转向架轨道监测制造技术

一种使用列车车厢来监测轨道的方法，包括通过在第一列车车厢上的第一传感器网络收集与轨道位置相对应的第一传感器数据。基于第一传感器数据，由第一列车车厢上的诊断系统识别在轨道位置处的潜在轨道异常。描述异常的消息被发送到位于其他列车车厢上的诊断系统。由位于第一列车车厢后面的第二列车车厢上的第二诊断系统接收该消息。第二诊断系统确定第二列车车厢将越过轨道位置的时间，并在所确定的时间处，收集第二传感器数据。如果在轨道位置处的第一传感器数据和第二传感器数据中均存在轨道异常，则将轨道异常通知列车控制系统。

Bogie track monitoring

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】转向架轨道监测
本专利技术主要涉及用于使用安装在多个列车车厢上的多个转向架传感器系统来监测轨道异常的方法、系统和装置。本文描述的技术可用于轨道和转向架异常检测，以及生成轨道的地图。
技术介绍
转向架为列车的承载列车车厢的车轮底盘。典型的列车车厢具有两个转向架。新的转向架系统包含用于监控转向架健康状况的传感器。因此，例如，转向架可以具有传感器，以监测车轮的圆度、轴箱轴承和齿轮箱的温度、轴弯曲、共振、油温、油位以及各种振动水平。传感器系统收集的数据用于在发生机械故障之前的早期阶段检测转向架系统的损坏。使用此信息，可以在维护列车系统期间根据需要修理或更换零件。尽管转向架传感器系统收集了大量数据，但常规系统通常独立运行，并且不同传感器系统之间几乎没有协作。转向架传感器系统还可用于监测列车行驶的轨道的状况。例如，如果转向架传感器系统在特定位置测量到意外的震动或振动，则可能会将位置标记为异常。然而，由于缺乏协调和协作，要确定意外的震动或振动是转向架机械系统确定或故障的结果，还是轨道上是否存在真正的异常，这都是具有挑战性的。因此，期望提供一种用于增强检测、分类和验证在转向架运动时发生的异常的技术。
技术实现思路
本专利技术的实施方式通过提供与用于检测、分类和验证转向架系统本身中的异常以及列车所在的轨道上的异常的转向架监测系统有关的方法、系统和装置，解决并克服上述缺点和缺陷中的一者或多者。根据一些实施方式，一种使用包括多个列车车厢的列车来监测轨道的方法，包括通过第一列车车厢上的第一传感器网络收集与轨道位置相对应的第一传感器数据，并且由第一列车车厢上的第一诊断系统基于该第一传感器数据来识别在轨道位置处的潜在轨道异常。描述异常的消息从第一诊断系统发送到位于列车中包括的一个或多个其他列车车厢上的诊断系统。该消息包括轨道位置的指示。该消息由相对于列车的行驶方向位于第一列车车厢后方的第二列车车厢上的第二诊断系统接收。第二诊断系统确定第二列车车厢将经过轨道位置的时间，并且由第二列车车厢上的第二传感器网络在所确定的时间、在该轨道位置处收集第二传感器数据。如果在轨道位置处的第一传感器数据和第二传感器数据中均存在轨道异常，则将轨道异常通知列车控制系统。在不同的实施方式中，可以对前述方法进行各种增强、改进和其他修改。例如，在一个实施方式中，在收集第二传感器数据之前并且响应于接收到该消息，可能发生以下一种或多种：可以增加第二列车车厢上的第二传感器网络的采样速度、可以启用具有与异常检测相关的功能的数据收集算法、和/或可以禁用具有与异常检测无关的功能的数据收集算法。在一些实施方式中，基于由第一列车车厢上的第一诊断系统接收到的全球定位系统(GPS)信号来确定轨道位置。在其他实施方式中，列车的传感器读取轨道上的位置标记，并使用这些读数来确定轨道位置。根据其他实施方式，使用包括多个列车车厢的列车来监测轨道的第二方法包括通过第一列车车厢上的第一传感器网络收集与轨道位置相对应的第一传感器数据。可以由第一列车车厢上的第一诊断系统基于第一传感器数据识别在轨道位置处的潜在轨道异常。基于与由第二列车车厢上的第二传感器网络收集的轨道位置相对应的第二传感器数据，来关联(即，确认)潜在轨道异常。然后，更新轨道的地图以指示轨道位置处的轨道异常。在一些实施方式中，位于列车上的列车控制系统将轨道的地图发送到列车外部的至少一个系统。根据其他实施方式，一种用于在列车运行期间诊断异常的系统包括分布在列车中包括的多个列车车厢上的多个转向架诊断计算机系统。每个列车车厢处的转向架诊断计算机系统包括一个或多个处理器、转向架接口、多个分析程序和诊断程序。转向架接口被配置为根据采样率从联接到列车车厢的每个转向架收集传感器数据。分析程序可由处理器执行。这些分析程序包括异常检测程序和一个或多个其他程序。异常检测程序被配置为基于转向架接口收集的传感器数据来检测轨道异常。诊断程序也可以由处理器执行，并控制分析程序的操作。前述系统还包括连接多个转向架诊断计算机系统的通信网络。在前述系统的一些实施方式中，诊断程序被配置为响应于从至少一个其他转向架诊断计算机系统接收到异常检测消息而增加异常检测程序的采样率。可替代地(或附加地)，诊断程序可以禁用除异常检测程序以外的所有分析程序。在一些实施方式中，当检测到异常时，异常检测程序例如通过广播或多播消息将异常检测消息发送到列车中的每个转向架诊断计算机系统。前述系统的一些实施方式还包括列车控制系统。该系统被配置为从列车上的转向架诊断系统接收异常检测消息和异常确认消息。响应于接收到异常确认消息，列车控制系统将轨道异常的通知发送到列车外部的至少一个系统。通过参考附图进行的说明性实施方式的以下详细描述，本专利技术的附加特征和优点将变得显而易见。附图说明当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本专利技术的前述和其他方面。出于说明本专利技术的目的，在附图中示出目前优选的示例性实施方式，但是应该理解，本专利技术不限于所公开的特定手段。附图中包括以下图：图1示出了根据一些实施方式的用于在列车的运行期间诊断异常的系统；图2示出了根据一些实施方式的示例转向架诊断计算机系统；图3示出了根据一些实施方式的监测轨道状况的方法；图4示出了使用本文描述的异常检测系统生成轨道的地图的方法；以及图5示出了可以在其中实现本专利技术的实施方式的示例性计算环境。具体实施方式以下公开内容根据涉及与转向架监测系统有关的方法、系统和装置的几个实施方式描述了本专利技术，该转向架监测系统用于检测、分类和验证在转向架运动时发生的异常。该转向架监测系统包括安装在每个列车车厢上的转向架诊断计算机系统。每个计算机系统都经由数据网络连接，以便可以共享异常和其他信息。位置信息(例如，经由GPS)可用于转向架的定位(例如，经由与列车控制系统的链接)。通过使诊断计算机系统能够相互共享数据，可以进行更可靠的根本原因分析。此外，利用本文所述的技术，除了转向架诊断设备之外，不需要其他设备来监测列车轨道的“健康”。图1示出了根据一些实施方式的用于在列车的运行期间诊断异常的系统100。在该示例中，列车包括在轨道115上行驶的三个列车车厢105A、105B、105C。每个列车车厢105A、105B、105C联接至两个转向架。每个转向架包括多个传感器，这些传感器经由转向架内部的传感器网络连接。传感器网络中使用的传感器的类型可以包括例如电容传感器、压电传感器、压阻传感器或微机电系统(MEMS)传感器。应当指出，尽管在图1所示的图示中示出了两个传感器；但是，实际上，传感器的数量可能更多。例如，在一个实施方式中，每个传感器网络包括20-30个传感器。传感器收集的信息的类型可以包括例如速度、加速度、温度、湿度和振动。每个列车车厢105A、105B、105C包括转向架诊断计算机系统，该系统从其转向架的传感器网络收集传感器数据。基于收集到的传感器数据，转向架诊断计算机系统检测轨道上的异常。如果一个列车车厢的转向架诊断计算机系统识别出异常，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种使用包括多个列车车厢的列车来监测轨道的方法，所述方法包括：/n通过第一列车车厢上的第一传感器网络收集与轨道位置相对应的第一传感器数据；/n由所述第一列车车厢上的第一诊断系统基于所述第一传感器数据识别在所述轨道位置处的潜在轨道异常；/n将描述异常的消息从所述第一诊断系统发送到位于所述列车所包括的一个或多个其他列车车厢上的诊断系统，其中，所述消息包括所述轨道位置的指示；/n由关于所述列车行驶方向位于第一列车后面的第二列车车厢上的第二诊断系统接收所述消息；/n由所述第二诊断系统确定所述第二列车车厢将越过所述轨道位置的时间；/n由所述第二列车车厢上的第二传感器网络在所确定的时间收集在所述轨道位置处的第二传感器数据；以及/n如果在所述轨道位置处的所述第一传感器数据和所述第二传感器数据中均存在轨道异常，则向列车控制系统通知所述轨道异常。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种使用包括多个列车车厢的列车来监测轨道的方法，所述方法包括：
通过第一列车车厢上的第一传感器网络收集与轨道位置相对应的第一传感器数据；
由所述第一列车车厢上的第一诊断系统基于所述第一传感器数据识别在所述轨道位置处的潜在轨道异常；
将描述异常的消息从所述第一诊断系统发送到位于所述列车所包括的一个或多个其他列车车厢上的诊断系统，其中，所述消息包括所述轨道位置的指示；
由关于所述列车行驶方向位于第一列车后面的第二列车车厢上的第二诊断系统接收所述消息；
由所述第二诊断系统确定所述第二列车车厢将越过所述轨道位置的时间；
由所述第二列车车厢上的第二传感器网络在所确定的时间收集在所述轨道位置处的第二传感器数据；以及
如果在所述轨道位置处的所述第一传感器数据和所述第二传感器数据中均存在轨道异常，则向列车控制系统通知所述轨道异常。


2.根据权利要求1所述的方法，还包括：在收集所述第二传感器数据之前并响应于接收到所述消息，增加所述第二列车车厢上所述第二传感器网络的采样速度。


3.根据权利要求1所述的方法，还包括：在收集所述第二传感器数据之前并响应于接收到所述消息，启用具有与所述异常的检测有关的功能的一种或多种数据收集算法。


4.根据权利要求1所述的方法，还包括：在收集所述第二传感器数据之前并响应于接收到所述消息，禁用具有与所述异常的检测无关的功能的一种或多种数据收集算法。


5.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于由所述第一列车车厢上的所述第一诊断系统接收到的全球定位系统(GPS)信号来确定所述轨道位置。


6.根据权利要求1所述的方法，还包括：读取所述轨道上的一个或多个位置标记；以及基于所述一个或多个位置标记确定所述轨道位置。


7.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述列车控制系统将所述轨道异常的通知发送给所述列车外部的至少一个系统。


8.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述列车控制系统更新所述轨道的地图，以指示所述轨道位置处的所述轨道异常。


9.根据权利要求1所述的方法，还包括：由所述列车控制系统将所述轨道的地图发送到所述列车外部的至少一个系统。


10.一种使用包括多个列车车厢的列车来监测轨道的方法，所述方法包括：
通过第一列车车厢上的第一传感器网络收集与轨道位置相对应的第一传感器数据；
由所述第一列车车厢上的第一诊断系统基于所述第一传感器数据识别在所述轨道位置处的潜在轨道异常；
基于与由第二列车车厢上的第二传感器网络收集的...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗洛里安·埃尔施，哈特穆特·路德维格，托马斯·格吕内瓦尔德，
申请(专利权)人：西门子交通有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE