CH712296A2 - System and method for brake pressure monitoring of a rail vehicle. - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein System zur Bremsdrucküberwachung einer automatischen Druckluftbremse (10) eines Schienenfahrzeugs (11), insbesondere eines Güterzugs. Die automatische Druckluftbremse (10) weist eine Hauptluftleitung (12) auf, welche eine serielle, durchgehende Druckluftverbindung zwischen einem Führungsfahrzeug (13) und mehreren an das Führungsfahrzeug (13) angehängten Wagen (14) bildet. Erfindungsgemäss sind vorgesehen eine Sensoreinheit (20), welche einen Drucksensor zur Messung des Luftdrucks in der Hauptluftleitung (12) der Druckluftbremse (10) und einen Sender zur drahtlosen Übertragung von Sensordaten an einen mit einem Netzwerk (30), insbesondere mit dem Internet, gekoppelten Server (40) umfasst. Ferner sind vorgesehen eine Empfangseinheit (50) umfassend einen Empfänger zum drahtlosen Empfang der Sensordaten von dem Server (40) und ein Ausgabegerät, insbesondere ein Anzeigegerät, zur Ausgabe der empfangenen Sensordaten an den Führer des Schienenfahrzeugs (11). Die Sensoreinheit (20) ist im hinteren Teil des Schienenfahrzeugs (11), insbesondere am letzten Wagen (14e) des Schienenfahrzeugs (11), angeordnet.The invention relates to a system for brake pressure monitoring of an automatic air brake (10) of a rail vehicle (11), in particular a freight train. The automatic air brake (10) has a main air line (12) which forms a serial, continuous compressed air connection between a leader vehicle (13) and a plurality of carriages (14) attached to the leader vehicle (13). According to the invention, a sensor unit (20) is provided which includes a pressure sensor for measuring the air pressure in the main air line (12) of the compressed-air brake (10) and a transmitter for the wireless transmission of sensor data to a network (30), in particular to the Internet Server (40) includes. Further provided are a receiving unit (50) comprising a receiver for wirelessly receiving the sensor data from the server (40) and an output device, in particular a display device, for outputting the received sensor data to the driver of the rail vehicle (11). The sensor unit (20) is arranged in the rear part of the rail vehicle (11), in particular on the last carriage (14e) of the rail vehicle (11).
Description
Beschreibung Gebiet der Erfindung [0001] Die Erfindung betrifft ein System zur Bremsdrucküberwachung einer automatischen Druckluftbremse eines Schienenfahrzeugs, insbesondere eines Güterzugs. Die automatische Druckluftbremse weist eine Hauptluftleitung auf, welche eine serielle, durchgehende Druckluftverbindung zwischen einem Führungsfahrzeug und mehreren an das Führungsfahrzeug angehängten Wagen bildet. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen ein korrespondierendes Verfahren, eine Sensoreinheit eines solchen Systems, eine Empfangseinheit eines solchen Systems, einen Server eines solchen Systems sowie ein korrespondierendes Computerprogrammprodukt für eine Empfangseinheit eines solchen Systems.Description Field of the Invention The invention relates to a system for brake pressure monitoring of an automatic air brake of a railway vehicle, in particular a freight train. The automatic air brake has a main air line forming a serial, continuous compressed air connection between a leader vehicle and a plurality of carriages attached to the leader vehicle. Further aspects of the invention relate to a corresponding method, a sensor unit of such a system, a receiving unit of such a system, a server of such a system and a corresponding computer program product for a receiving unit of such a system.
Hintergrund [0002] Automatische Druckluftbremsen sind Standardbremsen bei Eisenbahnen. Sie weisen eine Hauptluftleitung auf, die sich seriell und durchgehend vom Führungsfahrzeug bis zum letzten Wagen des Schienenfahrzeugs erstreckt. Als Führungsfahrzeug werden hierbei allgemein Fahrzeuge verstanden, welche den Führerstand des Schienenfahrzeugs umfassen. Dies können sowohl Triebfahrzeuge sein, die einen Antrieb haben, als auch Steuerwagen ohne Antrieb. Triebfahrzeuge umfassen wiederum Lokomotiven, die ausschliesslich dem Antrieb dienen und Triebwagen, die auch Platz für Fahrgäste oder Fracht bieten. Die automatische Druckluftbremse wird vielfach auch als indirekt wirkende Druckluftbremse bezeichnet. Die Bremse wird als automatische oder selbsttätige Druckluftbremse bezeichnet, weil sie bei einer Zugtrennung automatisch die Bremsung jedes Zugteils bewirkt.Background [0002] Automatic air brakes are standard brakes on railways. They have a main air line extending serially and continuously from the leading vehicle to the last car of the rail vehicle. As a leader vehicle here are generally understood vehicles, which include the cab of the rail vehicle. This can be both traction vehicles that have a drive, as well as control cars without drive. Traction vehicles in turn include locomotives that serve only the drive and railcars, which also provide space for passengers or cargo. The automatic air brake is often referred to as an indirect air brake. The brake is referred to as automatic or automatic air brake, because it automatically causes the braking of each train part in a train separation.
Die automatische Druckluftbremse ist somit eine durchgehende Bremse, die vom Führerstand des Führungsfahrzeugs aus bedient werden kann.The automatic air brake is thus a continuous brake, which can be operated from the cab of the leading vehicle.
