EP3507166B1 - Verfahren und vorrichtung zum überwachen von fahrzeugzuständen in schienenfahrzeugen - Google Patents

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EP3507166B1
EP3507166B1 EP17752367.7A EP17752367A EP3507166B1 EP 3507166 B1 EP3507166 B1 EP 3507166B1 EP 17752367 A EP17752367 A EP 17752367A EP 3507166 B1 EP3507166 B1 EP 3507166B1
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EP
European Patent Office
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vehicle
data
rail
monitoring system
error states
Prior art date
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Active
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EP17752367.7A
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English (en)
French (fr)
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EP3507166A1 (de
Inventor
Marco Nock
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Original Assignee
Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
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Publication date
Family has litigation
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Application filed by Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH filed Critical Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0081—On-board diagnosis or maintenance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/50—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
    • B61L27/57—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades for vehicles or trains, e.g. trackside supervision of train conditions

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for monitoring vehicle states in rail vehicles.
  • the U.S. 2016/039439 A1 for example a system with a controller that checks one or more route parameters or a vehicle parameter to determine whether a route or the vehicle system is damaged, using on-board or driveway-side monitoring systems for the check.
  • the invention is based on the object of providing an improved method and an improved device for monitoring vehicle states in rail vehicles, in order to carry out comprehensive monitoring of vehicle states of a rail vehicle.
  • data are first recorded and made available by at least one vehicle monitoring system on the vehicle as well as data that is recorded and made available by at least one roadside vehicle monitoring system.
  • the data read in is then evaluated.
  • the error states of a rail vehicle are then determined from the evaluated data.
  • the reading in of the data, the evaluation and the determination of error states can be carried out by an evaluation device.
  • the vehicle monitoring systems on the vehicle and the vehicle monitoring systems on the roadway are systems arranged in the vehicle or on the roadway, which monitor individual components or systems of a vehicle. This can be one monitoring system or multiple monitoring systems.
  • the data from the vehicle monitoring systems on the vehicle and the data from the vehicle monitoring systems on the track are correlated with one another and checked for plausibility in order to determine the error states of the rail vehicle.
  • the method according to the invention makes it possible to use all available data for monitoring rail vehicles.
  • analyzes for the locomotive from sensor or diagnostic systems in the locomotive and in the track and for the freight wagons from the vehicle monitoring systems on the track are used. This enables full monitoring of a train using all available monitoring systems.
  • data from the past are also taken into account when determining the error states of the rail vehicle.
  • the data can be data that was provided in the past by the vehicle monitoring systems on the vehicle, but in particular also data that was provided in the past by the vehicle monitoring systems on the roadway. For this it is advantageous if it is registered that the rail vehicle to be monitored passes the vehicle monitoring systems on the track side, so that the data from the vehicle monitoring systems from the past can also be clearly assigned to a rail vehicle to be monitored.
  • the data for evaluating and for determining the error states are transmitted to an evaluation device which is arranged outside the rail vehicle. It is preferably a stationary evaluation device that can be arranged either on the vehicle or in workshops, logistics centers or control centers.
  • the data from the vehicle monitoring systems on the vehicle are preferably transmitted online via radio. However, the data can preferably also be read out by line-bound communication when the rail vehicle is, for example, at the station or in the workshop.
  • the data from the roadside vehicle monitoring systems can be transmitted to the evaluation device in a wired or wireless manner.
  • the data for evaluating and for determining the error states are transmitted to an evaluation device arranged in the rail vehicle.
  • the evaluation device is therefore on board the rail vehicle.
  • the data from on-board vehicle monitoring systems are preferably wired, but can also be transmitted wirelessly to the evaluation device arranged in the rail vehicle.
  • the data from the roadside vehicle monitoring systems are preferably transmitted to the evaluation device arranged in the rail vehicle by means of wireless communication.
  • the evaluation device arranged in the rail vehicle can, for example, signal to the train driver whether there are faults in the rail vehicle.
  • the fault conditions determined are sent to a workshop and/or to a Transfer maintenance plan system.
  • workshops or in the planning systems logistics and maintenance processes can be controlled or supplied with additional information.
  • the data from the roadside vehicle monitoring systems are obtained by a hot box detection system.
  • hot box detection systems also referred to as hot box detection systems
  • hot box detection systems are available at many points in the rail network for trackside monitoring. These detect whether a vehicle's wheel bearings are overheating by monitoring the heat emitted by the vehicle, for example using infrared sensors.
  • inactive brakes of the rail vehicle can be determined by comparing the data from multiple hot box detection systems.
  • the presence of a cold individual brake indicates a brake defect.
  • the presence of a hot individual brake indicates a defect in this brake.
  • defective wheel bearings can also be detected in particular, as well as defective brakes.
  • temperatures of a brake system of the rail vehicle are determined by the overheating detection system, and error states of the brake system are determined by correlating the determined temperatures with brake pressures measured on the vehicle.
  • the overheating detection system monitors the heat radiated by the brakes of the rail vehicle when it is driven over. It correlates the radiated temperatures with brake pressures measured on the vehicle. If low brake pressures indicate that the brakes are not activated, but a large amount of heat is radiated, this indicates a defective brake. Likewise, a high brake pressure when the brake is actuated, but a low level of radiated heat also indicates a defect in the brake. Defective weighing valves of the rail vehicle can also be detected in this way.
  • the data from roadside vehicle monitoring systems are obtained from a force measuring device, and a comparison with forces or accelerations determined in the vehicle is carried out to determine error states of the rail vehicle.
  • the vehicle monitoring system on the track side is therefore a force measuring device integrated in the track, which can measure the forces exerted on the track when driving over it.
  • the force measurement in one spatial direction is only possible, for example, vertically to the travel path, but also transversely and along the travel path.
  • Defective brakes for example, can be detected by monitoring the forces exerted by the rail vehicle on the track. Additional information from the brake controller or the brake itself, for example brake pressures, can be used for this purpose.
  • low forces exerted by the rail vehicle in the longitudinal direction of the guideway when the brakes are activated indicate that one or more brakes are defective.
  • High forces exerted by the rail vehicle on the track in the longitudinal direction of the track when the brakes are not activated also indicate a defect in one or more brakes.
  • Defective weighing valves for example, can be detected by measuring the vertical forces exerted on the vehicle path by the force measuring device. The forces determined by the weighing valves then deviate from the vertical forces exerted on the track by the rail vehicle and measured with the force measuring device. One-sided and changing loads can also be detected by the force measuring devices.
  • data from vehicle monitoring systems on the vehicle and data from vehicle monitoring systems on the route, which have been measured for a number of rail vehicles are used in order to determine the error states of the rail vehicle.
  • data from vehicle monitoring systems on the roadside which were collected when different vehicles drove over the monitoring systems, can be compared in order to identify similarities or discrepancies in the data and in the presence of Deviations to close error states of the overrunning rail vehicle.
  • the device has a reading device for reading in data from at least one on-board vehicle monitoring system (14) and at least one roadside vehicle monitoring system (16), and an evaluation device which is designed in such a way that the read-in data evaluate and determine error states of a rail vehicle from the evaluated data.
  • the read-in device of the device for monitoring vehicle states in rail vehicles thus receives data that is recorded by at least one on-board vehicle monitoring system and data that is recorded by at least one track-side vehicle monitoring system, and reads in this data.
  • the evaluation device evaluates the data that has been read in and determines error states of a rail vehicle from the evaluated data.
  • the data are correlated, checked for plausibility and evaluated.
  • the data can also be visualized. This makes it possible to monitor a rail vehicle and to detect error states of the rail vehicle from all of the information on the vehicle as well as on the track and by correlating this information with one another.
  • the evaluation device is arranged outside the rail vehicle. This is preferably located near the route or in workshops, control centers or logistics centers. Due to the fact that the evaluation device is arranged outside the rail vehicle, data can be transmitted in a simple manner, for example by line-based communication, to operating or repair workshops. In addition, there are no weight or installation space restrictions on the evaluation device, so that it can have high computing power or large storage capacities, for example. In addition, act towards a rail vehicle arranged evaluation device vibrations of the rail vehicle does not affect the evaluation device, so that it can be made simpler and less robust.
  • the evaluation device is arranged in the rail vehicle.
  • the data received from the on-board monitoring systems can be evaluated directly in the rail vehicle.
  • the data can be transmitted directly to information systems for the rail vehicle driver and visualized there, for example.
  • the evaluation device has a data memory in order to store the data read in from the at least one vehicle monitoring system on the vehicle and the data read in from the at least one roadside vehicle monitoring system. This makes it possible to also use data recorded in the past in order to determine error states of the rail vehicle.
  • the evaluation device has a transmission device for transmitting the determined error states to a workshop and/or a maintenance planning system.
  • a transmission device for transmitting the determined error states to a workshop and/or a maintenance planning system.
  • logistics and maintenance processes can be controlled or supplied with additional information.
  • the on-board vehicle monitoring systems can be, for example, monitoring systems for the vehicle brakes.
  • brake pressures or control signals can be determined and output here.
  • data may also be provided by any other onboard vehicle monitoring system, such as powertrain diagnostics.
  • the trackside vehicle monitoring systems can be, for example, a hot box detection system that detects and monitors the heat radiated from the wheel bearings, the wheel sets or the brakes of a rail vehicle, for example using infrared sensors arranged in the track bed.
  • Force measuring systems or load sensors can also be arranged in the guideway, which can detect the forces exerted by the rail vehicle on the guideway in the vertical direction, but also in the longitudinal direction of the guideway or in the transverse direction to it.
  • data can also be provided by any other roadside vehicle monitoring system.
  • the data of the vehicle-side and roadside-side vehicle monitoring systems are first read in step S10.
  • the read data are then evaluated in step S12.
  • the data can, for example, be correlated with one another or checked against one another for plausibility.
  • historical data that was recorded on the vehicle side and/or on the route side at past points in time can also be used.
  • Error states of the rail vehicle are then determined from the evaluated data in step S14. For example, by using the data from hot box detection systems and data from the braking systems, for example of brake pressures, error states in the braking system of the rail vehicle are determined.
  • the evaluation S12 and the determination of error states can be carried out by an evaluation device which can be arranged in the rail vehicle itself or outside the rail vehicle.
  • the methods shown are then transmitted to a workshop or to maintenance planning in step S16.
  • the detected error states can be used to trigger maintenance processes and logistics processes or to provide them with additional information.
  • the rail vehicles 10 move here on a guideway 12.
  • the rail vehicles 10 are the rail vehicles of a freight train, which consists of a locomotive as a traction vehicle and several freight cars .
  • the freight wagons do not have their own power supply and can therefore not carry out their own diagnosis of their components.
  • components of the locomotive are diagnosed in an on-board vehicle monitoring system 14 .
  • components of the brake system or the drive can be diagnosed.
  • vehicle monitoring systems 16 on the track side are present in the device according to the invention for monitoring vehicle states in rail vehicles 10 . These can be arranged in, under or to the side of the driveway.
  • the trackside vehicle monitoring systems 16 can be, for example, a hot box detection system for measuring heat radiated by the rail vehicles 10 or force measuring devices that can measure the forces exerted by the rail vehicles 10 on the track 12 in one or more spatial directions.
  • the data recorded by the on-board vehicle monitoring systems 14 and by the roadside vehicle monitoring systems 16 are stored in 2 illustrated embodiment of the device according to the invention for monitoring vehicle conditions first transferred to a data memory 18.
  • the transmission of the data from the roadside vehicle monitoring system 16 to the data memory 18 takes place in a wired manner.
  • the transmission of the data from the vehicle monitoring system to the data memory 18 takes place in 2 illustrated embodiment of the device according to the invention, however, by wireless communication.
  • the locomotive has a transmitting antenna 20 to transmit the signals detected by the on-board monitoring systems 14 of the locomotive
  • the data read in from the vehicle monitoring system 14 on the vehicle and the vehicle monitoring system 16 on the track are correlated with one another according to the invention, checked for plausibility, and error states of the rail vehicles 10 are determined from the data.
  • data stored in the data memory 18 of the evaluation device 22 and recorded in the past are also used.
  • trackside vehicle monitoring system 16 is, for example, a hot box detection system and onboard vehicle monitoring system 14 is, for example, a monitoring system of a brake system
  • onboard vehicle monitoring system 14 is, for example, a monitoring system of a brake system
  • the monitoring system of the brake system or the brake controller can display it That the brakes are not activated, it can be concluded that one or more brakes are defective, for example blocked.
  • the braking system of rail vehicles 10 is activated, it can be concluded that one or more brakes are not triggered.
  • the roadside monitoring system 16 is a force measuring device, by comparing the data from the braking system and the data on the force measuring device, in particular in the longitudinal direction of the vehicle 12 forces exerted it can be concluded whether the brakes of the rail vehicles 10 are working, ie forces are exerted on the guideway 12 during deceleration by the rail vehicles, or the braking forces are insufficient and one or more brakes are defective.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Überwachen von Fahrzeugzuständen in Schienenfahrzeugen.
  • Es ist bekannt, Zustände von Schienenfahrzeugen durch fahrzeugseitige Überwachungssysteme, beispielsweise durch Diagnosesysteme, zu überwachen. Es ist ferner bekannt, einzelne Komponenten von Schienenfahrzeugen auch durch fahrwegseitige Überwachungssysteme zu überwachen. So dienen beispielsweise Heißläufer-Erkennungsanlagen dazu, heißgelaufene Radlager zu erkennen, wofür im Fahrweg entsprechende Sensoren angeordnet werden. Hierzu offenbart die US 2016/039439 A1 beispielsweise ein System mit einer Steuerung, die einen oder mehrere Streckenparameter oder einen Fahrzeugparameter prüft, um festzustellen, ob eine Strecke oder das Fahrzeugsystem beschädigt ist, wobei für die Prüfung fahrzeugseitige oder fahrwegseitige Überwachungssysteme eingesetzt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zum Überwachen von Fahrzeugzuständen in Schienenfahrzeugen bereitzustellen, um eine umfassende Überwachung von Fahrzeugzuständen eines Schienenfahrzeugs durchzuführen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Überwachen von Fahrzeugzuständen in Schienenfahrzeugen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung zum Überwachen von Fahrzeugzuständen in Schienenfahrzeugen mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Im erfindungsgemäßen Verfahren zum Überwachen von Fahrzeugzuständen in Schienenfahrzeugen werden zunächst Daten, die durch wenigstens ein fahrzeugseitiges Fahrzeugüberwachungssystem erfasst und bereitgestellt werden sowie Daten, die durch wenigstens ein fahrwegseitiges Fahrzeugüberwachungssystem erfasst und bereitgestellt werden, eingelesen. Die eingelesenen Daten werden dann ausgewertet. Aus den ausgewerteten Daten werden anschließend Fehlerzustände eines Schienenfahrzeugs ermittelt.
  • Das Einlesen der Daten, das Auswerten und das Ermitteln von Fehlerzuständen kann dabei durch eine Auswertungsvorrichtung erfolgen. Bei den fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen sowie den fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen handelt es sich um im Fahrzeug bzw. am Fahrweg angeordnete Systeme, die die Überwachung einzelner Komponenten oder Systeme eines Fahrzeugs durchführen. Dabei kann es sich um ein Überwachungssystem oder um mehrere Überwachungssysteme handeln. Beim Auswerten der Daten und beim Ermitteln von Fehlerzuständen eines Schienenfahrzeugs aus den ausgewerteten Daten werden die Daten der fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssysteme und die Daten der fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssysteme erfindungsgemäß miteinander korreliert und plausibilisiert, um die Fehlerzustände des Schienenfahrzeugs zu ermitteln.
  • Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, zur Überwachung von Schienenfahrzeugen sämtliche vorhandenen Daten heranzuziehen. Dadurch können beispielsweise ganze Güterzüge analysiert werden. Dabei kommen beispielsweise Analysen für die Lokomotive aus Sensor- bzw. Diagnosesystemen in der Lokomotive und im Fahrweg und für die Güterwagen aus den fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen zum Einsatz. Dies ermöglicht die vollständige Überwachung eines Zuges, bei der sämtliche zur Verfügung stehenden Überwachungssysteme herangezogen werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden beim Ermitteln der Fehlerzustände des Schienenfahrzeugs auch Daten aus der Vergangenheit berücksichtigt. Hierbei werden somit nicht nur die aktuellen von den fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen und den fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen bereitgestellten Daten, sondern auch historische Daten berücksichtigt. Diese Daten werden gespeichert, um sie zusammen mit den aktuellen Daten auszuwerten und aus den ausgewerteten Daten Fehlerzustände des Schienenfahrzeugs zu ermitteln. Bei den Daten kann es sich einerseits um Daten handeln, die in der Vergangenheit von den fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen bereitgestellt wurden, aber insbesondere auch um Daten, die in der Vergangenheit von den fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen bereitgestellt wurden. Dafür ist es vorteilhaft, wenn registriert wird, dass das zu überwachende Schienenfahrzeug die fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssysteme passiert, so dass die Daten der Fahrzeugüberwachungssysteme aus der Vergangenheit auch einem zu überwachenden Schienenfahrzeug eindeutig zugeordnet werden können.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Daten zum Auswerten und zum Ermitteln der Fehlerzustände an eine Auswertungsvorrichtung übertragen, die außerhalb des Schienenfahrzeugs angeordnet ist. Es handelt sich vorzugsweise um eine stationäre Auswertungsvorrichtung, die entweder am Fahrzeug oder auch in Betriebswerkstätten, Logistikzentren oder Steuerzentralen angeordnet sein kann. Die Daten der fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssysteme werden dabei vorzugweise online über Funk übertragen. Die Daten können jedoch bevorzugt auch durch leitungsgebundene Kommunikation ausgelesen werden, wenn das Schienenfahrzeug beispielsweise im Bahnhof steht oder sich in der Werkstatt befindet. Die Daten der fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssysteme können an die Auswertungsvorrichtung leitungsgebunden oder auch drahtlos übertragen werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Daten zum Auswerten und zum Ermitteln der Fehlerzustände an eine im Schienenfahrzeug angeordnete Auswertungsvorrichtung übertragen. Die Auswertungsvorrichtung befindet sich damit an Bord des Schienenfahrzeugs. Die Daten aus fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen werden dabei vorzugsweise leitungsgebunden, können aber auch drahtlos an die im Schienenfahrzeug angeordnete Auswertungsvorrichtung übertragen werden. Die Daten aus den fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen werden vorzugsweise mittels drahtloser Kommunikation an die im Schienenfahrzeug angeordnete Auswertungsvorrichtung übertragen. Durch die im Schienenfahrzeug angeordnete Auswertungsvorrichtung kann beispielsweise dem Triebfahrzeugführer signalisiert werden, ob Fehlerzustände im Schienenfahrzeug vorliegen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die ermittelten Fehlerzustände an eine Betriebswerkstatt und/oder an ein Instandhaltungsplansystem übertragen. In Betriebswerkstätten oder in den Planungssystemen können damit Logistik- und Instandhaltungsprozesse gesteuert bzw. mit zusätzlichen Informationen versorgt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Daten aus den fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen durch eine Heißläufer-Erkennungsanlage erhalten. Wie bereits vorstehend ausgeführt, stehen zur fahrwegseitigen Überwachung Heißläufer-Erkennungsanlagen, auch als Heißläufer-Ortungsanlage bezeichnet, an vielen Stellen des Schienennetzes zur Verfügung. Diese erkennen, ob Radlager eines Fahrzeugs heißlaufen, indem die vom Fahrzeug abgestrahlte Wärme beispielsweise durch Infrarotsensoren überwacht wird. Bei der Nutzung von Heißläufer-Erkennungsanlagen können beispielsweise nicht aktive Bremsen des Schienenfahrzeugs durch den Abgleich der Daten mehrerer Heißläufer-Erkennungsanlagen ermittelt werden. Bei einer gebremsten Bergfahrt deutet beispielsweise das Vorliegen einer kalten einzelnen Bremse auf einen Defekt der Bremse hin. Bei ungebremster Fahrt deutet hingegen das Vorliegen einer heißen einzelnen Bremse auf einen Defekt dieser Bremse hin. Durch die Nutzung von Heißläufer-Erkennungsanlagen können damit neben der Erkennung defekter Radlager insbesondere auch defekte Bremsen erkannt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden durch die Heißläufer-Erkennungsanlage Temperaturen einer Bremsanlage des Schienenfahrzeugs ermittelt, und Fehlerzustände der Bremsanlage werden durch Korrelation der ermittelten Temperaturen mit fahrzeugseitig gemessenen Bremsdrücken ermittelt. Die Heißläufer-Erkennungsanlage überwacht dabei die beim Überfahren von den Bremsen des Schienenfahrzeugs abgestrahlte Wärme. Sie korreliert die abgestrahlten Temperaturen mit fahrzeugseitig gemessenen Bremsdrücken. Deuten niedrige Bremsdrücke darauf hin, dass die Bremse nicht aktiviert ist, wird jedoch in großem Maße Wärme abgestrahlt, deutet dies auf einen Defekt der Bremse hin. Ebenso deutet ein hoher Bremsdruck bei einer betätigten Bremse, jedoch eine geringe abgestrahlte Wärme ebenfalls auf einen Defekt der Bremse hin. Auch können hierdurch defekte Wiegeventile des Schienenfahrzeugs detektiert werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Daten aus fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen aus einer Kraftmessvorrichtung erhalten, und zum Ermitteln von Fehlerzuständen des Schienenfahrzeugs wird ein Vergleich mit im Fahrzeug ermittelten Kräften oder Beschleunigungen durchgeführt. Bei dem fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystem handelt es sich somit um eine im Fahrweg integrierte Kraftmessvorrichtung, die die beim Überfahren auf den Fahrweg ausgeübten Kräfte messen kann. Dabei ist die Kraftmessung in einer Raumrichtung beispielsweise nur vertikal zum Fahrweg, aber auch quer und längs des Fahrweges möglich. Durch die Überwachung der vom Schienenfahrzeug auf den Fahrweg ausgeübten Kräfte können beispielsweise defekte Bremsen erkannt werden. Dazu können zusätzliche Informationen von der Bremssteuerung bzw. der Bremse selbst, beispielsweise Bremsdrücke, herangezogen werden. Beispielsweise deuten geringe, vom Schienenfahrzeug in Längsrichtung des Fahrwegs ausgeübte Kräfte bei aktivierten Bremsen auf den Defekt einzelner oder mehrere Bremsen hin. Hohe, in Längsrichtung des Fahrwegs vom Schienenfahrzeug auf den Fahrweg ausgeübte Kräfte bei nicht aktivierten Bremsen deuten ebenfalls auf den Defekt einer oder mehrerer Bremsen hin. Durch Messung der vertikalen, auf den Fahrzeugweg ausgeübten Kräfte durch die Kraftmessvorrichtung können beispielsweise defekte Wiegeventile erkannt werden. Die durch die Wiegeventile bestimmten Kräfte weichen dann von den mit der Kraftmessvorrichtung gemessenen, durch das Schienenfahrzeug auf den Fahrweg ausgeübten vertikalen Kräften ab. Durch die Kraftmessvorrichtungen können auch einseitige und sich ändernde Lasten detektiert werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Daten aus fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen sowie Daten aus fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen, die für mehrere Schienenfahrzeug gemessen wurden, verwendet, um die Fehlerzustände des Schienenfahrzeugs zu ermitteln. Durch den Abgleich der Werte mehrerer Fahrzeuge ist es möglich, die Fehlererkennung zu verbessern. So können beispielsweise Daten aus den fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen, die beim Überfahren der Überwachungssysteme durch verschiedene Fahrzeug erhoben wurden, verglichen werden, um Gemeinsamkeiten bzw. Abweichungen der Daten zu erkennen und beim Vorliegen von Abweichungen auf Fehlerzustände des überfahrenden Schienenfahrzeugs zu schließen.
  • In einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überwachen von Fahrzeugzuständen in Schienenfahrzeugen weist die Vorrichtung eine Einlesevorrichtung zum Einlesen von Daten wenigstens eines fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystems (14) sowie wenigstens eines fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystems (16) auf, und eine Auswertungsvorrichtung, die so gestaltet ist, dass sie die eingelesenen Daten auswerten und aus den ausgewerteten Daten Fehlerzustände eines Schienenfahrzeugs ermitteln kann.
  • Die Einlesevorrichtung der Vorrichtung zum Überwachen von Fahrzeugzuständen in Schienenfahrzeugen empfängt somit Daten, die von wenigstens einem fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystem erfasst werden, und Daten, die von wenigstens einem fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystem erfasst werden, und liest diese Daten ein. Die Auswertungsvorrichtung wertet die eingelesenen Daten aus und ermittelt aus den ausgewerteten Daten Fehlerzustände eines Schienenfahrzeugs. Dabei werden die Daten miteinander korreliert, plausibilisiert und ausgewertet. Die Daten können darüber hinaus auch visualisiert werden. Dadurch ist es möglich, aus sämtlichen sowohl fahrzeugseitigen als auch streckenseitigen Informationen sowie durch Korrelation dieser Informationen miteinander ein Schienenfahrzeug zu überwachen und Fehlerzustände des Schienenfahrzeugs zu erkennen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Auswertungsvorrichtung außerhalb des Schienenfahrzeugs angeordnet. Diese befindet sich dabei bevorzugt in der Nähe des Fahrweges oder in Betriebswerkstätten, Steuerzentralen oder Logistikzentralen. Dadurch, dass die Auswertungsvorrichtung außerhalb des Schienenfahrzeugs angeordnet ist, können Daten in einfacher Weise beispielsweise durch leitungsgebundene Kommunikation an Betriebs- oder Reparaturwerkstätten übertragen werden. Darüber hinaus liegen keine Gewichts- oder Bauraumbeschränkungen der Auswertungsvorrichtung vor, so dass diese beispielsweise über eine große Rechenleistung oder über große Speicherkapazitäten verfügen kann. Darüber hinaus wirken sich gegenüber einer im Schienenfahrzeug angeordneten Auswertungsvorrichtung Vibrationen des Schienenfahrzeugs nicht auf die Auswertungsvorrichtung aus, so dass diese einfacher und weniger robust gestaltet werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überwachen von Schienenfahrzeugen ist die Auswertungsvorrichtung im Schienenfahrzeug angeordnet. Dadurch können die von den fahrzeugseitigen Überwachungssystemen erhaltenen Daten direkt im Schienenfahrzeug ausgewertet werden. Die Daten können direkt an Informationssysteme für den Schienenfahrzeugführer übertragen und dort beispielsweise visualisiert werden.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Auswertungsvorrichtung einen Datenspeicher auf, um die eingelesenen Daten des wenigstens einen fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystems und die eingelesenen Daten des wenigstens einen fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystems zu speichern. Dadurch ist es möglich, auch in der Vergangenheit erfasste Daten heranzuziehen, um Fehlerzustände des Schienenfahrzeugs zu ermitteln.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Auswertungsvorrichtung eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen der ermittelten Fehlerzustände an eine Betriebswerkstatt und/oder ein Instandhaltungsplanungssystem auf. In den Betriebswerkstätten oder den Planungssystemen können damit Logistik- und Instandhaltungsprozesse gesteuert oder mit zusätzlichen Informationen versorgt werden.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
    • Fig. 1:
    den Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überwachen von Fahrzeugzuständen in Schienenfahrzeugen, und
    Fig. 2:
    einen beispielhaften Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überwachen von Fahrzeugzuständen in Schienenfahrzeugen.
  • Fig. 1 zeigt den Ablauf eines beispielhaften Verfahrens zum Überwachen von Fahrzeugzuständen in Schienenfahrzeugen. Es werden Daten von fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen und Daten von fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen zur Verfügung gestellt. Bei den fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen kann es sich beispielsweise um Überwachungssysteme der Fahrzeugbremsen handeln. Hier können beispielsweise Bremsdrücke oder Steuersignale ermittelt und ausgegeben werden. Daten können jedoch auch durch beliebige andere fahrzeugseitige Fahrzeugüberwachungssysteme, beispielsweise durch Diagnosen des Antriebsstrangs, bereitgestellt werden.
  • Bei den fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen kann es sich beispielsweise um eine Heißläufer-Erkennungsanlage handeln, die die von den Radlagern, den Radsätzen oder den Bremsen eines Schienenfahrzeugs abgestrahlte Wärme beispielsweise durch im Gleisbett angeordnete Infrarotsensoren erfasst und überwacht. Im Fahrweg können auch Kraftmessanlagen bzw. Lastsensoren angeordnet sein, die die vom Schienenfahrzeug auf den Fahrweg ausgeübten Kräfte in vertikaler Richtung, aber auch in Längsrichtung des Fahrwegs oder in Querrichtung zu diesem erfassen können. Daten können jedoch auch durch beliebige andere fahrwegseitige Fahrzeugüberwachungssysteme bereitgestellt werden.
  • Die Daten der fahrzeugseitigen und der fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssysteme werden im Schritt S10 zunächst eingelesen. Die eingelesenen Daten werden dann im Schritt S12 ausgewertet. Dabei können die Daten beispielsweise miteinander korreliert oder gegeneinander plausibilisiert werden. Es können hierbei auch historische Daten, die zu vergangenen Zeitpunkten fahrzeugseitig und/oder fahrwegseitig erfasst wurden, herangezogen werden.
  • Aus den ausgewerteten Daten werden dann im Schritt S14 Fehlerzustände des Schienenfahrzeugs ermittelt. So können beispielsweise durch Verwendung der Daten von Heißläufer-Erkennungsanlagen und von Daten der Bremssysteme, beispielsweise von Bremsdrücken, Fehlerzustände im Bremssystem des Schienenfahrzeugs ermittelt werden. Das Auswerten S12 und das Ermitteln von Fehlerzuständen können durch eine Auswertungsvorrichtung erfolgen, die im Schienenfahrzeug selbst oder außerhalb des Schienenfahrzeugs angeordnet sein kann.
  • Beim in Fig. 1 dargestellten Verfahren werden die ermittelten Fehlerzustände anschließend im Schritt S16 an eine Betriebswerkstatt oder an eine Instandhaltungsplanung übertragen. Durch die ermittelten Fehlerzustände können damit Instandhaltungsprozesse und Logistikprozesse angestoßen oder mit zusätzlichen Informationen versorgt werden.
  • Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überwachen von Fahrzeugzuständen in Schienenfahrzeugen 10. Die Schienenfahrzeuge 10 bewegen sich hierbei auf einem Fahrweg 12. Bei den Schienenfahrzeugen 10 handelt es sich vorliegend um die Schienenfahrzeuge eines Güterzugs, der aus einer Lokomotive als Triebfahrzeug und aus mehreren Güterwagen besteht. Die Güterwagen verfügen über keine eigene Stromversorgung und können deshalb vorliegend keine eigene Diagnose ihrer Komponenten vornehmen. In der Lokomotive werden hingegen in einem fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystem 14 Komponenten der Lokomotive diagnostiziert. Hierbei können beispielsweise Komponenten der Bremsanlage oder des Antriebs diagnostiziert werden.
  • Gleichzeitig sind in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überwachen von Fahrzeugzuständen in Schienenfahrzeugen 10 fahrwegseitige Fahrzeugüberwachungssysteme 16 vorhanden. Diese können im, unter oder seitlich des Fahrwegs angeordnet sein. Bei den fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen 16 kann es sich beispielsweise um eine Heißläufer-Erkennungsanlage zur Messung von von den Schienenfahrzeugen 10 abgestrahlter Wärme oder um Kraftmessvorrichtungen handeln, die die von den Schienenfahrzeugen 10 auf den Fahrweg 12 ausgeübten Kräfte in einer oder mehreren Raumrichtungen messen können.
  • Die von den fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen 14 und von den fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen 16 erfassten Daten werden in der in Fig. 2 dargestellten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Überwachen von Fahrzeugzuständen zunächst an einen Datenspeicher 18 übertragen. Die Übertragung der Daten vom fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystem 16 an den Datenspeicher 18 erfolgt dabei leitungsgebunden. Die Übertragung der Daten von fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystem an den Datenspeicher 18 erfolgt in der in Fig. 2 dargestellten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung hingegen durch drahtlose Kommunikation. Hierfür weist die Lokomotive eine Sendeantenne 20 auf, um die durch die fahrzeugseitigen Überwachungssysteme 14 der Lokomotive erfassten
  • Daten an den Datenspeicher 18 der Auswertungsvorrichtung 22 zu übertragen.
  • In der Auswertungsvorrichtung 22 werden die eingelesenen Daten des fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystems 14 und des fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystems 16 erfindungsgemäß miteinander korreliert, plausibilisiert, und aus den Daten werden Fehlerzustände der Schienenfahrzeuge 10 ermittelt. Dabei werden auch im Datenspeicher 18 der Auswertungsvorrichtung 22 abgelegte, in der Vergangenheit erfasste Daten mit herangezogen.
  • Ist das fahrwegseitige Fahrzeugüberwachungssystem 16 beispielsweise eine Heißläufer-Erkennungsanlage und das fahrzeugseitige Fahrzeugüberwachungssystem 14 beispielsweise ein Überwachungssystem einer Bremsanlage, so kann beispielsweise dann, wenn das fahrwegseitige Fahrzeugüberwachungssystem 16 eine hohe, von den Bremsen abgestrahlte Wärmemenge erkennt, das Überwachungssystem des Bremssystems oder die Bremssteuerung jedoch anzeigt, dass die Bremsen nicht aktiviert sind, darauf geschlossen werden, dass eine oder mehrere Bremsen defekt, beispielsweise blockiert sind. Umgekehrt kann, wenn durch das fahrwegseitige Fahrzeugüberwachungssystem 16 als Heißläufer-Erkennungsanlage keine Wärmeabstrahlung festgestellt wird, das Bremssystem der Schienenfahrzeuge 10 jedoch aktiviert ist, daraus geschlossen werden, dass eine oder mehrere Bremsen nicht ausgelöst sind. Ist das fahrwegseitige Überwachungssystem 16 hingegen eine Kraftmessvorrichtung, so kann durch Vergleich der Daten aus dem Bremssystem und den auf die Kraftmessvorrichtung insbesondere in Längsrichtung des Fahrzeugs 12 ausgeübten Kräften darauf geschlossen werden, ob die Bremsen der Schienenfahrzeuge 10 funktionieren, d.h. beim Verzögern durch die Schienenfahrzeuge Kräfte auf den Fahrweg 12 ausgeübt werden, oder die Bremskräfte unzureichend sind und ein Defekt einer oder mehrerer Bremsen vorliegt.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • S10
    Einlesen von Daten
    S12
    Auswerten von Daten
    S14
    Ermitteln von Fehlerzuständen
    S16
    Übertragen von Informationen an eine Betriebswerkstatt oder an die Instandhaltungsplanung
    10
    Schienenfahrzeug
    12
    Fahrweg
    14
    fahrzeugseitiges Fahrzeugüberwachungssystem
    16
    fahrwegseitiges Fahrzeugüberwachungssystem
    18
    Datenspeicher der Auswertungsvorrichtung
    20
    Sendeantenne
    22
    Auswertungsvorrichtung

Claims (14)

  1. Verfahren zum Überwachen von Fahrzeugzuständen in Schienenfahrzeugen (10), beinhaltend die folgenden Schritte:
