用于监控接触网系统的运行参数的设备技术方案

本发明专利技术涉及用于监控接触网系统的运行参数的设备。无线电传感器节点被安装在接触网系统的不同位置上，并且分别具有监控运行参数的传感器。例如针对利用传感器之一确定的值偏离额定值的情况，由相对应的无线电传感器节点制成故障电报。无线电传感器节点中的至少数个形成如下网络：通过该网络将电报传输给中枢。在此，电报经由无线电沿着铁路线路从一个无线电传感器节点被传输到接下来的无线电传感器节点，直至该电报最后在中枢中被接收到。

Device for monitoring the operating parameters of a contact network system

The invention relates to a device for monitoring the operating parameters of a contact network system. Radio sensor nodes are installed at different positions of the catenary system, and sensors with monitoring operating parameters are respectively provided. For example, when a value determined by one of the sensors deviates from the rating, a faulty telegram is made from the corresponding radio sensor node. At least several of the wireless sensor nodes form a network that transmits the message to the center via the network. In this case, the telegraph is transmitted over the railway line from a radio sensor node to the next radio sensor node until the cable is received in the center at last.

【技术实现步骤摘要】
用于监控接触网系统的运行参数的设备本申请是申请号为201080010168.0、申请日为2010年2月5日、专利技术名称为“接触网系统的运行参数的远程监控”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及借助由无线电传感器节点构成的网络对接触网系统（Fahrleitungsanlage）的运行参数的监控。
技术介绍
尤其是轨道导向的交通工具或者运输工具（例如火车、有轨电车、市内高速铁路或者地铁，以下通常简称为“列车”）的接触网系统中的干扰目前由于列车行驶在其上的大范围的和复杂的轨道网而只能困难地进行检测。这样的接触网系统公知地通常包括多个部件或构件、譬如绝缘子、接地导线、开关、轮张紧器（Radspanner）等等，以及包括下级系统、譬如架空线和/或导电轨或行驶轨。由于接触网系统非冗余地实施，所以具有构件的功能损耗的损伤会导致铁路运输的干扰。这会导致铁路运输中的误点。干扰例如可能由于在接触网区域中的构件的短路、故障、误操作或者过载造成。迄今仅存在复杂的自动化解决方案来监控接触网系统和识别干扰。在此所采用的传感器需要布线和外部电源供给，这在沿着铁路线路或列车线路布置时极其昂贵。在许多干扰的情况下，迄今并没有技术上经济的解决方案，例如在短路时在15kV/16.7Hz网络的有时强烈交织的接触网系统中通过维护人员沿着线路的巡查来确定未知的短路地点，以便找到并且评估损伤。故障地点可以被界定，然而不精确性大多达到数千米。部分短路地点没有被识别。在非交织的网络、如25kV/50Hz网络中，数字接触网保护装置能够实现将短路地点界定到最好情况为500m。精确的定位此处目前还不可能。可替换地，可能会通过经由GSM等等的通信来读取被构造例如用于检测在接触网络系统中的短路的传感器。然而，这种传感器或相对应的无线电传感器为了通信而具有非常高的能量需求或电流需求。同样，不利的是，对于具有所需的电子装置的相对应的无线电传感器而言，成本比较高。
技术实现思路