Das Führungsfahrzeug eines mit einer automatischen Druckluftbremse ausgestatteten Schienenfahrzeugs weist üblicherweise einen Kompressor, einen Hauptluftbehälter und ein Führerbremsventil auf. Im Betrieb presst der Kompressor Druckluft in den Hauptluftbehälter und vom Hauptluftbehälter wird die Hauptluftleitung über das Führerbremsventil mit Druckluft beaufschlagt. Ein üblicher Regelbetriebsdruck beträgt beispielsweise 5 bar. Jeder Wagen des Schienenfahrzeugs weist jeweils mindestens einen Hilfsluftbehälter, einen Bremszylinder und ein Steuerventil auf. Dem Bremszylinder wird die Druckluft indirekt über das Steuerventil aus dem Hilfsluftbehälter zugeführt, welches wiederum durch den Hauptluftleitungsdruck gesteuert wird.The leading vehicle of a rail vehicle equipped with an automatic air brake typically includes a compressor, a main air reservoir and a driver brake valve. During operation, the compressor presses compressed air into the main air reservoir and compressed air is supplied from the main air reservoir to the main air line via the driver brake valve. A usual control operating pressure is for example 5 bar. Each car of the rail vehicle has at least one auxiliary air tank, a brake cylinder and a control valve. The brake cylinder, the compressed air is supplied indirectly via the control valve from the auxiliary air tank, which in turn is controlled by the main air line pressure.
Das Lösen der Bremse wird von dem Zugführer durch Betätigen des Führerbremsventils initiiert. Insbesondere bei sehr langen Zugkompositionen kann es jedoch einige Zeit dauern, bis die Bremsen in allen Wagen gelöst sind. Da die Druckanzeige am Führerbremsventil jedoch nur den lokalen Druck am Führerbremsventil anzeigt, passiert es recht häufig, dass Schienenfahrzeuge, insbesondere Güterzüge, mit noch nicht vollständig gelösten Bremsen anfahren. Dies verursacht jährlich beträchtliche Schäden an den automatischen Druckluftbremsen.The release of the brake is initiated by the train driver by operating the driver's brake valve. However, especially with very long train compositions, it may take some time for the brakes to be released in all cars. However, since the pressure indicator on the driver's brake valve only indicates the local pressure on the driver's brake valve, it happens quite frequently that rail vehicles, in particular freight trains, start off with brakes that have not yet been completely released. This causes considerable damage to the automatic air brakes every year.
Darstellung der Erfindung [0003] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches eine verbesserte Überwachung des Bremsdrucks in einfacher, zuverlässiger und kostengünstiger Weise ermöglicht.DESCRIPTION OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a system of the type mentioned in the introduction, which enables improved monitoring of the brake pressure in a simple, reliable and cost-effective manner.
[0004] Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt der Erfindung von einem System gemäss Anspruch 1 gelöst. Demgemäss besitzt das System eine Sensoreinheit mit einem Drucksensor zur Messung des Luftdrucks in der Hauptluftleitung der Druckluftbremse und mit einem Sender zur drahtlosen Übertragung von Sensordaten an einen mit einem Netzwerk, insbesondere mit dem Internet, gekoppelten Server. Ausserdem weist das System eine Empfangseinheit auf, die einen Empfänger zum drahtlosen Empfang der Sensordaten von dem Server und ein Ausgabegerät, insbesondere ein Anzeigegerät, zur Ausgabe der empfangenen Sensordaten an den Führer des Schienenfahrzeugs umfasst. Die Sensoreinheit ist im hinteren Teil des Schienenfahrzeugs, insbesondere am letzten Wagen des Schienenfahrzeugs, angeordnet. Ein derartiges System ermöglicht dem Führer des Schienenfahrzeugs in einfacher, kostengünstiger und effizienterWeise eine Überwachung des Luftdrucks/Bremsdrucks in der Hauptluftleitung. Für die Kommunikation zwischen der Sensoreinheit und der Empfangseinheit ist keinerlei Verkabelung zwischen dem Führungsfahrzeug und den einzelnen Wagen des Schienenfahrzeugs notwendig. Vielmehr erfolgt die Übertragung nicht direkt, sondern über einen Server, der mit einem Netzwerk, insbesondere mit dem Internet, gekoppelt ist. Der Server empfängt die Sensordaten, insbesondere den Luftdruck, über das Netzwerk von der Sensoreinheit und leitet die Sensordaten dann ebenfalls über das Netzwerk an die Empfangseinheit weiter. Der Sender und der Empfänger sind erfindungsgemäss dazu vorgesehen, jeweils drahtlos mit dem Netzwerk zu kommunizieren. Dementsprechend ist der Sender dazu vorgesehen, die Sensordaten drahtlos an das Netzwerk und über das Netzwerk an den mit dem Netzwerk gekoppelten Server zu übertragen. In entsprechender Weise ist der Empfänger dazu vorgesehen, die Sensordaten drahtlos von dem Netzwerk und dem mit dem Netzwerk gekoppelten Server zu empfangen. Somit kann mittels des erfindungsgemässen Systems eine indirekte drahtlose Verbindung zwischen der Sensoreinheit und der Empfangseinheit unter Zwischenschaltung des Servers und des Netzwerks hergestellt werden. Gegenüber einer herkömmlichen direkten Funkverbindung bietet dies den Vorteil, dass eine grössere und zuverlässigere Abdeckung ermöglicht wird. Eine derartige direkte Funkverbindung wäre insbesondere bei langen Zügen, in Tunnelstrecken und bergigen Strecken störungsanfällig. Gemäss Ausgestaltungen der Erfindung kann die Verbindung mit dem Netzwerk jeweils separat einerseits zwischen der Sensoreinheit und dem Netzwerk und andererseits zwischen der Empfangs einheit und dem Netzwerk drahtlos hergestellt werden. Dies ermöglicht den Rückgriff auf die Infrastruktur und Abdeckung des Netzwerks, insbesondere des Internets.This object is achieved in a first aspect of the invention by a system according to claim 1. Accordingly, the system has a sensor unit with a pressure sensor for measuring the air pressure in the main air line of the compressed-air brake and with a transmitter for the wireless transmission of sensor data to a server coupled to a network, in particular to the Internet. In addition, the system comprises a receiving unit comprising a receiver for wirelessly receiving the sensor data from the server and an output device, in particular a display device, for outputting the received sensor data to the driver of the rail vehicle. The sensor unit is arranged in the rear part of the rail vehicle, in particular on the last carriage of the rail vehicle. Such a system allows the operator of the rail vehicle to monitor the air pressure / brake pressure in the main air line in a simple, cost effective and efficient manner. For the communication between the sensor unit and the receiving unit no wiring between the leading vehicle and the individual cars of the rail vehicle is necessary. Rather, the transmission is not direct, but via a server that is coupled to a network, in particular to the Internet. The server receives the sensor data, in particular the air pressure, via the network from the sensor unit and then also forwards the sensor data via the network to the receiving unit. The transmitter and the receiver according to the invention are intended to communicate wirelessly with the network. Accordingly, the transmitter is provided to transmit the sensor data wirelessly to the network and over the network to the server coupled to the network. Likewise, the receiver is provided to receive the sensor data wirelessly from the network and the server coupled to the network. Thus, by means of the system according to the invention, an indirect wireless connection can be established between the sensor unit and the receiving unit with the interposition of the server and the network. Compared to a conventional direct radio connection, this offers the advantage that a larger and more reliable coverage is made possible. Such a direct radio link would be prone to failure especially in long trains, in tunnels and mountainous routes. According to embodiments of the invention, the connection to the network can be made separately on the one hand between the sensor unit and the network and on the other hand between the receiving unit and the network wirelessly. This allows for the use of the infrastructure and coverage of the network, especially the Internet.
Durch die Anordnung der Sensoreinheit im hinteren Zugteil kann ein Grossteil der Hauptluftleitung überwacht werden. Vorzugsweise ist die Sensoreinheit am letzten Wagen angeordnet, wodurch die gesamte Hauptluftleitung überwacht werden kann. Dieser Anordnung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass aufgrund der seriellen Zusammenschaltung der Hauptluftleitung die gesamte Hauptluftleitung überwacht werden kann, wenn die Sensoreinheit am Ende der Hauptluftleitung angeordnet wird. Somit ist nur eine einzige Sensoreinheit nötig, um die gesamte Hauptluftleitung zuverlässig und kostengünstig zu überwachen.By arranging the sensor unit in the rear tension part, a large part of the main air line can be monitored. Preferably, the sensor unit is arranged on the last carriage, whereby the entire main air line can be monitored. This arrangement is based on the finding that due to the serial interconnection of the main air line, the entire main air line can be monitored when the sensor unit is arranged at the end of the main air line. Thus, only a single sensor unit is needed to reliably and inexpensively monitor the entire main air line.
Vorteilhaft weist der Sender ein Sendemodem zur Herstellung einer drahtlosen Verbindung mit dem Internet auf und das Sendemodem ist zur Übertragung der Sensordaten gemäss der TCP/IP Protokoll-Familie (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) über das Internet an den Server vorgesehen.Advantageously, the transmitter has a transmission modem for establishing a wireless connection to the Internet, and the transmission modem is provided for transmitting the sensor data according to the TCP / IP protocol family (Transmission Control Protocol / Internet Protocol) via the Internet to the server.
Vorteilhaft weist der Empfänger ein Empfangsmodem zur Herstellung einer drahtlosen Verbindung mit dem Internet auf und das Empfangsmodem ist zum Empfang der Sensordaten gemäss der TCP/IP Protokoll-Familie über das Internet von dem Server vorgesehen.Advantageously, the receiver has a receiving modem for establishing a wireless connection with the Internet, and the receiving modem is provided for receiving the sensor data according to the TCP / IP protocol family via the Internet from the server.
Durch die Nutzung der TCP/IP Protokoll-Familie kann eine sichere und zuverlässige Datenverbindung zwischen der Sensoreinheit und der Empfangseinheit über das Internet hergestellt werden.By using the TCP / IP protocol family, a secure and reliable data connection between the sensor unit and the receiving unit can be made via the Internet.
Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind der Sender und/oder der Empfänger dazu vorgesehen, eine drahtlose Verbindung mit dem Internet über ein Mobilfunknetz herzustellen.According to a further advantageous embodiment, the transmitter and / or the receiver are provided to establish a wireless connection to the Internet via a mobile network.
Gemäss dieser vorteilhaften Ausgestaltung kann die gesamte Netzabdeckung und Infrastruktur des Mobilfunknetzes in effizienter und kostengünstiger Weise genutzt werden. So erreicht beispielweise das Mobilfunknetz in der Schweiz eine Netzabdeckung von 100% aller Bahnstrecken, sodass eine ständige und sichere Verbindung zwischen der Sensoreinheit und der Empfangseinheit gewährleistet ist.According to this advantageous embodiment, the entire network coverage and infrastructure of the mobile network can be used in an efficient and cost-effective manner. For example, the mobile network in Switzerland reaches a network coverage of 100% of all railway lines, so that a permanent and secure connection between the sensor unit and the receiving unit is guaranteed.
Generell können gemäss Ausgestaltungen der Erfindung alle Mobilfunknetze verwendet werden, die eine entsprechende Netzabdeckung haben und eine Datenübertragung erlauben. Insbesondere sind gemäss Ausgestaltungen der Erfindung Mobilfunknetze gemäss dem 2G, 3G und 4G Standard einschliesslich zukünftigen Generationen verwendbar.In general, according to embodiments of the invention, all mobile radio networks can be used which have a corresponding network coverage and permit data transmission. In particular, according to embodiments of the invention, mobile radio networks according to the 2G, 3G and 4G standard including future generations can be used.
Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind der Sender und/oder der Empfänger dazu vorgesehen, eine drahtlose Verbindung mit dem Internet über ein drahtloses lokales Netzwerk, insbesondere über ein Netzwerk gemäss dem WLAN-Standard IEEE 802.11, herzustellen.According to a further advantageous embodiment, the transmitter and / or the receiver are provided to establish a wireless connection to the Internet via a wireless local area network, in particular via a network according to the WLAN standard IEEE 802.11.