    Einlesen (S10) von Daten aus wenigstens einem fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystem (14),
    Einlesen (S10) von Daten aus wenigstens einem fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystem (16),
    wobei die Daten jeweils von dem wenigstens einen fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystem (14) und dem wenigstens einen fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystem (16) erfasst und bereitgestellt werden,
    Auswerten (S12) der eingelesenen Daten und Ermitteln (S14) von Fehlerzuständen eines Schienenfahrzeugs (10) aus den ausgewerteten Daten,
    dadurch gekennzeichnet, dass beim Auswerten der Daten und beim Ermitteln von Fehlerzuständen eines Schienenfahrzeugs (10) aus den ausgewerteten Daten die Daten des wenigstens einen fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystems (14) und die Daten des wenigstens einen fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystems (16) mit einander korreliert und plausibilisiert werden, um die Fehlerzustände des Schienenfahrzeugs (10) zu ermitteln.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    wobei beim Ermitteln (S14) der Fehlerzustände des Schienenfahrzeugs (10) Daten aus der Vergangenheit berücksichtigt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei die eingelesenen Daten zum Auswerten (S12) und zum Ermitteln (S14) der Fehlerzustände an eine außerhalb des Schienenfahrzeugs (10) angeordnete Auswertungsvorrichtung (22) übertragen werden.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    wobei die eingelesenen Daten zum Auswerten (S12) und zum Ermitteln (S14) der Fehlerzustände an eine im Schienenfahrzeug (10) angeordnete Auswertungsvorrichtung (22) übertragen werden.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    wobei die ermittelten Fehlerzustände an eine Betriebswerkstatt und/oder ein Instandhaltungsplanungssystem übertragen werden.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    wobei Daten von einer fahrwegseitigen Heißläufer-Erkennungsanlage eingelesen werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    wobei durch die Heißläufererkennungsanlage Temperaturen einer Bremsanlage des Schienenfahrzeugs (10) ermittelt werden und Fehlerzustände der Bremsanlage durch Korrelation der ermittelten Temperaturen mit fahrzeugseitig gemessenen Bremsdrücken ermittelt werden.
  8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    wobei Daten von einer fahrwegseitigen Kraftmessvorrichtung eingelesen werden und zum Ermitteln von Fehlerzuständen des Schienenfahrzeugs (10) ein Vergleich mit im Schienenfahrzeug (10) ermittelten Kräften oder Beschleunigungen durchgeführt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    wobei Daten aus fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen (14) sowie Daten aus fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystemen (16), die für mehrere Schienenfahrzeuge (10) gemessen werden, verwendet werden, um die Fehlerzustände des Schienenfahrzeugs (10) zu ermitteln.
  10. Vorrichtung zum Überwachen von Fahrzeugzuständen in Schienenfahrzeugen (10), wobei
    die Vorrichtung eine Einlesevorrichtung zum Einlesen von Daten wenigstens eines fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystems (14) sowie wenigstens eines fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystems (16) aufweist, und wobei das wenigstens eine fahrzeugseitige Fahrzeugüberwachungssystem (14) und das wenigstens eine fahrwegseitige Fahrzeugüberwachungssystem (16) eingerichtet ist, die Daten zu erfassen und bereitzustellen, und
    die Vorrichtung eine Auswertungsvorrichtung (22) aufweist, die so gestaltet ist, dass sie die eingelesenen Daten auswerten und aus den ausgewerteten Daten Fehlerzustände eines Schienenfahrzeugs (10) ermitteln kann,
    dadurch gekennzeichnet, dass beim Auswerten der Daten und beim Ermitteln von Fehlerzuständen eines Schienenfahrzeugs (10) aus den ausgewerteten Daten durch die Auswertungsvorrichtung (22) die Daten des wenigstens einen fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystems (14) und die Daten des wenigstens einen fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystems (16) mit einander korreliert und plausibilisiert werden, um die Fehlerzustände des Schienenfahrzeugs (10) zu ermitteln.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    wobei die Auswertungsvorrichtung (22) außerhalb des Schienenfahrzeugs (10) angeordnet ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    wobei die Auswertungsvorrichtung (22) im Schienenfahrzeug (10) angeordnet ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
    wobei die Auswertungsvorrichtung (22) einen Datenspeicher (18) aufweist, um die eingelesenen Daten des wenigstens einen fahrzeugseitigen Fahrzeugüberwachungssystems (14) und die eingelesenen Daten des wenigstens einen fahrwegseitigen Fahrzeugüberwachungssystems (16) zu speichern.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13,
    wobei die Auswertungsvorrichtung (22) eine Übertragungseinrichtung zum Übertragen der ermittelten Fehlerzustände an eine Betriebswerkstatt und/oder ein Instandhaltungsplanungssystem aufweist.
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