EP3938265A1 - Method for determining a track occupancy, and axle counting device - Google Patents
Method for determining a track occupancy, and axle counting deviceInfo
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- EP3938265A1 EP3938265A1 EP20724747.9A EP20724747A EP3938265A1 EP 3938265 A1 EP3938265 A1 EP 3938265A1 EP 20724747 A EP20724747 A EP 20724747A EP 3938265 A1 EP3938265 A1 EP 3938265A1
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- EP
- European Patent Office
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- subsystem
- wheel
- influencing
- track section
- processor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
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- B61L1/16—Devices for counting axles; Devices for counting vehicles
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- B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
- B61L27/30—Trackside multiple control systems, e.g. switch-over between different systems
Definitions
- the invention relates to a method for the computer-aided determination of the occupancy status of a track section with the steps that
- Occupancy status is output.
- the invention also relates to an axle counting device for detecting wheel influences on a track section
- the invention also relates to a computer program product with program instructions for performing the above-mentioned method and a provision device for the
- Computer program product the provision device storing and / or providing the computer program product.
- Track section indicates whether the said track section is currently being used by a train.
- an occupancy report is sent to a control center, for example, whereby a track section may never be used by two trains at the same time. Only when the train in question has left the said track section again is the track section reported free so that another train can enter this track section.
- Axle counters monitored. These have sensors that a
- each track section has a reliability of the procedure.
- there are special features to consider for each track section for example if the sensors are in curves or areas of points.
- track sections that are preferred by certain trains for example branch lines that are only used by freight trains, or high-speed lines that are primarily used by
- the object of the invention is therefore to provide a method for the computer-aided determination of an occupancy state of a track section, which is inexpensive
- Modify and the like, preferably to actions and / or processes and / or processing steps that change and / or generate data and / or convert the data into other data, the data in particular being represented or being able to be present as physical quantities, for example as electric impulse.
- computer is to be interpreted broadly to include all electronic devices
- Computers can thus, for example, be personal computers, servers,
- Handheld computer systems Handheld computer systems, Pocket PC devices, cellular devices and other communication devices that use computerized data
- processors and other electronic devices for data processing can process, processors and other electronic devices for data processing, which can preferably also be connected to a network.
- “computer-aided” can be understood to mean, for example, an implementation of the method in which one or more computers executes or executes at least one method step of the method.
- a “processor” can be understood to mean, for example, a machine or an electronic circuit.
- a processor can in particular be a main processor (Central Processing Unit, CPU), a microprocessor or a microcontroller, for example an application-specific integrated circuit or a digital signal processor, possibly in combination with a memory unit for storing program commands, etc. .
- a processor can, for example, also be an IC (integrated circuit), in particular an FPGA (Field Programmable Gate Array) or an ASIC (Application-Specific Integrated Circuit), or a DSP
- a processor can also be understood to be a virtualized processor or a soft CPU.
- it can also be a programmable processor that is equipped with a configuration for carrying out the aforementioned method according to the invention.
- a “memory unit” can be understood to mean, for example, a computer-readable memory in the form of a random access memory (RAM) or a hard disk.
- Reinforcing learning is to be understood as the mode of operation of a processor, which aims to optimize the process carried out by the processor
- the automatic optimization results in only low costs.
- a change in operation for example the start of long-distance traffic on a route that was previously mainly used for local traffic (or the other way around), can be responded to. If the optimization goal changes during operation, the method can then be automatically adapted to the new task.
- the method remains reliable even under changing operating conditions, as it always adapts to the current requirements.
- the reinforcement learning can be implemented both in terms of software and hardware.
- reinforcement learning takes place through an algorithm implemented in the program.
- Another possibility is to implement the process of reinforcement learning in terms of hardware.
- the algorithm uses a neural network for reinforcement learning.
- Neural networks consist of a circuit that generates output variables depending on the input variables and depending on the circuit implemented.
- the circuit is set up in such a way that a modification of the input variables also leads to a modification of the output variables, the parameters to be taken into account being implemented in hardware.
- the at least one algorithm carries out threshold value recognition and / or time filtering and / or consideration of a hysteresis between recognition of the beginning of the wheel and the end of the wheel.
- axle counters The parameters that can be modified by axle counters are, for example, a so-called switch-on threshold and a switch-off threshold for wheel detection.
- a so-called switch-on threshold and a switch-off threshold for wheel detection there is a threshold for the measured value determined by the sensor, above which the passing of a wheel on the axle counter is assumed. If the switch-off threshold is then fallen below again, this is interpreted in such a way that the wheel has completely passed the axle counter.
- a further parameter can be introduced by time filtering, whereby empirical values are included here as to how long (depending on the speed) a wheel needs to pass an axle counter. Is a hysteresis between
- the switch-off threshold may be higher than the
- the method steps are carried out in parallel in a first subsystem and in a second subsystem.
- first subsystem and the second subsystem both the first subsystem and the second subsystem
- the evaluation device determines the actual occupancy status by evaluating the data from sensor devices, in particular axle counters, on the track section or from external data, in particular timetable data.
- the sensor devices that have already been in operation for a longer period of time are advantageously particularly suitable so that the data determined by these sensors (preferably also axle counters) can be used for comparison.
- Schedule data can also be used if the schedule can be reliably mapped, since the result of the eight-counter can be compared with the model of the train provided in the schedule.
- the evaluation device displays the actual occupancy state or information regarding the correspondence of the actual occupancy state with the influencing state output the neural networks of the first subsystem and the second subsystem report back.
- Influence status was determined, or a variable that the degree of agreement of the occupied status with the
- the influencing state allows, the parameters can be adjusted in the self-learning system if this is necessary. This triggers an iterative procedure which advantageously contributes to the optimization of the parameters.
- the parameters can thereby advantageously be modified in a targeted manner (and not randomly), as a result of which the optimization can advantageously be completed much more quickly.
- the reinforcement learning provides greater security against misinterpretations when determining the
- a temperature influence is eliminated in a processing step of the raw data, with compensated data being generated for the evaluation.
- compensated data is generated for the evaluation.
- a test cycle is carried out at time intervals with a set of input variables for which the result of the determination of the influencing state can be predicted, and that the determined influencing state is compared with an expected, predictable influencing state.
- a test cycle which can be carried out at regular time intervals, for example, advantageously increases the reliability of the method. This is achieved by having a
- Parameter drift which leads to a distance from the optimum, can be recognized if this already leads to incorrect results. This is because the result for the parameters of the test cycle is reliably known and is only not achieved if the self-learning system turns in the wrong direction over a longer period of time, i.e. H. away from finding the optimum.
- the stated object is also achieved according to the invention in that the processor is used to recognize
- a neural network advantageously offers a hardware-technical and thus highly reliable environment in order to provide the parameters for the above method. Reinforcement learning can take place here in order to find an optimum for the parameters. It is also possible to use reinforcement learning Prepare to be carried out before installing the axle counter according to the invention on site. The operating conditions for the axle counter must be determined beforehand.
- a standardized parameter set for performing the algorithm is stored in the processor.
- a computer program product is also included
- provision device for storing and / or providing the computer program product.
- the provision device is, for example, a
- Data carrier that stores and / or provides the computer program product.
- Alternatively and / or additionally is the
- Provisioning device for example a network service, a computer system, a server system, in particular a distributed computer system, a cloud-based computer system and / or virtual computer system, which stores and / or provides the computer program product, preferably in the form of a data stream.
- This provision takes place, for example, as a download in the form of a program data block and / or command data block,
- a file in particular as a download file, or as a data stream, in particular as a download data stream, des
- Peer-to-Peer network is downloaded or provided as a data stream.
- a computer program product is read into a system, for example using the supply device in the form of the data carrier, and executes the program commands so that the method according to the invention is executed on a computer or the
- Figure 1 is a schematic flow chart for a
- FIG. 2 schematically shows an embodiment for the
- FIG. 1 shows a method step 1 VS1, which consists in that the sensor SEN1, SEN2, which receives a wheel pulse IPR from the wheels of a train ZUG traveling on the track section GA
- the sensor SEN1, SEN2 converts this wheel pulse IPR into a reference voltage RSP.
- a method step 2 VS2 can also be seen in FIG. 1, which consists in reading the rectified voltage RSP as raw data RDT into a processor PRC via an analog-digital converter ADU.
- a method step 3 VS3 can be seen in FIG. 1, which consists in that a temperature influence is eliminated by a processing step of the raw data RDT, with compensated data KDT being generated, which in the later course of the method for the evaluation of an influencing state 1 and 2 BZ1 , BZ1 are relevant.
- FIG. 1 also shows a method step 4 VS4, which consists in that the processor PRC can have an algorithm which, after checking the raw data RDT, carries out an evaluation determines whether there is a wheel influence or not.
- the processor PRC can have an algorithm which, after checking the raw data RDT, carries out an evaluation determines whether there is a wheel influence or not.
- Axle counting result The process of reinforcement learning can be carried out, for example, by a neural network not shown in detail.
- the results of the influencing states 1 and 2 BZ1, BZ2 can be transmitted to the evaluation device AWE via an output OUT.
- the occupancy status of the track section GA can thus be determined on the basis of the evaluation generated by the evaluation device.
- the evaluation device AWE is integrated in an axle counting computer AZR.
- the axle counting computer AZR is made available by the infrastructure of an interlocking. He can work in a network of computers and take into account other inputs described below.
- Figure 1 shows that the evaluation device AWE the influencing state 3, 4, and thus the actual
- Occupancy status of the track section GA can be determined from external data, in particular schedule data FPD, since the result of the occupancy status BZ1, BZ2 can be compared with the pattern of the train provided in the schedule FP.
- the further influencing states 3 and 4 BZ3, BZ4 can be taken into account by the evaluation device AWE via the outputs OUT, with these further influencing states being determined by further axle counters (not shown).
- These axle counters can be provided at the other end of the track section, for example, since track sections need axle counters both at the beginning and at the end in order to generate and check vacancy reports and occupancy reports.
- FIG. 2 it can be seen that the electrical impulse generated by the train ZUG from the track section GA due to the physical influence of the wheel is converted into a directional voltage by sensors SEN RSP can be converted.
- the sensors SEN are designed as part of an axle counting device AZE, which are connected to the axle counting computer AZR via an interface 3.
- the directional voltage RSP is transmitted from the
- the raw data RDT are sent from the analog-digital converter ADU to the processor PRC via the interface S2.
- the interface S3 is used to transmit this data for the detection of
- Wheel influences / influencing states, i.e. the
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Abstract
The invention relates to a method for computer-aided determination of the occupancy state of a track section (GA), wherein the physical wheel influence of the train (ZUG) travelling along the track section (GA) is converted into a rectified voltage, the rectified voltage is read in the form of raw data into a processor (PRC) via an analogue-to-digital converter (ADU), and an assessment takes place with the aid of at least one algorithm in order to examine whether or not a wheel influence is present, on which basis an influencing state is derived. The influencing state is output in order to determine the occupancy state. The algorithm uses consolidating learning to optimise the parameters taken into consideration for the identification to identify wheel influences within the scope of the assessment. The invention also relates to an axle counting device (AZE) for identifying wheel influences on a track section (GA), and to a computer program product.
Description
Beschreibung description
Verfahren zum Bestimmen einer Gleisbelegung sowie Method for determining a track occupancy and
Achszähleinrichtung Axle counting device
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum rechnergestützten Bestimmen des Belegungszustandes eines Gleisabschnitts mit den Schritten, dass The invention relates to a method for the computer-aided determination of the occupancy status of a track section with the steps that
• der physikalische Radeinfluss von den Gleisabschnitt • the physical influence of the wheel from the track section
befahrenden Zügen in eine Richtspannung gewandelt wird, passing trains is converted into a reference voltage,
• die Richtspannung über einen Analog-Digital-Wandler als Rohdaten in einen Prozessor eingelesen wird, • the rectified voltage is read into a processor as raw data via an analog-digital converter,
• mit Hilfe mindestens eines Algorithmus eine Bewertung • an evaluation using at least one algorithm
stattfindet, zur Prüfung, ob ein Radeinfluss vorliegt oder nicht, und daraus ein Beeinflussungszustand abgeleitet wird, takes place, to check whether there is a wheel influence or not, and from this an influence state is derived,
• der Beeinflussungszustand zum Bestimmen des • the influencing state for determining the
Belegungszustandes ausgegeben wird. Occupancy status is output.
Außerdem betrifft die Erfindung eine Achszähleinrichtung zur Erkennung von Radeinflüssen auf einen Gleisabschnitt mit The invention also relates to an axle counting device for detecting wheel influences on a track section
• einem Sensor, mit dem der physikalische Radeinfluss von den Gleisabschnitt befahrenden Zügen in eine Richtspannung wandelbar ist, • a sensor with which the physical influence of the wheel from the trains traveling on the track section can be converted into a reference voltage,
• einem Analog-Digital-Wandler, mit dem aus der Richtspannung Rohdaten erzeugbar sind, • an analog-digital converter with which raw data can be generated from the rectified voltage,
• einem Prozessor, mit dem die Rohdaten verarbeitbar und durch mindestens einen im Prozessor implementierten Algorithmus hinsichtlich eines Belegungszustandes bewertbar sind, • a processor with which the raw data can be processed and evaluated with regard to an occupancy status using at least one algorithm implemented in the processor,
• einer Schnittstelle S3 zur Ausgabe eine Belegungszustandes • an interface S3 for outputting an occupancy status
Weiter betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung des oben genannten Verfahrens und eine Bereitstellungsvorrichtung für das The invention also relates to a computer program product with program instructions for performing the above-mentioned method and a provision device for the
Computerprogrammprodukt, wobei die Bereitstellungsvorrichtung das Computerprogrammprodukt speichert und/oder bereitstellt . Computer program product, the provision device storing and / or providing the computer program product.
Verfahren zum rechnergestützten Bestimmen des Belegungszustandes von Gleisabschnitten sind bekannt. Üblicherweise wird die
Bestimmung mit Hilfe von Achszählern durchgeführt, welche ebenfalls bekannt sind. Der Belegungszustand eines Methods for the computer-aided determination of the occupancy status of track sections are known. Usually the Determination carried out with the help of axle counters, which are also known. The occupancy status of a
Gleisabschnittes gibt an, ob der besagte Gleisabschnitt gerade von einem Zug befahren wird. In diesem Fall erfolgt eine Belegtmeldung beispielsweise an eine Leitzentrale, wobei ein Gleisabschnitt nie durch zwei Züge gleichzeitig befahren werden darf. Erst wenn der betreffende Zug den besagten Gleisabschnitt wieder verlassen hat, erfolgt eine Freimeldung des Gleisabschnitts, so dass ein anderer Zug in diesen Gleisabschnitt einfahren darf. Track section indicates whether the said track section is currently being used by a train. In this case, an occupancy report is sent to a control center, for example, whereby a track section may never be used by two trains at the same time. Only when the train in question has left the said track section again is the track section reported free so that another train can enter this track section.
Normalerweise wird die Befahrung der Gleisabschnitte mit Usually driving on the track sections is included
Achszählern überwacht. Diese weisen Sensoren auf, die ein Axle counters monitored. These have sensors that a
Sensorsignal senden, dass ein den Sensor passierendes Rad anzeigt. Auf diese Weise können die Achsen eines einfahrenden Zuges gezählt werden, wodurch der Zug erkannt wird. Wenn dasselbe Sensormuster beim Ausfahren des Zuges aus dem Gleisabschnitt wiedererkannt wird, so bedeutet dies, dass der Zug vollständig aus dem betreffenden Gleisabschnitt ausgefahren ist. Send sensor signal that a wheel that passes the sensor indicates. In this way, the axles of an arriving train can be counted, whereby the train is recognized. If the same sensor pattern is recognized when the train leaves the track section, this means that the train has completely moved out of the relevant track section.
