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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur Unfallverhütung im Schienenverkehr, das den Anwender durch Überprüfung des Zustands der Schienen darüber informiert, ob eine Störung vorliegt oder nicht.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf ein System und ein Verfahren zur Unfallverhütung für auf künstlicher Intelligenz basierenden Schienensystemen, das es ermöglicht, zu prüfen, ob eine Störung vorliegt oder nicht, indem eine Klassifizierung auf der Grundlage der Änderung der regulären Geräuschintensität und des Geräuschspektrums durchgeführt wird, die bei der Projektgeschwindigkeit (optimale Geschwindigkeit, die für den Einsatz auf den Schienenwegen vorgesehen ist) der Schienen auftreten, wenn sie auf dem Schienenfahrzeug positioniert sind, und auch, um den Anwender über das Klassifizierungsergebnis zusammen mit GPS- (Global Positioning System) Positions- und Zeitinformationen in Form einer Schienenwegzustandskarte zu informieren.
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Aktueller Stand der Technik
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Die heute übliche Methode zur Überprüfung von Schienen ist die Einzelbeobachtung durch einen Verantwortlichen. Bei dieser Methode untersuchen die zuständigen Stellen die Schienen mit Hilfe von Geräten in einem bestimmten Turnus. Der größte Nachteil dieser Methode besteht darin, dass nicht jeder Punkt der Schienenstrecke kontinuierlich überwacht werden kann. Da die Methode streng von der Erfahrung und der Wahrnehmung der verantwortlichen Person abhängt, kann keine Standardisierung der Prüfverfahren erreicht werden. Ein Fehler, der von einem unerfahrenen Verantwortlichen bis zur nächsten Prüfung als unproblematisch angesehen wird, kann aufgrund der klimatischen Bedingungen, der Wetter- und Regenverhältnisse und der Häufigkeit der Schienennutzung zu katastrophalen Unfällen führen, die nicht nur Güterverluste, sondern auch den Verlust von Menschenleben zur Folge haben können.
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Auch wenn die Betriebslogik und die Ausfälle unterschiedlich sind, gibt es Geräte, die durch Schweißen zwischen Rädern und Wagenkästen des Schienenfahrzeugs angebracht werden. Diese Geräte überwachen den Zustand der Räder und des Schienenfahrzeugs, während sich das Schienenfahrzeug bewegt. Die Temperatur des Öls in den Rädern und damit die Wartung und der Zustand des Schienenfahrzeugs werden von diesen Geräten bestimmt. Der wichtigste Unterschied der vorliegenden Erfindung besteht jedoch darin, dass sie den Zustand der Schiene und des Gleises und nicht den des Schienenfahrzeugs prüft. Während die Geräte außerdem Parameter wie Öltemperatur, Viskosität, usw. untersuchen, wird die Untersuchung durch die vorliegende Erfindung über eine Geräuschanalyse durchgeführt. Darüber hinaus wird dem Anwender mit Hilfe der Geräuschanalyse eine Zustandskarte des gesamten Schienenweges präsentiert.
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Eine andere im Stand der Technik verwendete Anwendung misst die Schwingungswerte der Strecke mittels in bestimmten Abständen durchgestochenen Stäben oder einer Fasersystemanwendung. Der wichtigste Unterschied der vorliegenden Erfindung zu diesen Anwendungen ist die eingesetzte Technik, die Untersuchung über die Geräuschanalyse durchzuführen und anschließend den Anwender mittels der Geräuschanalyse über die Zustandskarte eines ganzen Schienenweges zu informieren. Dadurch entfällt das Durchstechen von Stäben entlang eines gesamten Schienenweges oder die Einrichtung eines Fasersystems, wie es in den genannten Anwendungen vorgeschlagen wird, und die Schienen können mit einem einzigen System überprüft werden. Darüber hinaus macht es die Tatsache, dass ein Riss in den Systemen auftreten kann, notwendig, die gesamte Strecke zu überprüfen.
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Nach dem Stand der Technik ist es möglich, ein Signal auf der Grundlage der empfangenen Signalleistung zu geben, indem ein Empfänger und ein Sender an den Schienenfahrzeugen angebracht werden, um Zusammenstöße zu vermeiden. Dieses System vermeidet jedoch nur Zusammenstöße und bietet keine Lösung für Störungen an den Schienen.
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In dem Dokument mit der Nummer TR 2012/09466 wird im Stand der Technik ein Verfahren zur Erkennung von Schienenrissen und -brüchen offenbart, das zur Erkennung von Schienenstörungen in der Schienensystemtechnik eingesetzt wird. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Detektion von Schienenrissen bzw. -brüchen, das zur Ermittlung von Schienenausfällen in der Schienensystemtechnik eingesetzt werden kann und eine Energieversorgung, ein elektromechanisches Vibrationsanwendungsmodul, das mit der aus der genannten Energieversorgung entnommenen Energie periodisch ein Vibrationssignal an den Schienenkörper anlegt, und eine Antriebskarte für das Vibrationsanwendungsmodul, die dieses Modul antreibt, und ein Vibrationserfassungsmodul, das auf derselben Schiene in einem bestimmten Abstand zum elektromechanischen Vibrationsanwendungsmodul angeordnet ist, und eine elektronische Erfassungskarte für das Vibrationserfassungsmodul, die in der Lage ist, mit verschiedenen Mitteln mit der Außenwelt zu kommunizieren und das eingehende Signal zu verarbeiten und es für die Erkennung von Schienenrissen und -brüchen auszuwerten, sowie einen Vibrationssensor. In der Anmeldung ist jedoch nicht offenbart, dass eine Prüfung über die Geräuschanalyse und die Information des Anwenders über die gesamte Schienenwegzustandskarte mit Hilfe der Geräuschanalyse durchgeführt wird, und wie oben erwähnt, wird eine Messung über die Vibration durchgeführt. In dem Dokument mit der Nummer TR 2015/16844 wird im Stand der Technik ein Schienenüberwachungssystem zur Vermeidung von Unfällen durch Erkennung von Verformungen des Gleises, auf dem die Schienenfahrzeuge fahren, offenbart. In der Anwendung erfasst ein Inertialsystem anhand von Koordinatendaten eines globalen Positionierungssystems die Position des Schienenfahrzeugs und misst dessen Beschleunigung. Die gemessenen Beschleunigungen werden anschließend an das elektrische Steuergerät übertragen und werden mit den Referenzbeschleunigungsschwellen verglichen. Bei einem Beschleunigungswert, der den Schwellenwert überschreitet, wird von einer Deformation ausgegangen und die Standortdaten werden erfasst. Die zugehörige Anwendung umfasst die Ortsdaten anders als die bisherigen Anwendungen. Es ist jedoch nicht vorgesehen, eine erneute Prüfung über die Geräuschanalyse durchzuführen und den Anwender über die gesamte Schienenwegzustandskarte mit Hilfe der Geräuschanalyse zu informieren, und wie oben erwähnt, wird erneut eine Messung über die Vibration durchgeführt.
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Ein Schienenfahrzeug, das sich auf der Strecke bewegt, fährt mit einer im Streckenprojekt festgelegten stabilen Geschwindigkeit, die für das Fahrzeug definiert ist. Akademische Studien, die nach dem Stand der Technik durchgeführt wurden, haben gezeigt, dass ein Schienenfahrzeug, das sich mit der Projektgeschwindigkeit (optimale Geschwindigkeit, die für den Einsatz auf dem Schienenweg vorgesehen ist) auf der Strecke bewegt, regelmäßig die gleiche Geräuschintensität (mit einer stabilen Frequenz) erzeugt. In der Anmeldung mit der Nummer
CN110470736 (A ) wird im Stand der Technik ein drahtloses netzwerkbasiertes Stahlschienenüberwachungssystem und dessen Steuerungsverfahren offenbart und kann als das nächstliegende Dokument angesehen werden. Die zugehörige Anwendung betrifft die Sicherheitsüberwachungstechnik für Stahlschienen und bezieht sich insbesondere auf ein auf einem drahtlosen Netzwerk basierenden Stahlschienenüberwachungssystem und ein Steuerungsverfahren. Das System besteht aus einem Überwachungsmodul, einem Hauptprozessor und einem Remote-Terminal. Das Überwachungsmodul ist mit dem Hauptprozessor verbunden und wird verwendet, um den aktuellen Zustand einer Stahlschiene zu erfassen und die Zustandsinformationen an den Hauptprozessor zu übertragen; der Hauptprozessor wird verwendet, um die empfangenen Zustandsinformationen zu verarbeiten, um dieselben basierend auf verschiedenen Zustandsinformationen zu analysieren und dann das Analyseergebnis mittels eines drahtlosen Übertragungsmoduls an ein Remote-Terminal zu übertragen; das Überwachungsmodul umfasst ein Ultraschallsensormodul, ein Kameramodul und ein Schallsensormodul; das Ultraschallsensormodul detektiert während einer Zugfahrt in Echtzeit, ob die Stahlschiene gerissen ist oder nicht, das Kameramodul wird verwendet, um Bilder einer vorhandenen Stahlschiene in Echtzeit zu sammeln und ein Bild an den Hauptprozessor zu übertragen, und das Schallsensormodul wird verwendet, um den Schall bzw. das Geräusch zwischen Rädern und Stahlschiene zu detektieren, während sich der Zug auf der Schiene bewegt, wodurch der Zustand der Stahlschiene und der Räder bewertet wird. Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, das Bild zusammen mit den Standortdaten zu übertragen. Es ist jedoch anzumerken, dass die Erfindung keine Informationen über den Straßenzustand und keine auf künstlicher Intelligenz basierende Software umfasst, die die Informationen bildet. In der Anmeldung mit der Nummer
CN110470736 (A ) erfolgt die Erkennung durch das Geräusch, und anschließend wird das von der Kamera aufgenommene Bild mit den Standortdaten kombiniert und gesendet, und in diesem Fall hat sich der Zug dem Bereich mit der Störung bereits bis zu dem Bereich genähert, der durch die Geräuschwellen gemessen werden kann, und kann eine unerwünschte Verzögerung erfahren. Da jedoch bei der vorliegenden Erfindung die Schienenwegzustandskarte erstellt wird, kann der Schienenbetreiber den Fall beobachten und Vorkehrungen treffen und die zuständigen Verantwortlichen informieren, indem er gegebenenfalls am vorherigen Bahnhof wartet, so dass der Anwender nicht mit einer überraschenden Verspätung rechnen muss. Dieser Vorteil, den die Software und die Schienenwegzustandskarte der entsprechenden Technik bieten, ermöglicht es dem Betreiber, den Zustand der Schienen an jedem Punkt, an dem er arbeitet, zu beobachten, die Fahrt zu planen und auch überraschende Verspätungen und Unfallrisiken zu vermeiden.
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Aufgrund der vorgenannten Nachteile und der Unzulänglichkeiten der bestehenden Lösungen auf diesem Gebiet ist ein Entwicklungsbedarf auf dem betreffenden technischen Gebiet entstanden.
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Gegenstand der Erfindung
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Die Erfindung beruht auf der Inspiration durch die gegenwärtige Situation und zielt darauf ab, die oben genannten Probleme zu lösen.
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein System und ein Verfahren zur Unfallverhütung für den Einsatz im Schienenverkehr bereitzustellen, das den Anwender durch die Überprüfung des Zustands der Schienen darüber informiert, ob eine Störung vorliegt oder nicht, und somit durch das kontinuierliche Abhören des Schienenstrangs die an den Schienen auftretenden Störungen im Voraus erkennt und mögliche Unfälle verhindert. Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung werden strukturelle Störungen, die an den Schienensträngen auftreten, bereits in der Entstehungsphase erkannt, wodurch katastrophale Unfälle verhindert werden.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein System und ein Verfahren zur Unfallverhütung bereitzustellen, das in auf künstlicher Intelligenz basierenden Schienensystemen verwendet werden kann, die es ermöglichen, zu überprüfen, ob eine Störung vorliegt oder nicht, indem eine Klassifizierung bzw. Einstufung auf der Grundlage der Änderung der regelmäßigen Geräuschintensität und des Geräuschspektrums durchgeführt wird, die bei der Projektgeschwindigkeit der Schienen auftreten, sobald sie auf dem Schienenfahrzeug positioniert sind, und auch, um den Anwender über das Klassifizierungsergebnis zusammen mit GPS-Positionsinformationen in Form einer Schienenwegzustandskarte zu informieren. Während die vorliegende Erfindung die Störungen der Schienenwege erkennt, ist die vorliegende Erfindung ein Produkt, das die Erkennung auf der Grundlage der Änderung der geräuschintensitäts- und -spektrumswerte durchführt, die während der Bewegung des Schienenfahrzeugs auftreten, und die Schienenwegzustandskarte im GPS-System ausgibt und die Karte dem Anwender präsentiert.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Unfallverhütungssystems und -verfahrens zur Verwendung in Schienensystemen, das einfach am Schienenfahrzeug angebracht werden kann, ohne dass ein bedeutender Montageprozess wie Schweißen oder ähnliches erforderlich ist, und ohne die Struktur des Schienenfahrzeugs zu beeinträchtigen. Die vorliegende Erfindung ist im Vergleich zu den bisherigen Systemen in ihrer Anwendbarkeit vorteilhafter.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein System und ein Verfahren zur Unfallverhütung für den Einsatz in Schienensystemen bereitzustellen, die eine kontinuierliche Überwachung des strukturellen Zustands der Schienen und der Schienenwege ermöglicht, ohne dass ein weiteres Wartungsfahrzeug erforderlich ist, und zwar mit Hilfe des regelmäßig auf der Strecke verkehrenden Schienenfahrzeugs.
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Um die oben genannten Ziele zu erreichen, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein System zur Unfallverhütung in Schienensystemen, das den Anwender darüber informieren kann, ob eine Störung vorliegt oder nicht, indem der Zustand der Schienen, auf der sich die Schienenfahrzeuge auf den Schienenwegen bewegen, überprüft wird und um dadurch einen potenziellen Unfall zu verhindern, umfassend:
- - mindestens einen Geräuschsensor zum Sammeln von Geräuschen, die sich aus der Interaktion zwischen den Schienenfahrzeugen und den Schienen während der Bewegung ergeben,
- - mindestens eine Datenausgabekarte zur Ausgabe der mittels des Geräuschsensors erfassten Geräuschdaten zusammen mit den Zeit- und Standortdaten über das GPS-Netz,
- - mindestens eine Datensammel- und -ausgabekarte zum Ausgeben des von der Datenausgabekarte gesammelten Geräuschs und der vom GPS-Netz gesammelten Zeit- und Ortsdaten, um sie zu verarbeiten,
- - mindestens einen Geräuschpool, in dem die Störgeräusche, die sich aus der Interaktion zwischen dem Schienenfahrzeug und den Schienen ergeben können, vordefiniert und gespeichert werden,
- - Software zum Erkennen von Schienen mit Störungen, sobald es eine Übereinstimmung gibt, durch Vergleichen der von der Datensammel- und -ausgabekarte gesammelten Geräuschdaten mit Geräuschen in dem Geräuschpool und Bilden der Schienenwegzustandskarte, die anzeigt, ob es eine Störung in den Schienen gibt oder nicht, mittels Visualisierung der von der Datensammel- und -ausgabekarte gesammelten Orts- und Zeitdaten und der Vergleichsergebnisse,
- - mindestens eine Bildgebungseinheit zum Übertragen der Schienenwegzustandskarte an den Anwender.
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Um die oben genannten Ziele zu erreichen, bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Unfallverhütung in Schienensystemen, das es ermöglicht, den Anwender darüber zu informieren, ob eine Störung vorliegt oder nicht, indem die Schienenbedingungen überprüft werden, auf denen sich die Schienenfahrzeuge auf den Schienenwegen bewegen, und um dadurch einen potenziellen Unfall zu verhindern, umfassend:
- - Sammeln von Geräuschen, die sich aus der Interaktion zwischen den Schienenfahrzeugen und den Schienen während der Bewegung ergeben, mit Hilfe des Geräuschsensors,
- - Übertragen der erfassten Geräusche an die Datenausgabekarte im Schienenfahrzeug,
- - Übertragen an die Datensammel- und -ausgabekarte durch Hinzufügen der Zeit- und Ortsdaten zu den Geräuschdaten in der Datenausgabekarte mit Hilfe des GPS-Netzes,
- - Übertragen der Ton-, Zeit- und Ortsinformationen in der Datensammel- und -ausgabekarte an die Bildgebungseinheit,
- - Erkennen von Schienen mit Störungen im Falle einer Übereinstimmung mittels Vergleichen der gesammelten Geräuschdaten mit den Daten im Geräuschpool, in dem die Störgeräusche, die aus der Interaktion zwischen dem Schienenfahrzeug und den Schienen resultieren können, vordefiniert und gespeichert sind, mit Hilfe der Software, die die Bildgebungseinheit betreibt,
- - Bilden der Schienenwegzustandskarte, die anzeigt, ob es eine Störung in den Schienen gibt, durch Visualisieren der Orts- und Zeitdaten, die von der Datensammel- und -ausgabekarte gesammelt wurden, und der Vergleichsergebnisse mittels der Software,
- - Präsentieren der Schienenwegzustandskarte für den Anwender mit Hilfe der Bildgebungseinheit.
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Strukturelle und charakteristische Spezifikationen und alle Vorteile der Erfindung werden anhand der folgenden Figuren und der detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf diese Figuren verfasst wurde, besser verstanden, und daher sollte die Beurteilung unter Berücksichtigung dieser Figuren und der detaillierten Beschreibung erfolgen.
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Figurenliste
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- zeigt eine repräsentative Ansicht des erfindungsgemäßen Unfallverhütungssystems in einem Schienensystem.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Geräuschsensor
- 2
- Datenausgabekarte
- 3
- GPS-Netz
- 4
- Datenerfassungs- und -ausgabekarte
- 5
- Software
- 6
- Schienenwegzustandskarte
- 7
- Bildgebungseinheit
- 8
- Schienenfahrzeug
- 9
- Schiene
- 10
- Geräuschpool
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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In dieser detaillierten Beschreibung werden das erfindungsgemäße Unfallverhütungssystem und das erfindungsgemäße Verfahren in Schienensystemen nur zum besseren Verständnis des Themas beschrieben, so dass dies keine einschränkende Wirkung auf den Umfang der Erfindung darstellt.
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Ein Schienenfahrzeug (8), das sich auf der Strecke bewegt, fährt mit einer stabilen Geschwindigkeit, die im Streckenprojekt festgelegt und für das Fahrzeug definiert ist. Wie in vorab durchgeführten wissenschaftlichen Untersuchungen festgestellt wurde, gibt das Schienenfahrzeug (8) bei gleichbleibender Geschwindigkeit regelmäßig (mit gleichbleibender Frequenz) die gleiche Geräuschintensität ab. Das heißt, das Schienenfahrzeug hat Geräuschwerte, die in der geraden Streckenführung und im Kurvenbereich der Strecke als Referenz verwendet werden können. Wenn jedoch eine Störung an der Streckenstruktur auftritt, variieren die regelmäßigen Geräuschwerte je nach Art der Störung, die an der Streckenstruktur auftritt. Je nach Art der Störung treten Unterschiede im Bereich von 1-15 dbA auf, die sich von den Standardgeräuschwerten unterscheiden, während das Schienenfahrzeug diesen Bereich passiert.
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zeigt eine repräsentative Ansicht eines Unfallverhütungssystems in Schienensystemen, das es ermöglicht, den Anwender darüber zu informieren, ob eine Störung vorliegt oder nicht, indem es den Zustand der Schiene (9) prüft, auf der sich die Schienenfahrzeuge (8) auf den Schienenwegen bewegen, und um dadurch einen möglichen Unfall zu verhindern.
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Das System umfasst mindestens einen Geräuschsensor (1) zur Erfassung von Geräuschen, die sich aus der Interaktion zwischen den Schienenfahrzeugen und den Schienen (9) während der Fahrt ergeben.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besteht ein Geräuschsensor (1) aus insgesamt zwei Mikrofonen, nämlich einem an der rechten Schiene (9) und einem an der linken Schiene (9), auf der sich das Schienenfahrzeug (8) bewegt.
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Das System umfasst ferner eine Datenausgabekarte (2) zur Ausgabe der mittels des Geräuschsensors (1) gesammelten Geräuschdaten zusammen mit den mittels des GPS-Netzes (3) gesammelten Zeit- und Ortsdaten sowie eine Datensammel- und -ausgabekarte (4) zur Ausgabe des von der Datenausgabekarte (2) gesammelten Geräuschs und der vom GPS-Netz (3) gesammelten Zeit- und Ortsdaten, um diese zu verarbeiten. Wie man sieht, bezieht sich der Ausgabeprozess für die Datenausgabekarte (2) auf die Ausgabe der Geräuschdaten an die Datensammel- und -ausgabekarte (4). Die Datensammel- und -ausgabekarte (4) gibt die Geräusch-, Orts- und Zeitdaten an die Bildgebungseinheit (7) aus, die im Folgenden detailliert beschrieben wird, um sie zu verarbeiten und zu interpretieren. Das GPS-Netz (3) ist ein räumliches Navigationssystem zur Bereitstellung von Orts- und Zeitinformationen unter allen Wetterbedingungen über Satelliten in jeder Sichtlinie rund um die Welt. Standort- und Zeitinformationen werden im Rahmen der Erfindung über das GPS-Netz (3) gewonnen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Datensammel- und -ausgabekarte (4) eine DAQ auf. Mit Hilfe der DAQ-Funktion kann sichergestellt werden, dass die von der Schiene (9) erhaltenen Daten verarbeitet und durch Konvertierung in ein für die Software-Interpretation geeignetes Format an die Bildgebungseinheit (7) ausgegeben werden.
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Das erfindungsgemäße System umfasst einen Geräuschpool (10), in dem die Störgeräusche, die sich aus der Interaktion zwischen dem Schienenfahrzeug und den Schienen (9) ergeben können, vordefiniert und gespeichert sind. Der Geräuschpool (10) umfasst Geräuschäquivalente der strukturellen Störungen, die an den Schienen (9) auftreten können.
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Das System umfasst auch eine Software (5) zum Erkennen von Schienen (9) mit Störungen, sobald eine Übereinstimmung vorliegt, indem die von der Datensammel- und -ausgabekarte gesammelten Geräuschdaten mit Geräuschen im Geräuschpool (10) verglichen werden, und zum Erstellen der Schienenwegzustandskarte (6), die anzeigt, ob eine Störung an den Schienen (9) vorliegt oder nicht, indem die von der Datensammel- und -ausgabekarte (4) gesammelten Orts- und Zeitdaten und die Vergleichsergebnisse visualisiert werden, wobei die Software (5) einen Vergleich mit den Daten im Geräuschpool (10) auf der Grundlage der gesammelten Daten durchführt, und es handelt sich um einen Algorithmus mit künstlicher Intelligenz, der eine Interpretation in Bezug auf die Art und Intensität der Störung durchführen kann, da erkannt wird, welche Art von Geräusch im Falle welcher Störung abgeben wird (Frequenz, dbA, etc.) und wird in den Geräuschpool aufgenommen (10).
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Der wichtigste Punkt der vorliegenden Erfindung, der neu ist und die vorliegende Erfindung vom Stand der Technik unterscheidet, ist die Verschmelzung der Geräuschwerte und der Ortsinformationen unter Verwendung der Geräuschidentifikationstechnologie, die dem Stand der Technik entspricht, und die Darstellung einer aktualisierten Schienenwegzustandskarte (6) des gesamten Streckenzustands für den Endanwender. So kann der Anwender den Zustand aller Schienen (9) entlang der Strecke beobachten und entsprechende Vorkehrungen treffen. Wenn das Schienenfahrzeug (8) selbst diese Schiene (9) befährt, werden die Daten von der Software (5) entsprechend aktualisiert.
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Das erfindungsgemäße System umfasst eine Bildgebungseinheit (7) zur Übertragung der Schienenwegekarte (6) an den Anwender. Wie in zu sehen ist, ist die Bildgebungseinheit (7) mit der Datensammel- und -ausgabekarte (4) verbunden. Sie steuert die darauf befindliche Software (5) und speichert den Geräuschpool (10) in ihrem Speicher.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Bildgebungseinheit (7) ein Mobiltelefon, ein Computer oder ein PLC (Programmable Logic Controller) - HMI (Human Machine Interface) Paar sein.
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Wie zu sehen ist, kann die vorliegende Erfindung, die leicht auf dem Schienenfahrzeug (8) montiert werden kann, mit einem bedeutenden Montageverfahren wie Schweißen oder dergleichen arbeiten, ohne in die Struktur des Schienenfahrzeugs (8) einzugreifen, und ist auch vorteilhaft in Bezug auf seine Anwendbarkeit. Der Zustand der Schiene (9) und der Straße kann mit Hilfe der vorliegenden Erfindung regelmäßig überwacht werden, ohne dass ein weiteres Wartungsfahrzeug erforderlich ist, das bereits regelmäßig auf der Strecke eingesetzt wird.
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Das System zur Unfallverhütung in Schienensystemen, das es ermöglicht, den Anwender darüber zu informieren, ob eine Störung vorliegt oder nicht, indem der Zustand der Schiene (9), auf der sich die Schienenfahrzeuge (8) im Schienenverkehr bewegen, überprüft wird, und um dadurch einen möglichen Unfall zu verhindern, umfasst die folgenden Verfahrensschritte:;
- - Sammeln von Geräuschen, die sich aus der Interaktion zwischen den Schienenfahrzeugen und den Schienen (9) während der Bewegung ergeben, mit Hilfe des Geräuschsensors (1),
- - Übertragen der erfassten Geräusche an die Datenausgabekarte (2) im Schienenfahrzeug (8),
- - Übertragen an die Datensammel- und -ausgabekarte (4) durch Hinzufügen der Zeit- und Ortsdaten zu den Geräuschdaten in der Datenausgabekarte (2) mittels des GPS-Netzes (3),
- - Übertragen der Geräusch-, Zeit- und Ortsinformationen in der Datensammel- und -ausgabekarte (4) an die Bildgebungseinheit (7),
- - Erkennen von Schienen (9) mit Störungen im Falle einer Übereinstimmung mittels Vergleichen der gesammelten Geräuschdaten mit den Daten im Geräuschpool (10), in dem die Störgeräusche, die aus der Interaktion zwischen dem Schienenfahrzeug und den Schienen (9) resultieren können, vordefiniert und gespeichert sind, mittels der Software (5), die die Bildgebungseinheit (7) betreibt,
- - Bilden der Schienenwegzustandskarte (6), die anzeigt, ob es eine Störung an den Schienen (9) gibt, durch Visualisieren der Orts- und Zeitdaten, die von der Datensammel- und -ausgabekarte (4) gesammelt wurden, und der Vergleichsergebnisse mittels der Software (5),
- - Darstellen der Schienenwegzustandskarte (6) für den Anwender mittels der Bildgebungseinheit (7).
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In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Geräuschdaten in der Datensammel- und -ausgabekarte (4) mittels der globalen seriellen Daten an die Bildgebungseinheit (7) übertragen.
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Mit Hilfe der vorliegenden Erfindung kann die Schienenwegzustandskarte (6) dem Anwender mit Hilfe der Software, die eine Interpretation durchführen kann, und des GPS-Netzes (3), das die Orts- und Zeitinformationen liefert, farbig dargestellt werden. So werden beispielsweise in der Regel Schienen (9) ohne Störung in grüner Farbe, Schienen (9) mit leichten Störungen in gelber Farbe und Schienen (9) mit Störungen in roter Farbe dargestellt.
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Die wichtigsten Störfälle, die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Systems und Verfahrens erkannt werden sollen, bevor sie einen Unfall verursachen, sind: lockere Verbindungen in den Schienen, Rutschen auf der Strecke, loser Boden, beschädigte Schweißnähte, raue Schienen, gewellte Schienen, Schienenstörungen an Dichtungen. Der wichtigste Fall, der durch diese Störung verursacht werden kann und durch die vorliegende Erfindung verhindert werden soll, ist die Entgleisung.
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Auf diese Weise werden ein System und ein Verfahren zur Unfallverhütung in auf künstlicher Intelligenz basierenden Schienensystemen geschaffen, die es ermöglichen, zu prüfen, ob eine Störung vorliegt oder nicht, indem eine Klassifizierung auf der Grundlage der Änderung der regelmäßigen Geräuschwerte durchgeführt wird, die bei der Projektgeschwindigkeit der Schienen (9) auftreten, sobald sie auf dem Schienenfahrzeug (8) positioniert sind, und auch um den Anwender über das Klassifizierungsergebnis zusammen mit den vom GPS-Netz (3) empfangenen Orts- und Zeitinformationen als Schienenwegzustandskarte (6) zu informieren.
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ABKÜRZUNGEN
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- GPS:
- Globales Positionsbestimmungssystem
- PLC:
- Speicherprogrammierbare Steuerung
- HMI:
- Mensch-Maschine-Schnittstelle
- DAQ:
- Datenerfassung-
- dbA:
- Eine Geräuschbewertungseinheit, bei der mittlere und hohe Frequenzen besonders betont werden, für welche das menschliche Ohr am empfindlichsten ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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