因而，迫切地需要自动地识别接触网系统中的干扰或者关于运行状态的一般信息并且可靠且快速地将相对应的信息转发给处理所述信息的位置的可能性。该任务通过在独立权利要求中说明的本专利技术来解决。有利的扩展方案由从属权利要求得到。该任务的解决方案通过采用多个无线电传感器节点来得到，这些无线电传感器节点检测接触网系统中的故障并且将相对应的故障图转发给处理这些信息的位置并且因此简单地标识出干扰。这种处理这些信息的位置例如可以是中枢（Zentrale）、譬如维护控制中心。从信息到达并且被分析的中枢出发，接着开始用于消除干扰的所需步骤。与接触网系统的干扰定位或者故障识别相关的信息在无线的、有利地为线性的无线电传感器网络之内以无线缆的方式被检测并且被转发，该无线电传感器网络沿着线路分布并且由多个无线电传感器节点构成。根据本专利技术，建议了一种用于监控接触网系统的运行参数的设备，该设备包括多个无线电传感器节点，其中无线电传感器节点被安装在接触网系统中的不同的地点处。无线电传感器节点分别具有至少一个传感器，用于监控运行参数。无线电传感器节点中的至少数个形成无线网络，通过该无线网络经由无线电可以将由网络的第一无线电传感器节点制成的并且发送的数据包、尤其是故障电报传输给接触网系统的中枢。有利地，无线电传感器节点中的至少数个具有收发装置，由第一无线电传感器节点发送的故障电报通过该收发装置被接收并且紧接着通过该网络的一个或多个另外的无线电传感器节点或者直接地被转发给中枢。由此实现了，无线电传感器节点仅须具有比较小的作用距离。仅仅对于紧邻中枢安装的那个无线电传感器节点检测到故障情况的情况，故障电报直接由进行检测的无线电传感器节点传输给中枢。在有利的扩展方案中，由无线电传感器节点构成的网络是线性网络。此外，有利的是，该网络根据自组织（ad-hoc）网络的方式工作。通过在另一有利的扩展方案中无线电传感器节点中的至少一个具有带有多个用于监控多个不同的运行参数的传感器的传感器库，实现了不必安装相对应较大数目的无线电传感器节点来监控多个不同的运行参数。为了也能够监控接触网系统的并不直接位于无线电传感器节点的安装地点的构件，在另一实施形式中，附加地采用了用于监控接触网系统的运行参数的至少一个无线电传感器。所述至少一个无线电传感器与无线电传感器节点之一关联并且与关联的无线电传感器节点处于无线电连接，其中通过该无线电连接可以将无线电传感器的数据传输给无线电传感器节点。无线电传感器节点中的至少数个能量自给地被构造。由此有利地实现了不必设置用于进行能量供给的线缆输送装置，并且不需要电池等等，使得在这方面的维护开销最小。故障电报包含如下信息：由所述信息得知故障的地点和/或性质。因此，利用简单的手段能确定故障地点。在根据本专利技术的用于利用多个无线电传感器节点来监控接触网系统的至少一个运行参数的方法中，其中所述无线电传感器节点被安装在接触网系统中的不同地点并且分别具有用于监控运行参数之一的传感器，无线电传感器节点中的至少数个形成了无线网络。在第一无线电传感器节点中制成可以通过无线网络被传输给接触网系统的中枢的电报。无线电传感器节点中的至少数个具有收发装置，由第一无线电传感器节点发送的电报通过该收发装置被接收并且紧接着通过该网络的一个或多个另外的无线电传感器节点或者直接地被转发给中枢。该电报从进行转发的无线电传感器节点出发在所有情况下被传输到与进行转发的无线电传感器节点相邻的无线电传感器节点，直至中枢在进行转发的无线电传感器节点之一的作用距离中。由此保证了，该方法也可以利用具有比较小的作用距离的无线电传感器节点来执行。有利地，无线电传感器节点中的至少数个从相应的无线电传感器节点的环境中获得了对于相应的无线电传感器节点的运行所需的能量。在另一有利的扩展方案中，如果没有故障电报被转发，则无线电传感器节点转到节能模式。除了具有上面所述的优点之外，根据本专利技术的解决方案还具有如下优点：-从中央位置出发，可靠地识别和定位接触网系统中的干扰和故障。–不再需要例如通过走完该路线来现场寻找干扰。–可以直接且比迄今更快速地进行干扰消除。–也可以识别迄今不能被标识出的例如短路的干扰和故障。–通过可靠的干扰识别可以减小后续干扰和损伤。–不同于迄今的识别系统，省去了布线和昂贵的安装。利用根据本专利技术的解决方案，可以通过对功能的连续且可靠地监控并且对各个接触网部件和接触网构件进行干扰识别或故障识别来快速地标识出干扰，并且将相对应的信息快速地转发给中枢。此外，可以通过可靠定位面向目标地发现并且迅速地消除损伤、故障和后续损伤。因此可以减轻干扰的影响。附图说明本专利技术的其他优点、特征和细节由以下所描述的实施例以及依据附图得到。在此，图1示出了具有多个无线电传感器节点的接触网系统，图2示出了无线电传感器节点。在附图中，相同的或彼此相对应的区域、构件、组件或者方法步骤用相同的附图标记表征。具体实施方式图1示出了具有架空线110、导电轨或行驶轨120和多个支柱130的接触网系统100。此外，示出了中枢140，该中枢140例如可以是维护控制中心。其他构件出于清楚性原因未示出。在接触网系统100中安装有用于监控接触网系统100的运行参数的多个无线电传感器节点200-i（其中i=1、2、3、4…）。要监控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监控接触网系统（100）的运行参数的设备，其包括多个无线电传感器节点（200‑i），所述多个无线电传感器节点（200‑i）被安装在接触网系统（100）中的不同地点上，其中，‑ 在所述多个无线电传感器节点（200‑i）中的至少一个第一无线电传感器节点（200‑2）具有用于监控运行参数的传感器（220），‑ 无线电传感器节点（200‑i）中的至少数个无线电传感器节点（200‑1，200‑2，200‑3）形成无线网络，通过所述无线网络经由无线电能够将由所述网络的第一无线电传感器节点（200‑2）制成的并且发送的数据包、尤其是电报传输给接触网系统（100）的中枢（140）。