Dies ist eine kostengünstige und zuverlässige Alternative, sofern an den entsprechenden Bahnstrecken eine Abdeckung z.B. mitWLAN IEEE 802.11 besteht.This is a cost effective and reliable alternative, provided that a cover, e.g. with WLAN IEEE 802.11 exists.
Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung umfassen die Sensordaten den gemessenen Luftdruck in der Hauptluftleitung, die Zeit der Messung, die örtliche Position der Messung und die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs zum Zeitpunkt der Messung.According to a further advantageous embodiment, the sensor data comprise the measured air pressure in the main air line, the time of the measurement, the local position of the measurement and the speed of the rail vehicle at the time of the measurement.
[0005] Die gemeinsame Erfassung und Übermittlung dieser Daten vermittelt dem Zugführer ein umfassendes Bild und kann insbesondere auch bei der Aufklärung von Unfällen und Störungen hilfreich sein.The joint collection and transmission of this data gives the driver a comprehensive picture and can be particularly helpful in the investigation of accidents and incidents.
Vorteilhaft weist die Sensoreinheit ein Global Positioning System (GPS)-Modul zur Bestimmung der Geschwindigkeit und der örtlichen Position auf.Advantageously, the sensor unit has a Global Positioning System (GPS) module for determining the speed and the local position.
Dies ist eine einfache und effiziente Möglichkeit, die Geschwindigkeit und örtliche Position zu erfassen.This is a simple and efficient way to capture speed and location.
Gemäss einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind der Server, die Sensoreinheit und/oder die Empfangseinheit zur Speicherung und/oder Auswertung der Sensordaten vorgesehen.According to a further advantageous embodiment, the server, the sensor unit and / or the receiving unit are provided for storing and / or evaluating the sensor data.
Die Speicherung der Sensordaten ist insbesondere zur nachträglichen Aufklärung von Störungen, Schäden und Unfällen hilfreich. Die Auswertung der Sensordaten, insbesondere in Echtzeit, ermöglicht ein unmittelbares Eingreifen in den laufenden Betrieb. So kann beispielweise im Falle eines Luftdruckabfalls in der Hauptluftleitung eine Warnung/ein Warnsignal an den Zugführer gesendet werden.The storage of the sensor data is helpful in particular for the subsequent elucidation of faults, damage and accidents. The evaluation of the sensor data, in particular in real time, allows an immediate intervention in the current operation. Thus, for example, in the case of a drop in air pressure in the main air line, a warning / a warning signal can be sent to the train driver.
Vorteilhaft ist die Empfangseinheit mit einer Steuereinheit des Führungsfahrzeugs kommunikativ gekoppelt und die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, ein Anfahren des Schienenfahrzeugs zu verhindern, solange der Luftdruck in der Hauptluftleitung sich ausserhalb eines vorgebbaren Normbereiches befindet.Advantageously, the receiving unit is communicatively coupled to a control unit of the leading vehicle and the control unit is designed to prevent starting of the rail vehicle as long as the air pressure in the main air line is outside a prescribable standard range.
Dadurch können in einfacher und effizienter Weise Schäden an der Bremsanlage verhindert werden, die durch das Anfahren mit nicht vollständig gelösten Bremsen entstehen.As a result, damage to the brake system can be prevented in a simple and efficient manner, resulting from the approach with not fully released brakes.
Gemäss einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Sensoreinheit für ein System zur Bremsdrucküberwachung einer automatischen Druckluftbremse eines Schienenfahrzeugs vorgesehen. Die Sensoreinheit umfasst einen Drucksensor zur Messung des Luftdrucks in der Hauptluftleitung der Druckluftbremse und einen Sender zur drahtlosen Übertragung von Sensordaten des Drucksensors über ein Netzwerk, insbesondere über das Internet, an einen mit dem Netzwerk gekoppelten Server. Die Sensoreinheit ist zur Anbringung an der Hauptluftleitung eines Wagens vorgesehen, insbesondere an der Hauptluftleitung des letzten Wagens. Hierzu ist die Sensoreinheit vorzugsweise als tragbare Sensoreinheit ausgebildet ist, die an einer Koppelstelle der Hauptluftleitung der Wagen des Schienenfahrzeugs befestigbar ist.According to a further aspect of the invention, a sensor unit for a system for brake pressure monitoring of an automatic air brake of a rail vehicle is provided. The sensor unit comprises a pressure sensor for measuring the air pressure in the main air line of the air brake and a transmitter for wireless transmission of sensor data of the pressure sensor via a network, in particular via the Internet, to a server coupled to the network. The sensor unit is provided for attachment to the main air line of a car, in particular to the main air line of the last car. For this purpose, the sensor unit is preferably designed as a portable sensor unit, which can be fastened to a coupling point of the main air line of the car of the rail vehicle.
Eine derartige tragbare Sensoreinheit ermöglicht es dem Rangierpersonal, die Sensoreinheit jeweils nach dem Zusammenstellen einer Zugkomposition am jeweils letzten Wagen anzubringen. Dies ist eine sehr kostengünstige und effiziente Lösung, da nicht jeder Wagen mit einer Sensoreinheit ausgerüstet sein muss.Such a portable sensor unit allows the maneuvering staff to attach the sensor unit after assembling a train composition on the respective last car. This is a very cost effective and efficient solution because not every car needs to be equipped with a sensor unit.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Empfangseinheit zur Bremsdrucküberwachung einer automatischen Druckluftbremse eines Schienenfahrzeugs. Die Empfangseinheit weist einen Empfänger zum drahtlosen Empfang der Sensordaten von dem Server und ein Ausgabegerät, insbesondere ein Anzeigegerät, zur Ausgabe der empfangenen Sensorda- ten an den Führer des Schienenfahrzeugs auf. Auch die Empfangseinheit ist vorzugsweise ein tragbares elektronisches Gerät, insbesondere ein Mobiltelefon, ein Tablet oder ein Laptop.Another aspect of the invention relates to a receiving unit for brake pressure monitoring of an automatic air brake of a rail vehicle. The receiving unit has a receiver for wirelessly receiving the sensor data from the server and an output device, in particular a display device, for outputting the received sensor data to the driver of the rail vehicle. The receiving unit is preferably a portable electronic device, in particular a mobile phone, a tablet or a laptop.
