach berechnet werden, ob eine Differenz zwischen den Zeitpunkten, zu denen die Radsensormodule 40 das zweite Anomaliesignal erfasst haben, mit einem Wert übereinstimmt, der durch Division des Abstands zwischen den beiden Radsensormodulen 40 durch die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 10 erhalten wird. In diesem Fall sind die vierte Vertikalbeschleunigung und die vierte Querbeschleunigung Werte, die von Fachleuten vorgegeben werden.Similarly, the controller 90 calculates a secondary track abnormality index based on the vertical acceleration or the lateral acceleration of the wheel 32 (S410). For example, a second anomaly signal is detected by the wheel sensor modules 40 of the corresponding wheels 32, which indicates that all vertical accelerations or lateral accelerations of the two wheels 32 spaced apart from one another in the longitudinal direction of the rail vehicle 10 are equal to or greater than a fourth set vertical acceleration or a fourth set lateral acceleration, and the secondary track anomaly index can be calculated according to whether a difference between the times at which the wheel sensor modules 40 detected the second anomaly signal matches a value obtained by dividing the distance between the two wheel sensor modules 40 by the speed of the rail vehicle 10 . In this case, the fourth vertical acceleration and the fourth lateral acceleration are values given by those skilled in the art.

Wenn beispielsweise die Differenz zwischen den Zeitpunkten, zu denen die Radsensormodule 40 das zweite Anomaliesignal erfasst haben, vollständig mit dem Wert übereinstimmt, der sich aus der Division des Abstands zwischen den beiden Radsensormodulen 40 durch die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 10 ergibt, kann der sekundären Gleisanomalitätsindex 1 sein. Zusätzlich, wenn ein Wert, der durch Dividieren einer Differenz zwischen den Zeitpunkten, an denen die Radsensormodule 40 das zweite Anomaliesignal detektiert haben, und dem Wert, der durch Dividieren des Abstands zwischen den beiden Radsensormodulen 40 und durch die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 10 erhalten wird, durch die Differenz zwischen den Zeitpunkten, an denen die Drehgestellsensormodule 46 das erste Anomaliesignal detektiert haben erhalten wird 0.5 ist, kann der sekundäre Gleisanomalitätsindex 0,5 sein. Das Verfahren zur Berechnung des sekundären Gleisanomalitätsindex ist jedoch nicht darauf beschränkt.For example, if the difference between the times at which the wheel sensor modules 40 detected the second anomaly signal completely matches the value that results from dividing the distance between the two wheel sensor modules 40 by the speed of the rail vehicle 10, the secondary track anomaly index can be 1. In addition, when a value obtained by dividing a difference between the times at which the wheel sensor modules 40 detected the second anomaly signal and the value obtained by dividing the distance between the two wheel sensor modules 40 and the speed of the rail vehicle 10 by the difference between the times at which the bogie sensor modules 46 detected the first anomaly signal is 0.5, the secondary track anomaly index can be 0.5. However, the method of calculating the secondary track abnormality index is not limited to this.

Nachdem der primäre Gleisanomalitätsindex und der sekundäre Gleisanomalitätsindex berechnet wurden, berechnet die Steuerung 90 den endgültigen Gleisanomalitätsindex basierend auf dem primären Gleisanomalitätsindex und dem sekundären Gleisanomalitätsindex (S420). Der endgültige Gleisanomalitätsindex kann anhand der folgenden Gleichung berechnet werden. $\begin{array}{l} Endg \ddot{u} ltiger Gleisanomalit \ddot{a} tsindex = primärer Gleisanomalit \ddot{a} tsindex * prim \ddot{a} rer \\ Koeffizient der spezifischen Signifikanz der Gleisanomalit \ddot{a} t + sekund \ddot{a} rer \\ Gleisanomalit \ddot{a} tsindex + sekund \ddot{a} rer Koeffizient der spezifischen Signifikanz der \\ Gleisanomalit \ddot{a} t \end{array}$

After the primary track abnormality index and the secondary track abnormality index are calculated, the controller 90 calculates the final track abnormality index based on the primary track abnormality index and the secondary track abnormality index (S420). The final track anomaly index can be calculated using the following equation.

\begin{array}{l} final \ddot{and} valid track anomaly \ddot{a} tsindex = primary track anomaly \ddot{a} tsindex * primary \ddot{a} re \\ Coefficient of specific significance of track anomaly \ddot{a} t + second \ddot{a} re \\ track anomaly \ddot{a} tsindex + second \ddot{a} rer coefficient of specific significance of \\ track anomaly \ddot{a} t \end{array}

Dabei ist der primäre Koeffizient für die spezifische Signifikanz des Gleises und der sekundäre Koeffizient für die spezifische Signifikanz des Gleises jeweils ein Wert zwischen 0 und 1, und die Summe aus dem primären Koeffizienten für die spezifische Signifikanz des Gleises und dem sekundären Koeffizienten für die spezifische Signifikanz des Gleises kann 1 sein.The primary track specific significance coefficient and the secondary track specific significance coefficient are each a value between 0 and 1, and the sum of the primary track specific significance coefficient and the secondary track specific significance coefficient may be 1.

Die Steuerung 90 bestimmt, ob der endgültige Gleisanomalitätsindex gleich oder größer als ein Gleisanomalitätsschwellenwert ist (S430). Der Schwellenwert für die Gleisanomalität wird durch Experimente oder Erfahrung voreingestellt und kann z. B. 0,5 betragen. Der Schwellenwert für die Gleisanomalität ist jedoch nicht auf 0,5 beschränkt.The controller 90 determines whether the final track abnormality index is equal to or greater than a track abnormality threshold (S430). The threshold for the track anomaly is preset by experiment or experience and can e.g. B. be 0.5. However, the track anomaly threshold is not limited to 0.5.

Wenn der endgültige Gleisanomalitätsindex in Schritt S430 kleiner als der Schwellenwert für die Gleisanomalität ist, stellt die Steuerung 90 fest, dass keine Gleisanomalität aufgetreten ist, und beendet den Schritt S140. Im Gegensatz dazu, wenn der endgültige Gleisanomalitätsindex gleich oder größer als der Gleisanomalitätsschwellenwert in Schritt S430 ist, bestimmt die Steuerung 90, dass eine Gleisanomalität aufgetreten ist. Wenn festgestellt wird, dass die Gleisanomalie aufgetreten ist, kann die Steuerung 90 außerdem einen Standort berechnen, an dem die Gleisanomalie aufgetreten ist, und zwar auf der Grundlage des vom GPS 88 erfassten Standorts des Schienenfahrzeugs 10, und kann dem Drehgestellüberwachungssystem 50, dem Fahrzeugüberwachungssystem 60, dem Randserver 64, der zentralen Steuereinrichtung 66 für das Schienenfahrzeug und/oder dem Bodenserver 78 die Tatsache, dass die Gleisanomalie aufgetreten ist, und den Standort, an dem die Gleisanomalie aufgetreten ist, mitteilen. Der Gleismonteur kann das anormale Gleis auf der Grundlage des Berichts reparieren oder ersetzen.If the final track abnormality index is less than the track abnormality threshold in step S430, the controller 90 determines that no track abnormality has occurred and ends step S140. In contrast, when the final track abnormality index is equal to or greater than the track abnormality threshold in step S430, the controller 90 determines that a track abnormality has occurred. If it is determined that the track anomaly has occurred, the controller 90 may also calculate a location where the track anomaly occurred based on the location of the rail vehicle 10 detected by the GPS 88, and may communicate to the bogie monitoring system 50, the vehicle monitoring system 60, the edge server 64, the central rail vehicle controller 66, and/or the ground server 78 the fact that the track anomaly occurred and the location at which the track anomaly has occurred. The track fitter can repair or replace the abnormal track based on the report.

Darüber hinaus kann die Steuerung 90 den Fahrer warnen, indem es auf der Anzeigevorrichtung 68 anzeigt, dass die Gleisanomalie aufgetreten ist und an welchem Standort die Anomalie aufgetreten ist.In addition, the controller 90 may alert the driver by displaying on the display device 68 that the track anomaly has occurred and at what location the anomaly has occurred.