【技术特征摘要】
2009.03.04 DE 102009011641.9;2009.05.06 DE 10200901.一种用于监控接触网系统（100）的运行参数的设备，其包括多个无线电传感器节点（200-i），所述多个无线电传感器节点（200-i）被安装在接触网系统（100）中的不同地点上，其中，-在所述多个无线电传感器节点（200-i）中的至少一个第一无线电传感器节点（200-2）具有用于监控运行参数的传感器（220），-无线电传感器节点（200-i）中的至少数个无线电传感器节点（200-1，200-2，200-3）形成无线网络，通过所述无线网络经由无线电能够将由所述网络的第一无线电传感器节点（200-2）制成的并且发送的数据包、尤其是电报传输给接触网系统（100）的中枢（140）。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，无线电传感器节点（200-i）中的至少数个无线电传感器节点具有收发装置（210），由第一无线电传感器节点（200-2）发送的电报通过所述收发装置（210）被接收并且紧接着通过所述网络的一个或多个另外的无线电传感器节点（200-3）或者直接地被转发给中枢（140）。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，由无线电传感器节点构成的网络是线性网络。4.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述网络是自组织网络。5.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，无线电传感器节点（200-i）中的至少一个具有带有多个用于监控多个不同的运行参数的传感器的传感器库（220）。6.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，附加地设置有用于监控接触网系统（100）的运行参数的至少一个无线电传感器（400），所述至少一个无线电传感器（400）与无线电传感器节点（200-1）关联并且与关联的无线电传感器节点（200-1）处于无线电连接，其中通过所述无线电连接能够将无线电传感器（400）的数据传输给所述无线电传感器节点（200-1）。7.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，无线电传感器节点（200-i）中的至少数个无线电传感器节点能量自给地被构造。8.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，无线网络附加地具有至少一个中继器，通过所述至少一个中继器将电报转发给另外的中继器、无线电传感器节点（20...

【专利技术属性】
技术研发人员：HU布利茨，A德林，D埃弗斯，P福贝尔，G库德雷夫斯基，K皮斯托尔，A施米德，E斯奈德，A沃尔夫，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE