该申请要求2014年4月28日提交并且题为“RouteExaminingSystemandMethod(路线检查***和方法)”(“’103申请”)的美国临时申请号61/985,103的优先权。’103公开的整个公开通过引用合并。该申请是2014年10月29日提交并且题为“RouteExaminingSystemandMethod(路线检查***和方法)”(“’246申请”)的美国专利申请序列号14/527,246的部分接续案。’246公开的整个公开通过引用合并。’246申请是2013年9月5日提交并且题为“RouteExaminingSystemandMethod(路线检查***和方法)”(“’310申请”)的美国专利申请序列号14/016,310的部分接续案。’310申请的整个公开通过引用合并。’310申请要求2012年11月21日提交并且题为“RouteExaminingSystemandMethod(路线检查***和方法)”(“’188申请”)的美国临时申请号61/729,188的优先权。’188申请的整个公开通过引用合并。
具体实施方式
发明性主题的实施例涉及用于检查车辆***行驶所在的路线以便识别被损坏或破坏的潜在路线段的方法和***。在实施例中,车辆***可通过在车辆***沿路线行驶时将电信号从车辆***中的第一车辆注入路线并且监测在另一个第二车辆(其也在车辆***中)处的路线来检查路线。第二车辆处的信号的检测和/或第二车辆处信号改变的检测可指示第一与第二车辆之间的路线的潜在损坏(例如,破坏或部分破坏)段。在实施例中,路线可以是铁轨车辆***的轨道并且第一和第二车辆可用于识别轨道的一个或多个铁轨的破坏或部分破坏段。注入路线的电信号可由车载能量存储装置(例如一个或多个电池)和/或车外能源(例如接触网和/或路线的电气化铁轨)供电。在识别路线的损坏段时,可发起一个或多个响应动作。例如,车辆***可自动减速或停止。作为另一个示例,警告信号可传达(例如,传送或传播)到一个或多个其他车辆***来警告其他车辆***路线的损坏段、传达到设置在路线处或附近的一个或多个道旁装置使得这些道旁装置可以将警告信号传达到一个或多个其他车辆***。在另一个示例中,警告信号可传导到车外设施,其可以为了损坏路线段的修理和/或进一步检查而设置。
发明性主题的实施例涉及用于检查路线并且识别特定故障类型和故障位点的方法和***。例如,当在具有循环轨道的地区中(例如在常规信号***中)运行时,或作为另一个示例,在接近高速公路交叉警告***的安全带或在高速公路交叉警告***的安全带内时,可分析对应于注入信号的轨道签名来确定在轨道电路中是否存在故障状况。基于分析,可输出故障状态、故障类型的分类和故障的特定位点。例如,故障状态、故障类型的分类和故障的特定位点可提供(例如,显示或传送)给车辆驾驶员或操作员、列车调度中心、维护中心、负责对应于故障的路线的一部分的维护人员的移动装置、由责任人检查的web服务器或类似物中的一个或多个。
可注意轨道电路可由于许多状况中的一个或多个而失效。例如,破坏的铁轨可以是轨道电路失效的来源。轨道电路失效的另外原因包括轨道上的短路,例如由跨轨道的废金属引起。使轨道短路的废金属可例如由掉落在货车上的钢带、留在轨道上的垃圾或侵入者放置的物体引起。短路还可由开关电器(例如转辙杆和轨距板)中的失效绝缘引起。失效的另外原因可能归因于电路末端处铁轨中的有缺陷的绝缘接头。这样的有缺陷的绝缘接头可允许轨道电路连接到相邻轨道电路。因为相邻轨道电路可为了安全而设计成相对于彼此使用相对极性来运行,相邻电路中的一个或两个可由于一个或多个有缺陷的绝缘接头而失效。轨道电路的另外的潜在故障可由于配置成向轨道传送轨道电路信号的传送器的失效而引起。在各种实施例中,上文论述(和/或另外或备选故障)中的一个或多个可专门由故障类型和位点识别。
通过对合适的实体提供描述失效类型以及失效位点两者的信息,各种实施例提供提高的车辆***和/或网络的维护和/或运行。此外,各种实施例提高修理或维护的效率。各种实施例还提高效率和/或降低劳动力成本(例如,减少劳动力花费的时间和/或识别和解决故障所需要的劳动力数量)。通过提高用于修理或解决故障的时间,各种实施例使受停止信号影响或与失效关联的延迟的其他原因影响的车辆的数量最小化,以及使相关交通阻塞最小化。
如本文使用的术语“车辆”可以限定为运输人、多个人或货物中的至少一个的移动机器。例如,车辆可以是但不限于是铁轨车、联运集装箱、机车、船舶、采矿设备、施工设备、汽车及类似物。“车辆***”包括至少一个车辆。在一些实施例中,车辆***可包括两个或以上车辆,其彼此互连以沿路线行驶。例如,车辆***可以包括直接连接到彼此(例如,通过耦合器)或彼此间接连接(例如,通过一个或多个其他车辆和耦合器)的两个或以上车辆。车辆***可以称为编组,例如铁轨车辆编组。
如本文使用的“软件”或“计算机程序”包括但不限于,一个或多个计算机可读和/或可执行指令,其促使计算机或其他电子装置执行功能、动作和/或以期望的方式运转。指令可采用各种形式体现,例如例程、算法、模块或程序,其包括来自动态链接库的独立应用或代码。软件还可采用各种形式实现,例如独立程序、函数调用、小服务程序、小程序、应用、存储在存储器中的指令、操作***或其他类型的可执行指令的部分。如本文使用的“计算机”或“处理元件”或“计算机装置”或“处理器”或“处理单元”包括但不限于,可以存储、检索和处理数据的任何编程或可编程电子装置。“非暂时性计算机可读介质”包括但不限于,CD-ROM、可移动闪速存储卡、硬盘驱动器、磁带和软盘。如本文使用的“计算机存储器”指存储装置,其配置成存储可以被计算机或处理元件检索的数字数据或信息。如本文使用的“控制器”、“单元”和/或“模块”可以指逻辑电路和/或处理元件和关联软件或在控制能量存储***中牵涉的程序。术语“信号”、“数据”和“信息”在本文可互换地使用并且可指数字或模拟形式。
图1是车辆***100的示意图示,该车辆***100包括路线检查***102的实施例。车辆***100包括若干车辆104、106,其彼此机械连接以沿路线108行驶。车辆104(例如,车辆104A-C)代表推进生成车辆,例如生成牵引力或动力以便沿路线108推进车辆***100的车辆。在实施例中,车辆104可以代表例如机车等铁轨车辆。车辆106(例如,车辆106A-E)代表非推进生成车辆,例如未生成牵引力或动力的车辆。在实施例中,车辆106可以代表铁轨车。备选地,车辆104、106可代表其他类型的车辆。在另一个实施例中,个体车辆104和/或106中的一个或多个代表一组车辆,例如机车或其他车辆编组。
路线108可以是车辆***100行驶所在的主体、表面或介质。在实施例中,路线108可以包括或代表能够在车辆***100中的车辆之间输送信号的主体,例如能够输送电信号(例如,直流电、交流电、射频或其他信号)的导体。
检查***102可以分布在车辆***100的两个或以上车辆104、106之间或之中。例如,检查***102可包括两个或以上部件,其操作来识别路线108的潜在损坏段,其中至少一个部件设置在相同车辆***100中的两个不同车辆104、106中的每个上。在图示的实施例中,检查***102分布在两个不同的车辆104之间或之中。备选地,检查***102可分布在三个或以上车辆104、106之中。另外或备选地,检查***102可分布在一个或多个车辆104与一个或多个车辆106之间,并且不限于设置在单一类型的车辆104或106上。如下文描述的,在另一个实施例中,检查***102可分布在车辆***中的车辆与车外监测位点(例如道旁装置)之间。
在运行中,车辆***100沿路线108行驶。第一车辆104将检查信号电注入路线108。例如,第一车辆104A可向路线108施加直流电、交流电、射频信号或类似物作为检查信号。检查信号通过或沿路线108传播。第二车辆104B或104C可在将检查信号注入路线108时监测路线108的一个或多个电特性。
检查***102可以分布在两个独立车辆104和/或106之中。在图示的实施例中,检查***102具有设置在推进生成车辆104A、104B、104C中的至少两个上的部件。另外或备选地,检查***102可包括设置在非推进生成车辆106中的至少一个上的部件。例如,检查***102可定位在两个或以上推进生成车辆104、两个或以上非推进生成车辆106或至少一个推进生成车辆104和至少一个非推进生成车辆106上。
在运行中,在车辆***100沿路线108行驶期间,检查***102在第一车辆104或106处(例如,在第一车辆104或106的足迹下方)将检查信号电注入路线108。例如,可控制车载或车外电源以向路线108的轨道施加直流电、交流电、RF信号或类似物。检查***102监测相同车辆***100的第二车辆104或106处(例如,在第二车辆104或106的足迹下方)路线108的电特性以便确定在路线108中是否检测到检查信号。例如,可在第二车辆104、106处监测路线108的电压、电流、电阻、阻抗或其他电特性以便确定是否检测到检查信号和/或检查信号是否已被更改。如果第一与第二车辆之间的路线108的部分将检查信号传导到第二车辆,则检查信号可被检查***102检测。检查***102可确定路线108(例如,传播检查信号所通过的路线108的部分)是完整的和/或未被损坏。
另一方面,如果第一与第二车辆之间的路线108的部分未将检查信号传导到第二车辆(例如,使得检查信号未在第二车辆处在路线108中检测到),则检查信号可未被检查***102检测。检查***102可确定路线108(例如,在检查信号预期或计算为传播通过路线108的时段期间设置在第一与第二车辆之间的路线108的部分)是不完整的和/或被损坏。例如,检查***102可确定第一与第二车辆之间的轨道的部分被破坏使得用于传播检查信号的连续传导通路不存在。检查***102可以将该路线段识别为是路线108的潜在损坏段。在被分段的路线108(例如,例如可具有间隙的铁轨轨道)中,检查***102可传送并且试图检测多个检查信号以便防止路线108的破坏部分的错误检测。
因为检查信号可相对快地传播通过路线108(例如,比车辆100移动的速度更快),在车辆***100移动(例如运送货物或用别的方式以路线108的非零最小速度极限或以上运行)时可以使用检查信号来检查路线108。
另外或备选地,检查***102可检测第二车辆处检查信号中的一个或多个改变。检查信号可通过路线108从第一车辆传播到第二车辆。但是,由于第一与第二车辆之间的路线108的损坏部分,检查信号的一个或多个信号特性可改变。例如,当在第一车辆处注入路线108时,检查信号的信噪比、强度、功率或类似物可是已知的或被指定。在传播通过路线108的机械损坏或变坏部分期间,这些信号特性中的一个或多个可改变(例如,变化或减小),即使在第二车辆处接收(例如,检测)检查信号也如此。在第二车辆处接收检查信号时可以监测信号特性。基于信号特性中的一个或多个中的改变,检查***102可将设置在第一与第二车辆之间的路线108的部分识别为路线108的潜在损坏部分。例如,如果检查信号的信噪比、强度、功率或类似物减小到指定阈值以下和/或减小超过指定阈值减小,则检查***102可将路线108的该段识别为潜在被损坏。此外,在车辆***100越过指定故障(例如,短路、破坏的铁轨、有缺陷的绝缘接头、破坏的引线键合)时,被监测信号可具有对应于特定故障的签名(例如,独特的波形或形状)。检查***102可基于被监测信号的签名来识别特定类型的故障。例如,与对应故障相关的代表性签名可存储在车辆***100上存储或车辆***100可访问的数据库中,并且获取的签名可与代表性签名比较(例如,通过检查***102)来识别与获取签名相对应的故障。
例如,检查***102可区分不同类型的短路,例如由金属(例如,轨道上的金属带)和失效绝缘接头引起的短路。在一些实施例中,由金属引起的短路的签名和由失效绝缘(例如,开关的一个或多个属性)引起的短路的签名对于要使用信号识别的短路类型可足够不同。另外或备选地,故障的位点可在确定故障类型方面使用。例如,绝缘接头的位点可存储在车辆***100上存储或车辆***100可访问的数据库中。如果检测的短路在对应于开关位点的位点处出现,检查***102可确定短路由(或可能或潜在地由)开关的失效绝缘引起。然而,如果短路的位点未对应于开关(或其属性)和/或可未能引起短路的其他已知部件,检查***可确定短路由(或可能或潜在地由)轨道上的金属引起。
作为另一个示例,检查***102可区分与通过轨道传送信号的禁止或阻止关联的故障,例如区分破坏铁轨和绝缘接头。例如,如果观察到可指示绝缘接头或破坏铁轨的信号特性,检查***102可进行进一步分析。例如,如果信号特性在轨道两侧上出现(例如,信号特性在以一定间隔隔开的轨道两侧上出现,该间隔对应于轨道侧的接头相对于彼此交错所处的距离),检查***102可确定观察的特性是(或可能或潜在地)由于绝缘接头。作为另一个示例,如果仅在轨道一侧上观察到特性但位点对应于绝缘接头的已知(例如,经由沿路线的预定绝缘接头位点的数据库)位点,检查***可确定观察的特性是(或可能或潜在地)由于一对绝缘接头,一个有缺陷并且另一个没有。另一方面,如果仅在轨道一侧上观察到特性并且其未对应于已知绝缘接头位点,检查***102可确定特性是(或可能或潜在地)由于破坏铁轨。另外或备选地,检查***102可使用已知绝缘接头位点的数据库来确定有故障绝缘接头的位点。如果在对应于已知绝缘接头位点的观察位点处未观察到与绝缘接头关联的信号或电特性中的预期中断,检查***102可确定有故障绝缘接头定位在该观察位点处。
响应于将路线108的段识别为被损坏或破坏,检查***102可发起一个或多个响应动作。例如,检查***102可以自动减速或停止车辆***100的移动。检查***102可以自动向在路线108的损坏段附近行驶并且其中定位路线108的损坏段的一个或多个其他车辆***发出警告信号。检查***102可自动将警告信号传达到定位在路线108处或附近的固定道旁装置,其将路线108的潜在损坏段和潜在损坏段的位点告知装置。固定道旁装置然后可以将信号传达到在路线108的潜在损坏段附近行驶并且其中定位路线108的潜在损坏段的一个或多个其他车辆***。检查***102可自动向车外设施(例如,修理设施)发出检查信号,其将路线108的潜在损坏段和该段的位点告知设施。设施然后可派遣一个或多个检察员来检查和/或修理潜在损坏段处的路线108。备选地,检查***102可将路线108的潜在损坏段告知操作员并且操作员然后可手动发起一个或多个响应动作。
另外或备选地,检查***102可将特定类型的识别故障的特定位点告知车外实体。此外,被告知的车外实体的身份可基于识别故障的类型来选择。最适合用于解决指定识别故障的特定车外实体可基于指定识别故障从多个车外实体选择。例如,如果信号***的传送器识别为具有故障,可将故障(直接和/或通过调度***而间接)告知信号***维护者。作为另一个示例,如果识别破坏铁轨,可通知轨道维护实体。在各种实施例中,检查***102可对维护人员和/或调度人员提供维护界面,其使用被监测检查信号提供关于特定故障或故障原因以及位点两者的信息。通过提供更详细的信息,检查***102可有助于减少解决故障所需要的时间。例如,随着知道故障类型和/或原因,合适的人员和/或合适的设备可立即派遣到故障位点。
图2是检查***200的实施例的示意图示。该检查***200可代表在图1中示出的检查***102。检查***200分布在相同车辆***中的第一车辆202与第二车辆204之间。车辆202、204可代表在图1中示出的车辆***100的车辆104和/或106。在实施例中,车辆202、204代表车辆104中的两个,例如车辆104A和车辆104B、车辆104B和车辆104C或车辆104A和车辆104C。备选地,车辆202、204中的一个或多个可代表车辆106中的至少一个。在另一个实施例中,检查***200可分布在车辆104和/或106中的三个或以上之中。在其他实施例中,检查***200可设置在单个车辆上。
检查***200包括下文描述的设置在车辆202、204上的若干部件。例如,检查***200的图示实施例包括设置在第一车辆202上的控制单元208、应用装置210、车载电源212(在图2中“电池”)、一个或多个调节电路214、通信单元216和一个或多个开关224。检查***200还包括设置在第二车辆204上的检测单元218、识别单元220、检测装置230和通信单元222。备选地,控制单元208、应用装置210、电源212、调节电路214、通信单元216和/或开关224中的一个或多个可设置在第二车辆204和/或相同车辆***中的另一个车辆上,并且/或检测单元218、识别单元220、检测装置230和通信单元222中的一个或多个可设置在第一车辆202和/或相同车辆***中的另一个车辆上。可注意在图示的实施例中,检测装置230和应用装置210示意地描绘为设置在不同车辆的轮轴之间的中间位置中。例如,在各种实施例中,检测装置230和应用装置210可如示出的那样定位并且可配置成经由另外的铁轨传送和接收信号而不与车辆202、204的轮轴电通信。在其他实施例中,检测装置230和应用装置210可配置成传送和接收通过被车辆202、204的车轮接触的轨道传送的信号,并且可设置在相邻车辆的最近末端处,而未在检测装置230与应用装置210之间***任何轮轴,来减少可能受到轮轴的转轨影响的任何信号传送问题。
控制单元206控制电流到应用装置210的供应。在实施例中,应用装置210包括一个或多个导体,其在包括车辆202的车辆***沿路线108行驶时接合路线108。例如,应用装置210可以包括传导鞋、刷或沿轨道的上和/或侧表面滑动使得形成延伸通过应用装置210和轨道的传导通路的其他主体。另外或备选地,应用装置210可以包括第一车辆202的车轮的传导部分,例如在第一车辆202沿路线108行驶时接合路线108的车辆的传导外周边或圆周。在另一个实施例中,应用装置210可与路线108感应耦合而不接合或接触路线108或接合路线108的任何部件。
应用装置210与开关224传导耦合,该开关224可以代表控制电流从车载电源212和/或调节电路214的流动的一个或多个装置。开关224可以由控制单元206控制使得控制单元206可以打开或关闭通过应用装置210到路线108的电流流动。在实施例中,开关224还可以由控制单元206控制来改变由应用装置210施加到路线108的电流的一个或多个波形和/或波形特性(例如,相位、频率、幅度及类似物)。
车载电源212代表能够存储电能的一个或多个装置,例如一个或多个电池、电容器、飞轮及类似物。另外或备选地,电源212可代表能够产生电流的一个或多个装置,例如交流发电机、发电机、光伏器件、燃气涡轮机或类似物。电源212与开关224耦合使得控制单元206可以控制何时将存储在电源212中的电能和/或由电源212产生的电流作为电流(例如,直流电、交流电、RF信号或类似物)经由应用装置210输送到路线108。
调节电路214代表改变电流的特性的一个或多个电路和电部件。例如,调节电路214可包括一个或多个逆变器、转换器、变压器、电池、电容器、电阻、感应器及类似物。在图示的实施例中,调节电路214与连接组件226耦合,该连接组件226配置成从车外源接收电流。例如,连接组件226可包括受电弓,其接合沿路线108延伸的电气化传导通路228(例如,接触网)使得来自接触网228的电流经由连接组件226输送到调节电路214。另外或备选地,电气化传导通路228可代表路线108的电气化部分(例如,电气化铁轨)并且连接组件226可包括传导鞋、刷、车轮的部分或接合路线108的电气化部分的其他主体。电流通过连接组件226从路线108的电气化部分输送到调节电路214。
从电源212和/或车外源输送到调节电路214的电流(例如,经由连接组件226)可以通过调节电路214而更改。例如,调节电路214可以改变从电源212和/或连接组件226接收的电流的电压、电流、频率、相位、幅度、强度、波形及类似物。修改的电流可以是由应用装置210电注入路线108的检查信号。另外或备选地,控制单元206可以通过控制开关224来形成检查信号。例如,检查信号可以通过打开开关224以允许电流从调节电路214和/或电源212流到应用装置210而形成。
在实施例中,控制单元206可控制调节电路214来形成检查信号。例如,控制单元206可控制调节电路214来改变从电源212和/或连接组件226接收的电流的电压、电流、频率、相位、幅度、强度、波形及类似物来形成检查信号。
检查信号通过应用装置210传导到路线108,并且被电注入路线108的传导部分。例如,检查信号可传导到路线108的传导轨道内。在另一个实施例中,应用装置210可未直接接合(例如,接触)路线108,但可与路线108无线耦合以便将检查信号电注入路线108(例如,经由感应)。
在车辆行驶期间在第一与第二车辆202、204之间延伸的路线108的传导部分可形成轨道电路,检查信号可通过其来传导。第一车辆202可以通过应用装置210耦合(例如,除其他外,物理耦合、无线耦合)于轨道电路。电源(例如,车载电源212和/或车外电气化传导通路228)可以通过轨道电路朝第二车辆204传输电力(例如,检查信号)。
通过示例并且没有限制地,第一车辆202可以耦合于路线108的轨道,并且该轨道可以是延伸并且使第一车辆202上的检查***200的一个或多个部件与第二车辆204上的检查***200的一个或多个部件传导耦合的轨道电路。
在实施例中,控制单元206包括或代表管理器部件。这样的管理器部件可以配置成启用电流经由应用装置210到路线108内的传送。在另一个实例中,管理器部件可以启用或停用电力的部分从车载和/或车外电源到应用装置210的传输,例如通过控制开关和/或调节电路。此外,管理器部件可以调整与传输到路线108的电力的部分关联的参数。例如,除其他外,管理器部件可以调整传输的电量、传输电力所处的频率(例如,除其他外,脉冲功率交付、AC电力)、传输电力部分的持续时间。这样的参数可以由管理器部件基于车辆或装置的地理位点或装置的识别(例如,除其他外,类型、位点、制造、模型)中的至少一个而调整。
管理器部件可以利用车辆或装置的地理位点以便调整可以从电源传输到装置的电力部分的参数。例如,传输的电量可以由管理器部件基于装置功率输入而调整。通过示例并且没有限制地,传输的电量可以满足装置功率输入或在装置功率输入以下以便减少装置损坏的风险。在另一个示例中,车辆和/或装置的地理位点可以用于识别特定装置,并且进而识别对于这样的装置的功率输入。除其他外,车辆和/或装置的地理位点可以通过轨道电路上的位点、轨道电路的识别、全球定位服务(GPS)而弄清。
设置在第二车辆204上的检测单元218(如在图2中示出的)监测路线108以试图检测由第一车辆202注入路线108的检查信号。检测单元218与检测装置230耦合。在实施例中,检测装置230包括一个或多个导体,其在车辆***(包括车辆204)沿路线108行驶时接合路线108。例如,检测装置230可以包括传导鞋、刷或沿轨道的上和/或侧表面滑动使得形成延伸通过检测装置230和轨道的传导通路的其他主体。另外或备选地,检测装置230可以包括第二车辆204的车轮的传导部分,例如在第二车辆204沿路线108行驶时接合路线108的车辆的传导外周边或圆周。在另一个实施例中,检测装置230可与路线108感应耦合而不接合或接触路线108或接合路线108的任何部件。
检测单元218使用检测装置230来监测路线108的一个或多个电特性。例如,由路线108传导的直流电的电压可通过监测从路线108传导到检测装置230的电压而检测和/或由路线108传导的交流电或RF信号的电流(例如,频率、安培数、相位或类似物)可通过监测由路线108传导到检测装置230的电流而检测。作为另一个示例,由检测装置230从路线108传导的信号的信噪比可由检查检测装置230传导的信号(例如,接收的信号)并且将接收的信号与指定信号比较的检测单元218检测。例如,使用应用装置210注入路线108的检查信号可包括指定信号或指定信号的部分。检测单元218可将从路线108传导到检测装置230的接收信号与该指定信号比较以便测量接收信号的信噪比。
检测单元218确定由检测装置230从路线108接收(例如,拾取)的信号的一个或多个电特性(例如,电压、频率、相位、波形、强度或类似物)并且将接收信号的特性报告给识别单元220。如果检测装置230未接收信号,则检测单元218可向识别单元220报告这样的信号的缺失。例如,如果检测单元218未检测到至少指定电压、指定电流或类似物(如由检测装置230接收的),则检测单元218可未检测到任何接收信号。备选地或另外,检测单元218可仅在由检测装置230检测到信号时传达由检测装置230接收的信号的检测。
在实施例中,检测单元218可响应于从第一车辆202中的控制单元206接收的通知而确定由检测装置230接收的信号的特性。例如,在控制单元206促使应用装置210将检查信号注入路线108时,控制单元206可指示通信单元216经由第二车辆204的通信单元222将通知信号传送到检测装置230。通信单元216、222可包括相应天线232、234和关联电路,用于在车辆202、204之间和/或与无线位点无线传达信号。通信单元216可将指示检测单元218关于何时将检查信号输入路线108的通知无线传送到检测单元218。另外或备选地,通信单元216、222可经由一个或多个线、电缆及类似物而连接(例如多单元(MU)电缆、列车线路或其他传导通路),以允许通信单元216、222之间的通信。在图示的实施例中,检测单元218、识别单元220和通信单元222连同存储器221(例如,有形和非暂时性计算机存储介质,其存储一个或多个指令集用于执行本文公开的任务、存储使签名与轨道故障相关的一个或多个数据库、存储例如绝缘接头或开关等方面的位点或类似物)示出为处理单元219的部分。处理单元219可包括一个或多个处理器。备选地,处理单元219的一个或多个方面可以是另外的处理单元的一部分。在各种实施例中,处理单元219包括处理电路,其配置成执行本文论述的一个或多个任务、功能或步骤。可注意如本文使用的“处理单元”未规定成必定局限于单个处理器或计算机。例如,处理单元219可包括多个处理器和/或计算机,其可在共同外壳或单元中集成,或其可分布在各种单元或外壳之中。可注意由处理单元219执行的操作(例如,对应于本文论述的过程流或方法的操作,或其方面)可足够复杂使得操作在合理时段内可未被人执行。例如,信号的电特性的分析、签名的分析、代表来自数据库的故障的签名(其对应于当前分析的签名)的识别或类似物可依赖或利用在合理时段内人可能未完成的计算。在一些实施例中,描绘为车载第一车辆202(例如,控制单元206)的一个或多个方面可并入处理单元219。
检测单元218可开始监测由检测装置230接收的信号。例如,检测单元218可除非或直到通知检测单元218控制单元206正促使将检查信号注入路线108才开始或恢复监测检测装置230的接收信号。备选地或另外,检测单元218可对于接收的信号定期监测检测装置230和/或可在由检查***200的操作员手动提示时对于接收的信号来监测检测装置230。
另外或备选地,检测单元218还可监测由耦合于路线108的传送器提供的信号。该传送器可设置在车辆***外。例如,图12图示可操作地耦合于路线108的传送器1200。该传送器1200可经由传导路径1202耦合于路线108,并且可经由路线108的一个或多个轨道提供轨道信号。传送器1200可与道旁装置关联,例如信令***的一部分。在一些实施例中,道旁传送器例如可传送具有在约500Hz至约15kHz的范围内分配的频率的信号。由于通过轮轴而转轨,来自传送器1200的信号可大体上不能被检测单元218检测。然而,车辆可在车辆的轮轴之间限定范围1204(或测试窗口),其中当路线108与传导路径1202之间的接触点(例如,由传送器1200到路线108内的传送点)安置在范围1204内时来自传送器1200的信号能被检测单元218检测。根据车辆经过到路线内的传送点的速度,当来自传送器1200的信号可由检测单元218检测时时间量可是相对短的(例如,小于一秒);然而,可获得足够的信息来访问传送器1200的健康或状况。例如,如果来自传送器1200的信号在500Hz并且在0.5秒时期内被收集,可获得来自传送器的约250个波形。通过将收集的波形与预期由正常运作的传送器提供的已知健康波形比较,可确定传送器的健康。可注意可在轨道上存在来自其他传送器的一个或多个信号。然而,在监测传送器1200以及检测单元218可在轮轴(其使轨道分路)之间时,来自其他传送器的任何信号可在范围1204或测试窗口外部,从而防止或减少来自任何其他传送器的任何信号的干扰。这有助于确保监测到来自传送器1200的信号的减少干扰,从而提高利用传送器1200检测和识别任何潜在故障的准确性。
图13提供曲线图1300,其图示示例健康信号1310和示例故障信号1320。健康信号1310例如可以是在安装、初始设置时或已知传送器是健康的其他时间由越过传送器的车辆记录的校准值。图13的信号为了简单说明而仅规定为说明性目的并且不一定代表实际信号。如在图13中看到的,故障信号1320具有比健康信号1310低得多的幅度或强度,并且还具有不同的频率。通过监测与已知健康信号相比强度和/或频率的改变,可访问提供信号的传送器的健康。例如,如果由检测单元218获得的信号下降到阈值强度以下(和/或展现频率或其他特性与由键控信号限定的基线的差异),传送器可识别为具有故障,并且可发起合适的维护动作。此外,通过随时间监测和记录信号或信号的特性,可观察信号衰退的趋势,并且可在信号衰退到超过指示故障的阈值之前基于观察的趋势来安排维护活动。例如信号衰退的趋势可基于信号强度减小的速率(和/或频率改变的速率)或基于在对应于故障的信号强度(和/或频率)水平之前达到的信号强度(和/或频率)的阈值而识别。再进一步地,车辆可提供有数据库,其列出传送器沿路线108的位点。如果车辆经过预期传送器位点而检测单元108未检测到对应于传送信号的信号,传送器可识别为有故障。
参考图2,识别单元220从检测单元218接收被接收信号的特性并且确定特性是否指示接收由第一车辆202注入路线108的检查信号的全部或一部分。尽管检测单元218和识别单元220示出为独立单元,检测单元218和识别单元220可指相同的单元。例如,检测单元218和识别单元220可以是设置在第二车辆204外的单个硬件部件。
识别单元220检查特性并且确定特性是否指示设置在第一车辆202与第二车辆204之间的路线108的段被损坏或至少部分被损坏。例如,如果应用装置210将检查信号注入路线108的轨道并且检查信号的一个或多个特性(例如,电压、电流、频率、强度、信噪比及类似物)未被检测单元218检测,则,识别单元220可确定设置在车辆202、204之间的轨道的段被破坏或用别的方式被损坏使得轨道无法传导检查信号。另外或备选地,识别单元220可以检查由检测单元218检测的信号的信噪比并且确定车辆202、204之间的路线108的段是否潜在被破坏或损坏。例如,如果接收信号中的一个或多个(或至少指定数量)的信噪比小于指定比率,识别单元220可将该路线108的段识别为被破坏或损坏。
识别单元220可包括位点确定单元或与位点确定单元通信耦合(例如,由允许通信的一个或多个有线和/或无线连接),该位点确定单元可以确定车辆204和/或车辆***的位点。例如,位点确定单元可包括GPS单元或其他装置,其可以确定第一车辆和/或第二车辆沿路线108定位在哪里。第一车辆202与第二车辆204之间沿车辆***长度的距离对于识别单元220可是已知的,例如通过使用一个或多个输入装置和/或经由通信单元222将距离输入识别单元220。
识别单元220可以基于在检查信号通过路线108传送期间第一车辆202和/或第二车辆204的位点来识别路线108的哪个段潜在地被损坏。例如,当识别单元220确定未接收到检查信号或检查信号具有减小的信噪比时,识别单元220可以将在车辆***、第一车辆202和/或第二车辆204的指定距离内的路线108的段识别为潜在损坏段。
另外或备选地,识别单元220可以基于在检查信号通过路线108传送期间第一车辆202和第二车辆204的位点、车辆***(其包括车辆202、204)的行驶方向、车辆***的速度和/或检查信号通过路线108的传播速度来识别路线108的哪个段潜在地被损坏。检查信号的传播速度可以是基于形成路线108的材料、注入路线108的检查信号的类型及类似物中的一个或多个的指定速度。在实施例中,可经由由控制单元206提供的通知告知识别单元何时将检查信号注入路线108。在对应于在车辆202、204移动时预期检查信号传播通过车辆202、204之间的路线108的时候的时段期间,识别单元220然后可以在车辆***沿路线108移动时确定路线108的哪个部分设置在第一车辆202与第二车辆204之间。路线108的该部分可以是识别的潜在损坏路线段。
此外,在各种实施例中,识别单元220可配置成基于传送通过路线108并且被检测单元218检测的被监测检查信号的一个或多个电特性来识别故障类型。在一些实施例中,可随时间记录对应于特定类型的已知故障的签名,和对应于基于之前识别的已知故障的签名而识别的新进检测的信号的故障。可分析或研究对应于特定类型故障的已知签名来识别对应于特定故障的被监测检查信号的特性或组或特性组合。另外或备选地,被检测故障的信号特性(例如,噪声度量)和/或位点(例如,相对于已知绝缘接头、开关部件或类似物的位点)可用于识别特定类型的故障。
可区分不同类型的故障。(如本文使用的,区分两个或以上特定类型的故障可理解成包括单独识别两个或以上特定类型的故障。)例如,识别220可配置成区分短路。例如,当废金属(例如,金属带)或其他传导碎片在轨道上时可引起一个类型的短路。在开关部件的绝缘失效时可导致另一个类型的短路。在一些实施例中,识别单元220可基于被监测检查信号的签名来区分失效。另外或备选地,故障的位点可用于确定故障类型。例如,如果故障在开关部件的已知位点处出现,识别单元220可确定短路由开关部件的失效绝缘引起。另一方面,如果故障未在开关部件或可经历有缺陷绝缘的其他部件的已知位点处出现,故障可识别为由轨道上的碎片引起的短路。利用故障原因或识别的故障类型,可高效规划和执行专门定制的维护动作。
另外或备选地,可识别和/或区分其他类型的故障。例如,检测的故障可涉及检查信号通过一个或多个轨道传送中的扰乱(disruption)。例如,破坏的铁轨可扰乱信号通过轨道的传送,或绝缘接头可扰乱传送。在一些实施例中,绝缘接头和破坏铁轨可基于被监测检查信号的特性来识别和/或区分。另外或备选地,可采用其他技术。例如,如果在路线的每侧上观察到相似的扰乱(例如,在相同位点处轨道是否交错或在离彼此一定距离(其对应于轨道的交错距离)处轨道是否交错),扰乱可识别为一对运作的绝缘接头,并且未报告故障。如果扰乱在已知对应于绝缘接头的位点(例如,如在车辆可用或可访问的数据中保存的)处出现,但仅在轨道的单侧上,信号可确定为对应于绝缘接头对,对其仅一个接头正常运作,并且识别为有故障的个体绝缘接头。如果扰乱在未对应于绝缘接头位点的位点处出现,信号可识别为对应于破坏铁轨。可注意对于本文论述的故障的任何特定识别,在各种实施例中可采用另外的分析或调查来确认识别。再进一步地,在各种实施例中,识别单元220可主动尝试确定路线108的属性或部件的位点来确认正常运作。例如,使用具有已知绝缘接头(或其他特征)位点的数据库,识别单元220可监测检查信号来确认绝缘接头(或其他特征)正常运作。从而,如果车辆通过绝缘接头(或其他特征)的位点并且未在对应于绝缘接头的信号中检测到预期扰乱(或未检测到对应于其他特征的信号签名或特性),识别单元220可确定绝缘接头(或其他特征)未正常运作。
作为又一个示例,识别单元220可区分相邻铁轨段之间的破坏键合线和破坏铁轨。识别单元220可例如基于之前观察或确定的故障之间的被监测检查信号的签名中的差异来区分破坏的键合线和破坏的铁轨。例如对应于破坏的键合线的信号的噪声可很大,或包括可识别的噪声度量或度规。从而,在一些实施例中,基于对应的被监测检查信号的噪声,识别单元220可确定故障由破坏的键合线引起。因此,可就破坏的键合线故障的位点提醒用于固定破坏的键合线(而不是修理破坏的铁轨)的正确的人员和设备和/或将该人员和设备调度到破坏的键合线故障的位点。可注意破坏的键合线对于在轨道上行走的观察员可不容易可见,和/或可仅在对应轨道段受到轨道上的车辆制约时展现有故障行为,其中识别单元220的识别由此节约人类观察员试图检修这样的故障所花费的大量时间。
如本文论述的,例如连同图12和13,识别单元220还可识别与轨道信号由车外实体、***或装置(例如轨道信令***)到轨道内的传送有关的故障。例如,对应于正常运作的传送器的被监测检查信号可在传送器的安装或校准期间记录。在车辆随时间经过传送器时,对应于运行中的传送器的被监测检查信号可被收集、记录并且存储在日志中。如果观察到检查信号衰退到阈值以下,可对于修理来识别传送器。此外,如果在任务执行期间车辆通过传送器并且识别单元220确定信号在可接受的强度阈值以下或用别的方式而有故障,传送器可识别为有故障。再进一步地,如果由识别单元220经由检测单元218从传送器获得的信号指示传送器仍然可接受地运作但在预定故障性能水平范围内,可对于将来修理或对于另外的观察或测试来识别传送器。再进一步地,识别已知传送器位点的数据可可对识别单元220可用或可访问。如果车辆通过已知传送器位点而识别单元220未检测或识别对应于传送器的信号,识别单元220可将对应的传送器识别为经历故障,并且可告知合适的维护人员。
在识别路线108的潜在损坏段时可发起一个或多个响应动作。例如,响应于识别路线108的潜在损坏部分,识别单元220可经由通信单元222、216来告知控制单元206。控制单元206和/或识别单元220可以自动减速或停止车辆***的移动。例如,控制单元206和/或识别单元220可以与车辆***中的推进生成车辆中的一个或多个中的一个或多个推进***(例如,引擎、交流发电机/发电机、马达及类似物)通信耦合。控制单元206和/或识别单元220可自动指示推进***减速和/或停止。
另外或备选地,识别单元220可经由通信单元220向车外实体250提供通知。该车外实体250可包括维护***、维护人员、调度***、调度人员、移动装置、web站点或类似物中的一个或多个。提供给车外实体250的信息可例如经由web界面提供。提供的信息可包括故障的特定类型和/或原因的识别(例如,失效的绝缘、破坏的铁轨、破坏的键合线、有故障的传送器,或类似物),连同故障的位点。在一些实施例中,信号还可包括故障的状态或紧迫性。例如,识别为不传送的传送器可识别为当前故障。作为另一个示例,识别为当前在可接受范围内但低于优选水平运行的传送器可识别为预期未来故障。车外实体250可对于即时修理来识别当前故障,并且可对于未来测试或分析或对于具有比当前故障更低紧迫性的修理(例如,仅在解决所有当前故障后可调度维护人员解决未来预期故障)来识别预期未来故障。
继续参考图2,图3图示沿路线108行驶的复数个车辆***300、302的实施例的示意图。车辆***300、302中的一个或多个可代表在图1中示出的车辆***100,其包括路线检查***200。例如,在第一方向308上沿路线108行驶的至少第一车辆***300可包括检查***200。第二车辆***302在路线108上可在第一车辆***300之后,但与第一车辆***300间隔开并且分离。
除在识别路线108的潜在损坏段时可采取的响应动作之外或作为这些响应动作的备选,第一车辆***300上的检查***200可自动告知第二车辆***302。控制单元206和/或识别单元220可将警告信号无线传达(例如,传送或传播)到第二车辆***302。警告信号可在第二车辆***302到达潜在损坏段之前将路线108的潜在损坏段的位点告知第二车辆***302。第二车辆***302可能够减速、停止或移到另一个路线来避免驶过潜在损坏段。
另外或备选地,控制单元206和/或识别单元220可响应于将路线108的段识别为潜在被损坏而将警告信号传达到固定道旁装置304。除其他外,装置304可以是例如道旁设备、电装置、客户端资产、缺陷检测装置、与积极列车控制(PositiveTrainControl,PTC)一起使用的装置、信号***部件、与自动设备识别(AEI)一起使用的装置。在一个示例中,装置304可以是与AEI一起使用的装置。AEI是自动设备识别机构,其可以将与车辆的设备有关的数据聚集。通过示例并且没有限制地,AEI可以使用无源射频技术,其中标签(例如,无源标签)与车辆关联并且阅读器/接收器在地理上靠近标签时从标签接收数据。除其他外,AEI装置可以是收集或存储来自无源标签的数据的阅读器或接收器、存储与从车辆接收的无源标签信息有关的数据的数据存储、促进车辆与无源标签之间的通信的天线。这样的AEI装置可存储路线108的潜在损坏段定位在哪里的指示使得第二车辆***302可在第二车辆***302从AEI装置读取信息时获得该指示。
在另一个示例中,装置304可以是车辆的信令装置。例如,装置304可以提供视觉和/或有声警告以向例如路线108的潜在损坏段的其他车辆***(例如,车辆***302)等其他实体提供警告。除其他外,信令装置可以是但不限于,光、电动闸门臂(例如,垂直平面中的电动运动)、有声警告装置。
在另一个示例中,装置304可以与PTC一起使用。PTC可以指基于通信/基于处理器的车辆控制技术,其提供能够可靠且从功能上防止车辆***之间的碰撞、超速出轨、侵入建立的工作区极限和车辆***通过处于不正确位置的路线开关的移动的***。PTC***可以执行其他另外的规定功能。除其他响应动作外,在第二车辆***204接近路线108的潜在损坏段的位点时,这样的PTC装置304可以向第二车辆***204提供促使第二车辆***204自动变慢和/或停止的警告。
在另一个示例中,除将潜在损坏的路线108的识别段的警告传达到在路线108上行驶的其他车辆或车辆***的PTC装置外,道旁装置304可以充当信标或其他传送或传播装置。
控制单元206和/或识别单元220可响应于将路线108的段识别为潜在被损坏而将修理信号传达到车外设施306。设施306可以代表在车辆***202、204外定位的位点,例如调度或修理中心。修理信号可包括或代表对潜在损坏段处对路线108的进一步检查和/或修理的请求。在接收修理信号时,设施306可将一个或多个人员和/或设备调度到路线108的潜在损坏段的位点以便在该位点处检查和/或修理路线108。
另外或备选地,控制单元206和/或识别单元220可将路线108的潜在损坏段告知车辆***的操作员并且建议该操作员发起本文描述的响应动作中的一个或多个。
在另一个实施例中,检查***200可使用道旁装置304来识别路线108的潜在损坏段。例如,检测装置230、检测单元218和通信单元222可定位在道旁装置304处或包括在道旁装置304中。车辆***上的控制单元206可基于道旁装置304的输入或已知位点以及车辆***的被监测位点(例如,来自从位点确定单元获得的数据)来确定车辆***何时在道旁装置304的指定距离内。当在道旁装置304的指定距离内行驶时,控制单元206可促使将检查信号注入路线108。与上文描述的第二车辆204相似,道旁装置304可以监测路线108的一个或多个电特性。如果这些电特性指示在车辆***与道旁装置304之间的路线108的段被损坏或破坏,道旁装置304可以发起一个或多个响应动作,例如通过指示车辆***自动减速和/或停止、警告在路线108上行驶的其他车辆***、请求检查和/或修理路线108的潜在损坏段及类似物。
图5是检查***500的实施例的示意图示。该检查***500可代表在图1中示出的检查***102。与在图2中示出的检查***200相比之下,检查***500设置在车辆***中的单个车辆502内,该车辆***可包括与车辆502机械耦合的一个或多个另外的车辆。车辆502可代表在图1中示出的车辆***100的车辆104和/或106。检查***500可包括与连同检查***200论述的那些大体上相似的一个或多个属性。例如,检查***500可配置成识别特定故障和沿路线的故障位点。
检查***500包括下文描述的若干部件,其设置在车辆502上。例如,检查***500的图示实施例包括控制单元508(其可与在图2中示出的控制单元208相似或代表该控制单元208)、应用装置510(其可与在图2中示出的应用装置210相似或代表该应用装置210)、车载电源512(图5中“电池”,其可与在图2中示出的电源212相似或代表该电源212)、一个或多个调节电路514(其可与在图2中示出的电路214相似或代表该电路214)、通信电路516(其可与在图2中示出的通信电路216相似或代表该通信电路216)和一个或多个开关524(其可与在图2中示出的开关224相似或代表该开关224)。检查***500还包括检测单元518(其可与在图2中示出的检测单元218相似或代表该检测单元218)、识别单元520(其可与在图2中示出的识别单元220相似或代表该识别单元220)和检测装置530(其可与在图2中示出的检测装置230相似或代表该检测装置230)。如在图5中示出的,检查***500的这些部件设置在车辆***的单个车辆502上。
如上文描述的,控制单元506控制在车辆502沿路线108行驶时接合路线108或与路线108感应耦合的应用装置510的电流供应。应用装置510与开关524传导耦合,该开关524由控制单元506控制使得控制单元506可以打开或关闭电流通过应用装置510到路线108的流动。电源512与开关524耦合使得控制单元506可以控制何时将存储在电源512中的电流和/或由电源512产生的电流作为电流经由应用装置510输送到路线108。
调节电路514可与连接组件526耦合,该连接组件526与在图2中示出的连接组件226相似或代表该连接组件226。连接组件526从车外源(例如电气化传导通路228)接收电流。电流可以通过连接组件526从路线108的电气化部分输送并且输送到调节电路514。
从电源512和/或车外源输送到调节电路514的电流可以由调节电路514更改。修改的电流可以是由应用装置510电注入路线108的检查信号。可选地,控制单元506可以通过控制开关524来形成检查信号,如上文描述的。可选地,同样如上文描述的,控制单元506可控制调节电路514来形成检查信号。
检查信号通过应用装置510传导到路线108,并且电注入路线108的传导部分。在行驶期间在车辆502的应用装置510与检测装置530之间延伸的路线108的传导部分可形成轨道电路,通过其可传导检查信号。
控制单元506可包括或代表管理器部件。这样的管理器部件可以配置成启用电流经由应用装置510到路线108内的传送。在另一个实例中,管理器部件可以启用或停用电力部分从车载和/或车外源到应用装置510的传输,例如通过控制开关和/或调节电路。此外,管理器部件可以调整与传输到路线108的电力的部分关联的参数。
检测单元518监测路线108以试图检测由应用装置510注入路线108的检查信号。在一个方面,检测单元518可沿车辆502的行驶方向跟在应用装置510后面。检测单元518与检测装置530耦合,该检测装置530接合路线108或与路线108感应耦合,如上文描述的额。
检测单元518使用检测装置530来监测路线108的一个或多个电特性。检测单元518可将从路线108传导到检测装置530内的接收信号与指定信号比较以便测量接收信号的信噪比。检测单元518通过检测装置530确定来自路线108的信号的一个或多个电特性并且将接收信号的特性报告给识别单元520。如果检测装置530未接收信号,则检测单元518可向识别单元520报告这样的信号的缺失。在实施例中,检测单元518可响应于从控制单元506接收的通知来确定由检测装置530接收的信号的特性,如上文描述的。
检测单元518可开始监测由检测装置530接收的信号。例如,检测单元518可除非或直到将控制单元506正促使检查信号到路线108的注入通知检测单元518才开始或恢复监测检测装置530的接收信号。备选地或另外,检测单元518可对于接收的信号定期监测检测装置530和/或可在由检查***500的操作员手动提示时对于接收的信号监测检查装置530。
在一个方面,应用装置510包括第一轮轴528和/或第一车轮530,其连接到车辆502的轮轴528。轮轴528和车轮530可连接到车辆502的第一轨道532。应用装置510可与路线108传导耦合(例如,通过直接接合路线108)以经由轮轴528和车轮530或单独经由车轮530将检查信号注入路线108。检测装置530可包括第二轮轴534和/或第二车轮536,其连接到车辆502的轮轴534。轮轴534和车轮536可连接到车辆502的第二轨道538。检测装置530可经由轮轴534和车轮536或单独经由车轮536来监测路线108的电特性。可选地,轮轴534和/或车轮536可注入信号,而其他轮轴528和/或车轮530监测电特性。
识别单元520从检测单元518接收被接收信号的特性并且确定特性是否指示接收由应用装置510注入路线108的检查信号中的全部或一部分。识别单元520检查特性并且确定特性是否指示设置在应用装置510元检测装置530之间的路线108的段被损坏或至少部分被损坏,如上文描述的。
识别单元520可包括位点确定单元或与位点确定单元通信耦合,该位点确定单元可以确定车辆502的位点。应用装置510与检测装置530之间沿车辆502的长度的距离对于识别单元520可是已知的,例如通过使用一个或多个输入装置和/或经由通信单元516将距离输入识别单元520。
识别单元520可以基于在检查信号通过路线108传送期间车辆502的位点、车辆502的行驶方向、车辆502的速度和/或检查信号通过路线108的传播速度来确定路线108的哪个段潜在地被损坏,如上文描述的。
在识别路线108的潜在损坏段时可发起一个或多个响应动作。例如,响应于识别路线108的潜在损坏部分,识别单元520可告知控制单元506。控制单元506和/或识别单元520可以自动减速或停止车辆502和/或车辆***(其包括车辆502)的移动。例如,控制单元506和/或识别单元520可以与车辆***中的推进生成车辆中的一个或多个中的一个或多个推进***(例如,引擎、交流发电机/发电机、马达及类似物)通信耦合。控制单元506和/或识别单元520可自动指示推进***减速和/或停止。
图4是用于从车辆***上检查车辆***行驶的路线的方法400的实施例的流程图。该方法400可结合本文描述的车辆***和/或检查***的一个或多个实施例使用。备选地,方法400可用另一个***实现。
在402处,在第一车辆处将检查信号注入车辆***行驶的路线。例如,直流电、交流电、RF信号或另一个信号可传导和/或感应地注入路线108的传导部分,例如路线108的轨道。
在404处,在相同车辆***中的另一个第二车辆处监测路线的一个或多个电特性。例如,可监测路线108来确定路线108是否传导任何电压或电流。
在406处,做出关于一个或多个电特性是否指示检查信号的接收的确定。例如,如果在路线108中检测到直流电、交流电或RF信号,则检测的电流或信号可指示在相同车辆***中将检查信号通过路线108从第一车辆传导到第二车辆。因此,路线108在第一与第二车辆之间可大致上是完整的。可选地,检查信号可在联接到相同车辆的部件之间通过路线108传导。因此,路线108在相同车辆的部件之间可大致上是完整的。方法400的流可行进到408。另一方面,如果在路线108中未检测到直流电、交流电或RF信号,则电流或信号的缺失可指示在相同车辆***中或在相同车辆的部件之间检查信号未通过路线108从第一车辆传导到第二车辆。因此,路线108在第一与第二车辆之间或在相同车辆的部件之间可是被破坏的。方法400的流然后可行进到412。
在408处,做出关于一个或多个被监测电特性的改变是否指示路线损坏的确定。例如,在信号注入路线108的时候与检测到检查信号的时候之间可确定检查信号的改变。该改变可反映电压的减小、安培数的减小、频率和/或相位的改变、信噪比的减小或类似物。改变可以指示检查信号通过路线108传导,但路线108的损坏可更改信号。例如,如果注入的检查信号的电压、安培数、频率、相位、信噪比或类似物关于检测的检查信号的改变超出指定阈值量(或如果被监测特性减小到指定阈值以下),则该改变可指示路线108损坏,但不是路线108中的完全破坏。因此,方法400的流可以行进到412。
另一方面,如果注入的检查信号的电压、安培数、频率、相位、信噪比或类似物关于检测的检查信号的改变未超出指定阈值量(和/或如果被监测特性未减小到指定阈值以下),则该改变可未指示路线108损坏。因此,方法400的流可以行进到410。
在410处,在车辆***中的第一与第二车辆之间或在相同车辆的部件之间的路线的段未识别为潜在被损坏,并且车辆***可继续沿路线行驶。另外,在车辆***沿路线移动时可在其他位点处将检查信号注入路线。
在412处,处于或设置在第一与第二车辆之间或相同车辆的部件之间的路线的段识别为路线的潜在损坏段。例如,由于要检测的检查信号的失效和/或检测的检查信号的改变,路线在第一车辆与第二车辆之间或在相同车辆的部件之间可被破坏和/或损坏。
在414处,可响应于识别路线的潜在损坏段来发起一个或多个响应动作。如上文描述的,这些动作可以包括但不限于,自动和/或手动使车辆***的移动变慢或停止、警告其他车辆***关于路线的潜在损坏段、将路线的潜在损坏段告知道旁装置、请求检查和/或修理路线的潜在损坏段及类似物。
在一个或多个实施例中,路线检查***和方法可用于识别路线上的短路。短路的识别可允许区别路线的非损坏段上的短路与路线的损坏段上的破坏铁轨。短路与由路线的各种类型的损坏引起的开路的区别提供假警报的识别。检测假警报保持与试图定位和修理实际上未损坏的路线段关联的时间和成本。
图6是在沿路线604行驶的车辆***(未示出)的车辆602上的检查***600的实施例的示意图示。该检查***600可代表在图1中示出的检查***102和/或在图2中示出的检查***200。与检查***200相比之下,检查***600设置在单个车辆602内。车辆602可代表在图1中示出的车辆104、106中的至少一个。图6可以是至少部分通过车辆602观看的自上而下视图。检查***600可用于识别路线(例如铁路轨道)上的短路。车辆602可以是车辆***602的多个车辆中的一个,因此车辆602在本文可称为第一车辆602。
车辆602包括设置在车辆602上的多个传送器或应用装置606。这些应用装置606可沿车辆602的长度安置在间隔开的位点处。例如,第一应用装置606A相对于更接近车辆602的后端610定位的第二应用装置606B可更接近车辆602的前端608定位。“前”和“后”的指定可基于车辆602沿路线604的行驶612的方向。
路线604包括并行的传导轨道614,并且应用装置606配置成沿路线604与至少一个传导轨道614传导和/或感应耦合。例如,传导轨道614在铁路上下文中可以是铁轨。在实施例中,第一应用装置606A配置成与第一传导轨道614A传导和/或感应耦合,并且第二应用装置606B配置成与第二传导轨道614B传导和/或感应耦合。如此,应用装置606可从彼此对角设置在车辆602上。应用装置606用于将至少一个检查信号电注入路线。例如,第一应用装置606A可用于将第一检查信号注入路线604的第一传导轨道614A。同样,第二应用装置606B可用于将第二检查信号注入路线604的第二传导轨道614B。
车辆602还包括设置在车辆602上的多个接收器线圈或检测单元616。这些检测单元616沿车辆602的长度安置在间隔开的位点处。例如,第一检测单元616A相对于更接近车辆602的后端610定位的第二检测单元616B可朝车辆602的前端608定位。检测单元616配置成响应于将检查信号注入路线604而监测沿传导轨道614的路线604的一个或多个电特性。被监测的电特性可包括电流幅度、相移、调制、频率、电压、阻抗及类似物。例如,第一检测单元616A可配置成监测沿第二轨道614B的路线604的一个或多个电特性,并且第二检测单元616B可配置成监测沿第一轨道614A的路线604的一个或多个电特性。如此,检测单元616可从彼此对角设置在车辆602上。在实施例中,应用装置606A、606B和检测单元616A、616B中的每个可限定车辆602的测试段的个体角落。可选地,应用装置606和/或检测单元616可在沿车辆602的长度和/或宽度的位点中交错。可选地,应用装置606A和检测单元616A和/或应用装置606B和检测单元616B可沿相同轨道614设置。在其他实施例中,应用装置606和/或检测单元616可在其他位点处设置在车辆602上。
在实施例中,传导轨道614中的两个(例如,轨道614A和614B)可沿车辆602的长度通过多个分路618传导和/或感应地耦合于彼此。例如,车辆602可包括两个分路618,其中一个分路618A相对于另一分路618B更接近车辆602的前面608定位。在实施例中,分路618是传导的并且与轨道614一起限定导电测试回路620。该传导测试回路620代表在分路618之间沿传导轨道614的轨道电路或电路路径。测试回路620在车辆602在方向612上沿路线604行驶时沿轨道614移动。因此,限定传导测试回路620的部分的传导轨道614的段随着车辆602在沿路线604的旅途上前进而改变。
在实施例中,应用装置606和检测单元616与传导测试回路620电接触。例如,应用装置606A可与轨道614A和/或分路618A电接触;应用装置606B可与轨道614B和/或分路618B电接触;检测单元616A可与轨道614A和/或分路618A电接触;并且检测单元616B可与轨道614A和/或分路618B电接触
两个分路618A、618B可以是设置在铁轨车辆上的第一和第二轨道。每个轨道618包括使两个车轮624互连的轮轴622。每个车轮624接触轨道614中的相应一个。轨道618中的每个的车轮624和轮轴622配置成使两个轨道614A、614B电连接(例如,短路)来限定传导测试回路620的相应末端。例如,注入的第一和第二检查信号可沿第一轨道614A的段的长度、通过分路618A的车轮624和轮轴622到第二轨道614B、沿第二轨道614B的段并且跨分路618B、返回第一轨道614A地在传导测试回路620循环。
在实施例中,从车辆602传送的交流电通过轨道614在两个或以上的点处注入路线604并且在车辆602上的不同位点处接收。例如,第一和第二应用装置606A、606B可用于将第一和第二检查信号注入相应的第一和第二轨道614A、614B。响应于注入的检查信号的一个或多个电特性可在第一和第二检测单元616A、616B处接收。每个检查信号可具有唯一标识符,因此信号在检测单元616处可以彼此区分开。例如,第一检查信号的唯一标识符可具有基频、调制、嵌入的签名和/或类似物,其与第二检查信号的唯一标识符不同。
在实施例中,检查***600可用于在铁路信令***中更精确地定位轨道电路上的故障,并且区别故障特征。例如,***600可用于针对分路装置、非绝缘开关、跨轨道614A和614B连接的废金属和在沿路线604向传导轨道614施加电流时可产生电短路(例如,短路)的其他情形或装置区分破坏的轨道(例如,铁轨)。在寻找损坏路线段的典型轨道电路中,电短路可表现为与破坏相似,从而形成假警报。检查***600还可配置成将路线中的破坏(由于损坏)与路线中的有意非损坏“破坏”区分开,例如绝缘接头和岔道(例如,轨道开关),其模仿实际破坏但在被具有检查***600的车辆***穿过时未使传导测试段620短路。
在实施例中,当在路线604上没有破坏或短路并且轨道614电邻接时,注入的检查信号在测试段620长度循环并且被在测试段620上存在的所有检测单元616接收。因此,当在限定测试回路620的路线604的段内在路线604上没有电破坏或电短路时,检测单元616A和616B两者接收第一和第二检查信号两者。
如下文进一步论述的,在车辆602经过电短路(例如,在沿路线604的段施加电流时引起短路的路线604的段的装置或条件)时,形成两个额外传导电流回路或传导短路回路。这两个额外传导短路回路具有短路唯一的电特性(例如,如与由轨道614中的破坏引起的开路的电特性相对)。例如,在第一传导短路回路循环的电流的电特性可具有这样的幅度,其是在车辆602穿过电短路时第二额外电流回路的幅度的逆导数。另外,沿原始传导测试回路、跨越测试段620的周边的电流的幅度在车辆602穿过电短路时大大减弱。原始和额外电流回路中的一个或多个电特性中的全部可由检测单元616接收和/或监测。感测这两个额外短路可提供明确的微分器来识别原始测试回路中的电流损耗是短路而不是轨道614中的电破坏的结果。关于车辆运动和/或位点的额外短路回路的电特性的分析可在测试段620的跨度内定位短路方面提供更多精度。
图7是设置在沿路线706行驶的车辆***704的多个车辆702上的检查***700的实施例的示意图示。该检查***700可代表在图6中示出的检查***600。与在图6中示出的检查***600相比之下,检查***700设置在车辆***704中的多个车辆702上,其中车辆702机械耦合在一起。
在实施例中,检查***700包括:第一应用装置708A,其配置成设置在车辆***702的第一车辆702A上;和第二应用装置708B,其配置成设置在车辆***702的第二车辆702B上。应用装置708A、708B可与不同的传导轨道712传导和/或感应地耦合,使得应用装置708A、708B沿车辆***704对角设置。第一和第二车辆702A和702B可直接耦合,或可间接耦合,从而使一个或多个额外车辆在车辆702A、702B之间耦合。可选地,车辆702A、702B每个可以是在图1中示出的车辆104或106中的任一个。可选地,第二车辆702B可在车辆***704沿路线706的行驶期间跟踪第一车辆702A。
检查***700还包括:第一检测单元710A,其配置成设置在车辆***702的第一车辆702A上;和第二检测单元710B,其配置成设置在车辆***702的第二车辆702B上。该第一和第二检测单元710A、710B可配置成监测沿不同传导轨道712的路线706的电特性,使得检测单元710沿车辆***704对角取向。第一应用装置708A和/或第一检测单元710A沿第一车辆702A的长度的位点以及第二应用装置708B和/或第二检测单元710B沿第二车辆702B的长度的位点是可选的。然而,应用装置708A、708B的位点影响限定测试段714的电流回路的长度。使测试段714的长度增加可在电检查信号沿备选传导路径转移时使信号损失增加,这使检测单元710接收电特性的能力减弱。可选地,应用装置708和检测单元710可在相邻车辆702上并且靠近使这些相邻车辆耦合的耦合机构设置,使得限定的传导测试段714在长度上可小于设置在单个车辆602(在图6中示出)上的传导测试段620。在一些实施例中,可采用车轮未接触的一个或多个额外铁轨以与应用装置和/或检测单元一起使用。
图8是路线804上的车辆***(未示出)的车辆802上的检查***800的实施例的示意图。该检查***800可代表在图1中示出的检查***102和/或在图2中示出的检查***200。与检查***200相比之下,检查***800设置在单个车辆802内。车辆802可代表在图1中示出的车辆104、106中的至少一个。
车辆802包括:第一应用装置806A,其传导和/或感应地耦合于路线804的第一传导轨道808A;和第二应用装置806B,其传导和/或感应地耦合于第二传导轨道808B。控制单元810配置成控制电流从电源811(例如,电池812和/或调节电路813)到第一和第二应用装置806A、806B的供应以便将检查信号电注入传导轨道808。例如,控制单元810可控制第一检查信号经由第一应用装置806A到第一传导轨道808A的施加和第二检查信号经由第二应用装置806B到第二传导轨道808B的施加。
控制单元801配置成控制第一和第二检查信号中的每个的指定直流电、指定交流电或指定射频信号中的至少一个从电源811到路线804的传导轨道808的施加。例如,电源811可以是车载能量存储装置812(例如,电池)并且控制单元810可配置成通过控制何时将电流从车载能量存储装置812传导到第一和第二应用装置806A和806B而将第一和第二检查信号注入路线804。备选地或另外,电源811可以是车外能量存储装置813(例如,接触网和调节电路)并且控制单元810配置成通过控制何时将电流从车外能量存储装置813传导到第一和第二应用装置806A和806B而将第一和第二检查信号注入传导轨道808。
车辆802还包括:设置在车辆802上的第一检测单元814A,其配置成监测路线804的第二传导轨道808B的一个或多个电特性;和设置在车辆802上的第二检测单元814B,其配置成监测第一传导轨道808A的一个或多个电特性。识别单元816设置在车辆802上。识别单元816配置成检查由检测单元814A、814B监测的传导轨道808的一个或多个电特性以便基于该一个或多个电特性确定车辆802穿过的路线804的段是否潜在地被损坏。如本文描述的,“潜在地被损坏”意指路线的段可被损坏,或备选地,段可未被损坏但包括电短路。识别单元816可通过区分指示路线段的损坏的一个或多个电特性和指示路线段上的电短路的一个或多个电特性而进一步确定车辆穿过的路线的段是否被损坏。
图9A、9B和9C是在车辆902沿路线904行驶时车辆902上的检查***900的实施例的示意图示。该检查***900可以是在图6中示出的检查***600和/或在图8中示出的检查***800。车辆902可以是图6的车辆602和/或图8的车辆802。图9A-9C图示车辆902在行驶方向906上沿路线904穿过时可遇到的各种路线条件。
车辆902包括两个传送器或应用单元908A和908B,和两个接收器或检测单元910A和910B,其全部设置在车辆902上。应用单元908和检测单元910沿由车辆902上的分路和分路之间的路线904的轨道914限定的传导回路912安置。例如,车辆902可包括六个轮轴,每个轮轴与轨道914电接触地附连到两个车辆并且形成分路。可选地,传导回路912可在最里面轮轴之间(例如,在第三与第四轮轴之间)界定以减少通过其他轮轴和/或车架的信号损失的量。如此,第三和第四轮轴限定传导回路912的末端,并且轨道914限定使末端连接的传导回路912的段。
传导回路912限定测试回路912(例如,测试段)用于检测路线904中故障并且将损坏轨道914与短路假警报区分开。在车辆902穿过路线904时,将第一检查信号从第一应用单元908A注入路线904的第一轨道914A,并且将第二检查信号从第二应用单元908B注入路线904的第二轨道914B。该第一和第二检查信号可同时或以交错序列注入路线904。第一和第二检查信号每个具有唯一标识符以当信号在测试回路912循环时将第一检查信号与第二检查信号区分开。第一检查信号的唯一标识符可包括频率、调制、嵌入的签名和/或类似物,其与第二检查信号的唯一标识符不同。例如,第一检查信号可具有比第二检查信号更高的频率和/或具有与第二检查信号不同的嵌入签名。
在9A中,车辆902越过路线904的段,其是完整的(例如,未被损坏)并且不具有电短路。因为在传导测试回路912的区域(其是在车辆902的两个指定分路(例如,轮轴)之间的区域)内在路线904上没有电短路或电破坏,第一和第二检查信号都在测试回路912的全长循环。如此,当第一检查信号电流环绕测试回路912流动时,由第一应用装置908A传送的第一检查信号电流被第一检测装置910A和第二检测装置910B两者检测。尽管在不同的位点处将第二检查信号注入路线904,第二检查信号电流与第一检查信号电流一起在测试回路912循环,并且同样被检测装置910A、910B两者检测。检测装置910A、910B中的每个可配置成检测沿路线904靠近相应检测装置910的一个或多个电特性。因此,当路线段没有短路和破坏时,由检测装置910中的每个接收的电特性包括第一和第二检查信号中的每个的唯一签名。
在图9B中,车辆902越过路线904的段,其包括电短路916。该电短路916可以是路线904上的装置或使第一传导轨道914A传导和/或感应地耦合于第二传导轨道914B的路线904的条件。电短路916促使注入一个轨道914中的电流流过短路916到另一轨道914,而不是沿传导测试回路912的全长流动并且在分路处在轨道914之间交叉。例如,短路916可以是废金属片或跨轨道914安置的其他外来传导装置、非绝缘信号交叉或开关、由于磨损或损坏而非绝缘的轨道914中的绝缘开关或接头及类似物。在车辆902沿路线904穿过电短路916使得短路916至少暂时定位在由测试回路912限定的区域内的分路之间时,测试回路912可使电路短路。
在车辆902越过电短路916时,电短路916使在测试回路912循环的第一和第二检查信号的电流流动转移到另外的回路。例如,第一检查信号可由短路916转移以主要沿第一传导短路回路918循环,该第一传导短路回路918沿在第一应用装置908A与电短路916之间的路线904的段新进限定。相似地,第二检查信号可转移以主要沿第二传导短路回路920循环,该第二传导短路回路920沿在电短路916与第二应用装置908B之间的路线904的段新进限定。仅由第一应用装置908A传送的第一检查信号明显穿过第一短路回路918,并且仅由第二应用装置908B传送的第二检查信号大量穿过第二短路回路920。
因此,由第一检测单元910A接收和/或监测的路线的一个或多个电特性可仅指示第一检查信号的存在。同样,由第二检测单元910B接收和/或监测的路线的一个或多个电特性可仅指示第二检查信号的存在。如本文使用的,“指示”检查信号的“存在”意指接收的电特性包括超过这样的唯一标识符的仅仅阈值信噪比,该唯一标识符指示超过电噪声的相应检查信号。例如,因为由第二检测单元910B接收的电特性可仅指示第二检查信号的存在,第二检查信号超出接收的电特性的阈值信噪比但第一检查信号未超出阈值。因为在装置908A处起源的大部分第一检查信号电流可在穿过测试回路912的长度到第二检测装置908B之前沿短路916(例如,沿第一短路回路918)被转移,第一检查信号可未在第二检测单元908B处明显接收。如此,具有指示在第二检测装置910B处接收的第一检查信号的唯一标识符的电特性可在车辆902穿过电短路916时大大减弱。
第一和第二传导短路回路918和920的***尺寸和/或面积可在穿过电短路916的车辆902处具有逆相关。例如,在车辆902越过并且通过短路916时,第一短路回路918的尺寸增加而第二短路回路920的尺寸减小。注意第一和第二短路回路916仅在短路916定位在被测试回路912覆盖的边界或区域内时形成。因此,接收的指示检查信号在第一和第二传导短路918、920回路循环的电特性意味着段包括电短路916(例如,如与被损坏或在没有电短路的情况下充分完整的段相对)。
在图9C中,车辆越过包括电破坏922的路线904的段。该电破坏922可损坏一个或两个轨道914A、914B,其切断沿轨道914的导电路径(例如,或使其显著减少)。损耗可以是破坏的轨道、断开的轨道节及类似物。如此,在路线904的段包括电破坏时,该路线段形成开路,并且电流大体上未沿开路流动。在一些破坏中,感应电流穿过微小的破坏,但电流量与路线904的非破坏传导段相对将极大减少,这可是可能的。
在车辆902越过电破坏922使得破坏922定位在测试回路912的边界内(例如,在限定测试回路912的末端的车辆902的指定分路之间)时,测试回路912可被破坏,从而形成开路。如此,注入的第一和第二信号未在测试回路912也未沿任何短路回路循环。因为信号电流未沿破坏的测试回路912流动,第一和第二检测单元910A和910B未响应于第一和第二检查信号接收任何显著电特性。一旦车辆902超过破坏,随后注入的第一和第二检查信号可在测试段912循环,如在图9A中示出的。注意车辆902可穿过由路线904的损坏引起的电破坏而没有出轨。一些破坏可持续一定时间量地支持车辆交通直到损坏增加到超出阈值,如本领域内已知的。
如在图9A-C中示出的,不管车辆902是越过具有电短路916(在9B中示出)、电破坏922(在图9C中示出)的路线904的段还是电邻接(在图9A中示出),由检测单元910检测的沿路线904的电特性可不同。检查***900可配置成区分指示路线904的损坏段的一个或多个电特性与指示路线904的非损坏段(其具有电短路916)的一个或多个电特性,如在本文进一步论述的。
图10图示在车辆***沿路线行驶时由该车辆***上的检查***监测的电信号1000。该检查***可以是在图9A-9C中示出的检查***900。车辆***可包括沿路线904行驶的车辆902(两者都在图9A-9C中示出)。电信号1000是由第一检测单元1002和第二检测单元1004接收的一个或多个电特性。电信号1000响应于第一检查信号和第二检查信号到路线内的传送或注入而接收。第一和第二检查信号每个可包括唯一标识符,其允许检查***将指示第一检查信号的被监测电流的电特性与指示第二检查信号的电特性区分开,即使电流包括两个检查信号也如此。
在图10中,电信号1000在标绘信号1000随时间(t)的幅度(A)的曲线图1010上通过图表显示。例如,曲线图1010可通过图表图示在车辆902沿路线904行驶并且遇到参考图9A-9C描述的各种路线条件时响应于第一和第二检查信号的被监测电特性。曲线图1010可在显示装置上对车辆上的操作员显示和/或可传送到车外位点,例如调度或修理设施。第一电信号1012代表响应于(例如,指示)第一检查信号、被第一检测单元1002接收的电特性。第二电信号1014代表响应于(例如,指示)第二检查信号、被第一检测单元1002接收的电特性。第三电信号1016代表响应于(例如,指示)第一检查信号、被第二检测单元1004接收的电特性。第四电信号1018代表响应于(例如,指示)第二检查信号、被第二检测单元1004接收的电特性。
在时间t0与t2之间,电信号1000指示两个检查信号都被两个检测单元1002、1004接收。因此,信号在传导主测试回路的长度循环。在时间t1处,车辆正穿过这样的路线段,其是完整的并且不具有电短路,如在图9A中示出的。
在时间t2处,车辆越过电短路。如在图10中示出的,紧跟t2,被第一检测单元1002接收的指示第一检查信号的电信号1012的幅度增加显著的增进,但被第一检测单元1002接收的指示第二检查信号的电信号1014的幅度减小。如此,在第一检测单元100处接收的电特性指示第一检查信号的意义更大(例如,由于第一电信号在新进限定的回路918循环(图9B中)),而第二检查信号的意义更小。在时间t2处在第二检测单元1004处,指示第一检查信号的电信号1016采用与第一检测单元1002所接收的电信号1016类似的方式减小。指示第二检查信号的电信号1018的幅度从t2到t4增加(例如,在测试回路通过电短路时)。
这些电特性指示电短路在主测试回路内限定新的电路回路。靠近相应检测单元1002、1004注入的检查信号的幅度增加,而在测试回路的另一侧上从相应检测单元1002、1004注入的检查信号的幅度减小。例如,电信号1012由于第一电信号在新进限定的回路918循环(图9B中)而立刻增加。电信号1018由于第二电信号在新进限定的回路920循环而也增加。电信号1018的正斜率可与电信号1012的负斜率相反。例如,被第一检测装置1002监测的电信号1012的幅度可以是被第二检测装置1004监测的电信号1018的幅度的逆导数。该相反关系是由于车辆沿路线相对于固定电短路的移动。时间t3可代表电短路相对于测试回路的位点,如在图9B中示出的。
在时间t4处,车辆的测试段(例如,回路)超过电短路。在时间t4与t5之间,曲线图1010上的电信号1000指示第一和第二检查信号都再次在主测试回路循环,如在图9A中示出的。
在时间t5处,车辆越过路线中的电破坏。如在图10中示出的,紧跟t5,电信号1012-1018中的每个的幅度减小显著的步阶。在测试段通过路线中的电破坏的整个时间长度中(表示为在时间t5与t7之间),全部四个信号1012-1018处于低或至少衰减幅度,这指示第一和第二检查信号由于路线中的电破坏而未在测试回路循环。时间t6可代表电破坏相对于测试回路的位点,如在图9C中示出的。
在实施例中,识别单元可配置成使用接收的电信号1000来确定车辆穿过的路线段是否潜在地被损坏,其意指段可被损坏或可包括形成假警报的电短路。例如,基于在时间t2-t4和t5-t7之间记录的电信号1000的波形,识别单元可将在时间t2-t4之间穿过的路线段识别为非损坏但具有电短路并且将在时间t5-t7之间穿过的路线段识别为被损坏。例如,接收器线圈或检测单元1002、1004在车辆在时间t5-t7之间经过损坏的路线段时都丢失信号,这在曲线图1010中是清楚的。然而,在时间t2-t4之间横越路线上的短路时,第一检测单元1002丢失第二检查信号,如在电信号1014上示出的,并且由第二检测单元1104接收的代表第二检查信号的电信号1018的幅度在经过短路时增加。从而,轨道中的破坏相对使路线短路的特征没有明显的区分。可选地,车辆操作员可观看显示器上的曲线图1010并且基于记录的电信号1000的波形将路线段人工识别为被损坏或非损坏的但具有电短路。
在实施例中,检查***可进一步用于通过接收的电信号1000区分非损坏轨道特征。例如,宽带分路(例如,电容器)可与硬线高速公路交叉分路相似地运转,所不同的是可根据第一和第二检查信号的频率识别另外的相移。窄带(例如,调谐)分路可通过响应于调谐分路频率与检查信号的频率的关系展现较大相位和幅度差异而影响电信号1000。
检查***还可将由于损坏引起的电路破坏与由于有意轨道特征(例如绝缘接头和岔道(例如,轨道开关))引起的电破坏(例如,伪破坏)区分开,在岔道中,在特定区域中,仅单对传送和接收线圈(例如,沿一个传导轨道定位的单个应用装置和检测单元)可能够注入电流(例如,检查信号)。相对轨道(例如,铁轨)上的该对可正穿过“警冲电路”,其中相对轨道仅在一个末端而不是循环电流回路的部分处电连接。
例如关于绝缘接头,将绝缘接头与破坏铁轨区分开可通过主测试回路中的扩展信号缺失(通过添加空段回路而引起)来完成。如本领域内已知的,铁路标准典型地指示所需的绝缘接头交错在32英寸至56英寸。除提供具有扩展长度的伪破坏的绝缘接头外,检测可通过识别连接到绝缘接头的信令设备(例如,电池、轨道继电器、电子轨道电路及类似物)的位点特定签名而增强。信令设备的位点特定签名可响应于电流通过连接设备在新进限定短路回路918、920循环(在图9A-9C中示出)而在被监测电特性中接收。例如,典型地在绝缘接头附近找到的信令设备可具有特定电签名或标识符,例如频率、调制、嵌入的签名及类似物,其允许检查***在被监测电特性中识别信令设备。识别典型地在绝缘接头附近找到的信令设备提供车辆正穿过路线中的绝缘接头而不是路线的损坏段这一指示。
图11是用于从车辆***上检查车辆***行驶的路线的方法1100的实施例的流程图。该方法1100可结合本文描述的车辆***和/或检查***的一个或多个实施例使用。备选地,方法1100可用另一个***实现。
在1102处,第一和第二检查信号电注入车辆***行驶的路线的传导轨道。第一检查信号可私用车辆***的第一车辆注入。第二检查信号可使用第一车辆在第一车辆相对于注入第一检查信号的地方的向后或向前位点处注入。可选地,第一检查信号可使用第一车辆注入,并且第二检查信号可使用车辆***中的第二车辆注入。将第一和第二检查信号电注入传导轨道可包括向路线的至少一个传导轨道施加指定直流电、指定交流电和/或指定射频信号。第一和第二检查信号可传送到不同的传导轨道内,例如相对的平行轨道。
在1104处,在第一和第二监测位点处监测路线的一个或多个电特性。这些监测位点可响应于将第一和第二检查信号注入传导轨道而在第一车辆上。第一检测位点可相对于第二检测位点更接近第一车辆的前面安置。检测单元可定位在第一和第二监测位点处。可沿一个传导轨道在第一监测位点处监测路线的电特性;可沿不同的传导轨道在第二监测位点处监测路线的电特性。可选地,在将第一和第二检查信号注入路线时可向第一和第二监测位点传达通知。监测路线的电信号可响应于接收通知而执行。
在1106处,做出关于一个或多个被监测电特性是否指示在两个监测位点处接收第一和第二检查信号两者的确定。例如,如果在两个监测位点处在电特性中监测两个检查信号,则两个检查信号在传导测试回路912循环(在图9A-9C中示出)。如此,测试回路的电路是完整的。但是,如果监测位点中的一个监测仅指示检查信号中的一个或未指示检查信号的电特性,则测试回路的电路可受到电破坏或电短路的影响。如果电特性确实指示在两个监测位点处接收第一和第二检查信号两者,方法1100的流可行进到1108。
在1108处,车辆继续沿路线行驶。方法1100的流然后行进回到1102,在这里第一和第二检查信号再次被注入传导轨道,并且方法1100重复。方法1100可在行进到1108时立即重复,或在重新注入检查信号之前,可存在等待期,例如1秒、2秒或5秒。
返回参考1106,如果电特性指示在两个监测位点处未接收两个检查信号,则方法1100的流行进到1110。在1110处,做出关于一个或多个被监测电特性是否指示在第一监测位点处仅存在第一或第二检查信号并且在第二监测位点处仅存在其他检查信号的确定。例如,在第一监测位点处接收的电特性可指示仅存在第一检查信号,而不是第二检查信号。同样,在第二监测位点处接收的电特性可指示仅存在第二检查信号,而不是第一检查信号。如本文描述的“指示”检查信号的“存在”意指接收的电特性包括超过唯一标识符的仅仅阈值信噪比,该唯一标识符指示超过电噪声的相应检查信号。
该确定可用于区分指示路线段被损坏的电特性和指示路线段未被损坏但可具有电短路的电特性。例如,因为第一和第二检查信号都未在监测位点中的每个中接收,路线可识别为由于破坏轨道(其引起开路)而潜在被损坏。然而,电短路还可导致一个或两个监测位点未接收两个检查信号,从而潜在地导致假警报。因此,做出该确定来将电短路与电破坏区分开。
例如,如果在车辆***越过路线段时在监测位点中的任一个处未接收两个检查信号,电特性可指示路线段被损坏(例如,破坏)。备选地,如果在监测位点中的一个处监测的一个或多个电特性指示仅存在检查信号中的一个,该段可未被损坏但包括电短路。如果在另一监测位点处监测的电特性指示仅存在另一检查信号,该指示可被加强。另外,如果在车辆***越过路线段时在第一监测位点处监测的电特性的幅度是在第二监测位点处监测的电特性的幅度的逆导数,还可指示具有电短路的路线的非损坏段。如果被监测电特性指示在第一监测位点处仅明显接收一个检查信号并且在第二监测位点处仅明显接收另一检查信号,则方法1100的流行进到1112。
在1112处,路线段识别为非损坏但具有电短路。作为响应,包括电短路的识别路线段的通知可在车外传达和/或存储在车辆***上的数据库中。电短路的位点可通过将车辆随时间的位点与在监测位点监测的电特性的被监测幅度的逆导数比较而更精确地确定。例如,在幅度的逆导数监测为相等时,电短路离两个监测位点等距。位点信息可从定位在车辆上或车辆外的位点确定单元(例如GPS装置)获得。在将段识别为电短路后,在1108处,车辆***继续沿路线行驶。
现在返回参考1100,如果被监测电特性未指示在第一监测位点处仅明显接收一个检查信号并且在第二监测位点处仅明显接收另一检查信号,则方法1100的流行进到1114。在1114处,路线段识别为被损坏。因为两个监测位点都未接收指示检查信号中的至少一个的电特性,车辆可能正穿过路线中的电破坏,即使不是沿测试回路传导所有检查信号,这也阻止了大部分。路线的损坏段可设置在第一车辆的指定轮轴之间,该指定轮轴基于在第一和第二监测位点处监测的一个或多个电特性来限定测试回路的末端。在将路线段识别为被损坏后,流行进到1116。
在1116处,响应于识别路线段被损坏而发起响应动作。例如,车辆(例如通过控制单元和/或识别单元)可配置成自动使移动变慢、自动将路线的损坏段告知一个或多个其他车辆***和/或自动请求检查和/或修理路线的损坏段。警告信号可传达到车外位点,其配置成将路线的损坏段告知接收者。请求修理路线的损坏段的修理信号也可在车外传达。警告和/或修理信号可由定位在车辆上的控制单元和/或识别单元中的至少一个传达。此外,响应动作可包括通过在将第一和第二检查信号注入路线的时间期间从位点确定单元获得车辆的位点信息来确定路线的损坏段的位点。计算的路线中的电破坏的位点可作为警告和/或修理信号的部分传达到车外位点。可选地,响应动作(例如发送警告信号、修理信号和/或改变车辆的设定值)可至少由车辆上的车辆操作员或定位在车外设施处的调度员手动发起。
图14图示用于根据本发明性主题的一个示例检查路线的方法1400的流程图。该方法1400可例如使用某些部件、设备、结构、步骤或上文论述的实施例的其他方面来执行。在某些实施例中,可增加或省略某些步骤,某些步骤可与其他步骤同时或并发执行,某些步骤可按不同顺序执行,并且某些步骤可不止一次地执行,例如采用迭代方式。在各种实施例中,方法的部分、方面和/或变化形式可能够用作用于指示硬件(例如,处理单元219的一个或多个方面)执行本文描述的操作的一个或多个算法。
在1402处,将第一和第二检查信号注入路线(例如,路线的第一和第二传导轨道)。检查信号可沿车辆穿过路线的长度在间隔开的位点处注入。检查信号可传导和/或感应地注入。
在1404处,监测检查信号。检查信号可例如使用设置在车辆上的一个或多个检测单元来检测。检查信号可大体上连续和/或以预定间隔和/或在预定范围内被检测或监测。例如,要监测以用于确定信令地区中的故障的检查信号可在车辆在信令地区(或接近信令地区)内而不是在车辆离开信令地区的时候被监测。可注意,在各种实施例中,如本文论述的,另外或备选地,可监测由从车外源的传送产生的信号。
在1406处,确定被监测检查信号是否对应于短路。如果信号对应于短路,在1408处可识别短路的类型。例如,在1410处,有故障的绝缘可基于信号的签名和/或基于对应于开关(其具有绝缘部件)的已知位点的故障而识别为短路的原因。作为另一个示例,在1412处,如果故障在未对应于开关或其他装置(其具有绝缘部件)的已知位点的位点处出现,碎片(例如,金属带)可识别为短路的原因。在1414处,故障类型和故障位点被传达到车外实体。该车外实体然后可修理或安排故障的修理。
在1416处,确定被监测检查信号是否对应于检查信号传送中的扰乱。如果信号对应于扰乱,在1418处可识别扰乱类型。例如,在1420处,破坏的铁轨可识别为故障的原因,例如基于信号的签名,或另外或备选地,基于故障的位点(例如,在未对应于绝缘接头的已知位点的位点处出现的故障)。作为另一个示例,在1422处,破坏的键合线可例如基于签名而识别为故障的原因。在一些实施例中,破坏的键合线可基于信号的噪声特性而识别。作为另一个示例,在1424处,绝缘接头可例如基于如本文描述的信号的签名和/或扰乱位点而识别为扰乱的原因。在一些实施例中,如果绝缘接头对的两个构件都识别为引起扰乱,信号可未识别为对应于故障,但只要该对的单个构件识别为正常运作,信号可识别为对应于故障。在1426处,故障类型和故障位点被传达到车外实体。
在1428处,确定被监测或检测信号是否对应于车外传送器,其配置成通过轨道传送信号。例如,如果信号来自车外传送器,在1430处,被监测或检测信号可与正常运行传送器的校准信号比较。如果被监测或检测信号在可接受的校准信号范围内,可未检测到故障。如果被监测或检测信号不在可接受范围内,在1432处,故障可被识别并且传达到车外实体。在一些实施例中,如果被监测或检测信号不在可接受运行范围内,故障可作为电流故障被传达;然而,如果被监测或检测信号在可接受运行范围内但不在期望运行范围内和/或接近不可接受范围,传送器的未来或预期故障可传达到车外实体。
检查信号的注入、检查信号的监测和故障的识别可在执行任务期间在车辆穿过路线时迭代或连续执行。可注意在各种实施例中可识别另外或备选故障。例如,如果在预期位点(例如,除其他外,传送器的预期位点或绝缘接头的预期位点)处未观察到信号特性、性质或签名,与预期位点处的预期信号特性、形状或签名关联的组成或属性可识别为具有故障或潜在故障。
在实施例中,***包括第一和第二应用装置、控制单元和至少一个处理器。该第一和第二应用装置配置成设置在车辆***上,该车辆***具有至少一个车辆并且配置成沿具有第一和第二传导轨道的路线行驶,其中第一和第二应用装置每个配置为以下中的至少一个:与传导轨道中的一个传导或感应耦合。控制单元配置成控制电流从电源到第一和第二应用装置的供应以便经由第一应用装置将第一检查信号电注入传导轨道并且经由第二应用装置将第二检查信号电注入传导轨道。至少一个处理器配置成设置在车辆***上,并且可操作地与设置在车辆***上的第一和第二检测装置耦合。该第一和第二检测***配置成检测注入的检查信号。至少一个处理器配置成响应于将第一和第二检查信号注入传导轨道来监测第一和第二传导轨道的一个或多个电特性,并且基于第一和第二传导轨道的一个或多个电特性来识别故障类型。
在一个方面,至少一个处理器配置成基于对应于一个或多个电特性的位点或签名中的至少一个来区分不同类型的短路。
在一个方面,至少一个处理器配置成对于检测的短路基于被检测短路的位点来区分失效绝缘和路线上的短路。
在一个方面,至少一个处理器配置成对于检测的故障基于被检测故障的位点来区分破坏的铁轨和一对绝缘接头中失效的那个。
在一个方面,至少一个处理器配置成对于检测的故障基于一个或多个电特性的噪声特性来区分破坏的键合线和破坏的铁轨。
在一个方面,至少一个处理器配置成监测来自车外传送器的信号的传送,该车外传送器可操作地耦合于路线,并且其中至少一个处理器配置成基于来自车外传送器的被监测信号识别与传送器关联的故障。
在一个方面,至少一个处理器配置成基于被监测信号和对应于正常运作车外传送器的预期信号之间的比较来识别故障。
在一个方面,至少一个处理器配置成基于在对应于车外传送器的采集信号中随时间观察的趋势来识别预期未来故障,并且将维护消息传达到识别预期未来故障的车外实体,该采集信号包括被监测信号。
在一个方面,至少一个处理器配置成将故障类型和故障位点传达到车外实体。
在一个方面,至少一个处理器配置成基于故障类型选择故障类型和故障位点从多个车外实体所传达到的车外实体。
在实施例中,方法包括经由第一和第二应用装置将第一和第二检查信号电注入车辆***行驶的路线的第一和第二传导轨道,该车辆***具有至少一个车辆,其中该第一和第二检查信号沿车辆***长度在间隔开的位点处注入。方法还包括响应于将第一和第二检查信号注入传导轨道经由第一和第二检测装置监测第一和第二监测位点处第一和第二传导轨道的一个或多个电特性,该第一和第二监测位点在车辆***上,其中第一监测位点相对于第二监测位点沿车辆长度间隔开。方法还包括基于在第一和第二监测位点处监测的一个或多个电特性来识别沿路线的故障类型。
在一个方面,识别故障类型包括区分不同类型的短路。
在一个方面,区分不同类型的短路包括对于检测的短路基于被检测短路的位点来区分失效绝缘和路线上的短路。
在一个方面,识别故障类型包括对于检测的故障基于被检测故障的位点来区分破坏的铁轨和一对绝缘接头中失效的那个。
在一个方面,识别故障类型包括对于检测的故障基于一个或多个电特性的噪声特性来区分破坏的键合线和破坏的铁轨。
在一个方面,方法进一步包括经由第一或第二检测装置中的至少一个来监测来自车外传送器的信号的传送,并且基于来自车外传送器的被监测信号识别与传送器关联的故障,该车外传送器可操作地耦合于路线。
在一个方面,识别与传送器关联的故障包括基于被监测信号和对应于正常运作传送器的预期信号之间的比较来识别故障。
在一个方面,识别与传送器关联的故障包括基于在对应于车外传送器的采集信号中随时间观察的趋势来识别预期未来故障,并且将维护消息传达到识别预期未来故障的车外实体,该采集信号包括被监测信号。
在一个方面,方法进一步包括将故障类型和故障位点传达到车外实体。
在一个方面,方法进一步包括基于故障类型选择故障类型和故障位点从多个车外实体所传达到的车外实体。
要理解上文的描述意在为说明性而非限制性的。例如,上文描述的实施例(和/或其方面)可互相结合使用。另外,可做出许多修改以使特定情况或材料适应发明性主题的教导而不偏离它的范围。尽管本文描述的材料的尺寸和类型意在限定发明性主题的参数,它们绝不是限制性而是示范性实施例。在回顾上文的描述时,许多其他实施例对于本领域内技术人员将是明显的。发明性主题的范围因此应参考附上的权利要求与这样的权利要求拥有的等同物的全范围而确定。在附上的权利要求中,术语“包含”和“在…中”用作相应术语“包括”和“其中”的易懂语的等同物。此外,在下列权利要求中,例如“第一”、“第二”、“第三”等术语仅仅用作标签,并且不意在对它们的对象施加数值或位置要求。此外,下列权利要求的限制没有采用部件加功能格式书写并且不意在基于35U.S.C§112的第六段解释,除非并且直到这样的权利要求限定明确地使用后跟功能描述而无其他结构的短语“用于…的部件”。
该书面描述使用示来公开发明性主题的若干实施例,并且还使本领域内技术人员能够实践发明性主题的实施例,包括制作和使用任何装置或***和执行任何包含的方法。发明性主题的专利范围可包括本领域内技术人员想到的其他示例。这样的其他示例如果其具有不与权利要求的书面语言不同的结构元件,或者如果其包括与权利要求的书面语言无实质区别的等同结构元件则意在权利要求的范围内。
发明性主题的某些实施例的前述描述当与附图结合阅读时将更好理解。就图图示各种实施例的功能框的图来说,功能框不一定指示硬件电路之间的划分。从而,例如,功能框(例如,处理器或存储器)中的一个或多个可在单件硬件(例如,通用信号处理器、微控制器、随机存取存储器、硬盘或及类似物)中实现。相似地,程序可以是独立程序,可作为子例程包含在操作***中,可以是安装的软件包中的功能及类似物。各种实施例不限于图中示出的设置和工具。
如本文使用的,采用单数列举的并且具有单词“一”在前的元件或步骤应该理解为不排除复数个所述元件或步骤,除非这样的排除明确地规定。此外,对发明性主题的“实施例”或“一个实施例”的引用不意在解释为排除也包含列举的特征的另外的实施例的存在。此外,除非相反地明确规定,“包括”或“具有”具有特定性质的元件或多个元件的实施例可包括不具有该性质的另外的这样的元件。
因为可在上文描述的***和方法中做出某些改变而不偏离本文牵涉的发明性主题的精神和范围,规定上文的描述或在附图中示出的主题中的全部应该仅解释为说明本文的发明性概念的示例并且不应解释为限制发明性主题。