Obwohl diese Erfindung im Zusammenhang mit den derzeit als vorteilhaft angesehenen beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die offengelegten beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Im Gegenteil, es ist beabsichtigt, verschiedene Modifikationen und gleichwertige Anordnungen innerhalb des Gedankens und des Umfangs der beigefügten Ansprüche enthalten.While this invention has been described in connection with the exemplary embodiments presently considered advantageous, the invention is not limited to the exemplary embodiments disclosed. On the contrary, various modifications and equivalent arrangements are intended to be included within the spirit and scope of the appended claims.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

SU210007 [0000, 0003]
KR 1020220009899 [0001]

Claims

A method for diagnosing a rail vehicle derailment and diagnosing a track, the method comprising: acquiring data including lateral acceleration and vertical acceleration of a wheel by a wheel sensor module and lateral acceleration and vertical acceleration of a bogie by a bogie sensor module; determining by a controller whether a derailment is imminent, based on the lateral acceleration of the bogie and the lateral acceleration of the wheel; determining by the controller whether a derailment is occurring based on the vertical acceleration of the truck and the vertical acceleration of the wheel; slowing, by the controller, a rail vehicle in response to determining that the derailment is imminent; and Braking of the rail vehicle by the controller in response to determining that a derailment has occurred.

The procedure after claim 1 , characterized in that: determining whether a derailment is imminent comprises: calculating a primary derailment risk index based on the lateral acceleration of the bogie; calculating a secondary derailment risk index based on the lateral acceleration of the wheel; calculating a final derailment risk index based on the primary derailment risk index and the secondary derailment risk index; comparing the final derailment risk index to a derailment risk threshold; and determining that the derailment is imminent in response to determining that the final derailment risk index is equal to or greater than a derailment risk threshold.

The procedure after claim 2 , characterized in that: the primary derailment risk index is calculated based on whether a condition in which the lateral acceleration of the bogie is equal to or greater than a first set lateral acceleration lasts for a first time, and the secondary derailment risk index is calculated according to whether a condition in which the average of the lateral accelerations of all wheels of the corresponding bogie is equal to or greater than a second set lateral acceleration, a second time lasts.

The procedure after claim 2 , characterized in that : the final derailment risk index is calculated as the sum of a product of the primary derailment risk index and a primary coefficient of the specific significance of the derailment risk and a product of the secondary derailment risk index and a secondary coefficient of the specific significance of the derailment risk and the primary coefficient for the specific significance of the derailment risk and each secondary coefficient of specific significance of the derailment hazard is a value between 0 and 1 and the sum of the primary coefficient of specific significance of the derailment hazard and the secondary coefficient of specific significance of the derailment hazard is 1.

The procedure after claim 1 , characterized in that : determining whether a derailment has occurred comprises: calculating a primary derailment index based on the vertical acceleration of the bogie; calculating a secondary derailment index based on the vertical acceleration of the wheel; calculating a final derailment index based on the primary derailment index and the secondary derailment index; comparing the final derailment index to a derailment threshold; and determining that the derailment has occurred in response to determining that the final derailment index is equal to or greater than a derailment threshold.

The procedure after claim 5 , characterized in that: the primary derailment index is calculated based on whether a state in which the vertical acceleration of the bogie is equal to or greater than a first set vertical acceleration is repeated a first set number, and the secondary derailment index is calculated based on whether a state in which the vertical acceleration of two or more wheels of the corresponding bogie is equal to or greater than the second set vertical acceleration is repeated a second set number is repeated.

The procedure after claim 5 , characterized in that : the final derailment index is calculated as the sum of a product of the primary derailment index and a primary coefficient of specific derailment significance and a product of the secondary derailment index and a secondary coefficient of specific derailment significance, and the primary derailment specific significance coefficient and the secondary derailment specific significance coefficient each have a value between 0 and 1 and the sum of the primary derailment specific significance coefficient and the secondary derailment specific significance coefficient is 1.

