CZ2018459A3 - Způsob provedení automatické zkoušky brzd kolejového vozidla nebo soupravy - Google Patents

Abstract

Způsob provedení automatické zkoušky brzd kolejového vozidla nebo soupravy obsahuje systém, který je integrován přímo v řídicím systému vozidla. Každý podvozek řídicího vozu a/nebo řízeného vozu je vybaven dvojkolími (10) a zahrnuje vlastní sadu brzdných komponent (3), převodníků tlaku, tlakových spínačů a senzorů řízených a sledovaných nezávislým počítačem (2). Automatická zkouška brzd je spuštěna na základě informace o poloze, konfiguraci a jízdním řádu vozidla, které jsou uloženy v modulu (5) přídavných informací, kde jsou uloženy informace o poloze vozu, konfiguraci vozu a informace o jízdním řádu. Ze získaných údajů ze senzorů brzdných komponent (3) je vypočten brzdový výkon -brzdová procenta celé soupravy, díky čemuž menší poruchy nevedou k odstavení vlaku, ale k přípustné úpravě v použití brzdy. Propojení systému pro zkoušku brzd a systému vzdáleného přístupu - GSM, WiFi umožňuje spuštění a následnou diagnostiku automatické zkoušky brzd ze vzdáleného řídícího centra.

Description

Způsob provedení automatické zkoušky brzd kolejového vozidla nebo soupravy

Oblast techniky

Vynález se týká zkoušek brzd kolejového vozidla nebo celé soupravy.

Dosavadní stav techniky

Zkoušky brzd kolejových vozidel se provádějí ručně, jedná se o každodenní ruční zkoušení brzd personálem před uvedením soupravy do provozu, včetně ručního vyplňování protokolu o provedené zkoušce. Pro některé úkony je nutná účast vícečlenného teamu vyškolených pracovníků, například zkouška přemostění záchranné brzdy, zkouška ep-brzdy, testování průchodnosti potrubí.

Podle patentového spisu US 5 201 834 je známé řešení pro testování a sledování brzd kolejových vozidel. Testování a sledování brzd kolejových vozidel podle US 5 201 834 se sleduje u jednotlivých vozidel nebo vlakových souprav. Metoda zahrnuje umístění senzorů na předem uvedených místech brzdového systému železničního vozidla. Senzory v brzdovém systému každého vozového podvozku dodávají informační signály o stavu brzdného systému do podvozkového procesoru. Podvozkové procesory jsou spojeny prostřednictvím datové sběrnice s centrálním procesorem. Způsob testování a sledování brzd kolejových vozidel monitoruje funkci na předem určených místech brzdového systému kolejových vozidel také z centrálního místa. Centrální procesor zpracovává provozní informace z brzdového systému podle zpracovatelského programu do stavových hlášení, jako jsou obecné indikátory stavu, diagnostika poruch a pokyny k údržbě. Indikace a pokyny jsou vizuálně zobrazeny na monitoru a vytištěny i akusticky reprodukovány. Systém může být obsluhován strojvedoucím.

Patent US 5 201 834 však zkouší pouze zabrzděný stav vlakové brzdy.

Řešení není použitelné pro měnící se konfiguraci soupravy.

Řešení nemá napojení na jízdní řády.

Jako výsledek není vypočet brzdového výkonu, brzdová procenta vozu nebo celé soupravy. Řešení nemá algoritmus pro úpravu brzdového výkonu podle zjištěných závad brzdového systému.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nevýhody odstraňuje způsob automatické zkoušky brzd kolejového vozidla nebo vlakové soupravy, který je integrován přímo v řídicím systému vozidla, kde každý podvozek řídicího vozu nebo řízeného vozu zahrnuje vlastní sadu brzdných komponent, převodníků tlaku, tlakových spínačů a senzorů řízených a sledovaných nezávislým počítačem. V rámci řízeného vozu je automatická zkouška brzd prováděna pomocí centrálního počítače. Při provádění zkoušky vlakové soupravy je v jejím řídícím vozidle celá vozová souprava dozorována z dozorového počítače, který přes komunikační server může přijímat povely z dispečerského střediska nebo naopak do dispečerského střediska poslat informace o výsledku zkoušky. Povely pro provedení zkoušek a sběr zpětných dat / informací probíhá mezi jednotlivými vozy jak prostřednictvím pneumatického potrubí, tak komunikací po datové sběrnici, přičemž podstata vynálezu spočívá v tom, že automatická zkouška brzd může být spuštěna na základě informace o poloze a/nebo konfiguraci a / nebo jízdním řádu vozidla, které jsou uloženy v modulu přídavných informaci. Propojení systému pro zkoušku brzdy a systému pro správu konfigurace vlaku lze při

- 1 CZ 2018 - 459 A3 změně konfigurace vlakové soupravy, například připojení nebo odpojení vagónů, zopakování zkoušky nebo převzetí výsledků již provedené zkoušky.

Propojení systému pro automatickou zkoušku brzdy a systému pro správu jízdního řádu vlaku, lze provést samovolné provedení zkoušky brzd v době, která nejlépe odpovídá provozním předpisům a časovým možnostem vozidla.

Další podstatou vynálezu je propojení systému pro zkoušku brzdy a systému vzdáleného přístupu - GSM, WiFi pro spuštění a následnou diagnostiku automatické zkoušky brzdy ze vzdáleného řídícího centra.

Další podstatou vynálezu je schopnost detekce chyb a jejich dopadu na výkon brzdového systému. Díky algoritmu systému pro úpravu brzdového výkonu v závislosti na zjištěných závadách brzdového systému, tedy ze získaných údajů ze senzorů v brzdném systému je vypočten brzdový výkon - brzdová procenta celé soupravy a u drobných poruch nastane automatické snižování brzdových procent. Díky tomu drobné poruchy nevedou k odstavení vlaku, ale k normou dané úpravě v použití brzdy.

Automatická zkouška brzd může být úplná nebo s omezeným rozsahem, tzv. zkouška vedená uživatelem.

Úplná Automatická zkouška brzd

Úplnou automatickou zkouškou brzd se rozumí testování brzdových systémů automaticky nebo pomocí úkonů strojvůdce, tj. uživatelem vedená úplná zkouška brzd.

Pokud na konci úplné zkoušky brzdy jsou všechny brzdové systémy bez závad, je vypočteno brzdové procento, lze specifikovat závady, které nebrání výpočtu brzdných procent, které je nutné potvrdit obsluhou. Výsledky úplné zkoušky brzd jsou ukládány do permanentní paměti řídicího počítače a lze je zobrazit včetně vypočteného brzdového procenta a času ukončení na všech stanovištích.

Pokud jsou data platné zkoušky brzdy starší než 24 hodin, je o tomto obsluha informována ikonou na základní obrazovce.

Automatickou zkoušku lze spustit v přípravném režimu před příchodem obsluhy, v tomto případě je odeslán výsledek zkoušky na vzdálené dispečerské pracoviště pomocí GSM.

Vyhodnocení zkoušky probíhá v řídícím počítači vedoucího vozidla.

Pokud dojde ke změně vedoucí ke snížení brzdného výkonu, vypnutí brzdy, přepnutí brzdného režimu, porucha brzdy, nefunkční pneumatické vypražení..., je obsluha vyzvána k potvrzení nově vypočteného, sníženého brzdného procenta, pokud snížené brzdné procento není potvrzeno, je aktivována trakční uzávěra, blokován tah.

Při změně konfigurace soupravy, odpojen nebo připojen vůz nebo více vozů, jsou zneplatněny výsledky úplné zkoušky brzdy související s pneumatickým a elektrickým průběžným vedením, těsnost brzdového a napájecího potrubí, průchodnost napájecího potrubí, nelegální doplňování, test ep, test NBÚ. Pokud se připojil vůz s platnými výsledky zkoušky brzdy, jsou tyto výsledky importovány vedoucím vozidlem. Výsledný čas provedení úplné zkoušky brzdy jsou převzaty z vozidla s nejzazším časem. Po úpravě výsledků řídicím systémem je obsluha vyzvána k aktualizaci neplatných a neprovedených výsledků.

-2 CZ 2018 - 459 A3

Uživatelem vedená zkouška brzdy

Při uživatelem vedené zkoušce brzdy jsou na displeji panelu strojvedoucího zobrazeny pokyny, kterými se má obsluha řídit. Správné reakce na úkony jsou kontrolovány řídicím systémem. Pro úsporu času lze u této zkoušky vynechat takové kroky, které nejsou kritické nebo nejsou přímo požadované příslušnými předpisy.

Zautomatizování zkoušení brzdového systému dle předpisů dopravce je rychlejší, pohotovější a lze ji rychle provést před výjezdem vlakové soupravy. Systém automaticky provádí úkony, které by strojvedoucí musel provést ručně, v některých případech i s pomocníkem. Díky možnosti nastavení času, kdy má být souprava připravena k odjezdu se v odpovídajícím čase spustí zkouška brzdy automaticky a strojvedoucí již přijde k vyzkoušené soupravě. Strojvedoucí pak na displeji panelu strojvedoucího jenom potvrdí brzdné procento, které je výstupem ze zkoušky brzdy, včetně testování komponent, které by při ručním testování nebylo možné odhalit. Jsou vhodně využity snímače, jejich dostatečný počet a umístění umožňuje řídicímu systému sledovat stav jednotlivých brzd vlaku. Při provádění zkoušky brzdy je pak díky nim možné vyhodnotit stav všech kroků uvedených v kapitole níže „Popis testování úplné zkoušky brzd“.

Bezobslužnost, detailní diagnostika, přenos odhalených chyb do backoffice, vzdálené řídicí středisko.

Popis testování úplné zkoušky brzd v jednotlivých krocích

1. Kontrola přebití brzdových rozvaděčů

Po začátku zkoušky brzdy po natlakování brzdového potrubí na 5 bar se kontroluje odbrzdění všech brzd v soupravě, pokud zůstává v některém brzdovém válci tlak (přebitý brzdový rozvaděč), je použito nízkotlaké přebití. Pokud ani po té některá brzda zůstane odbrzděna, zkouška brzdy je ukončena. V opačném případě se vyčká 3 minuty do odeznění účinků nízkotlakého přebití.

2. Zkouška těsnosti brzdového a napájecího potrubí

a) Zkoušení těsnosti brzdového potrubí:

- naplnění brzdového potrubí na 5 bar

- zavedením závěru, uzavřeno plnění

- snížení tlaku v přístrojovém vzduchojemu

- měřen pokles tlaku v brzdovém potrubí po dobu 1 minuty

b) Zkoušená těsnosti napájecího potrubí

- zablokována funkce kompresoru

- měření poklesu tlaku v napájecím potrubí po dobu 3Os

3. Test smyčky rychlobrzdy

a) Postupné rozpojení smyčky rychlobrzdy na všech vozidlech, na kterých je přítomna

b) Měření poklesu tlaku v brzdovém potrubí

4. Test nuceného brzdění

a) Postupné aktivování ventilu nuceného brzdění na všech vozech (pokud není součástí smyčky rychlobrzdy)

b) Měření poklesu tlaku v brzdovém potrubí

5. Test zabrzdění brzd

a) Po snížení tlaku v brzdovém potrubí kontrola plného zabrzdění všech brzdových válců v soupravě

6. Test MG brzdy

-3 CZ 2018 - 459 A3

a) Kontrola fyzického pohybu trámců Mg brzdy + kontrola průběhu proudů skrz cívky magnetů (zabrzdění, odbrzdění) + interní diagnostika řídicích jednotek Mg brzdy

7. Test WSP (protismykové ochrany)

a) Kontrola funkčnosti ventilů WSP - měření časů napouštění a vypouštění brzdových válců + interní diagnostika jednotek WSP

8. Test průchodnosti napájecího potrubí

a) Blokování chodu kompresoru

b) Odvětrání napájecího potrubí na posledním vozidle soupravy

c) Kontrola poklesu tlaku pod 5 bar (kontrola snížení tlaku probíhá u všech vozidel)

d) Ukončení odvětrání brzdového potrubí

e) Kontrola opětovného nárůstu nad 8 bar

9. Test nelegálního doplňování brzdového potrubí

a) Snížení tlaku v brzdovém potrubí na 4,2 bar

b) Uzavření brzdiče BSE

c) Nárůst tlaku v řídícím vzduchojemu

d) Měření tlaku v brzdovém potrubí po dobu 10 s - tlak se nesmí zvyšovat

10. Test odbrzdění brzd

a) Naplnění tlaku v brzdovém potrubí na 5 bar

b) Kontrola plného odbrzdění všech brzdových válců v soupravě (nízkotlaké přebití není použito)

11. Test ep brzdy

a) Zapnutí ep/NBIJ

b) Test provozního zabrzdění a odbrzdění se zapnutou ep brzdou

c) Test provozního brzdění s přerušeným vedením ep brzdy na posledním vozidle soupravy

d) Kontrola správné reakce řídící jednotky ep brzdy

12. Test přemostění záchranné brzdy cestujících

a) Simulované stržení záchranné brzdy cestujících na posledním vozidle soupravy

b) Kontrola poklesu tlaku v brzdovém potrubí

c) Přemostění záchranné brzdy cestujících

d) Kontrola přenosu signálu přemostění na poslední vozidlo

13. Test dvoj itých zpětných ventilů

a) Testování průchodnosti všech dvojitých zpětných záklopek v soupravě pomocí zvyšování a snižování tlaků v oddělených pneumatických obvodech

Zjednodušená zkouška brzd

Pomocí obrazovky zjednodušené zkoušky brzd je umožněno vyzkoušet jednomužně brzdové systémy bez vyplnění protokolu o zkoušce řídicím systémem. Po spuštění zjednodušené zkoušky brzdy je:

Aktivována trakční uzávěra

Odbrzděna pneumatická parkovací brzda

Zabrzděny všechny střadačové brzdy

Obrazovka zobrazuje

Zakončení vlakových linek

-4 CZ 2018 - 459 A3 aktuální stav střadačové brzdy aktuální stav pneumatické brzdy aktuální stav přídavné brzdy aktuální stav magnetické brzdy nastavený brzdný režim připravenost pneumatického vypražení Tlak v napájecím potrubí s indikací od všech vozidel Tlak v brzdovém potrubí

Navíc lze pomocí této obrazovky otestovat:

Mg brzdy

Ep brzdu

Přemostění záchranné brzdy cestujících

Průchodnost napájecího potrubí

Přebití: Pokud vlivem zvýšeného tlaku v hlavním brzdovém potrubí zůstanou některá vozidla ve vlaku zabrzděna a standardní cestou je nelze odbrzdit, lze odbrzdění vozidel docílit vyvoláním tlakového pulsu v potrubí - přebitím.

Objasnění výkresů

Vynález je blíže objasněn na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je schéma zapojení pro zkoušku automatickou a uživatelem vedenou zkoušku brzdy, na obr. 2 je schematicky znázorněn postupový diagram vedení automatické zkoušky brzd.

Příklady uskutečnění vynálezu

Úplná automatická zkouška brzd se provádí na jednom vozidle nebo na vlakové soupravě. Schéma na obrázku 1 znázorňuje řídicí vůz A spojený s řízeným vozem B, přičemž každý z těchto vozů má dva podvozky, z nichž každý podvozek je vybaven dvěma dvojkolími 10. Každé dvojkolí 10 má vlastní sadu brzdných komponent 3 řízených a sledovaných nezávislým počítačem 2. Povely pro provedení zkoušek a sběr zpětných informací probíhá mezi řídícím vozem A a řízeným vozem B jak prostřednictvím pneumatického potrubí 9, tak komunikací po datové sběrnici 8. V rámci řízeného vozu A provádí zkoušku centrální počítač 6. Na řídícím vozidle A je celá vozová souprava dozorována z dozorovacího počítače 7, který přes komunikační server 4 může přijímat povely z dispečerského střediska nebo naopak do dispečerského střediska poslat informace o výsledku zkoušky. Zkouška může být spuštěna na základě informace o poloze a jízdním řádu vozidla, které jsou uloženy v modulu 5. V drážním průmyslu je pro kontrolu konfigurace soupravy standardně využíván separátní počítač 1 (tzv. WTB-Gateway). Pro případ komunikace s obsluhujícím personálem je použit panel strojvedoucího s displejem 11.

Zkouška brzdy provedená na soupravě NIMex, na které je implementována automatická zkouška brzdy.

Níže je uvedený seznam odhalitelných závad brzdového systému jako příklad implementace z reálného vozidla NIMex.

Seznam může být měněn podle typu a rozsahu použitých senzorů:

Nefunkční brzdový rozvaděč

-5 CZ 2018 - 459 A3

Nefunkční protismyková ochrana

Chybně zapojené ventily protismyku

Neprůchodné brzdové nebo napájecí potrubí

Netěsné brzdové nebo napájecí potrubí

Nefunkční systém ep brzdy

Nefunkční systém NBŮ (přemostění záchranné brzdy cestujících)

Nefunkční Mg (magnetická) brzda, silná vrstva okují na trámci Mg brzdy Odpojené hadice od brzdového válce

Poruchu pneumatického vypražení

Nefunkční dvojitá zpětná záklopka

Nefunkční smyčka rychlobrzdy

Nefunkční systém nuceného brzdění

Netěsný závěrový ventil

Netěsný ventil brzdiče BSE

Nelegální doplňování brzdového potrubí

Na soupravě NIMex je použito více druhů řídicích počítačů zpracovávajících diagnostická data. Vyhodnocení zkoušky brzdy je provedeno jako bezpečnostně relevantní a certifikováno podle normy EN50128.

Řešením podle tohoto vynálezu se dosáhne:

Zkouška jednotlivých komponent brzd i v poloze odbrzděno.

Provedení automatické zkoušku brzdy bez přítomnosti obsluhy.

Vyplněného protokolu o zkoušce řídicím systémem dostupným na všech stanovištích uložený v permanentní pamětí řídícího počítače.

Automatického snižování brzdových procent podle výsledků zkoušky. Možnost úpravy výpočtu brzdových procent v závislosti na předpisech konkrétní země, pokud jev soupravě málo vozů s magnetickou brzdou, nefunkční pneumatické vypražení...

Uživatelem vedené zkoušky brzd, nápovědné texty, co má uživatel dělat.

Přenos informací přes vlakovou sběrnici WTB.

Vyhodnocení stavu brzd v reálném čase, možné využít pro monitoring zabrzděné střadačové pneumatické brzdy.

Průmyslová využitelnost

Automatické zkoušení brzd podle vynálezu najde využití na všech moderních soupravách, kde je tímto možné nahradit každodenní ruční zkoušení brzd personálem před uvedením soupravy do provozu. Dále lze použít pro ověření funkčnosti pneumatického systému po servisu vozidel.

Claims (3)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob provedení automatické zkoušky brzd kolejového vozidla nebo soupravy, obsahující systém, který je integrován přímo v řídicím systému vozidla, kdy každý podvozek řídicího vozu a/nebo řízeného vozu je vybaven dvojkolími (10) a zahrnuje vlastní sadu brzdných komponent (3), převodníků tlaku, tlakových spínačů a senzorů řízených a sledovaných nezávislým počítačem

   -6 CZ 2018 - 459 A3 (2), vyznačující se tím, že díky propojení automatické zkoušky brzd a systému pro poloze, konfiguraci a jízdním řádu vlaku, je automatická zkouška brzd spuštěna na základě informace o poloze a / nebo konfiguraci a / nebo jízdním řádu vozidla, které jsou uloženy v modulu (5) přídavných informací, přičemž díky propojení systému pro zkoušku brzdy a systému pro správu 5 konfigurace vlaku dojde při změně konfigurace vlakové soupravy k zopakování zkoušky brzdy.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že ze získaných údajů ze senzorů brzdných komponent (3) je vypočten brzdový výkon - brzdová procenta celé soupravy, díky čemuž menší dané poruchy nevedou k odstavení vlaku, ale k normou dané úpravě použití brzdy.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že propojením systému pro zkoušku brzd a systému vzdáleného přístupu - GSM, WiFi je spuštění a následná diagnostika automatické zkoušky brzd ze vzdáleného řídícího centra.