Die Zuverlässigkeit des Verfahrens hängt von verschiedenen Faktoren ab. Unter anderem gibt es für jeden Gleisabschnitt Besonderheiten zu beachten, beispielsweise, wenn die Sensoren in Kurven oder Weichenbereichen liegen. Auch gibt es Gleisabschnitte, die bevorzugt von bestimmten Zügen befahren werden, beispielsweise Nebenstrecken, die lediglich durch Güterzüge befahren werden, oder Hochgeschwindigkeitsstrecken, die vorrangig durch The reliability of the procedure depends on various factors. Among other things, there are special features to consider for each track section, for example if the sensors are in curves or areas of points. There are also track sections that are preferred by certain trains, for example branch lines that are only used by freight trains, or high-speed lines that are primarily used by
Hochgeschwindigkeitszüge befahren werden. Es besteht der Wunsch, dass Achszählverfahren unabhängig von individuellen Belangen der zu überwachenden Gleisabschnitt immer zuverlässig durchführen zu können . High-speed trains are used. There is a desire to be able to always reliably carry out axle counting processes regardless of the individual concerns of the track section to be monitored.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zum rechnergestützten Ermitteln eines Belegungszustandes eines Gleisabschnittes anzugeben, welches sich kostengünstig The object of the invention is therefore to provide a method for the computer-aided determination of an occupancy state of a track section, which is inexpensive
installieren lässt und dennoch möglichst zuverlässig unabhängig von individuellen Unterschieden auf allen Gleisabschnitten funktioniert. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, eine can be installed and still works as reliably as possible regardless of individual differences on all track sections. It is also an object of the invention to provide a
Achszähleinrichtung anzugeben, mit der sich ein solches Verfahren
zuverlässig und kostengünstig durchführen lässt. Zuletzt ist es Aufgabe der Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie eine Bereitstellung für ein solches Computerprogramm Produkt Specify axle counting device with which such a procedure can be carried out reliably and cost-effectively. Finally, it is the object of the invention to provide a computer program product and a provision for such a computer program product
anzugeben, welche die Durchführung des Verfahrens erlauben. indicate which allow the procedure to be carried out.
Sofern es in der nachfolgenden Beschreibung nicht anders angegeben ist, beziehen sich die Begriffe "erstellen", "berechnen", "rechnen", "feststellen", "generieren", "konfigurieren", Unless otherwise stated in the following description, the terms "create", "calculate", "calculate", "determine", "generate", "configure",
"modifizieren" und dergleichen, vorzugsweise auf Handlungen und/oder Prozesse und/oder Verarbeitungsschritte, die Daten verändern und/oder erzeugen und/oder die Daten in andere Daten überführen, wobei die Daten insbesondere als physikalische Größen dargestellt werden oder vorliegen können, beispielsweise als elektrische Impulse. Insbesondere ist der Ausdruck "Computer" breit auszulegen, um alle elektronischen Geräte mit "Modify" and the like, preferably to actions and / or processes and / or processing steps that change and / or generate data and / or convert the data into other data, the data in particular being represented or being able to be present as physical quantities, for example as electric impulse. In particular, the term "computer" is to be interpreted broadly to include all electronic devices
Datenverarbeitungseigenschaften abzudecken. Computer können somit beispielsweise Personal Computer, Server, To cover data processing properties. Computers can thus, for example, be personal computers, servers,
Handheld-Computer-Systeme, Pocket-PC-Geräte, Mobilfunkgeräte und andere Kommunikationsgeräte, die rechnergestützt Daten Handheld computer systems, Pocket PC devices, cellular devices and other communication devices that use computerized data
verarbeiten können, Prozessoren und andere elektronische Geräte zur Datenverarbeitung sein, die vorzugsweise auch zu einem Netzwerk zusammengeschlossen sein können. can process, processors and other electronic devices for data processing, which can preferably also be connected to a network.
Unter "rechnergestützt" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise eine Implementierung des Verfahrens verstanden werden, bei dem ein Computer oder mehrere Computer mindestens einen Verfahrensschritt des Verfahrens ausführt oder ausführen. In connection with the invention, “computer-aided” can be understood to mean, for example, an implementation of the method in which one or more computers executes or executes at least one method step of the method.
Unter einem "Prozessor" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise eine Maschine oder eine elektronische Schaltung verstanden werden. Bei einem Prozessor kann es sich insbesondere um einen Hauptprozessor (engl. Central Processing Unit, CPU), einen Mikroprozessor oder einen Mikrokontroller, beispielsweise eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung oder einen digitalen Signalprozessor, möglicherweise in Kombination mit einer Speichereinheit zum Speichern von Programmbefehlen, etc. handeln. Bei einem Prozessor kann es sich beispielsweise auch um einen IC (integrierter Schaltkreis, engl. Integrated Circuit),
insbesondere einen FPGA (engl. Field Programmable Gate Array) oder einen ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schaltung, engl. Application-Specific Integrated Circuit) , oder einen DSP In connection with the invention, a “processor” can be understood to mean, for example, a machine or an electronic circuit. A processor can in particular be a main processor (Central Processing Unit, CPU), a microprocessor or a microcontroller, for example an application-specific integrated circuit or a digital signal processor, possibly in combination with a memory unit for storing program commands, etc. . A processor can, for example, also be an IC (integrated circuit), in particular an FPGA (Field Programmable Gate Array) or an ASIC (Application-Specific Integrated Circuit), or a DSP
(Digitaler Signalprozessor, engl. Digital Signal Processor) handeln. Auch kann unter einem Prozessor ein virtualisierter Prozessor oder eine Soft-CPU verstanden werden. Es kann sich beispielsweise auch um einen programmierbaren Prozessor handeln, der mit einer Konfiguration zur Ausführung des genannten erfindungsgemäßen Verfahrens ausgerüstet ist. (Digital signal processor, English Digital Signal Processor) act. A processor can also be understood to be a virtualized processor or a soft CPU. For example, it can also be a programmable processor that is equipped with a configuration for carrying out the aforementioned method according to the invention.
Unter einer "Speichereinheit" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise ein computerlesbarer Speicher in Form eines Arbeitsspeichers (engl. Random-Access Memory, RAM) oder einer Festplatte verstanden werden. In connection with the invention, a “memory unit” can be understood to mean, for example, a computer-readable memory in the form of a random access memory (RAM) or a hard disk.
Die oben genannte Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Verfahren) erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass für die Erkennung von Radeinflüssen im Rahmen des Bewertens der Algorithmus ein verstärkendes Lernen zum Optimieren der für die Erkennung berücksichtigten Parameter einsetzt. The above-mentioned object is achieved according to the invention with the initially specified subject matter (method) in that reinforcing learning is used to optimize the parameters taken into account for the detection for the detection of wheel influences as part of the evaluation of the algorithm.
Unter einem „verstärkenden Lernen" ist die Arbeitsweise eines Prozessors zu verstehen, welche auf eine Optimierung des durch den Prozessor ausgeführten Prozesses zielt. Dabei wird das “Reinforcing learning” is to be understood as the mode of operation of a processor, which aims to optimize the process carried out by the processor
Arbeitsergebnis des Prozesses an einem bestimmten Erfolg gemessen, wobei die Modifikation von Parametern dazu führen kann, dass der Erfolg größer oder kleiner wird. Modifikationen von Parametern, die zu einem größeren Erfolg führen, werden weiterverfolgt, Modifikationen, die den Erfolg verkleinern, werden verworfen. Auf diese Weise erfolgt schrittweise eine Optimierung des Prozesses, wobei erfindungsgemäß die Aufgabe zu bewältigen ist, ein The result of the process is measured against a certain success, whereby the modification of parameters can lead to the success becoming larger or smaller. Modifications of parameters that lead to greater success are pursued, modifications that reduce the success are discarded. In this way an optimization of the process takes place step by step, whereby according to the invention the task has to be accomplished
Achszählverfahren zu optimieren. Vorteilhaft erfolgt diese Optimierung ohne genaue Kenntnis der individuellen To optimize the axle counting process. This optimization advantageously takes place without precise knowledge of the individual
Einsatzsituation des Achszählers. Vielmehr wird durch eine Modifikation der Parameter mit der Zeit eine Verbesserung erreicht, bis ein Optimum gefunden ist. Verstärkt wird somit beim Lernen der Erfolg bei der Durchführung des betreffenden Prozesses.
Die Anwendung des verstärkenden Lernens zur Optimierung des Verfahrens zur Achszählung hat den Vorteil, dass das Verfahren mit einer Grundeinstellung in unterschiedlichen Umgebungen Application situation of the axle counter. Rather, by modifying the parameters, an improvement is achieved over time until an optimum is found. The success in carrying out the relevant process is thus increased when learning. The use of reinforcement learning to optimize the method for counting axles has the advantage that the method with a basic setting in different environments
installiert werden kann, wobei eine Optimierung durch den Betrieb von allein erfolgt. Nach einer Neuinstallation eines solchen Verfahrens ist der Zugbetrieb zunächst immer einer stärkeren Überwachung unterworfen, sodass am Anfang Ungenauigkeiten noch ausgeglichen werden können. Die Optimierung während des Betriebs führt zu einer stetigen Verbesserung der Zuverlässigkeit des Verfahrens und damit auch der Zuverlässigkeit des Zugbetriebs. can be installed, with optimization by the operation itself. After a new installation of such a process, train operations are initially subject to ever more intensive monitoring, so that inaccuracies can still be compensated for at the beginning. The optimization during operation leads to a constant improvement in the reliability of the method and thus also the reliability of the train operation.
Durch die automatische Optimierung fallen dabei vorteilhaft nur geringe Kosten an. Außerdem kann auch eine Änderung des Betriebs, beispielsweise die Aufnahme eines Fernverkehrs auf einer Strecke, die vormals hauptsächlich für den Nahverkehr genutzt wurde (oder andersherum), reagiert werden. Kommt es während des Betriebs zu einer Änderung des Optimierungsziels, kann nachfolgend eine automatische Anpassung des Verfahrens an die neue Aufgabenstellung erfolgen. Vorteilhaft bleibt das Verfahren also auch unter wechselnden Betriebsbedingungen zuverlässig, indem sich dieses immer an die aktuellen Erfordernisse anpasst. The automatic optimization results in only low costs. In addition, a change in operation, for example the start of long-distance traffic on a route that was previously mainly used for local traffic (or the other way around), can be responded to. If the optimization goal changes during operation, the method can then be automatically adapted to the new task. Advantageously, the method remains reliable even under changing operating conditions, as it always adapts to the current requirements.
Das verstärkende Lernen kann sowohl softwaretechnisch als auch hardwaretechnisch umgesetzt sein. Softwaretechnisch erfolgt das verstärkende Lernen durch einen programmtechnisch implementierten Algorithmus. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Vorgang des verstärkenden Lernens hardwaretechnisch umzusetzen. Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist demzufolge vorgesehen, dass der Algorithmus für das verstärkende Lernen ein neuronales Netz nutzt . The reinforcement learning can be implemented both in terms of software and hardware. In terms of software, reinforcement learning takes place through an algorithm implemented in the program. Another possibility is to implement the process of reinforcement learning in terms of hardware. According to one embodiment of the invention, it is therefore provided that the algorithm uses a neural network for reinforcement learning.
Neuronale Netze bestehen aus einer Schaltung, welche abhängig von den Eingangsgrößen und abhängig von der realisierten Schaltung Ausgangsgrößen generiert. Die Schaltung ist so aufgebaut, dass eine Modifikation der Eingangsgrößen auch zu einer Modifikation der Ausgangsgrößen führt, wobei die hierbei zu berücksichtigenden Parameter hardwaretechnisch implementiert sind. Eine Modifikation dieser Parameter ist jedoch schaltungstechnisch möglich.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Algorithmus eine Schwellwerterkennung und/oder eine zeitliche Filterung und/oder die Berücksichtigung einer Hysterese zwischen Erkennung des Radanfangs und des Radendes durchführt . Neural networks consist of a circuit that generates output variables depending on the input variables and depending on the circuit implemented. The circuit is set up in such a way that a modification of the input variables also leads to a modification of the output variables, the parameters to be taken into account being implemented in hardware. However, it is possible to modify these parameters in terms of circuitry. According to one embodiment of the invention, it is provided that the at least one algorithm carries out threshold value recognition and / or time filtering and / or consideration of a hysteresis between recognition of the beginning of the wheel and the end of the wheel.
Die Parameter, die durch Achszähler modifiziert werden können, sind beispielsweise eine sogenannte Einschaltschwelle und eine Ausschaltschwelle für die Raderkennung. Mit anderen Worten gibt es eine Schwelle für den durch den Sensor ermittelten Messwert, oberhalb derer das Passieren eines Rades am Achszähler angenommen wird. Wird dann die Ausschaltschwelle wieder unterschritten, wird dies so interpretiert, dass das Rad den Achszähler vollständig passiert hat. Ein weiterer Parameter kann durch eine Zeitfilterung eingeführt werden, wobei hier Erfahrungswerte einfließen, wie lange (geschwindigkeitsabhängig) ein Rad benötigt, um einen Achszähler zu passieren. Ist eine Hysterese zwischen The parameters that can be modified by axle counters are, for example, a so-called switch-on threshold and a switch-off threshold for wheel detection. In other words, there is a threshold for the measured value determined by the sensor, above which the passing of a wheel on the axle counter is assumed. If the switch-off threshold is then fallen below again, this is interpreted in such a way that the wheel has completely passed the axle counter. A further parameter can be introduced by time filtering, whereby empirical values are included here as to how long (depending on the speed) a wheel needs to pass an axle counter. Is a hysteresis between
Einschaltschwelle und Ausschaltschwelle zu berücksichtigen, kann es sein, dass die Ausschaltschwelle höher liegt als die To take into account the switch-on threshold and switch-off threshold, the switch-off threshold may be higher than the
Einschaltschwelle . Switch-on threshold.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Verfahrensschritte in einem ersten Teilsystem und in einem zweiten Teilsystem parallel durchgeführt werden. According to one embodiment of the invention it is provided that the method steps are carried out in parallel in a first subsystem and in a second subsystem.
Die Verwendung sowohl eines ersten Teilsystems als auch eines zweiten Teilsystems ist vorteilhaft, um eine größere The use of both a first subsystem and a second subsystem is advantageous in order to achieve a larger
Fehlersicherheit zu realisieren. Beispielsweise kann in einem Voting-Verfahren abgefragt werden, ob das erste Teilsystem und das zweite Teilsystem dasselbe Ergebnis, also das Vorliegen oder das Nichtvorliegen eines Beeinflussungszustandes anzeigen. Für den Fall, dass beide Teilsysteme zu einem unterschiedlichen Ergebnis kommen, besteht die Gefahr eines Fehlers und es können Realize failure safety. For example, in a voting process it can be queried whether the first subsystem and the second subsystem indicate the same result, that is to say the presence or absence of an influencing state. In the event that both subsystems come to a different result, there is a risk of an error and it can
Sicherungsmaßnahmen im Zugbetrieb eingeleitet werden. Hierdurch wird die Sicherheit vorteilhaft erhöht. Auch der Ausfall eines der beiden Teilsysteme kann im Notfall kompensiert werden.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das erste Teilsystem und das zweite Teilsystem beide den Safety measures are initiated in train operations. This advantageously increases safety. The failure of one of the two subsystems can also be compensated for in an emergency. According to one embodiment of the invention it is provided that the first subsystem and the second subsystem both the
Beeinflussungszustand an eine Auswerteeinrichtung ausgeben und die Auswerteeinrichtung einen tatsächlichen Belegungszustand mit dem Beeinflussungszustand vergleicht. Output the influencing status to an evaluation device and the evaluation device compares an actual occupancy status with the influencing status.