The procedure after claim 1 , characterized in that: the data comprises a wheel sensor module installation interval, a bogie sensor module installation interval, and a speed and a location of the rail vehicle, and the method further comprises the controller determining whether the track is abnormal based on the lateral acceleration or the vertical acceleration of the bogie and the lateral acceleration or the vertical acceleration of the wheel.

The procedure after claim 8 , characterized in that : determining whether the track is abnormal comprises: calculating a primary track abnormality index based on the vertical acceleration or the lateral acceleration of the bogie; calculating a secondary track abnormality index based on the vertical acceleration or the lateral acceleration of the wheel; calculating a final track anomaly index based on the primary track anomaly index and the secondary track anomaly index; comparing a final track anomaly index and a track anomaly threshold; and determining that the track anomaly has occurred in response to a determination that the final track anomaly index is greater than or equal to the track anomaly threshold.

The procedure after claim 9 , dadurch gekennzeichnet , dass: ein erstes Anomaliesignal, das anzeigt, dass alle Vertikalbeschleunigungen oder Querbeschleunigungen der beiden in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs voneinander beabstandeten Räder gleich oder größer als eine dritte eingestellte Vertikalbeschleunigung oder eine dritte eingestellte Querbeschleunigung sind, von den Drehgestellsensormodulen der entsprechenden Drehgestelle erfasst wird, und der primäre Gleisanomalitätsindex danach berechnet wird, ob eine Differenz zwischen Zeitpunkten, zu denen die Drehgestellsensormodule das erste Anomaliesignal erfasst haben, mit einem Wert übereinstimmt, der durch Division eines Abstands zwischen den beiden Drehgestellsensormodulen durch eine Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs erhalten wird, und ein zweites Anomaliesignal, das anzeigt, dass alle Vertikalbeschleunigungen oder Querbeschleunigungen der beiden in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs voneinander beabstandeten Drehgestelle gleich oder größer sind als eine vierte eingestellte Vertikalbeschleunigung oder eine vierte eingestellte Querbeschleunigung, von den Radsensormodulen der entsprechenden Räder erfasst wird, und der sekundäre Gleisanomalitätsindex danach berechnet wird, ob eine Differenz zwischen Zeitpunkten, zu denen die Radsensormodule das zweite Anomaliesignal erfasst haben, mit einem Wert übereinstimmt, der durch Division eines Abstands zwischen den beiden Radsensormodulen durch die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs erhalten wird.

The procedure after claim 9 , characterized in that: the final track anomaly index is the sum of a product of the primary track anomaly index and a primary coefficient of specific significance of the track anomaly and a product of the secondary track anomaly index and a secondary coefficient of the specific significance of the track anomaly is calculated, and the primary coefficient of the specific significance of the track anomaly and the secondary coefficient of the specific significance of the track anomaly is each a value between 0 and 1 and the sum of the primary coefficient of the specific significance of the track and the secondary coefficient of the specific significance of the track is 1.

The procedure after claim 8 characterized in that : in response to determining that the track anomaly has occurred, the controller notifying the condition that the track anomaly has occurred and the location at which the track anomaly has occurred.

A system for diagnosing the derailment of a rail vehicle and for diagnosing a track, the system comprising: at least two wheel sensor modules which are arranged in the longitudinal direction of a rail vehicle spaced apart from one another and are configured such that the two wheel sensor modules detect the lateral acceleration and the vertical acceleration of a wheel; at least two bogie sensor modules installed spaced from each other in the longitudinal direction of the railway vehicle and configured so that the two bogie sensor modules detect the lateral acceleration and the vertical acceleration of the bogie; a speed sensor configured such that the speed sensor detects a speed of the rail vehicle; a GPS configured so that the GPS captures the location of the rail vehicle; and a controller configured such that the controller receives data from the at least two wheel sensor modules, the two bogie sensor modules, the speed sensors and the GPS, determines based on the data whether the rail vehicle is about to derail, whether the rail vehicle has derailed or whether a track is abnormal, and slows or decelerates the rail vehicle according to a result of the determination, and displays the result of the determination on a display device, characterized in that the controller is configured so that the controller follows the method one of the Claims 1 until 12 executes