WO2025153271A1

WO2025153271A1 - Automatisierte radprofilverschleissermittlung

Info

Publication number: WO2025153271A1
Application number: PCT/EP2024/086475
Authority: WO
Inventors: Enrico Pasquale MARINO
Original assignee: Siemens Mobility GmbH
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2024-01-17
Filing date: 2024-12-16
Publication date: 2025-07-24
Anticipated expiration: 2026-07-17
Also published as: DE102024200408A1

Abstract

Es wird ein Verfahren zur automatisierten Ermittlung des fahrbedingten Verschleißes (V) eines Rades eines Schienenfahrzeugs beschrieben. Bei dem Verfahren erfolgt ein Abfahren einer Messstrecke (MS) durch das Schienenfahrzeug, deren Länge (ZS) hochgenau bekannt ist oder hochgenau ermittelt wird. Außerdem wird die benötigte Anzahl (AU) der Umdrehungen (U) des Rades für das Abfahren der Messstrecke (MS) ermittelt. Auf Basis der Länge (ZS) und der ermittelten Anzahl (AU) von Umdrehungen (MS) des Rades wird ein aktueller Durchmesser (Dm) des Rades des Schienenfahrzeugs ermittelt. Zudem wird ein Verschleiß (V) des Rades durch Vergleich des ermittelten aktuellen Durchmessers (Dm) mit einem Referenzwert (Dn, Dm°) ermittelt. Weiterhin wird ein Verfahren zum Trainieren eines auf künstlicher Intelligenz basierenden Algorithmus zum Ermitteln eines aktuellen Werts eines geometrischen Parameters (Sd, Sh, qR, S, HL) eines Radprofils eines Schienenfahrzeugs beschrieben. Es wird auch eine Verschleißermittlungseinrichtung (40) beschrieben.

Description

Beschreibung

Automatisierte Radprof il erschleißermittlung

Die Erf indung betrif ft ein Verfahren zur automatisierten Ermittlung des f ahrbedingten Verschleißes eines Rades eines Schienenfahrzeugs . Die Erf indung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Trainieren eines auf künstlicher Intelligenz basierenden Algorithmus zum Ermitteln eines aktuellen Werts eines geometrischen Parameters eines Radprof ils eines Schienenfahrzeugs . Die Erf indung betrif ft ferner eine Verschleißermittlungseinrichtung .

Schienenfahrzeuge unterliegen im Betrieb aufgrund der außergewöhnlich großen Massen, die bewegt werden, des dabei auf tretenden hohen Energief lusses und der in Folge des hohen Energief lusses resultierenden ausgeprägten Dissipation einem starken Verschleiß . Dies betrif ft insbesondere den Kontakt zwischen den Rädern eines Schienenfahrzeugs und den befahrenen Schienen .

Das Radprof il von Schienenfahrzeugen, d . h . der Teil eines Rades eines Schienenfahrzeugs , welcher für einen stabilen Kontakt zur Schiene sorgt , wird nach einer genormten Geometrie (DIN EN 13715 ) durch Drehen hergestellt . Durch den dynami schen Metall -Metall -Kontakt unterliegt das Radprof il einem erheblichen Verschleiß . Dieser Verschleiß kann in zwei Anteile unterteilt werden .

Ein Teil ist auf das Abrollen während der Bewegung zurückzuführen, das immer mit Schlupf und Mikrogleiten einhergeht . Dieser Verschleiß äußert sich einerseits in einer geometri schen Veränderung des Prof ils , das gegenüber dem in den Normen vorgeschriebenen Prof il „verformt" ist .

Andererseits ist der Verschleiß auf die Korrektur der Prof il veränderungen zurückzuführen . Diese Korrektur erfolgt durch die Unterf lur-Radsatz -Drehung (Reprof ilierung) , bei der stets Material abgetragen wird, um das (normgerechte) Radprof il wiederherzustellen, was natürlich mit einer Verringerung des Raddurchmessers einhergeht.

Um f estzustellen, wann eine Reprofilierung erforderlich ist, ist es in den meisten Fällen üblich, regelmäßige Messungen des Durchmessers und des Profils eines Rades mit speziellen Geräten durchzuführen, die bestimmte geometrische Parameter des Rades und seines Profils messen. Wenn diese Parameter bestimmte Grenzwerte erreichen, wird eine Reprofilierung geplant. Hier liegt das erste Problem: Die Verwendung von den meisten Messinstrumenten setzt nämlich voraus, dass das Fahrzeug in einer Werkstatt angehalten wird, die für die Prüfung der Räder geeignet ist (d. h. mit einer geeigneten Prüf grübe ausgestattet ist) , damit das in der Verwendung dieser Messinstrumente geschulte Personal eingreifen kann.

Eine der erforderlichen Messungen ist der Durchmesser des Kreises, der dem Punkt DO (siehe FIG 1) des Profils entspricht, der sich in Querrichtung in der Mitte des Profils befindet. Bei der Messung des Durchmessers liefern die derzeit verwendeten Messgeräte Ergebnisse, die aufgrund ihres Funktionsprinzips mit einem Messfehler behaftet sind. So messen einige Messgeräte den Durchmesser des Spurkranzes (Durchmesser an der Stelle des Scheitelpunkts SP in FIG 1) , messen dann die Spurkranzhöhe (Sh in FIG 1) und schätzen anschließend den gemessenen Durchmesser, der sich auf die Mitte des Profils bezieht.

Andere bogenförmige Instrumente (siehe FIG 2) werden auf der Lauffläche des Rades angebracht und ermöglichen eine indirekte Messung des Durchmessers durch Messung der Krümmung des Bogens. In diesem Fall führen kleine lokale Verformungen (Flachstellen) , Oberflächenbeschädigungen, Verschmutzungen usw. zu Messfehlern in einer Größenordnung (Millimeter) , die mit den Betriebsgrenzwerten vereinbar sind. Der bei diesen Messungen auftretende Fehler kann (und sollte) dadurch verringert werden, dass an ein und demselben Rad Mes sungen in verschiedenen Bogensektoren vorgenommen werden und dann der Mittelwert der erhaltenen Ergebnisse gebildet wird . Dies ist j edoch besonders umständlich, da an einer bestimmten Position des stehenden Fahrzeugs in der Werkstatt fast immer nur ein begrenzter Sektor j edes Rades zugänglich ist . Um Zugang zu anderen oder größeren Sektoren zu erhalten, müsste das Fahrzeug so bewegt werden, dass sich die Räder um so viele Grad drehen, dass verschiedene Bogensektoren für das Messgerät zugänglich sind . Dies wird in der Praxis fast nie gemacht , weil es oft zu kostspielig ist und weil die Eisenbahnwerkstätten nicht immer so ausgerüstet sind, dass solche Bewegungen gefahrlos durchgeführt werden können . Der Messfehler ist manchmal so groß, dass beim Vergleich der Messprotokolle von zwei aufeinander folgenden Inspektionen nicht sel ten der Durchmesser der dem einen Protokoll zugeordnet ist , größer ist als der , welcher dem vorhergehenden Protokoll zugeordnet ist , was aufgrund der zunehmenden Abnutzung der Räder im Betrieb natürlich nicht den Tatsachen entsprechen kann .