Der tatsächliche Belegungszustand hilft dabei, dass die The actual occupancy status helps that the
Auswerteeinrichtung den Beeinflussungszustand, der durch das erste Teilsystem und das zweite Teilsystem ausgegeben wurde, hinsichtlich Zuverlässigkeit und Ergebnissicherheit zu Evaluation device to the influencing state, which was output by the first subsystem and the second subsystem, with regard to reliability and reliability of results
beurteilen. Damit kann eine Aussage getroffen werden, ob das aus dem Beeinflussungszustand abgeleitete Belegungszustand genügend zuverlässig ist oder nicht. Beispielsweise können neue Achszähler, wenn ein Optimum noch nicht angenähert wurde, hinsichtlich ihrer Aussage Zuverlässigkeit zunächst nachrangig behandelt werden, um Fehler im Betrieb zu minimieren. Hierdurch wird vorteilhaft die Zuverlässigkeit im Bahnbetrieb erhöht. Im fortschreitenden Bahnbetrieb kann die Priorisierung der dann optimierten Achszähler erhöht werden. judge. In this way, a statement can be made as to whether the occupancy state derived from the influencing state is sufficiently reliable or not. For example, new axle counters, if an optimum has not yet been approximated, can initially be treated with a lower priority with regard to their reliability statement in order to minimize errors in operation. This advantageously increases the reliability in rail operations. As rail operations progress, the prioritization of the then optimized axle counters can be increased.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswerteeirichtung den tatsächlichen Belegungszustand durch Auswertung der Daten von Sensoreinrichtungen, insbesondere Achszählern, am Gleisabschnitt oder von externen Daten, insbesondere Fahrplandaten, ermittelt. According to one embodiment of the invention, it is provided that the evaluation device determines the actual occupancy status by evaluating the data from sensor devices, in particular axle counters, on the track section or from external data, in particular timetable data.
Die Sensoreinrichtungen, die bereits länger im Betrieb sind, sind vorteilhaft in besonderem Maße geeignet, damit die von diesen Sensoren (vorzugsweise ebenfalls Achszähler) ermittelten Daten zum Abgleich herangezogen werden. Auch Fahrplandaten können, wenn der Fahrplan zuverlässig abgebildet werden kann, herangezogen werden, da das Ergebnis des Achtzählers mit dem Muster des im Fahrplan vorgesehenen Zuges verglichen werden kann. The sensor devices that have already been in operation for a longer period of time are advantageously particularly suitable so that the data determined by these sensors (preferably also axle counters) can be used for comparison. Schedule data can also be used if the schedule can be reliably mapped, since the result of the eight-counter can be compared with the model of the train provided in the schedule.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Auswerteeinrichtung den tatsächlichen Belegungszustand oder eine Information hinsichtlich der Übereinstimmung des tatsächlichen Belegungszustandes mit dem ausgegebenen Beeinflussungszustand an
die neuronalen Netze des ersten Teilsystems und des zweiten Teilsystems zurückmelden. According to one embodiment of the invention, it is provided that the evaluation device displays the actual occupancy state or information regarding the correspondence of the actual occupancy state with the influencing state output the neural networks of the first subsystem and the second subsystem report back.
Durch die Rückmeldung des Belegtzustandes , der ja aus dem Through the feedback of the occupancy status, which is from the
Beeinflussungszustand ermittelt wurde, oder einer Größe, die den Grad der Übereinstimmung des Belegtzustandes mit dem Influence status was determined, or a variable that the degree of agreement of the occupied status with the
Beeinflussungszustandes zulässt, kann in dem selbst lernenden System eine Anpassung der Parameter erfolgen, soweit dies erforderlich ist. Hierdurch wird ein iteratives Vorgehen ausgelöst, welches vorteilhaft zur Optimierung der Parameter beiträgt. Die Modifikation der Parameter kann dadurch vorteilhaft gezielt erfolgen (und nicht zufällig) , wodurch die Optimierung vorteilhaft sehr viel schneller abgeschlossen werden kann. The influencing state allows, the parameters can be adjusted in the self-learning system if this is necessary. This triggers an iterative procedure which advantageously contributes to the optimization of the parameters. The parameters can thereby advantageously be modified in a targeted manner (and not randomly), as a result of which the optimization can advantageously be completed much more quickly.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Fall, dass eines der Teilsysteme des ersten Teilsystems und des zweiten Teilsystems, also das erste Teilsystem oder das zweite Teilsystem, durch das verstärkende Lernen eine höhere Sicherheit gegen Fehlinterpretationen bei der Ermittlung des According to one embodiment of the invention, it is provided that, in the event that one of the subsystems of the first subsystem and the second subsystem, i.e. the first subsystem or the second subsystem, the reinforcement learning provides greater security against misinterpretations when determining the
Beeinflussungszustandes erreicht hat, als das andere, die für die Erkennung berücksichtigten Parameter auf das andere Teilsystem übertragen werden. Has reached the influencing state than the other, the parameters considered for the detection are transferred to the other subsystem.
Durch eine Anpassung der Parameter desjenigen Teilsystems, welches die weniger günstigen Ergebnisse liefert, wird vorteilhaft eine höhere Zuverlässigkeit gewährleistet. Insbesondere kann By adapting the parameters of that subsystem which delivers the less favorable results, a higher reliability is advantageously ensured. In particular, can
verhindert werden, dass bei einer ungünstigen Konstellation das selbst lernenden System sich von dem aufzufinden Optimum entfernt. Es kann sozusagen zwischen dem ersten Teilsystem und dem zweiten Teilsystem ein Wettlauf um die Auffindung des Optimums erfolgen, um dieses vorteilhaft in möglichst kurzer Zeit zu erreichen. prevent the self-learning system from moving away from the optimum to be found in an unfavorable constellation. A race to find the optimum can take place, so to speak, between the first subsystem and the second subsystem in order to advantageously achieve this in the shortest possible time.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in einem Verarbeitungsschritt der Rohdaten ein Temperatureinfluss eliminiert wird, wobei kompensierte Daten für die Bewertung erzeugt werden.
Durch die Kompensation eines Temperatureinflusses lässt sich die Zuverlässigkeit bei der Durchführung des Verfahrens vorteilhaft weiter erhöhen. Die Temperaturunterschiede, die an According to one embodiment of the invention, it is provided that a temperature influence is eliminated in a processing step of the raw data, with compensated data being generated for the evaluation. By compensating for a temperature influence, the reliability when carrying out the method can advantageously be increased further. The temperature differences that at
Schienenstrecken entstehen können (Sommer, Winter) können beträchtlich sein. Die Eliminierung des Temperatureinflusses macht die ausgegebenen Daten des Beeinflussungszustandes untereinander unabhängig von Jahreszeit und Wettergeschehen vergleichbar . Rail routes that can arise (summer, winter) can be considerable. The elimination of the temperature influence makes the output data of the influence status comparable with each other regardless of the season and weather conditions.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in Zeitabständen ein Prüfzyklus mit einem Satz von Eingangsgrößen durchgeführt wird, für die das Ergebnis der Ermittlung des Beeinflussungszustands vorhersagbar ist, und dass der ermittelte Beeinflussungszustand mit einem erwarteten, vorhersagbaren Beeinflussungszustand verglichen wird. According to one embodiment of the invention it is provided that a test cycle is carried out at time intervals with a set of input variables for which the result of the determination of the influencing state can be predicted, and that the determined influencing state is compared with an expected, predictable influencing state.
Ein Prüfzyklus, der beispielsweise in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführt werden kann, erhöht vorteilhaft die Zuverlässigkeit des Verfahrens. Dies wird dadurch erreicht, dass eine A test cycle, which can be carried out at regular time intervals, for example, advantageously increases the reliability of the method. This is achieved by having a
Parameter-Drift, die zu einer Entfernung von dem Optimum führt, erkannt werden kann, wenn diese bereits zu falschen Ergebnissen führt. Dies liegt daran, dass das Ergebnis bei den Parametern des Prüfzyklus zuverlässig bekannt ist und nur dann nicht erzielt wird, falls sich das selbst lernenden System über einen längeren Zeitraum in die falsche Richtung, d. h. von dem aufzufinden Optimum weg, bewegt hat. Parameter drift, which leads to a distance from the optimum, can be recognized if this already leads to incorrect results. This is because the result for the parameters of the test cycle is reliably known and is only not achieved if the self-learning system turns in the wrong direction over a longer period of time, i.e. H. away from finding the optimum.
Die genannte Aufgabe wird alternativ mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Achszähleinrichtung) erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, dass der Prozessor für die Erkennung von As an alternative to the above-mentioned subject matter (axle counting device), the stated object is also achieved according to the invention in that the processor is used to recognize
Radeinflüssen im Rahmen des Bewertens ein neuronales Netz aufweist . Has a neural network wheel influences in the context of the evaluation.