Dies ist ebenfalls eine sehr kostengünstige und effiziente Lösung, da keine stationären Installationen in den Führungs-fahrzeigen notwendig sind.This is also a very cost effective and efficient solution, since no stationary installations are required in the guide vans.
[0006] Ein weiterer Aspekt betrifft ein Computerprogrammprodukt für eine Empfangseinheit gemäss dem obigen Aspekt und einen Server eines obigen Systems.Another aspect relates to a computer program product for a receiving unit according to the above aspect and a server of an above system.
[0007] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bremsdrucküberwachung einer automatischen Druckluftbremse eines Schienenfahrzeugs der eingangs genannten Art. Das Verfahren umfasst die Schritte:Another aspect of the invention relates to a method for brake pressure monitoring of an automatic air brake of a rail vehicle of the type mentioned. The method comprises the steps:
Messen des Luftdrucks in der Hauptluftleitung der Druckluftbremse mittels eines Drucksensors einer Sensoreinheit; Senden der Sensordaten des Drucksensors von der Sensoreinheit über ein Netzwerk, insbesondere über das Internet, an einen mit dem Netzwerk gekoppelten Server;Measuring the air pressure in the main air line of the compressed air brake by means of a pressure sensor of a sensor unit; Sending the sensor data of the pressure sensor from the sensor unit via a network, in particular via the Internet, to a server coupled to the network;
Empfangen der Sensordaten über das Netzwerk von dem Server mittels einer Empfangseinheit undReceiving the sensor data over the network from the server by means of a receiving unit and
Ausgeben, insbesondere Anzeigen, der empfangenen Sensordaten mittels einer Ausgabevorrichtung der Empfangseinheit an den Führer des Schienenfahrzeugs.Outputting, in particular displaying, the received sensor data by means of an output device of the receiving unit to the driver of the rail vehicle.
[0008] Weitere Ausgestaltungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren abhängigen Ansprüchen und aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren.Further embodiments, advantages and applications of the invention will become apparent from the further dependent claims and from the following description with reference to FIGS.
[0009] Dabei zeigen:[0009]
Kurze Beschreibung der Zeichnungen [0010]Brief description of the drawings [0010]
Fig. 1 zeigt ein System zur Bremsdrucküberwachung einer automatischen Druckluftbremse gemäss einer Ausführungsform der Erfindung;Fig. 1 shows a system for brake pressure monitoring of an automatic air brake according to an embodiment of the invention;
Fig. 2 zeigt eine Sensoreinheit zur Luftdruckmessung eines solchen Systems;Fig. 2 shows a sensor unit for measuring the air pressure of such a system;
Fig. 3 zeigt eine Empfangseinheit zum Empfang von Sensordaten eines solchen Systems;Fig. 3 shows a receiving unit for receiving sensor data of such a system;
Fig. 4 zeigt schematisch eine detaillierte Darstellung der einzelnen Komponenten einer automatischen Druckluftbremse gemäss Ausführungsformen der Erfindung; undFig. 4 shows schematically a detailed representation of the individual components of an automatic air brake according to embodiments of the invention; and
Fig. 5 zeigt ein Flussablaufdiagramm eines Verfahrens zur Bremsdrucküberwachung einer automatischen Druckluftbremse eines Schienenfahrzeugs gemäss Ausführungsformen der Erfindung.5 shows a flowchart of a method for monitoring the brake pressure of an automatic air brake of a rail vehicle according to embodiments of the invention.
Weg(e) zur Ausführung der Erfindung [0011] Fig. 1 zeigt ein System 100 zur Bremsdrucküberwachung einer automatischen Druckluftbremse 10 eines Schienenfahrzeugs 11. Das Schienenfahrzeug 11 ist in der Ausführungsform gemäss Fig. 1 als Güterzug ausgebildet. Die automatische Druckluftbremse 10 weist eine Hauptluftleitung 12 auf. Die Hauptluftleitung 12 erstreckt sich als serielle durchgehende Druckluftverbindung von einem Führungsfahrzeug 13 zu mehreren an das Führungsfahrzeug 13 angehängten bzw. angekuppelten Wagen 14. Eine derartige automatische Druckluftbremse ist eine Standard Bremse bei Eisenbahnen. Die Hauptluftleitungen 12 der einzelnen Wagen 14 und des Führungsfahrzeugs 13 weisen Koppelstellen 15 auf, an denen die jeweilige Hauptluftleitung 12 des jeweiligen Wagens 14 bzw. des Führungsfahrzeugs 13 mit der Hauptluftleitung 12 eines benachbarten Wagens 14 verbunden werden kann. Gerade bei Güterzügen werden Zugkompositionen sehr häufig geändert und immer wieder neue Wagen an- und abgekoppelt.Way (s) for carrying out the invention Fig. 1 shows a system 100 for brake pressure monitoring of an automatic air brake 10 of a rail vehicle 11. The rail vehicle 11 is designed as a freight train in the embodiment according to FIG. The automatic air brake 10 has a main air line 12. The main air duct 12 extends as a serial continuous compressed air connection from a leader vehicle 13 to a plurality of carriages 14 attached or coupled to the leader vehicle 13. Such an automatic air brake is a standard brake on railroads. The main air lines 12 of the individual carriages 14 and of the leading vehicle 13 have coupling points 15, at which the respective main air line 12 of the respective carriage 14 or of the leading vehicle 13 can be connected to the main air line 12 of an adjacent carriage 14. Especially in freight trains train compositions are changed very often and again and again new cars switched on and off.
Das System 100 weist eine Sensoreinheit 20 auf, welche zur Messung des Luftdrucks in der Hauptluftleitung 12 vorgesehen ist. Die Sensoreinheit 20 ist als mobile, tragbare Einheit ausgebildet und kann je nach Bedarf an einer der Koppelstellen 15 der Hauptluftleitung 12 angebracht werden. Vorzugweise wird die Sensoreinheit 20 an dem letzten Wagen 14e der jeweiligen Zugkomposition angebracht, wie in der Fig. 1 dargestellt.The system 100 has a sensor unit 20, which is provided for measuring the air pressure in the main air line 12. The sensor unit 20 is designed as a mobile, portable unit and can be attached to one of the coupling points 15 of the main air line 12 as needed. Preferably, the sensor unit 20 is attached to the last carriage 14e of the respective train composition, as shown in FIG.
Das Führungsfahrzeug 13 weist ein Führerbremsventil auf, mittels dem der Zugführer den Luftdruck in der Hauptluftleitung 12 steuern kann. In den jeweiligen Wagen 14 sowie dem Führungsfahrzeug 13 befinden sich lokale Bremseinrichtungen 16, die mit der Hauptluftleitung 12 gekoppelt sind. Die lokalen Bremseinrichtungen 16 werden durch den Hauptluftleitungsdruck gesteuert.The leader vehicle 13 has a driver brake valve by means of which the driver can control the air pressure in the main air line 12. In the respective car 14 and the leading vehicle 13 are local braking devices 16 which are coupled to the main air line 12. The local braking devices 16 are controlled by the main air line pressure.
[0012] Fig. 2 zeigt die Sensoreinheit 20 in detaillierterer Weise. Die Sensoreinheit 20 weist einen Drucksensor 21 zur Messung des Luftdrucks in der Hauptluftleitung 12 der Druckluftbremse 10 auf. Ausserdem weist die Sensoreinheit 20 einen Sender 22 zur drahtlosen Datenübertragung von Sensordaten auf. Der Sender 22 umfasst ein Sendemodem 22a und eine Antenne 22b. Die Sensoreinheit 20 weist ferner ein Anschlussstück 23 auf, mittels welchem der Drucksensor 21 an die Hauptluftleitung 12 zur Druckmessung angeschlossen werden kann. Vorzugsweise kann das Anschlussstück 23 an die Koppelstellen 15 der Hauptluftleitung 12 angeschlossen werden. Die Sensoreinheit 20 weist gemäss bevorzugten Ausgestaltungen ferner einen Prozessor 24, einen Datenspeicher 25, ein Global Positioning System (GPS) Modul 26 und ein Display 27 auf. Die einzelnen Komponenten der Sensoreinheit 20 sind mittels eines Bussystems 29 gekoppelt. Im Betrieb misst die Sensoreinheit 20 mittels des Drucksensors 21 den Luftdruck in der Hauptluftleitung 12 und sendet diesen an einen mit dem Internet 30 gekoppelten Server 40. Hierzu stellt das Sendemodem 22a über die Antenne 22b eine drahtlose Verbindung mit dem Internet 30 her und überträgt die Sensordaten gemäss der TCP/IP Protokoll-Familie über das Internet an den Server 40. Generell könnten jedoch auch andere Netzwerke als das Internet verwendet werden, sofern die entsprechende Netzabdeckung vorhanden ist.Fig. 2 shows the sensor unit 20 in more detail. The sensor unit 20 has a pressure sensor 21 for measuring the air pressure in the main air line 12 of the compressed-air brake 10. In addition, the sensor unit 20 has a transmitter 22 for wireless data transmission of sensor data. The transmitter 22 comprises a transmission modem 22a and an antenna 22b. The sensor unit 20 also has a connection piece 23, by means of which the pressure sensor 21 can be connected to the main air line 12 for pressure measurement. Preferably, the connecting piece 23 can be connected to the coupling points 15 of the main air line 12. The sensor unit 20, according to preferred embodiments, further comprises a processor 24, a data memory 25, a Global Positioning System (GPS) module 26 and a display 27. The individual components of the sensor unit 20 are coupled by means of a bus system 29. In operation, the sensor unit 20 measures the air pressure in the main air line 12 by means of the pressure sensor 21 and sends it to a server 40 coupled to the Internet 30. For this purpose, the transmission modem 22a establishes a wireless connection to the Internet 30 via the antenna 22b and transmits the sensor data according to the TCP / IP protocol family via the Internet to the server 40. In general, however, other networks than the Internet could be used, provided that the appropriate network coverage is available.
Die Sensordaten können neben dem gemessenen Luftdruck in der Hauptluftleitung 12 insbesondere auch die Zeit der Messung, die örtliche Position der Messung und die Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs 11 zum Zeitpunkt der Messung umfassen. Die örtliche Position der Messung und die Geschwindigkeit werden von dem GPS-Modul 26 bestimmt. Der Server 40 ist zum Empfang der Sensordaten und zur Weiterleitung der Sensordaten an eine Empfangseinheit 50 vorgesehen. Ausserdem ist der Server 40 zur Auswertung der Sensordaten und zur Speicherung der Sensordaten in einer Speichereinheit 41 vorgesehen.In addition to the measured air pressure in the main air line 12, the sensor data may in particular also include the time of the measurement, the local position of the measurement and the speed of the rail vehicle 11 at the time of the measurement. The location of the measurement and the speed are determined by the GPS module 26. The server 40 is provided for receiving the sensor data and for forwarding the sensor data to a receiving unit 50. In addition, the server 40 is provided for evaluating the sensor data and for storing the sensor data in a memory unit 41.
Die Empfangseinheit 50 ist gemäss Fig. 1 in der Führerkabine des Führungsfahrzeugs 13 angeordnet und in der Fig. 3 näher dargestellt. Sie umfasst einen Empfänger 51 zum drahtlosen Empfang der Sensordaten von dem Server 40. Der Empfänger 51 weist ein Empfangsmodem 51a und eine Antenne 51b auf und stellt im Betrieb über die Antenne 51b eine drahtlose Datenverbindung mit dem Internet 30 her und empfängt die Sensordaten gemäss der TCP/IP Protokoll-Familie über die Internetverbindung von dem Server 40. Die Empfangseinheit 50 weist ausserdem als Ausgabegerät ein optisches Anzeigegerät 52 auf, z.B. ein elektronisches Display. Auf dem Anzeigegerät 52 werden dem Zugführer die empfangenen Sensordaten, insbesondere der Luftdruck, dargestellt. Dies erlaubt dem Zugführer eine zuverlässige Überwachung des Luftdrucks bzw. Bremsdrucks in der Hauptluftleitung 12. Ferner weist die Empfangseinheit 50 als akustisches Ausgabegerät einen Lautsprecher 53 auf. Schliesslich weist die Empfangseinheit 50 einen Prozessor 54, eine Speichereinheit 55 und ein Bussystem 56 auf. In der Speichereinheit 55 kann ein Computerprogrammprodukt abgespeichert sein, welches von der Empfangseinheit 50 lesbare Programmcodeabschnitte aufweist. Das Computerprogrammprodukt kann z.B. ein Anwendungsprogramm sein, das auf die Empfangseinheit 50, z.B. einen Laptop oder ein Smartphone des Zugführers, geladen werden kann und dann die Kommunikation mit dem Server 40, das Empfangen der Sensordaten und das Ausgeben der Sensordaten steuert bzw. durchführt.The receiving unit 50 is arranged according to FIG. 1 in the driver's cab of the guide vehicle 13 and shown in detail in FIG. It comprises a receiver 51 for receiving the sensor data wirelessly from the server 40. The receiver 51 has a receiving modem 51a and an antenna 51b and in operation establishes a wireless data connection with the Internet 30 via the antenna 51b and receives the sensor data according to the TCP / IP protocol family via the Internet connection from the server 40. The receiving unit 50 also has as an output device on an optical display device 52, eg an electronic display. On the display device 52, the train sensor, the received sensor data, in particular the air pressure represented. This allows the driver to reliably monitor the air pressure or brake pressure in the main air line 12. Further, the receiving unit 50 as a sound output device on a speaker 53. Finally, the receiving unit 50 has a processor 54, a memory unit 55 and a bus system 56. In the memory unit 55, a computer program product may be stored, which has program code sections that can be read by the receiving unit 50. The computer program product may e.g. an application program to be applied to the receiving unit 50, e.g. a driver's laptop or smartphone, can be loaded and then controls communication with the server 40, receiving the sensor data, and outputting the sensor data.
Durch die Anordnung der Sensoreinheit 20 am letzten Wagen 14e, wie in Fig. 1 dargestellt, kann der Luftdruck in der gesamten Druckluftbremse 10 mit einer einzigen Sensoreinheit 20 sicher und zuverlässig erfasst werden, da ein Leck und ein damit verbundener Druckluftabfall in den vorderen Wagen 14 sich auch auf den Luftdruck in der Hauptluftleitung 12 im dahinter liegenden Zugteil auswirkt und somit auch am letzten Wagen 14e messbar ist.The arrangement of the sensor unit 20 on the last carriage 14e, as shown in Fig. 1, the air pressure in the entire air brake 10 with a single sensor unit 20 can be detected safely and reliably, since a leak and a related compressed air drop in the front carriage 14th also affects the air pressure in the main air line 12 in the traction behind it and thus on the last car 14e is measurable.
Insbesondere beim Lösen der Bremse nach einem Bremsvorgang kann der Zugführer vor dem Anfahren mittels der Empfangseinheit 50 überprüfen, ob wirklich alle Bremseinheiten 16 der gesamten Zugkomposition einschliesslich der Bremseinheit 16 des letzten Wagens 14e gelöst sind.In particular, when releasing the brake after a braking operation, the train driver can check before starting by means of the receiving unit 50, if really all the brake units 16 of the entire train composition including the brake unit 16 of the last car 14e are solved.
Die Verbindung der Sensoreinheit 20 und der Empfangseinheit 50 mit dem Internet 30 kann gemäss einer bevorzugten Ausführungsform über ein Mobilfunknetz erfolgen. Dies kann bei entsprechender Netzabdeckung prinzipiell jedes zur Verfügung stehende Mobilfunknetz sein. Insbesondere sind die Mobilfunkstandards 2G, 3G und 4G sowie alle zukünftigen Generationen und Variationen geeignet, die eine Datenübertragung erlauben.The connection of the sensor unit 20 and the receiving unit 50 to the Internet 30 can take place in accordance with a preferred embodiment via a mobile radio network. With the appropriate network coverage, this can in principle be any available mobile radio network. In particular, the mobile radio standards 2G, 3G and 4G as well as all future generations and variations are suitable which allow data transmission.
Gemäss einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die drahtlose Verbindung der Sensoreinheit 20 und der Empfangseinheit 50 mit dem Internet über ein drahtloses lokales Netzwerk. Dies kann z.B. ein Netzwerk gemäss dem WLAN-Standard IEEE 802.11 sein. Allerdings setzt dies eine entsprechende Abdeckung entlang der jeweiligen Zugstrecke voraus.According to another advantageous embodiment of the invention, the wireless connection of the sensor unit 20 and the receiving unit 50 to the Internet via a wireless local area network. This can e.g. a network according to the WLAN standard IEEE 802.11. However, this requires a corresponding coverage along the respective train route.
Gemäss vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung kann die Verbindung mit dem Internet 30 auch in kombinierter Form sowohl über ein drahtloses lokales Netzwerk als auch über ein Mobilfunknetz erfolgen. Hierzu können das Sendemodem 22a und das Empfangsmodem 51 a so konfiguriert sein, dass sie sich vorzugsweise über ein drahtloses lokales Netzwerk mit dem Internet verbinden, sofern eine entsprechende WLAN Netzabdeckung vorhanden ist. Sobald eine derartige WLAN Netzabdeckung nicht mehr vorhanden ist, verbinden sich das Sendemodem 22a und das Empfangsmodem 51a automatisch mit dem Mobilfunknetz. Dies ermöglicht einen kostengünstigen, effizienten und zuverlässigen Betrieb.According to advantageous embodiments of the invention, the connection to the Internet 30 can also take place in combined form both via a wireless local area network and via a mobile radio network. For this purpose, the transmitting modem 22a and the receiving modem 51a can be configured such that they preferably connect to the Internet via a wireless local area network, provided that a corresponding WLAN network coverage is available. As soon as such a WLAN network coverage is no longer available, the transmitting modem 22a and the receiving modem 51a automatically connect to the mobile radio network. This enables cost-effective, efficient and reliable operation.
Gemäss vorteilhaften Ausgestaltungen der Erfindung sind der Server 40, die Sensoreinheit 20 und die die Empfangseinheit 50 zur Speicherung und/oder Auswertung der Sensordaten vorgesehen. Die Speicherung der Sensordaten ermöglicht insbesondere die Aufklärung von Störungen und von Unfällen. Die Auswertung der Sensordaten kann insbesondere in Echtzeit erfolgen und ermöglicht es, bei Störungen Warnungen an den Zugführer auszugeben. So kann z.B. der Zugführer optisch über die Anzeigeeinheit 52 oder akustisch über den Lautsprecher 53 der Empfangseinheit 50 gewarnt werden, wenn der Luftdruck in der Hauptluftleitung 12 unterhalb eines Normbereiches abfällt.According to advantageous embodiments of the invention, the server 40, the sensor unit 20 and the receiving unit 50 are provided for storing and / or evaluating the sensor data. The storage of sensor data allows in particular the elucidation of disturbances and accidents. The evaluation of the sensor data can be carried out in particular in real time and makes it possible to issue warnings to the driver in the event of faults. Thus, e.g. the train driver is warned visually via the display unit 52 or acoustically via the loudspeaker 53 of the receiving unit 50 when the air pressure in the main air line 12 drops below a normal range.
Die Empfangseinheit 50 ist nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gemäss Fig. 1 mit einer Steuereinheit 60 des Führungsfahrzeugs kommunikativ gekoppelt. Dies kann ebenfalls drahtlos über eine Funkverbindung, z.B. mittels Nahfeldkommunikation, oder auch über eine drahtgebundene Verbindung erfolgen. Die Steuereinheit 60 ist dazu ausgebildet, ein Anfahren des Schienenfahrzeugs 11 zu verhindern, solange der Luftdruck in der Hauptluftleitung 12 sich unterhalb eines vorgebbaren Normbereiches befindet. Dies wird nachfolgend anhand der Fig. 4 näher erläutert.The receiving unit 50 is communicatively coupled according to a preferred embodiment of the invention according to FIG. 1 with a control unit 60 of the leading vehicle. This may also be wireless over a radio link, e.g. by means of near-field communication, or via a wired connection. The control unit 60 is designed to prevent starting of the rail vehicle 11, as long as the air pressure in the main air line 12 is below a predefinable standard range. This will be explained in more detail with reference to FIG. 4.
[0013] Fig. 4 zeigt schematisch eine detailliertere Darstellung der einzelnen Komponenten der automatischen Druckluftbremse 10 gemäss Ausführungsformen der Erfindung. Die automatische Druckluftbremse 10 umfasst einen Kompressor 401, der den Druck für die Druckluftbremse 10 erzeugt. Im Betrieb presst der Kompressor 401 Druckluft in einen Hauptluftbehälter 402. Vom Hauptluftbehälter 402 gelangt die vom Kompressor 401 erzeugte Druckluft über das Führerbremsventil 17 in die Hauptluftleitung 12. Der Zugführer kann mittels des Führerbremsventils 17 den Hauptluftleitungsdrucks in der Hauptluftleitung 12 steuern. Die Bremseinheiten 16 der einzelnen Wagen 14 und des Führungsfahrzeugs 13 weisenFig. 4 shows schematically a more detailed representation of the individual components of the automatic air brake 10 according to embodiments of the invention. The automatic air brake 10 includes a compressor 401 that generates the pressure for the air brake 10. During operation, the compressor 401 presses compressed air into a main air reservoir 402. From the main air reservoir 402, the compressed air generated by the compressor 401 passes through the driver brake valve 17 into the main air line 12. The driver can control the main air line pressure in the main air line 12 by means of the driver brake valve 17. The brake units 16 of the individual carriages 14 and the leading vehicle 13 have
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| CH00408/16A CH712296B1 (en) | 2016-03-24 | 2016-03-24 | Rail vehicle with a system for brake pressure monitoring and a method for brake pressure monitoring. |
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| CH (1) | CH712296B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114162106A (en) * | 2021-12-24 | 2022-03-11 | 大秦铁路股份有限公司科学技术研究所 | Intelligent monitoring system and method for heavy-duty vehicle braking |
-
2016
- 2016-03-24 CH CH00408/16A patent/CH712296B1/en unknown
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|---|---|---|---|---|
| CN114162106A (en) * | 2021-12-24 | 2022-03-11 | 大秦铁路股份有限公司科学技术研究所 | Intelligent monitoring system and method for heavy-duty vehicle braking |
| CN114162106B (en) * | 2021-12-24 | 2024-05-03 | 大秦铁路股份有限公司科学技术研究所 | Intelligent monitoring system and method for braking of heavy-duty vehicle |
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| CH712296B1 (en) | 2020-10-30 |
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