Der Wert des Raddurchmessers ist für die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Fahrzeugs von Bedeutung . Da er zur Bestimmung der Momentangeschwindigkeit mit Hilfe von Wegimpulsgebern beiträgt , stellt sich das Problem, diese Messfehler zu verringern, die Genauigkeit der mit herkömmlichen Methoden durchgeführten Messungen zu überprüfen und eventuell präzi sere innovative Methoden anzuwenden . Auch andere geometrische Parameter des Radprof ils (die ebenfalls für die Fahrzeugsi cherheit relevant sind) ändern sich durch den Betrieb des Fahrzeugs ständig und nähern sich in der Regel ihren Betriebsgrenzwerten . Da auch diese Parameter ( z . B . Sh = Spurkranzhöhe , Sd = Spurkranzdicke , qR = Spurkranzf lankenmaß) nur bei Werkstattinspektionen ermittelt werden, stellt sich das Problem, sie mit innovativen Methoden häuf iger zu schätzen . Es besteht also die Aufgabe , ein Verfahren und eine Vorrichtung zur vereinfachten Ermittlung eines Radverschleißes eines Rades eines Schienenfahrzeugs zu entwickeln .

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur automatisierten Ermittlung des f ahrbedingten Verschleißes eines Rades eines Schienenfahrzeugs gemäß den unabhängigen Patentansprüche gelöst .

Bei dem erf indungsgemäßen Verfahren zur automatisierten Ermittlung des f ahrbedingten Verschleißes eines Rades eines Schienenfahrzeugs wird eine Messstrecke durch das Schienenfahrzeug , deren Länge hochgenau bekannt ist oder hochgenau ermittelt wird, abgefahren . Wie später noch im Einzelnen erläutert , gibt es unterschiedliche Methoden, eine Wegstrecke exakt zu vermessen . Im einfachsten Fall weist die Wegstrecke Markierungen auf , deren Abstand exakt bekannt ist . Fährt das Schienenfahrzeug an der Markierung vorbei , so wird die Zählung der Umdrehungen gestartet bzw . beendet . Alternativ kann auch eine exakte Positionsmessung eines Schienenfahrzeugs auf Basis eines Satellitennavigationssystems erfolgen, dessen Messabweichungen mit Zusatzinformationen korrigiert werden .

Wie später noch im Einzelnen erläutert , eignet sich ein dif ferentielles Satellitennavigationssystem besonders gut für eine hochgenaue Messung einer von dem Schienenfahrzeug zurückgelegten Messstrecke . Erfolgt die Ermittlung der Länge der Messstrecke durch eine interne Messeinrichtung des Schienenfahrzeugs , so kann ein Radverschleiß unabhängig von den Messungen eines Infrastrukturbetreibers automatisiert ermit telt werden . Bei einer einmaligen Messung , insbesondere durch den Infrastrukturbetreiber , kann dagegen vorteilhaft die Genauigkeit der Verschleißermittlung in Bereichen erhöht werden, in denen eine exakte Messung der Länge einer Messstrecke durch eine interne Messeinrichtung nicht möglich ist . Bei spielsweise kann ein solcher Fall auftreten, wenn in einem Bereich kein dif ferentielles Satellitennavigationssystem verfügbar ist und die Messung eines einfachen Satellitennavigationssystems verfeinert werden soll .

Weiterhin wird die benötigte Anzahl der Umdrehungen des Rades für das Abfahren der Messstrecke ermittelt . Für die Messung der benötigten Anzahl von Umdrehungen wird vorzugsweise ein Wegimpulsgeber verwendet , mit dem eine Achse eines modernen Schienenfahrzeugs , insbesondere einer modernen Lokomotive , ausgerüstet ist . Mit einem solchen Wegimpulsgeber wird unter anderem die momentane Winkelgeschwindigkeit j eder Achse an die Sicherheitssysteme sowie an die Gleit - und Schleuderschutzsysteme weitergegeben . Ein modernes Schienenfahrzeug umfasst ein Rechensystem, mit dem die Anzahl der Umdrehungen j eder Achse und auch Bruchteile davon mit hoher Genauigkeit in einem vorbestimmten Zeitintervall oder auf einer vorbestimmten Wegstrecke ermittelt werden kann .

Auf Basis der Länge ZS der Wegstrecke und der ermittelten Anzahl AU von Umdrehungen des Rades wird ein aktueller Durchmesser Dm des Rades des Schienenfahrzeugs ermittelt . Der Durchmesser Dm des Rades wird als Durchmesser in einer Mess kreisebene def iniert . Die Messkreisebene ist vorzugsweise 70 mm von der inneren Stirnf läche des Rades entfernt angeordnet .

Der Durchmesser Dm des Rades ergibt sich nach folgender Formel :

7 Dm = — . ( 1 )

AU-Tt

Ein Rad eines Schienenfahrzeugs hat ein Radprof il mit einer durch Normen def inierten generativen Kurve , in Querschnitts richtung betrachtet . Die generative Kurve weist eine Ausbuchtung auf dem zur Gleisinnenseite gerichteten Teil und eine leichte Verj üngung auf dem zur Gleisaußenseite gerichteten Teil , dem Spurkranz , auf . Zur Vereinfachung kann man diesen Körper durch einen Kegelstumpf annähern . Diese besondere Geometrie der Räder eines Radsatzes eines Schienenfahrzeugs bewirkt , dass bei einer leichten Bewegung einer Achse in axialer Richtung , zum Beispiel nach links , das linke Rad im Idealfall auf einer Scheibe mit einem etwas größeren Durchmesser als das rechte Rad abrollt . Da j edoch beide Räder starr auf der gleichen Achse befestigt sind und sich daher solidarisch, d . h . um den gleichen Winkel zur gleichen Zeit , drehen müssen, entsteht beim Kontakt mit der Schiene ein Rückstellmoment , das in der Lauf ebene liegt und den Radsatz zur Gleismitte zurückführt . Dies führt bei geradliniger Bewegung praktisch zu einer oszillierenden annähernd sinus förmigen Bewegung der Achse in der Rollebene . Andererseits rollt j edes einzelne Rad Moment für Moment über einen idealen Punkt , den Schienenberührungspunkt , der einen Abstand von der Achsmitte hat , der zwischen einem Minimum und einem Maximum variiert .

Der Berührungspunkt , oder genauer gesagt die sehr kleine Berührungsf läche , zwischen Rad und Schiene beschreibt also bei j eder Umdrehung eine of fene Kurve , da der Endpunkt einer Umdrehung in der Regel nicht genau mit ihrem Anfangspunkt zusammenfällt . Dies ist auf die „kegelstumpf förmige" Geometrie des Rades und die daraus resultierenden Querbewegungen zurückzuführen . Jedoch liegen der Punkt , an dem die Umdrehung beginnt , und der Punkt , an dem die Umdrehung endet , sehr nahe beieinander . Darum kann davon ausgegangen werden, dass das Rad bei j eder Umdrehung eine Strecke zurücklegt , die der Länge der oben beschriebenen of fenen Kurve entspricht . Dies gilt unter der Annahme , dass das Rad ohne Kriechen abrollt . Diese Länge kann mit dem mittleren Durchmesser der of fenen Kurve , die mit j eder Umdrehung verbunden ist , ins Verhältnis gesetzt werden .

Nimmt man außerdem eine ausreichend große Anzahl von Umdrehungen AU an und weiß, dass das Rad auf Kreisen mit abwechselnd größerem und kleinerem Durchmesser umläuft , kann man näherungsweise annehmen, dass der Durchschnitt der Länge der bei j eder Umdrehung beschriebenen Kurven gleich dem Umfang des Kreises ist, der dem Punkt DO des Radprofils in der Messkreisebene entspricht.

In Wirklichkeit ist der Kontakt zwischen Rad und Schiene nicht punktförmig, sondern findet über eine kleine Kontaktfläche statt. Die Abmessungen dieser Fläche für die betreffenden Werkstoffe sind sehr klein im Vergleich zur Oberfläche eines Rades mit einem Durchmesser von mehr als einem Meter. Daher kann man davon ausgehen, dass diese Fläche einem Punkt angenähert werden kann und dass nach einer sehr großen Anzahl AU von Umdrehungen die durch das Abrollen auf einem Kreis mit einem Durchmesser zwischen einem Minimum und einem Maximum zurückgelegte Strecke praktisch identisch ist mit der Strecke, die zurückgelegt worden wäre, wenn das Abrollen nur auf einer Scheibe mit vernachlässigbarer Dicke und einem Durchmesser Dm erfolgt wäre.

Unter der Annahme, dass die zurückgelegte Messstrecke bzw. Wegstrecke ZS um viele Größenordnungen größer ist als der Durchmesser eines Rades, welcher etwa einen Meter beträgt, d.h. dass die Anzahl AU der Umdrehungen so groß ist, dass der Durchschnitt der Kreise, auf denen die Wegstrecke ZS befahren wird, praktisch mit dem Durchmesser Dm des Referenzkreises für die Messungen übereinstimmt, kann der Wert des Durchmessers Dm gemäß der Formel (1) berechnet werden.

Schließlich wird ein Verschleiß des Radprofils auf Basis eines Vergleichs, vorzugsweise durch Vergleich, des ermittelten aktuellen Durchmessers mit einem Referenzwert des Durchmessers des Rades ermittelt. Als Verschleiß soll eine Abnutzung der Lauffläche eines Rades eines Schienenfahrzeugs verstanden werden, welche zu einer Veränderung des Radprofils führt. Wie später noch im Einzelnen erläutert, wird der Verschleiß insbesondere durch die Größen Spurkranzhöhe Sh, Spurkranzdicke Sd, den Spurkranzflankenwinkel qR, und die Überwalzung S charakterisiert. Dabei wird die Erkenntnis genutzt, dass diese Größen mit der Änderung des Raddurchmessers im Zusammenhang stehen. Beispielsweise erhöht sich die Spurkranzhöhe Sh, wenn der Durchmesser in der Mitte des Rades durch Abnutzung reduziert wird, da der Punkt DO in der Mitte des Spurprof ils als Bezugspunkt für die Ermittlung der Spurkranzhöhe Sh verwendet wird . Die Spurkranzdicke Sd dagegen reduziert sich, wenn der Durchmesser des Rades durch Abnutzung reduziert wird . Auch der Flankenwinkel qR wird durch zunehmende Abnutzung reduziert . Die Überwalzung S nimmt durch zunehmende Abnutzung dagegen zu .

Weiterhin kann als Verschleiß auf Basis des Durchmessers Dm auch ein sogenannter Hohllauf HL ermittelt werden .

Wenn im Bereich des Punktes DO ein erheblicher Verschleiß festgestellt wird, spricht man gemäß Norm EN 15313 : 2016 (D) - SC .2 . 14 von einem „ Falschen Spurkranz" oder „Hohllauf .

Ein Hohllauf HL in Form eines falschen Spurkranzes liegt vor , wenn der äußere Lauf f lächenbereich höher als die Lauf f läche in der Messkreisebene liegt . Ein Hohllauf bildet sich aus , wenn eine erhebliche Lauf f lächenabnutzung im Bereich der Messkreisebene auf tritt . Mithin kann auf Basis der erf indungsgemäßen Messung auch eine Abschätzung des Hohllauf s , der nach der Norm nicht größer als 2 mm sein darf , erfolgen .

Vorteilhaft wird der Verschleiß des Radprof ils bei der Fahrt des Schienenfahrzeugs ermittelt und das Schienenfahrzeug muss für die Ermittlung des Verschleißes keine Werkstatt anfahren . Ein Werkstattaufenthalt wird erst dann benötigt , wenn bei ei ner der automatisierten Verschleißmessungen ermittelt wurde , dass eine Verschleißgrenze erreicht ist . Vorteilhaft kann die Anzahl der Werkstattaufenthalte im Vergleich zur herkömmli chen Vorgehensweise , bei der der Verschleiß eines Radprof ils selbst in einer Werkstatt ermittelt wird, reduziert werden . Mit dem erf indungsgemäßen Verfahren können die aktuellen Werte , die den Radverschleiß charakterisieren, kontinuierlich geschätzt werden und es kann rechtzeitig auf eine Inspektion hingewiesen werden . Das erf indungsgemäße Verfahren zum Trainieren eines auf künstlicher Intelligenz basierenden Algorithmus zum Ermitteln eines aktuellen Werts eines geometrischen Parameters eines Radprof ils eines Schienenfahrzeugs ist vorzugsweise dazu bestimmt , bei dem erf indungsgemäßen Verfahren zur automatisierten Ermittlung des f ahrbedingten Verschleißes eines Rades ei nes Schienenfahrzeugs angewendet zu werden, um den Verschleiß auf Basis des ermittelten aktuellen Durchmessers des Rades zu ermitteln .

Bei dem erf indungsgemäßen Verfahren zum Trainieren eines auf künstlicher Intelligenz basierenden Algorithmus zum Ermitteln eines aktuellen Werts eines geometrischen Parameters eines Radprof ils eines Schienenfahrzeugs werden gefabelte Trai ningsdaten bereitgestellt , welche als Eingabedaten einen Wert eines Raddurchmessers und als Ausgabedaten einen Zielwert ei nes zusätzlichen Parameters des Radprof ils umfassen . Ein sol cher zusätzlicher Parameter bzw . dessen Wert kennzeichnet die Form des Radprof ils und damit auch die Rolleigenschaften des Rades . Durch diese zusätzlichen Parameter wird der Verschleißzustand des Rades charakterisiert . Wie bereits kurz erläutert , wird der Verschleiß insbesondere durch die Größen Spurkranzhöhe Sh, Spurkranzdicke Sd, den Spurkranzf lankenwinkel qR, und die Überwalzung S und Hohllauf HL charakteri siert . Als gefabelte Daten sollen hier Trainingsdaten verstanden werden, die Zieldaten umfassen, die mit den Ergebnis daten des Algorithmus verglichen werden können, wenn die Eingabedaten der Trainingsdaten in den Algorithmus eingegeben wurden . Der auf künstlicher Intelligenz basierende Algorithmus weist vorzugsweise ein künstliches neuronales Netzwerk auf , welches bei dem Trainingsvorgang einer Anpassung an die für das Training eingesetzten Trainingsdaten unterliegt . Weiterhin erfolgt ein Ermitteln eines Werts eines zusätzli chen Parameters des Radprof ils durch den Algorithmus auf Basis der Eingabedaten .

Auf Basis der Ausgabedaten bzw . Ergebnisdaten des Algorithmus und der Ausgabedaten bzw . der Zieldaten der Trainingsdaten wird der Algorithmus angepasst . Wird ein künstliches neuronales Netz verwendet , um den Algorithmus zu implementieren, so erfolgt bei der Anpassung des Algorithmus eine Aktualisierung der Gewichte des künstlichen neuronalen Netzes anhand einer Fehlerfunktion, in die das Ergebnis des Algorithmus und der entsprechende Zielwert der gelabelten Trainingsdaten mit einf ließt . Der „Vergleich" wird also derart ausgeführt , dass der Zielwert und das Ergebnis des Algorithmus während eines Trai ningsschritts als Eingabewert für die Fehlerfunktion genutzt werden und das Ergebnis der Fehlerfunktion über die Änderung der Gewichte des künstlichen neuronalen Netzes entscheidet .

Der auf künstlicher Intelligenz basierende Algorithmus wird durch das Trainingsverfahren dazu trainiert , auf Basis von gelabelten Trainingsdaten, welche sowohl gemessene Raddurchmesser als Eingabedaten für den Algorithmus als auch Ziel werte eines zusätzlichen Parameters des Radprof ils als erwünschte Ergebniswerte des Algorithmus umfassen, die zusätz lichen Parameter des Radprof ils zu schätzen . Das Trainings verfahren kann auch auf Basis der in der Werkstatt durchgeführten Messungen der zusätzlichen Parameter bei einer Inspektion durchgeführt werden, so dass der Algorithmus mit der Zeit immer zuverlässiger und genauer wird .

Die erf indungsgemäße Verschleißermittlungseinrichtung weist eine Streckenlängenermittlungseinheit zum hochgenauen Ermit teln einer Länge einer durch ein Schienenfahrzeug abzufahrenden Messstrecke auf .

Teil der erf indungsgemäßen Verschleißermittlungseinrichtung ist auch eine Umdrehungszahl -Ermittlungseinheit zum Ermitteln der benötigten Anzahl der Umdrehungen des Rades für das Abfahren der Messstrecke . Eine solche Umdrehungszahl -Ermitt lungseinheit weist einen Drehzahlmesser oder Winkelmesser auf .

Die erf indungsgemäße Verschleißermittlungseinrichtung umfasst auch eine Durchmesser-Ermittlungseinheit zum Ermitteln eines aktuellen Durchmessers des Rades des Schienenfahrzeugs auf Basis der Länge und der ermittelten Anzahl von Umdrehungen des Rades .

Außerdem umfasst die erf indungsgemäße Verschleißermittlungs einrichtung eine Verschleiß-Ermittlungseinheit zum Ermitteln des Verschleißes durch Vergleich des ermittelten aktuellen Durchmessers mit einem Referenzwert . Die erf indungsgemäße Verschleißermittlungseinrichtung teilt die Vorteile des erf indungsgemäßen Verfahrens zur automatisierten Ermittlung des f ahrbedingten Verschleißes eines Rades eines Schienenfahrzeugs .

Ein Teil der zuvor genannten Komponenten der erf indungsgemäßen Verschleißermittlungseinrichtung kann ganz oder teilweise in Form von Softwaremodulen in einem Prozessor eines entsprechenden Rechensystems realisiert werden . Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil , dass auch schon bisher in der Steuerung von Schienenfahrzeugen verwendete Rechensysteme auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erf indungsgemäße Weise zu arbeiten .

Insofern wird die Aufgabe auch durch ein entsprechendes Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm gelöst , wel ches direkt in ein Rechensystem ladbar ist , mit Programmabschnitten, um die Schritte des erf indungsgemäßen Verfahrens zur automatisierten Ermittlung des f ahrbedingten Verschleißes eines Rades eines Schienenfahrzeugs , gegebenenfalls unter Anwendung geeigneter zusätzlicher Messsensorik , auszuführen, wenn das Programm in dem Rechensystem ausgeführt wird . Vorteilhaft kann ein solches Computerprogrammprodukt neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile , wie z . B . eine Dokumentation, und/oder zusätzliche Komponenten, auch Hardware -Komponenten, wie z . B . Hardware- Schlüssel (Dongles etc . ) zur Nutzung der Software , umfassen . Zum Transport zum Rechensystem und/oder zur Speicherung an oder in dem Rechensystem kann ein computerlesbares Medium, z . B . ein Memorystick , eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einem Rechensystem einlesbaren und ausführbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind . Das Rechensystem kann z . B . hierzu einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen auf ei sen .

Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten j eweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erf indung . Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie und deren Beschreibungsteilen weitergebildet sein . Zudem können im Rahmen der Erf indung die verschiedenen Merkmale unterschiedli cher Ausführungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden .

In einer Variante des erf indungsgemäßen Verfahrens zur automatisierten Ermittlung des f ahrbedingten Verschleißes eines Rades eines Schienenfahrzeugs wird die Länge der Messstrecke vorab hochgenau vermessen . Wie bereits erwähnt ist eine sol che Vorgehensweise besonders vorteilhaft , wenn ein Zugrif f auf ein dif f erenzielles Satellitennavigationssystem nicht möglich ist .

Alternativ wird die Länge der Messstrecke während des Abfahrens hochgenau durch ein dif f erenzielles Satellitennavigati onssystem vermessen . Ein dif f erenzielles Satellitennavigati onssystem ist dazu geeignet , die Position eines Schienenfahrzeugs mit einem Fehler von wenigen Zentimetern, bei optimalem Signalempfang sogar von wenigen Millimetern, zu ermitteln . Besonders präzise dif f erenzielle Satellitennavigationssysteme werten zusätzlich die Phasenverschiebung der Trägerwelle aus und erreichen so Genauigkeiten von wenigen Millimetern . Wenn also der Startpunkt und der Endpunkt der Wegstrecke bzw . Messstrecke auf einer geraden Strecke liegen, die vollständig in einem Gebiet liegt , das von einem qualitativ hochwertigen dif f erenziellen Satellitennavigationssystem abgedeckt wird, ist es möglich, die Entfernung ZS zwischen dem Startpunkt und dem Endpunkt mit hoher Genauigkeit zu ermittelt , die einem Algorithmus zur Berechnung des Durchmessers Dm eines Rades zur Verfügung gestellt werden kann . Die Genauigkeit der Posi tionsermittlung hängt von der Entfernung des Empfängers des Satellitennavigationssystems von der Referenzstation ab . Wie bereits erwähnt , sollte die Länge der Messstrecke um Größenordnungen größer sein, vorzugsweise einige Kilometer lang sein, als der Durchmesser der Räder des Schienenfahrzeugs . Damit ist sichergestellt , dass die Anzahl der Umdrehungen so hoch ist , dass die Auswirkungen der Querbewegung der Achsen, auch als „ Snaking" bezeichnet , vernachlässigt werden können . Vorzugsweise wird die Messstrecke auch mehrfach abgefahren und es erfolgt eine Mittelung der gemessenen Abstände .

In diesem Fall wird das Abfahren der Messstrecke also vorzugsweise mehrfach wiederholt . Dann wird ein statistischer Mittelwert der Länge der Messstrecke ermittelt . Die Messwerte der Anzahl der Umdrehungen, welche von einem statistischen Mittelwert mehr als ein vorbestimmter Schwellwert abweichen, werden verworfen . Schließlich wird auf Basis der verbleibenden Messwerte ein Mittelwert der Anzahl der Umdrehungen ermittelt und dieser Mittelwert wird als Basis für die Ermitt lung des statistisch korrigierten aktuellen Durchmessers Dm* des Rades des Schienenfahrzeugs verwendet . Vorteilhaft wird die Genauigkeit des Messergebnisses durch die Mittelung und das Verwerfen von „Ausreißern" weiter verbessert . Denn die Ermittlung des Durchmessers eines Rades kann durch einen sys tematischen Fehler beeinträchtigt sein, der hauptsächlich auf Mikrogleiten und Schlupf der motorisierten Achsen zurückzuführen ist .

Wie bereits vorstehend erläutert , bezieht sich der Durchmes ser des Rades vorzugsweise auf die Mitte des Radprof ils bei dem Punkt DO in der Mittenebene des Rades . Die Bezeichnung „ Punkt" soll hier auf eine Proj ektion bzw . Schnittdarstellung eines Rades bezogen sein . Bei dreidimensionaler Betrachtung entspricht dem „ Punkt" DO ein Kreis , der in der Mittenebene des Rades um das Radprof il umläuft . Die Mitte des Radprof ils liegt ungefähr in dem Bereich, in dem ein Rad eines Schienenfahrzeugs mit der Schiene in Kontakt steht . Vorteilhaft kann anhand der Anzahl der Umdrehungen des Rades und der Länge der zurückgelegten Wegstrecke bzw . Messstrecke auf den Raddurchmesser Dm an der Mitte des Radprof ils geschlossen werden .

Genauer lässt sich der „ Punkt" DO als kleiner , elliptisch geformter Bereich, der leicht in Bewegungsrichtung gestreckt ist , def inieren . Die Geometrie dieser Kontaktf läche variiert dynamisch während des Rollens und ist stark von den physikalischen Eigenschaften der in Kontakt stehenden Metalle (Rad/Schiene) und den gegenseitigen dynamischen Interaktionen aufgrund der Fahrt beeinf lusst .

Bevorzugt wird ein Korrekturwert nach dem Ersatz oder einer Reprof ilierung eines Rades durch eine erste Ermittlung eines ersten Wertes Dm* eines aktuellen Durchmessers direkt nach dem Ersatz oder der Reprof ilierung des Rades ermittelt und es erfolgt ein Vergleichen des aktuellen Durchmessers Dm* mit dem in Konstruktionsunterlagen aufgeführten Wert Dn des Durchmessers des Rades als Referenzwert . Dabei wird gegebenenfalls ein Of f set | Dn - Dm* | des ersten Wertes Dm* relativ zu dem in Konstruktionsunterlagen aufgeführten Wert Dn als der Korrekturwert ermittelt . Es ist zweckmäßig , diesen Of f set zu verwenden, um den Fehler zu korrigieren, der die Schätzung des Durchmessers beeinf lusst haben könnte . Dieser Of f set , dessen Wert wie beschrieben, einmal berechnet wird, wird dann auf alle späteren Schätzungen Dm des Durchmessers angewendet , die mit der Formel ( 1 ) und der bereits erwähnten statisti schen Korrektur erfolgen, um den systematischen Fehler , von dem der erste Wert Dm* betrof fen ist , für diese Messung und alle weiteren Messungen zu eliminieren . Der um diesen Versatz korrigierte erste Wert eines aktuellen Durchmessers wird im Folgenden auch mit Dm° bezeichnet und entspricht dem Wert Dn aus den Konstruktionsunterlagen .

Alternativ kann auch der Referenzwert um den Korrekturwert korrigiert werden, um den systematischen Messfehler zu berücksichtigen . D . h . es wird in diesem Fall der erste Wert Dm* als Referenzwert verwendet und der Verschleiß auf Basis der Dif ferenz zwischen späteren Werten Dm des Durchmessers des Rades und dem ersten Wert Dm* ermittelt . Vorteilhaft kann ein systematischer Messfehler kompensiert werden .

Ebenfalls bevorzugt wird ein um den Korrekturwert | Dn - Dm* | korrigierter aktueller Wert eines Durchmessers mit den für die Sicherheitssysteme und Fahrsteuerungssysteme des Schienenfahrzeugs eingegebenen Daten und/oder bei der letzten Inspektion durchgeführten Messungen verglichen und es erfolgen gegebenenfalls Korrekturen an diesen Daten . Vorteilhaft werden weitere Messfehler , welche im Zusammenhang mit Messungen aufgetreten sind, welche mit anderen Methoden als das erf indungsgemäße Verfahren ausgeführt wurden, ebenfalls erkannt und gegebenenfalls korrigiert . Insbesondere können so sicher- heitsrelevante und zuverlässigkeitsrelevante Fehler korri giert werden .

Weiterhin wird bevorzugt durch einen auf künstlicher Intelli genz basierenden Algorithmus auf Basis des ermittelten aktuellen Durchmessers Dm ein aktueller Wert mindestens eines der folgenden geometrischen zusätzlichen Parameter des Radprof ils ermittelt :

- die Spurkranzdicke Sd,

- die Spurkranzhöhe Sh,

- das Spurkranzf lankenmaß qR,

- die Überwalzung S ,

- der Hohllauf HL .

Nachdem mit dem Wert des aktuellen Durchmessers Dm ein Verschleißzustand des Prof ils eines Rades eines Schienenfahrzeugs am Walzband, d . h . bei dem Punkt DO des Prof ils , welcher sich in Querrichtung in der Mitte des Prof ils bef indet , ermittelt wurde , kann diese Information dazu genutzt werden, die zusätzlichen Parameter des Radprof ils zu ermitteln . Vorteilhaft werden weitere Verschleißkenngrößen des Radprof ils ermittelt , auf deren Basis eine Wartungsstrategie fest gelegt werden kann .

Dabei werden bevorzugt als Eingabedaten für den Algorithmus zusätzlich zu dem aktuellen Wert Dm des Durchmessers , vorzugsweise zusätzlich zu der Abweichung des aktuellen Werts Dm des Durchmessers von einem Referenzwert Dm° , auch die ermit telten Betriebsbedingungen des Schienenfahrzeugs verwendet .

Eine Korrelation zwischen der Entwicklung der Überwalzung S aufgrund von Verschleiß, in Verbindung mit der Änderung anderer Parameter (aufgrund desselben Verschleißes ) , kann statis tisch in der Trainingsphase des Algorithmus bestimmt und anschließend während der Implementierung des Algorithmus weiter verfeinert werden . Auf diese Weise wird die Ermittlung des Verschleißes noch präziser .

Die Betriebsbedingungen umfassen bevorzugt mindestens einen der folgenden Typen von Betriebsbedingungen :

- die durchschnittliche Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs ,

- das Kurvenprof il der durch das Schienenfahrzeug seit der letzten Testmessung befahrenen Strecken,

- das Steigungsprof il der durch das Schienenfahrzeug seit der letzten Testmessung befahrenen Strecken,

- Wetterumstände während des Betriebs des Schienenfahrzeugs , insbesondere Schnee oder Eis ,

- der allgemeine Zustand der befahrenen Gleiskörper ,

- während des Betriebs herrschende Temperaturen .

Vorteilhaft können diese sich auf den Verschleiß der Räder auswirkenden Einf lussgrößen durch den Algorithmus zur Ermitt lung der zusätzlichen Parameter , welche den Verschleiß der Räder kennzeichnen, mitberücksichtigt werden, wodurch das Endergebnis zur Ermittlung des Verschleißes der Räder eines Schienenfahrzeugs präziser und zuverlässiger wird .

Die Erf indung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert . Es zeigen :

FIG 1 eine Schnittansicht eines Radprof ils eines Schienenfahrzeugs ,

FIG 2 ein herkömmliches bogenförmiges Messgerät zur indirekten Messung des Durchmessers eines Rads eines Schienenfahrzeugs durch Messen der Krümmung des Radprof ils in Umfangsrichtung ,

FIG 3 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur automati sierten Ermittlung des f ahrbedingten Verschleißes eines Rades eines Schienenfahrzeugs veranschaulicht ,

FIG 4 eine schematische Darstellung einer Verschleißermitt lungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erf indung ,

FIG 5 ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum Trainieren eines auf künstlicher Intelligenz basierenden Algorithmus zum Ermitteln eines aktuellen Werts eines geometri schen Parameters eines Radprof ils eines Schienenfahrzeugs veranschaulicht ,

FIG 6 eine schematische Darstellung einer Trainingseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erf indung .

In FIG 1 ist eine Schnittansicht 10 eines Radprof ils eines Schienenfahrzeugs gezeigt , wobei die „ Länge" L über die „Höhe" H des Radprof ils ( j eweils in mm) aufgetragen ist . Als „ Länge" L wird hier die radiale Ausdehnung des Rades und als „Höhe" H wird hier die axiale Ausdehnung des Rades bezeichnet . Genauer gesagt sind in FIG 1 zwei Radprof ile gezeigt , ein Radprof il N (mit durchgezogener Linie gezeichnet ) eines neuen Rades und ein Radprof il W (gestrichelt dargestellt ) ei nes abgenutzten Rades . Als Parameter des Radprof ils ist für das Radprof il N des neuen Rades eine Spurkranzhöhe Sh eingezeichnet , welche die Höhe der höchsten Stelle des Spurkranzes über der Höhe des Radprof ils in der Radmitte bei dem Punkt DO zeigt . Weiterhin ist in FIG 1 die Spurkranzdicke Sd eingezeichnet . Zudem ist auch das Spurkranzf lankenmaß qR dargestellt , welches eine Flankenbreite des Spurkranzes repräsentiert . Zudem ist in FIG 1 eine Vertiefung bzw . ein Hohllauf HL des Radprof ils des abgenutzten Rades veranschaulicht . Außerdem ist in FIG 1 die Überwalzung S rechts im Bild dargestellt . Die Überwalzung S stellt eine Materialumverteilung des Radmaterials von der Mitte des Radprof ils zum Rand hin dar .

In FIG 2 sind zwei Darstellungen 20 eines herkömmlichen bogenförmigen Messgeräts zur indirekten Messung des Durchmes sers eines Rads eines Schienenfahrzeugs durch Messen der Krümmung des Radprof ils in Umfangsrichtung gezeigt .

In FIG 3 ist ein Flussdiagramm 300 gezeigt , welches ein Verfahren zur automatisierten Ermittlung des f ahrbedingten Verschleißes eines Rades eines Schienenfahrzeugs beschreibt .

Bei dem Schritt 3 . 1 erfolgt ein Abfahren einer Messstrecke MS durch das Schienenfahrzeug , wobei die Länge ZS der Schienenstrecke bzw . der Messstrecke MS durch ein dif f erenzielles Satellitennavigationssystem hochgenau ermittelt wird .

Bei dem Schritt 3 . II wird die benötigte Anzahl AU der Umdrehungen U des Rades für das Abfahren der Messstrecke ermit telt .

Bei dem Schritt 3 . III wird ein aktueller Durchmesser Dm des Rades des Schienenfahrzeugs auf Basis der Länge ZS und der ermittelten Anzahl AU von Umdrehungen des Rades ermittelt . Bei dem Schritt 3 . IV erfolgt ein Vergleich des ermittelten aktuellen Durchmessers Dm mit einem Referenzwert Dn . Für den Fall , dass die Dif ferenz zwischen den beiden Werten einen vorbestimmten Schwellwert überschreitet , was in FIG 1 mit „y" gekennzeichnet wird, wird zu dem Schritt 3 . V übergegangen und durch einen auf künstlicher Intelligenz basierenden Algorithmus eine Mehrzahl von Verschleißparametern V des Rades ermit telt .

Für den Fall , dass der Schwellwert bei dem Schritt 3 . IV nicht überschritten wird, was in FIG 3 mit „n" gekennzeichnet ist , wird zu dem Schritt 3 . 1 übergegangen und das Verfahren nach einem bestimmten Zeitraum erneut durchgeführt .

In FIG 4 ist eine schematische Darstellung einer Verschleißermittlungseinrichtung 40 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erf indung gezeigt .

Die Verschleißermittlungseinrichtung 40 weist eine Streckenlängenermittlungseinheit 41 zum hochgenauen Ermitteln einer Länge einer durch ein Schienenfahrzeug abzufahrenden Mess strecke auf Basis von Satellitennavigationsdaten SND auf .

Teil der Verschleißermittlungseinrichtung 40 ist auch eine Umdrehungszahlermittlungseinheit 42 zum Ermitteln der benötigten Anzahl AU der Umdrehungen U des Rades für das Abfahren der Messstrecke .

Die Verschleißermittlungseinrichtung 40 umfasst eine Durchmesserermittlungseinheit 43 zum Ermitteln eines aktuellen Durchmessers Dm des Rades des Schienenfahrzeugs auf Basis der Länge ZS und der ermittelten Anzahl AU von Umdrehungen des Rades .

Die Verschleißermittlungseinrichtung 40 weist außerdem eine Verschleißermittlungseinheit 44 zum Ermitteln des Verschlei ßes V durch Vergleich des ermittelten aktuellen Durchmessers Dm mit einem Referenzwert Dn auf . In FIG 5 ist ein Flussdiagramm 500 gezeigt , welches ein Verfahren zum Trainieren eines auf künstlicher Intelligenz basierenden Algorithmus zum Ermitteln eines aktuellen Werts ei nes den Verschleiß V eines Rades charakterisierenden geomet rischen Parameters eines Radprof ils eines Schienenfahrzeugs veranschaulicht .

Bei dem Schritt 5 . 1 werden gelabelte Trainingsdaten TD be- reitgestellt , welche als Eingabedaten einen Wert Dm eines Raddurchmessers und als Ausgabedaten einen Zielwert eines zusätzlichen, den Verschleiß V eines Rades charakterisierenden Parameters Sd, Sh, qR, S , HL des Radprof ils umfassen .

Bei dem Schritt 5 . II wird als Eingangswert für den Algorithmus ALG ein Wert Dm eines Durchmessers eines Rades eingegeben . Weiterhin ermittelt der Algorithmus ALG auf Basis der Eingangsdaten Dm als Ausgangswert einen zusätzlichen Parameter ZP des Radprof ils .

Bei dem Schritt 5 . III erfolgt ein Anpassen des Algorithmus ALG auf Basis des Werts des ermittelten zusätzlichen Parameters ZP und des entsprechenden Werts ZP_L dieses zusätzlichen Parameters , welcher den gelabelten Trainingsdaten TD zugeordnet ist .

Bei dem Schritt 5 . IV wird eine Dif ferenz AZ zwischen dem ermittelten zusätzlichen Parameter ZP und dem entsprechenden Parameter ZP_L der gelabelten Trainingsdaten TD ermittelt .

Bei dem Schritt 5 . V wird ermittelt , ob die Dif ferenz AZ einen vorbestimmten Schwellwert SW unterschreitet .

Für den Fall , dass der Schwellwert SW unterschritten wird, was in FIG 5 mit „y" gekennzeichnet ist , wird zu dem Schritt 5 . VI übergegangen und der Algorithmus für eine Berechnung zusätzlicher Verschleißparameter ZP im Rahmen des Verfahrens zur automatisierten Ermittlung des f ahrbedingten Verschleißes eines Rades eines Schienenfahrzeugs zur Verfügung gestellt . Für den Fall , dass der Schwellwert SW überschritten wird, was in FIG 5 mit „n" gekennzeichnet ist , wird zu dem Schritt 5 . 1 übergegangen und der Algorithmus ALG wird weiter an die Trai ningsdaten TD angepasst .

In FIG 6 ist eine schematische Darstellung einer Trainings einrichtung 60 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erf indung veranschaulicht .

Die Trainingseinrichtung 60 weist eine Kl -Einheit 61 auf , welche dazu eingerichtet ist , auf Basis von Eingangsdaten Dm von gefabelten Trainingsdaten TD zusätzliche Parameter ZP zu ermitteln . Die zusätzlichen Parameter ZP sowie die den gefabelten Trainingsdaten TD zugeordneten zusätzlichen Parameter ZP_L werden an eine Anpassungseinheit 62 übermittelt , welche den Algorithmus ALG der KI -Einheit 61 an die empfangenen Daten ZP , ZPL anpasst . Beispielsweise basiert der Algorithmus ALG auf einem künstlichen neuronalen Netzwerk mit Gewichten, welche an die Zielwerte angepasst werden . Die empfangenen Daten ZP , ZP_L werden auch an eine Dif ferenzbildungseinheit 63 übermittelt , welche einen Dif ferenzwert AZP daraus ermittelt . Teil der Trainingseinrichtung 60 ist zudem eine Prüfeinheit 64 , welche auf Basis des Dif ferenzwerts AZP prüft , ob der Al gorithmus ALG bereits ausreichend an die Trainingsdaten TD angepasst wurde . Ist das der Fall , so wird der Algorithmus für die Berechnung von zusätzlichen Parametern ZP bereitgestellt . Andernfalls wird der Algorithmus ALG an die KI -Ein- heit 61 zurückgesendet und der Anpassungsprozess wird fortgeführt .

Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorbeschriebenen Verfahren und Einrichtungen lediglich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erf indung handelt und dass die Erf indung vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erf indung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist . Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein" bzw. „eine" nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff „Einheit" nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können. Unabhängig vom grammatikalischen Geschlecht eines bestimmten Begriffes sind Personen mit männlicher, weiblicher oder anderer Geschlechteridentität mit umfasst.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur automatisierten Ermittlung des f ahrbedingten Verschleißes eines Rades eines Schienenfahrzeugs, aufweisend die Schritte:

- Abfahren einer Messstrecke (MS) durch das Schienenfahrzeug, deren Länge (ZS) hochgenau bekannt ist oder hochgenau ermittelt wird,

- Ermitteln der benötigten Anzahl (AU) der Umdrehungen (U) des Rades für das Abfahren der Messstrecke (MS) ,

- Ermitteln eines aktuellen Durchmessers (Dm) des Rades des Schienenfahrzeugs auf Basis der ermittelten Länge (ZS) der Messstrecke (MS) und der ermittelten Anzahl (AU) von Umdrehungen des Rades,

- Ermitteln des Verschleißes (V) des Rades auf Basis eines Vergleichs des ermittelten aktuellen Durchmessers (Dm) mit einem Referenzwert (Dn, Dm°) des Durchmessers.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Länge (ZS) der Messstrecke (MS) vorab hochgenau vermessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Länge (ZS) der Messstrecke (MS) während des Abfahrens der Messstrecke (MS) hochgenau durch ein dif f erenzielles Satellitennavigationssystem vermessen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei

- das Abfahren der Messstrecke (MS) mehrfach wiederholt wird,

- ein statistischer Mittelwert der Länge (ZS) der Messstrecke (MS) ermittelt wird,

- Messwerte der Anzahl (AU) der Umdrehungen (U) , welche von einem statistischen Mittelwert mehr als ein vorbestimmter Schwellwert (SW) abweichen, verworfen werden,

- auf Basis der verbleibenden Messwerte ein Mittelwert der Anzahl (AU) der Umdrehungen (U) ermittelt wird und dieser Mittelwert als Basis für die Ermittlung des aktuellen Durchmessers (Dm) des Rades des Schienenfahrzeugs verwendet wird .

5 . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche , wobei sich der aktuelle Durchmesser (Dm) des Rades auf die Mitte (DO ) des Radprof ils bezieht .

6 . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche , wobei ein Korrekturwert nach dem Ersatz oder einer Reprof ilierung eines Rades durch eine erste Ermittlung eines ersten Wertes (Dm* ) eines aktuellen Durchmessers direkt nach dem Ersatz oder der Reprof ilierung des Rades und durch einen Vergleich des ersten Wertes (Dm* ) mit dem in Konstruktionsunterlagen auf geführten Wert (Dn) des Durchmessers des Rades als Referenzwert ermit telt wird und dieser Korrekturwert bei der späteren Messung eines aktuellen Durchmessers (Dm) zur Ermittlung des aktuel len Verschleißes (V) berücksichtigt wird .

7 . Verfahren nach Anspruch 6 , wobei ein um den Korrekturwert korrigierter Wert des Durchmessers des Rades mit den für die Sicherheitssysteme und Fahrsteuerungssysteme des Schienenfahrzeugs eingegebenen Daten und/oder bei der letzten Inspektion durchgeführten Messungen verglichen wird und gegebenenfalls Korrekturen an diesen Daten erfolgen .

8 . Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche , wobei durch einen auf künstlicher Intelligenz basierenden Algorithmus auf Basis des ermittelten aktuellen Durchmessers (Dm) ein aktueller Wert mindestens eines der folgenden geometrischen zusätzlichen Parameter ( Sd, Sh, qR, S , HL) des Radprof ils ermittelt wird :

- die Spurkranzdicke ( Sd) ,

- die Spurkranzhöhe ( Sh) ,

- Spurkranzf lankenmaß (qR) ,

- die Überwalzung ( S ) ,

- der Hohllauf (HL) .

9 . Verfahren nach Anspruch 8 , wobei als Eingabedaten für den Algorithmus zusätzlich zu dem aktuellen Durchmesser (Dm) auch die ermittelten Betriebsbedingungen des Schienenfahrzeugs verwendet werden .

10 . Verfahren nach Anspruch 9 , wobei die Betriebsbedingungen mindestens einen der folgenden Typen von Betriebsbedingungen umfassen :

- die durchschnittliche Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs ,

- das Kurvenprof il der befahrenen Strecken,

- das Steigungsprof il der befahrenen Strecken,

- Wetterumstände während des Betriebs des Schienenfahrzeugs ,

- der Zustand der befahrenen Gleiskörper ,

- während des Betriebs herrschende Temperaturen .

11 . Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10 , bei dem der auf künstlicher Intelligenz basierende Algorithmus trainiert wird, um einen aktuellen Wert eines geometrischen Parameters ( Sd, Sh, qR, S , HL) eines Radprof ils eines Schienenfahrzeugs zu ermitteln, aufweisend die Schritte :

- Bereitstellen von gelabelten Trainingsdaten (TD) , welche als Eingabedaten einen Wert (Dm) eines Raddurchmessers und als Ausgabedaten einen Zielwert (ZP_L) eines zusätzlichen Parameters ( Sd, Sh, qR, S , HL) des Radprof ils umfassen,

- Ermitteln eines Werts ( ZP) eines zusätzlichen Parameters ( Sd, Sh, qR, S , HL) des Radprof ils durch den Algorithmus (ALG) auf Basis der Eingabedaten als Ausgabedaten,

- Anpassen des Algorithmus (ALG) auf Basis der Ausgabedaten ( ZP) des Algorithmus (ALG) und der Ausgabedaten (ZP_L) der gelabelten Trainingsdaten (TD) .

12 . Verfahren nach Anspruch 11 , wobei die Eingabedaten Betriebsbedingungen umfassen, welche bei dem Einsatz des Schienenfahrzeugs auf getreten sind .

13 . Verschleißermittlungseinrichtung (40 ) , aufweisend :

- eine Streckenlängenermittlungseinheit (41 ) zum hochgenauen Ermitteln einer Länge ( ZS ) einer durch ein Schienenfahrzeug abzufahrenden Messstrecke (MS ) ,

- eine Umdrehungszahlermittlungseinheit (42 ) zum Ermitteln der benötigten Anzahl (AU) der Umdrehungen des Rades für das Abfahren der Messstrecke (MS ) , - eine Durchmesserermittlungseinheit (43 ) zum Ermitteln eines aktuellen Durchmessers (Dm) des Rades des Schienenfahrzeugs auf Basis der Länge ( ZS ) der Messstrecke (MS ) und der ermittelten Anzahl (AU) von Umdrehungen (U) des Rades ,

- eine Verschleißermittlungseinheit (44 ) zum Ermitteln des Verschleißes (V) des Rades durch Vergleich des ermittelten aktuellen Durchmessers (Dm) mit einem Referenzwert (Dn, Dm° ) des Durchmessers .

14 . Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, wel ches direkt in eine Speichereinheit eines Rechensystems ladbar ist , mit Programmabschnitten, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen, wenn das Computerprogramm in dem Rechensystem ausgeführt wird .

15 . Computerlesbares Medium, auf welchem von einer Rechnereinheit ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Rechnereinheit aus geführt werden .