EP3838708B1 - System und verfahren zur erkennung einer fehlfunktion eines spenders von verbrauchsmaterial für schienenfahrzeuge, und verfahren zur signalisierung einer solchen fehlfunktion - Google Patents

System und verfahren zur erkennung einer fehlfunktion eines spenders von verbrauchsmaterial für schienenfahrzeuge, und verfahren zur signalisierung einer solchen fehlfunktion Download PDF

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EP3838708B1
EP3838708B1 EP20209842.2A EP20209842A EP3838708B1 EP 3838708 B1 EP3838708 B1 EP 3838708B1 EP 20209842 A EP20209842 A EP 20209842A EP 3838708 B1 EP3838708 B1 EP 3838708B1
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EP
European Patent Office
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consumable
level
tank
malfunction
dispenser
Prior art date
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EP20209842.2A
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English (en)
French (fr)
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EP3838708A1 (de
Inventor
Fabrice HICKENBICK
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SNCF Voyageurs SA
Original Assignee
SNCF Voyageurs SA
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Publication date
Application filed by SNCF Voyageurs SA filed Critical SNCF Voyageurs SA
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61CLOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C15/00Maintaining or augmenting the starting or braking power by auxiliary devices and measures; Preventing wheel slippage; Controlling distribution of tractive effort between driving wheels
    • B61C15/08Preventing wheel slippage
    • B61C15/10Preventing wheel slippage by depositing sand or like friction increasing materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61KAUXILIARY EQUIPMENT SPECIALLY ADAPTED FOR RAILWAYS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61K3/00Wetting or lubricating rails or wheel flanges
    • B61K3/02Apparatus therefor combined with vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0081On-board diagnosis or maintenance
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L2205/00Communication or navigation systems for railway traffic
    • B61L2205/04Satellite based navigation systems, e.g. global positioning system [GPS]

Definitions

  • the invention falls within the field of distribution of consumables during the circulation of railway rolling stock.
  • the invention relates more particularly to the field of distribution of consumables at the interface between the wheels of railway rolling stock and the rails of the railway track.
  • Each wheel 1 of railway equipment comprises a tread 2 in contact with the upper surface 5 of the rail 4, and a flange 3 which ensures the guidance of the wheel 1 by bearing against a side face 6 of the rail 4.
  • railway rolling stock comprises at least one grease distributor - called a flange lubricator - which continuously distributes a fatty substance between the wheels 1 of the equipment and the rails 4.
  • the distribution of grease thus makes it possible to generate a layer of fatty substance between the wheel flange 3 and the rail 4, which makes it possible to reduce the friction between said flange 3 and the rail 4, and to avoid premature wear of the wheels 1, or even derailment of the rolling stock.
  • the rolling stock also includes at least one sand distributor - called a sand pit - which punctually distributes sand between the tread 2 of the wheels 1 of the rolling stock and the rails 4, to increase the friction between the wheels 1 and the rail 4 in the event of external conditions unfavorable to the grip of the wheels 1, and in particular in the event of a storm.
  • a sand pit - which punctually distributes sand between the tread 2 of the wheels 1 of the rolling stock and the rails 4, to increase the friction between the wheels 1 and the rail 4 in the event of external conditions unfavorable to the grip of the wheels 1, and in particular in the event of a storm.
  • the level of these consumables in the tanks of the respective distributors is controlled between two maintenance operations scheduled in advance.
  • the invention therefore aims at a system for detecting any malfunction of a consumable dispenser making it possible to optimize the frequency of maintenance operations and to limit the impact of this malfunction on the circulation of railway rolling stock.
  • the invention finally aims at rolling railway equipment comprising at least one consumable dispenser and at least one detection system as described above capable of implementing the detection method as described above.
  • figure 2 essentially represents an embodiment of the object of the invention but that there may be other embodiments which meet the definition of the invention.
  • the invention can be applied to all types of rolling railway vehicles equipped with at least one consumable distributor designed to distribute said consumable between the wheels 1 of the railway vehicle.
  • the implementation of the invention will be presented through a grease distributor at the flange 3 of wheels 1 of the railway equipment.
  • the consumable of this distributor being grease, it will hereinafter be called “greaser”.
  • the implementation of the invention will also be presented through a sand distributor between the rails 4 and the tread 2 of the wheels 1 of the railway rolling stock.
  • the consumable for this dispenser being sand, it will hereinafter be called “sand pit”.
  • the train includes several lubricators and several sand chambers making it possible to distribute grease and sand respectively at the level of the wheels 1 of the train.
  • the lubricator includes a grease reservoir and a distribution device controlled by a control system on board the train.
  • This distribution device of known type, is configured to continuously distribute grease at the level of the flange 3 of the wheel(s) considered 1.
  • the distribution instruction implemented by the train control system generates a continuous distribution of grease, according to a theoretical flow rate determined and recorded in a database of said control system.
  • the sand pit includes a sand tank and a distribution device controlled by the on-board control system on board the train.
  • This distribution device of known type, is configured to punctually distribute sand between the tread 2 of the wheels 1 and the rails 4 of the railway track.
  • the distribution instruction implemented by the train control system generates a punctual distribution of sand, each punctual command of distribution sent by the control system distributing a theoretical calibrated dose of sand.
  • the train comprises a system for detecting at least one malfunction of the consumable distributor considered, that is to say at least one of the lubricators and/or at least one of the sand chambers of the train .
  • the detection system firstly comprises processing and control means connected to the different elements of the detection system, as well as to the distribution devices of the different distributors of the train.
  • processing and control means are included in the train control system.
  • the detection system further comprises a plurality of level sensors connected to the processing and control means, each sensor being installed in the tank of the dispenser considered. Such a level sensor makes it possible to determine the filling level of the consumable in the tank in question.
  • the processing and control means can thus receive the data transmitted by the level sensors. In the remainder of the description, this data coming from the level sensors will be called “sensor data”.
  • the detection system further comprises geolocation means connected to the processing and control means, which geolocation means are for example a satellite positioning system of the GPS type.
  • the detection system comprises wireless communication means connected to the processing and control means, making it possible to communicate with a terminal installed on the ground also equipped with wireless communication means.
  • These means of wireless communication are commonly called means of edge-to-ground communication, and are implemented for example by combining cellular networks (in particular 3G and 4G protocols) and wireless communication protocols of the Wi-Fi type.
  • the processing and control means of the detection system determine the theoretical quantity of consumable distributed at a given time, from the consumable distribution instruction implemented by the train control system.
  • this first step E1 differs depending on whether the distributor is a lubricator or a sand pit.
  • the processing and control means determine the theoretical quantity of sand distributed by the distributor considered after each one-off order sent to said distributor. Thus, after n distribution commands, the processing and control means determine that the theoretical quantity distributed is n times the theoretical calibrated dose distributed after a single distribution command.
  • the processing and control means When the distributor is a lubricator, the distribution of grease being continuous, the processing and control means periodically determine the theoretical quantity distributed, according to a period which depends on the type of lubricator and the speed of the train. When determining the theoretical quantity distributed at a given instant, the processing and control means determine the distance traveled by the train at this given instant via the geolocation means, by comparing the position of the train at this instant and the position of the train just before its departure. The theoretical quantity distributed at this given instant is then deduced by the processing and control means by correlating the theoretical grease distribution flow and the distance traveled by the train at this instant.
  • the processing means recover from the level sensor considered the sensor data indicating the actual level of consumable in the tank of the dispenser considered.
  • the processing and control means calculate, for each distributor of the train, the difference between the actual level determined in the third step and the theoretical level of the tank considered. If the absolute value of this difference is less than a threshold determined and recorded in the memory space of the processing and control means, then the distributor considered is judged to be functional.
  • the malfunction data generated by the processing means is associated with the distributor considered. In this way, each defective distributor is assigned by the control processing means malfunction data indicating the type of malfunction determined.
  • the detection method of the invention comprises two additional steps E6, E7.
  • the processing and control means determine, via the geolocation means, the position of the train at the instant when a malfunction of at least one distributor is detected by the system of the invention.
  • the processing and control means then generate so-called location data, identifying the train and specifying in particular the position of said train and the type of malfunction detected.
  • the processing and control means send, via the wireless communication means, one or more location data to one of the terminals equipped with its wireless communication means and installed at the edge of the track.
  • This terminal is then able to retransmit the location data to a maintenance center, generally the nearest and/or best equipped center to deal with the malfunction(s) detected, and if necessary to request a maintenance operation for the train considered.
  • the system and method of the invention therefore make it possible to quickly detect any malfunction of the consumable dispensers installed in a moving train, in particular the tube lubricators or sand pits.
  • the frequency of maintenance operations is then optimized to just what is necessary, the impact of malfunctions on the circulation of railway rolling stock is limited, because a maintenance operation can be quickly triggered after any detection of such a malfunction.

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Claims (9)

  1. System zur Erkennung einer Funktionsstörung eines Verbrauchsmaterialspenders für ein rollendes Eisenbahnmaterial, wobei der Spender mindestens einen Behälter und mindestens eine Ausgabevorrichtung enthält, die vorgesehen ist, das Verbrauchsmaterial im Bereich mindestens eines Rads (1) des Eisenbahnmaterials gemäß mindestens einer bestimmten Ausgabeanweisung auszugeben, wobei der Spender in einem betriebsfähigen Zustand ist, wenn mindestens der Verbrauchsmaterial-Füllstand in seinem Behälter höher ist als ein bestimmter Grenzfüllstand, dadurch gekennzeichnet, dass das System mindestens einen Sensor des Füllstands des Verbrauchsmaterials im Behälter des Spenders und Verarbeitungs- und Steuereinrichtungen enthält, die mit dem Füllstandssensor und mit der Ausgabevorrichtung verbunden und konfiguriert sind, um:
    • eine zu einem gegebenen Zeitpunkt ausgehend von der Verbrauchsmaterial-Ausgabeanweisung ausgegebene theoretische Menge von Verbrauchsmaterial zu bestimmen;
    • einen theoretischen Verbrauchsmaterial-Füllstand im Behälter des Spenders ausgehend von der ausgegebenen theoretischen Menge zu bestimmen;
    • einen realen Verbrauchsmaterial-Füllstand im Behälter zu bestimmen;
    • eine Differenz zwischen dem realen Füllstand und dem theoretischen Füllstand des Behälters zu bestimmen, und
    • wenn der Absolutwert dieser Differenz höher ist als eine bestimmte Schwelle, einen Funktionsstörungsdatenwert des Spenders zu erzeugen.
  2. Erkennungssystem nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es Geolokalisierungseinrichtungen, die mit den Verarbeitungs- und Steuereinrichtungen verbunden und dazu bestimmt sind, das rollende Eisenbahnmaterial zu geolokalisieren, und drahtlose Kommunikationseinrichtungen enthält, die mit den Verarbeitungs- und Steuereinrichtungen verbunden und dazu bestimmt sind, mindestens den Funktionsstörungsdatenwert zu senden.
  3. Verfahren zur Erkennung der Funktionsstörung eines Verbrauchsmaterialspenders für ein in Bewegung befindliches rollendes Eisenbahnmaterial, das mit mindestens einem Erkennungssystem nach Anspruch 1 oder 2 ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass es die aufeinanderfolgenden Schritte enthält:
    • Bestimmung (E1) der zu einem gegebenen Zeitpunkt ausgehend von der Verbrauchsmaterial-Ausgabeanweisung ausgegebene theoretischen Menge von Verbrauchsmaterial;
    • Bestimmung (E2) des theoretischen Verbrauchsmaterial-Füllstands im Behälter des Spenders ausgehend von der ausgegebenen theoretischen Menge;
    • Bestimmung (E3) des realen Verbrauchsmaterial-Füllstands im Behälter;
    • Bestimmung (E4) der Differenz zwischen dem realen Füllstand und dem theoretischen Füllstand des Behälters;
    • wenn der Absolutwert dieser Differenz höher ist als eine bestimmte Schwelle, Erzeugung (E5) eines Funktionsstörungsdatenwerts des Spenders.
  4. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsstörungsdatenwert anzeigt, dass die Ausgabevorrichtung verstopft ist, wenn der reale Füllstand des Behälters höher ist als der theoretische Füllstand, und dass der Funktionsstörungsdatenwert anzeigt, dass der Verbrauchsmaterialbehälter undicht ist, wenn der reale Füllstand des Behälters niedriger ist als der theoretische Füllstand.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsstörungsdatenwert anzeigt, dass der Behälter leer ist, wenn der reale Füllstand des Behälters niedriger ist als ein bestimmter Grenzfüllstand.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es nach der Erkennung einer Funktionsstörung des Spenders im Schritt (E5) die aufeinanderfolgenden zusätzlichen Schritte enthält:
    • Erzeugung (E6) eines Lokalisierungsdatenwerts, der den Typ der Funktionsstörung und die Position des rollenden Eisenbahnmaterials zum von Geolokalisierungseinrichtungen bestimmten Zeitpunkt präzisiert, die im Erkennungssystem enthalten und mit den Verarbeitungs- und Steuereinrichtungen verbunden sind;
    • Senden (E7) des Lokalisierungsdatenwerts durch drahtlose sogenannte Bord-Boden-Kommunikationseinrichtungen, die in das Erkennungssystem eingebaut und mit den Steuer- und Verarbeitungseinrichtungen verbunden sind, an mindestens am Boden installierte drahtlose Übertragungs- und Empfangseinrichtungen.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die theoretische Menge von zum gegebenen Zeitpunkt ausgegebenem Verbrauchsmaterial im Schritt i (E1) abhängig von der Anzahl von punktuellen Steuerungen der Ausgabe von Verbrauchsmaterial bestimmt wird, die zum gegebenen Zeitpunkt stattgefunden haben.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgabeanweisung eine kontinuierliche Ausgabe von Verbrauchsmaterial erzeugt, und dass die zum gegebenen Zeitpunkt ausgegebene theoretische Menge im Schritt i (E1) abhängig von der zu diesem Zeitpunkt vom rollenden Eisenbahnmaterial zurückgelegten Entfernung bestimmt wird, wobei die zurückgelegte Entfernung mit Hilfe von Geolokalisierungseinrichtungen bestimmt wird, die im Erkennungssystem enthalten und mit den Verarbeitungs- und Steuereinrichtungen verbunden sind.
  9. Rollendes Eisenbahnmaterial, das mindestens einen Verbrauchsmaterialspender und mindestens ein Erkennungssystem nach Anspruch 1 oder 2 enthält, das fähig ist, das Erkennungsverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8 durchzuführen.
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