Ein neuronales Netz bietet vorteilhaft eine hardwaretechnische und damit hoch zuverlässige Umgebung, um die Parameter für das oben stehende Verfahren zur Verfügung zu stellen. Hierbei kann ein verstärkendes Lernen stattfinden, um ein Optimum für die Parameter zu finden. Auch ist es möglich, ein verstärkendes Lernen zum
Vorbereiten vor dem Einbau des erfindungsgemäßen Achszählers am Einsatzort durchzuführen. Hierbei sind die Betriebsbedingungen für den Achszähler vorher bereits zu ermitteln. A neural network advantageously offers a hardware-technical and thus highly reliable environment in order to provide the parameters for the above method. Reinforcement learning can take place here in order to find an optimum for the parameters. It is also possible to use reinforcement learning Prepare to be carried out before installing the axle counter according to the invention on site. The operating conditions for the axle counter must be determined beforehand.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass mit dieser ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-10 durchführbar ist. Die hiermit verbunden Vorteile sind im Zusammenhang mit dem obenstehenden Verfahren bereits erläutert worden. According to one embodiment of the invention it is provided that a method according to one of claims 1-10 can be carried out with this. The advantages associated with this have already been explained in connection with the above method.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Prozessor ein standardisierter Parametersatz zur Durchführung des Algorithmus abgespeichert ist. According to one embodiment of the invention it is provided that a standardized parameter set for performing the algorithm is stored in the processor.
Die Verwendung eines standardisierten Parametersatzes hat den Vorteil, dass die 8 Zählvorrichtung bereits vor einer Optimierung voll funktionsfähig ist. Diese nutzt dann den standardisierten Parametersatz, um das obenstehende Verfahren durchzuführen. Erst im weiteren Betrieb werden die Parameter dann auf den speziellen Einsatzumgebungen angepasst. The use of a standardized set of parameters has the advantage that the counting device is fully functional even before optimization. This then uses the standardized parameter set to carry out the above procedure. The parameters are only adapted to the specific application environment during further operation.
Des Weiteren wird ein Computerprogrammprodukt mit A computer program product is also included
Programmbefehlen zur Durchführung des genannten erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder dessen Ausführungsbeispielen beansprucht, wobei mittels des Computerprogrammprodukts jeweils das Program instructions for carrying out the mentioned method according to the invention and / or its exemplary embodiments are claimed, with the computer program product each using the
erfindungsgemäße Verfahren und/oder dessen Ausführungsbeispiele durchführbar sind. Method according to the invention and / or its exemplary embodiments can be carried out.
Zusätzlich wird eine Variante des Computerprogrammproduktes mit Programmbefehlen zur Konfiguration einer Fertigungsanlage zum additiven Fertigen beansprucht, wobei das Erstellungsgerät mit den Programmbefehlen derart konfiguriert wird, dass das genannte erfindungsgemäße Werkstück erzeugt wird. In addition, a variant of the computer program product with program commands for configuring a manufacturing system for additive manufacturing is claimed, the generating device being configured with the program commands in such a way that said workpiece according to the invention is generated.
Darüber hinaus wird eine Bereitstellungsvorrichtung zum Speichern und/oder Bereitstellen des Computerprogrammprodukts beansprucht. Die Bereitstellungsvorrichtung ist beispielsweise ein In addition, a provision device for storing and / or providing the computer program product is claimed. The provision device is, for example, a
Datenträger, der das Computerprogrammprodukt speichert und/oder bereitstellt . Alternativ und/oder zusätzlich ist die Data carrier that stores and / or provides the computer program product. Alternatively and / or additionally is the
Bereitstellungsvorrichtung beispielsweise ein Netzwerkdienst,
ein Computersystem, ein Serversystem, insbesondere ein verteiltes Computersystem, ein cloudbasiertes Rechnersystem und/oder virtuelles Rechnersystem, welches das Computerprogrammprodukt vorzugsweise in Form eines Datenstroms speichert und/oder bereitstellt . Provisioning device, for example a network service, a computer system, a server system, in particular a distributed computer system, a cloud-based computer system and / or virtual computer system, which stores and / or provides the computer program product, preferably in the form of a data stream.
Diese Bereitstellung erfolgt beispielsweise als Download in Form eines Programmdatenblocks und/oder Befehlsdatenblocks, This provision takes place, for example, as a download in the form of a program data block and / or command data block,
vorzugsweise als Datei, insbesondere als Downloaddatei, oder als Datenstrom, insbesondere als Downloaddatenstrom, des preferably as a file, in particular as a download file, or as a data stream, in particular as a download data stream, des
vollständigen Computerprogrammprodukts. Diese Bereitstellung kann beispielsweise aber auch als partieller Download erfolgen, der aus mehreren Teilen besteht und insbesondere über ein complete computer program product. This provision can, for example, also take place as a partial download, which consists of several parts and in particular via a
Peer-to-Peer Netzwerk heruntergeladen oder als Datenstrom bereitgestellt wird. Ein solches Computerprogrammprodukt wird beispielsweise unter Verwendung der Bereitstellungsvorrichtung in Form des Datenträgers in ein System eingelesen und führt die Programmbefehle aus, sodass das erfindungsgemäße Verfahren auf einem Computer zur Ausführung gebracht wird oder das Peer-to-Peer network is downloaded or provided as a data stream. Such a computer program product is read into a system, for example using the supply device in the form of the data carrier, and executes the program commands so that the method according to the invention is executed on a computer or the
Erstellungsgerät derart konfiguriert, dass dieses das Creation device configured in such a way that this
erfindungsgemäße Werkstück erzeugt. workpiece according to the invention generated.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Further details of the invention are described below with reference to the drawing. Same or corresponding
Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Drawing elements are each provided with the same reference numerals and are only explained several times insofar as there are differences between the individual figures.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Aus führungs formen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Aus führungs formen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Aus führungs formen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
Es zeigen: The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another, which also develop the invention independently of one another and are therefore to be regarded as part of the invention individually or in a combination other than the one shown. Furthermore, the embodiments described can also be supplemented by further features of the invention already described. Show it:
Figur 1 ein schematisches Ablaufdiagramm für ein Figure 1 is a schematic flow chart for a
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Embodiment of the invention
Verfahrens, wobei der Ablauf parallel für beide Teilsysteme, d. h. für Teilsystem 1 und Method whereby the process runs in parallel for both subsystems, d. H. for subsystem 1 and
Teilsystem 2, erfolgt, Subsystem 2, takes place,
Figur 2 schematisch ein Ausführungsbeispiel für den Figure 2 schematically shows an embodiment for the
erfindungsgemäßen Achszähler, mit dem das Axle counter according to the invention, with which the
Verfahren gemäß Figur 1 durchgeführt werden kann, wobei beide Teilsysteme, d. h. Teilsystem 1 und Teilsystem 2, dargestellt sind. The method according to Figure 1 can be carried out, both subsystems, d. H. Subsystem 1 and subsystem 2 are shown.
Figur 1 zeigt mit einem als Basis dargestellten Gleisabschnitt GA einen Verfahrensschritt 1 VS1, welcher darin besteht, dass der Sensor SEN1, SEN2, der durch die Räder eines den Gleisabschnitt GA befahrenden Zuges ZUG einen Radimpuls IPR erhält With a track section GA shown as a base, FIG. 1 shows a method step 1 VS1, which consists in that the sensor SEN1, SEN2, which receives a wheel pulse IPR from the wheels of a train ZUG traveling on the track section GA
(physikalischer Radeinfluss) . Diesen Radimpuls IPR wandelt der Sensor SEN1, SEN2 in eine Richtspannung RSP um. (physical wheel influence). The sensor SEN1, SEN2 converts this wheel pulse IPR into a reference voltage RSP.
In Figur 1 ist ferner ein Verfahrensschritt 2 VS2 zu erkennen, welcher darin besteht, dass über einen Analog-Digital-Wandler ADU die Richtspannung RSP als Rohdaten RDT in einen Prozessor PRC eingelesen wird. A method step 2 VS2 can also be seen in FIG. 1, which consists in reading the rectified voltage RSP as raw data RDT into a processor PRC via an analog-digital converter ADU.
Weiterhin ist in Figur 1 ein Verfahrensschritt 3 VS3 zu erkennen, welcher darin besteht, dass durch einen Verarbeitungsschritt der Rohdaten RDT ein Temperatureinfluss eliminiert wird, wobei kompensierte Daten KDT erzeugt werden, die im späteren Verlauf des Verfahrens für die Bewertung eines Beeinflussungszustands 1 und 2 BZ1, BZ1 relevant sind. Furthermore, a method step 3 VS3 can be seen in FIG. 1, which consists in that a temperature influence is eliminated by a processing step of the raw data RDT, with compensated data KDT being generated, which in the later course of the method for the evaluation of an influencing state 1 and 2 BZ1 , BZ1 are relevant.
Figur 1 zeigt des Weiteren einen Verfahrensschritt 4 VS4, welcher darin besteht, dass der Prozessor PRC über einen Algorithmus verfügen kann, der nach Prüfung der Rohdaten RDT eine Bewertung
vornimmt, ob ein Radeinfluss vorhanden ist oder nicht. Mittels des im Algorithmus verwendeten verstärkenden Lernens VSL erfolgt - durch die im Zugbetrieb gewonnene Daten (hierzu im Folgenden noch mehr) - eine Optimierung der Ermittlung des FIG. 1 also shows a method step 4 VS4, which consists in that the processor PRC can have an algorithm which, after checking the raw data RDT, carries out an evaluation determines whether there is a wheel influence or not. By means of the reinforcing learning VSL used in the algorithm, the determination of the is optimized using the data obtained during train operation (more on this below)
Achszählungsergebnisses. Der Vorgang des verstärkenden Lernens kann beispielsweise durch ein nicht näher dargestelltes neuronales Netz durchgeführt werden. Axle counting result. The process of reinforcement learning can be carried out, for example, by a neural network not shown in detail.
In Figur 1 ist weiterhin erkennbar, dass über eine Ausgabe OUT die Übermittlung des Ergebnisses des Beeinflussungszustandes 1 und 2 BZ1, BZ2 an die Auswerteeinrichtung AWE erfolgen kann. Anhand der von der Auswerteeinrichtung erzeugten Bewertung kann somit eine Bestimmung des Belegungszustands des Gleisabschnitts GA erfolgen. It can also be seen in FIG. 1 that the results of the influencing states 1 and 2 BZ1, BZ2 can be transmitted to the evaluation device AWE via an output OUT. The occupancy status of the track section GA can thus be determined on the basis of the evaluation generated by the evaluation device.
Die Auswerteeinrichtung AWE ist in einen Achszählrechner AZR integriert. Der Achszählrechner AZR wird durch die Infrastruktur eines Stellwerks zur Verfügung gestellt. Er kann in einem Verbund von Rechnern arbeiten und weitere, im Folgenden beschriebene Eingaben berücksichtigen. The evaluation device AWE is integrated in an axle counting computer AZR. The axle counting computer AZR is made available by the infrastructure of an interlocking. He can work in a network of computers and take into account other inputs described below.
Ferner zeigt Figur 1, dass die Auswerteeinrichtung AWE den Beeinflussungszustand 3, 4, und somit den tatsächlichen Furthermore, Figure 1 shows that the evaluation device AWE the influencing state 3, 4, and thus the actual
Belegungszustand des Gleisabschnitts GA, von externen Daten, insbesondere Fahrplandaten FPD, ermitteln kann, da das Ergebnis des Belegungszustandes BZ1, BZ2 mit dem Muster des im Fahrplan FP vorgesehenen Zuges verglichen werden kann. Außerdem können über die Ausgaben OUT die weiteren Beeinflussungszustände 3 und 4 BZ3, BZ4 von der Auswerteeinrichtung AWE berücksichtigt werden, wobei diese weiteren Beeinflussungszustände von nicht dargestellten weiteren Achszählern ermittelt wurden. Diese Achszähler können beispielsweise am anderen Ende des Gleisabschnittes vorgesehen sein, da Gleisabschnitte sowohl am Anfang als auch am Ende jeweils Achszähler benötigen, um Freimeldungen und Belegtmeldung zu erzeugen und zu überprüfen. Occupancy status of the track section GA can be determined from external data, in particular schedule data FPD, since the result of the occupancy status BZ1, BZ2 can be compared with the pattern of the train provided in the schedule FP. In addition, the further influencing states 3 and 4 BZ3, BZ4 can be taken into account by the evaluation device AWE via the outputs OUT, with these further influencing states being determined by further axle counters (not shown). These axle counters can be provided at the other end of the track section, for example, since track sections need axle counters both at the beginning and at the end in order to generate and check vacancy reports and occupancy reports.
In Figur 2 ist zu erkennen, dass der von dem den Gleisabschnitt GA befahrenden Zug ZUG auf Grund des physikalischen Radeinflusses erzeugte elektrische Impuls von Sensoren SEN in eine Richtspannung
RSP umgewandelt werden kann. Die Sensoren SEN sind als Teil einer Achszähleinrichtung AZE ausgeführt, die über eine Schnittstelle 3 mit dem Achszählrechner AZR verbunden sind. Über die Schnittstelle S1 wird die Richtspannung RSP von denIn FIG. 2 it can be seen that the electrical impulse generated by the train ZUG from the track section GA due to the physical influence of the wheel is converted into a directional voltage by sensors SEN RSP can be converted. The sensors SEN are designed as part of an axle counting device AZE, which are connected to the axle counting computer AZR via an interface 3. The directional voltage RSP is transmitted from the
Sensoren SEN an den Analog-Digital-Wandler ADU übermittelt. Über die Schnittstelle S2 gelangen die Rohdaten RDT vom Analog-Digital Wandler ADU zum Prozessor PRC . Die Schnittstelle S3 dient zur Übermittlung dieser Daten zur Erkennung von Sensors SEN transmitted to the analog-digital converter ADU. The raw data RDT are sent from the analog-digital converter ADU to the processor PRC via the interface S2. The interface S3 is used to transmit this data for the detection of
Radeinflüssen/Beeinflussungszuständen, also den Wheel influences / influencing states, i.e. the
Beeinflussungszustand BZ1 und BZ2, an den Achszählrechner AZR. Über die Schnittstelle S4 gelangen die Daten für den Influence status BZ1 and BZ2, to the axle counting computer AZR. The data for the
Belegungszustand des Gleisabschnitts GA zur Leitzentrale und werden dort für die Erzeugung der Frei- bzw. Belegtmeldung des Gleisabschnitts GA durch den Achszählrechner herangezogen.
Occupancy status of the track section GA to the control center and are used there by the axle counting computer to generate the vacancy or occupancy message for the track section GA.
Bezugs zeichenliste : Reference character list:
GA Gleisabschnitt GA track section
TS1 Teilsystem 1 TS1 subsystem 1
TS2 Teilsystem 2 TS2 subsystem 2
AZR Achs zählrechner AZR axis counting computer
IPR Radimpuls IPR wheel impulse
SEN Sensor SEN sensor
VS1 Verfahrensschritt 1 VS1 process step 1
RSP RiehtSpannung RSP RrichtSspannung
ADU Analog-Digital-Wandler ADC analog-to-digital converter
VS2 Verfahrensschritt 2 VS2 process step 2
RDT Rohdaten RDT raw data
PRC Prozessor PRC processor
VS3 Verfahrensschritt 3 VS3 process step 3
KDT kompensierte Daten KDT compensated data
VS4 Verfahrensschritt 4 VS4 process step 4
VSL Verstärkendes Lernen VSL reinforcement learning
OUT Ausgabe OUT output
BZ 1 Beeinflussungszustand 1 BZ 1 influence state 1
BZ2 Beeinflussungszustand 2 BZ2 influencing state 2
AWE Auswerteeinrichtung AWE evaluation device
BZ3 , BZ4 Beeinflussungszustände (einer anderen BZ3, BZ4 influencing states (another
Achszähleinrichtung) Axle counting device)
FP Fahrplan FP timetable
FPD Fahrplandaten FPD timetable data
ZUG Zug Train Train
AZE Achszähleinrichtung AZE axle counting device
LZ Leitzentrale LZ control center
S1 ... S4 Schnittstellen
S1 ... S4 interfaces
Claims
1. Verfahren zum rechnergestützten Bestimmen des 1. Procedure for the computer-aided determination of the
Belegungszustandes eines Gleisabschnitts (GA) mit den Schritten, dass Occupancy status of a track section (GA) with the steps that
• der physikalische Radeinfluss von den Gleisabschnitt (GA) befahrenden Zügen (ZUG) in eine Richtspannung (RSP) gewandelt wird, • the physical wheel influence of the trains (ZUG) traveling on the track section (GA) is converted into a reference voltage (RSP),
• die Richtspannung (RSP) über einen Analog-Digital-Wandler (ADU) als Rohdaten (RDT) in einen Prozessor (PRC) eingelesen wird, • the rectified voltage (RSP) is read into a processor (PRC) as raw data (RDT) via an analog-digital converter (ADC),
• mit Hilfe mindestens eines Algorithmus eine Bewertung • an evaluation using at least one algorithm
stattfindet, zur Prüfung, ob ein Radeinfluss vorliegt oder nicht, und daraus ein Beeinflussungszustand abgeleitet wird, takes place, to check whether there is a wheel influence or not, and from this an influence state is derived,
• der Beeinflussungszustand zum Bestimmen des • the influencing state for determining the
Belegungszustandes ausgegeben wird, Occupancy status is output,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass für die Erkennung von Radeinflüssen im Rahmen des Bewertens der Algorithmus ein verstärkendes Lernen zum Optimieren der für die Erkennung berücksichtigten Parameter einsetzt. that for the detection of wheel influences in the context of the evaluation, the algorithm uses reinforcing learning to optimize the parameters taken into account for the detection.
2. Verfahren nach Anspruch 1, 2. The method according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Algorithmus für das verstärkende Lernen (VSL) ein neuronales Netz nutzt. that the algorithm for reinforcement learning (VSL) uses a neural network.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, 3. The method according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der mindestens eine Algorithmus eine Schwellwerterkennung und/oder eine zeitliche Filterung und/oder die Berücksichtigung einer Hysterese zwischen Erkennung des Radanfangs und des Radendes durchführt . that the at least one algorithm carries out threshold value recognition and / or temporal filtering and / or taking into account a hysteresis between recognition of the beginning of the wheel and the end of the wheel.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, 4. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Verfahrensschritte in einem ersten Teilsystem (TS1) und in einem zweiten Teilsystem (TS2) parallel durchgeführt werden.that the process steps in a first subsystem (TS1) and in a second subsystem (TS2) are carried out in parallel.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, 5. The method according to claim 4, characterized,
dass das erste Teilsystem (TS1) und das zweite Teilsystem (TS2) beide den Beeinflussungszustand an eine Auswerteeinrichtung (AWE) ausgeben und die Auswerteeinrichtung (AWE) einen tatsächlichen Belegungszustand mit dem Beeinflussungszustand vergleicht. that the first subsystem (TS1) and the second subsystem (TS2) both output the influencing status to an evaluation device (AWE) and the evaluation device (AWE) compares an actual occupancy status with the influencing status.
6. Verfahren nach Anspruch 5, 6. The method according to claim 5,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Auswerteeirichtung (AWE) den tatsächlichen that the evaluation device (AWE) the actual
Belegungszustand durch Auswertung der Daten von Occupancy status by evaluating the data from
Sensoreinrichtungen, insbesondere Achszählern, am Gleisabschnitt (GA) oder von externen Daten, insbesondere Fahrplandaten (FPD), ermittelt . Sensor devices, in particular axle counters, on the track section (GA) or from external data, in particular timetable data (FPD), determined.
7. Verfahren nach Anspruch 6, 7. The method according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Auswerteeinrichtung (AWE) den tatsächlichen that the evaluation device (AWE) the actual
Belegungszustand oder eine Information hinsichtlich der Occupancy status or information regarding the
Übereinstimmung des tatsächlichen Belegungszustandes mit dem ausgegebenen Beeinflussungszustand an die neuronalen Netze des ersten Teilsystems (TS1) und des zweiten Teilsystems (TS2) zurückmelden . Report back to the neural networks of the first subsystem (TS1) and the second subsystem (TS2) the correspondence between the actual occupancy status and the influencing status output.
8. Verfahren nach Anspruch 7, 8. The method according to claim 7,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass in dem Fall, dass eines der Teilsysteme des ersten that in the event that one of the subsystems of the first
Teilsystems (TS1) und des zweiten Teilsystems (TS2) durch das verstärkende Lernen (VSL) eine höhere Sicherheit gegen Subsystem (TS1) and the second subsystem (TS2) through reinforcement learning (VSL) a higher security against
Fehlinterpretationen bei der Ermittlung des Misinterpretations when determining the
Beeinflussungszustandes erreicht hat, als das andere, die für die Erkennung berücksichtigten Parameter auf das andere Teilsystem (TS1, TS2) übertragen werden. Has reached the influencing state than the other, the parameters considered for the detection are transferred to the other subsystem (TS1, TS2).
9. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, 9. The method according to any one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass in einem Verarbeitungsschritt der Rohdaten (RDT) ein that in a processing step of the raw data (RDT)
Temperatureinfluss eliminiert wird, wobei kompensierte Temperature influence is eliminated, being compensated
Daten (KDT) für die Bewertung erzeugt werden.
Data (KDT) are generated for the evaluation.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in,
dass in Zeitabständen ein Prüfzyklus mit einem Satz von that a test cycle with a set of
Eingangsgrößen durchgeführt wird, für die das Ergebnis der Ermittlung des Beeinflussungszustands vorhersagbar ist, und dass der ermittelte Beeinflussungszustand mit einem erwarteten, vorhersagbaren Beeinflussungszustand verglichen wird. Input variables is carried out for which the result of the determination of the influencing state is predictable, and that the determined influencing state is compared with an expected, predictable influencing state.
11. Achszähleinrichtung (AZE) zur Erkennung von Radeinflüssen auf einen Gleisabschnitt (GA) mit 11. Axle counting device (AZE) for detecting wheel influences on a track section (GA) with
• einem Sensor (SEN) , mit dem der physikalische Radeinfluss von den Gleisabschnitt (GA) befahrenden Zügen (ZUG) in eine Richtspannung (RSP) wandelbar ist, • a sensor (SEN), with which the physical wheel influence of the trains (ZUG) traveling on the track section (GA) can be converted into a reference voltage (RSP),
• einem Analog-Digital-Wandler (ADU) , mit dem aus der • an analog-to-digital converter (ADC) with which the
Richtspannung (RSP) Rohdaten (RDT) erzeugbar sind, Directional voltage (RSP) raw data (RDT) can be generated,
• einem Prozessor (PRC) , mit dem die Rohdaten (RDT) verarbeitbar und durch mindestens einen im Prozessor (PRC) implementierten Algorithmus hinsichtlich eines Belegungszustandes bewertbar sind, • a processor (PRC), with which the raw data (RDT) can be processed and evaluated with regard to an occupancy status using at least one algorithm implemented in the processor (PRC),
• einer Schnittstelle (S3) zur Ausgabe eines Belegungszustandes dadurch gekennzeichnet, • an interface (S3) for outputting an occupancy status characterized in that
dass der Prozessor für die Erkennung von Radeinflüssen im Rahmen des Bewertens ein neuronales Netz aufweist. that the processor has a neural network for the detection of wheel influences in the context of the evaluation.
12. Achszähleinrichtung (AZE) nach Anspruch 11, 12. Axle counting device (AZE) according to claim 11,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass mit dieser ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1-10 durchführbar ist. that with this a method according to one of claims 1-10 can be carried out.
13. Achszähleinrichtung (AZE) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, 13. Axle counting device (AZE) according to claim 11 or 12, characterized in that
dass in dem Prozessor (PRC) ein standardisierter Parametersatz zur Durchführung des Algorithmus abgespeichert ist. that a standardized set of parameters for performing the algorithm is stored in the processor (PRC).
14. Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-10.
14. Computer program product with program instructions for performing the method according to one of claims 1-10.
15. Bereitstellungsvorrichtung für das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 14, wobei die Bereitstellungsvorrichtung das Computerprogrammprodukt speichert und/oder bereitstellt .
15. Provision device for the computer program product according to claim 14, wherein the provision device stores and / or provides the computer program product.
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