SK500372015A3 - Railway carriage with electronic testing of the technical condition - Google Patents

Abstract

Železničný vozeň s elektronickou kontrolou technického stavu má dátovú centrálu (1), ktorá je bezkontaktným spojom (10) pripojená k snímaču (2) otáčok, bezkontaktným spojom (11) pripojená k snímaču (3) teploty a je tiež bezkontaktným spojom (12) pripojená k snímaču (4) tlaku, bezkontaktným spojom (13) pripojená k snímaču (5) stavu bŕzd, bezkontaktným spojom (14) pripojená k snímaču (8) polohy brzdového valca. Bezkontaktným spojom (15) je dátová centrála (1) pripojená k snímaču (9) hmotnosti nákladu, bezkontaktným spojom (16) pripojená k servisnému bloku (6) a bezkontaktným spojom (17) pripojená k prevádzkovému bloku (7).The railway wagon with electronic technical control has a data center (1), which is a contactless connection (10) connected to the speed sensor (2), contactless connection (11) connected to the temperature sensor (3) and is also connected by a contactless connection (12) to a pressure sensor (4), a contactless connection (13) connected to the brake level sensor (5), by a contactless connection (14) connected to the brake cylinder position sensor (8). The contactless connection (15) is a data center (1) connected to the load weight sensor (9), a contactless connection (16) connected to the service block (6) and a contactless connection (17) connected to the operation block (7).

Description

Železníčný vozeň s elektronickou kontrolou technického stavuRailway wagon with electronic control of technical condition

Oblasť technikyTechnical field

Technické riešenie sa týka zdokonalenia vozňového parku železničnej dopravy v oblasti zvýšenia jeho kvality a bezpečnosti.The technical solution concerns the improvement of the railway rolling stock in the area of increasing its quality and safety.

Dotera jší stavCurrent condition

V súčasnej praxi často dochádza k haváriám, poruchám a prestojom v železničnej doprave, ktoré sú zapríčinené zlým technickým stavom vozňov. Hlavnou príčinou je slabo kontrolovaný technický stav vozňov, nesystematická údržba a nízka prevencia, vyplývajúca z neexistujúcej evidencie technických a prevádzkových parametrov železničných vozňov (rýchlosť, prejdená vzdialenosť, zaťaženie resp. preťažovanie vozňov atd’.). Tento stav je akútny a s pribúdajúcimi haváriami a kolíziami na železnici sa ešte zhoršuje. Dôsledkom toho sú značné finančné prostriedky vynakladané práve na opravy a údržbu ako vozového parku, tak aj samotnej železničnej trate a nehnuteľného majetku (staníc, strhnutých troleji a pod.). Často sú sprevádzané aj stratami na ľudských životoch. Značne škody sú spôsobené tiež nevyhnutným obmedzením prevádzky na dopravnej ceste z dôvodu jej poškodenia a následných, často dlhotrvajúcich, náročných opráv. Pre odstránenie týchto nedostatkov sú v praxi realizované riešenia, ktoré však riešia až havarijnú situáciu, nie však príčinu prvotnú. Sledovanou prevádzkou a včasnou plánovanou údržbou vozňového parku možno dospieť do štádia zamedzenia vstupu problémových dopravných prostriedkov na dopravnú cestu a tým eliminovať rizikové situácie na minimum.In current practice, accidents, breakdowns and downtimes in rail transport often occur, which are caused by the poor technical condition of the wagons. The main cause is poorly controlled technical condition of wagons, unsystematic maintenance and low prevention, resulting from non-existent records of technical and operational parameters of railway wagons (speed, distance traveled, load or overload of wagons, etc.). This situation is acute and worsens with increasing accidents and collisions on the railway. As a result, considerable funds are spent on repairs and maintenance of both the rolling stock, as well as the railway line itself and real estate (stations, torn down trolleys, etc.). They are often accompanied by loss of life. Significant damage is also caused by the necessary restriction of traffic on the road due to its damage and subsequent, often long-lasting, demanding repairs. In order to eliminate these shortcomings, solutions are implemented in practice, which, however, only solve the emergency situation, but not the primary cause. With monitored operation and timely planned maintenance of the rolling stock, it is possible to reach the stage of preventing the entry of problematic means of transport into the traffic route and thus eliminate risk situations to a minimum.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Podstata technického riešenia spočíva v inštalácií prvkov informačných technológií (IT) na každý prevádzkovaný železničný vozeň požadujúci vstup na dopravnú cestu a pomocou na ňom umiestnených uvedených prvkov IT vytvoriť také podmienky, že budú sledované, evidované a vyhodnocované všetky (vopred zvolené) prevádzkové parametre. Na základe takto kontrolovaných a priebežne vyhodnocovaných parametrov bude možné naplánovať údržbu, sledovať priebežne technický stav vozňov, ale aj signalizovať poruchu v reálnom čase. Signalizácia porúch v reálnom čase umožní obmedzenie prevádzky poškodeného železničného vozňa, resp. okamžité stiahnutie z prevádzky vážne poškodeného železničného vozňa. Takto vybavené vozne budú podliehať plánovanej údržbe podľa množstva ubehnutých kilometrov, podľa opotrebenia kritických uzlov železničných vozňov resp. podľa množstva odvezeného materiálu, ale aj signalizovať nerovnomerne uložený náklad na vozni, (resp. preťažený vozeň) a pod. Následne takýto vozeň nebude až do odstránenia poruchy vpustený na dopravnú cestu. Aplikácia prvkov ΓΓ na železničnom vozni umožní jeho jednoznačnú identifikáciu a prenos prevádzkových parametrov do informačného systému železníc, čo značne zjednoduší prevádzku železničnej dopravy, štatistickú evidenciu, sledovanie technického stavu železničných vozňov a z toho vyplývajúce plánovanie údržby.The essence of the technical solution lies in the installation of information technology (IT) elements on each operated railway wagon requiring access to the transport path and with the help of the mentioned IT elements placed on it to create such conditions that all (preselected) operating parameters will be monitored, registered and evaluated. Based on the parameters checked and continuously evaluated in this way, it will be possible to schedule maintenance, continuously monitor the technical condition of the wagons, but also signal the fault in real time. Fault signaling in real time will allow to limit the operation of a damaged railway wagon, resp. immediate withdrawal of a seriously damaged railway wagon. Wagons equipped in this way will be subject to planned maintenance according to the number of kilometers traveled, according to the wear of critical nodes of railway wagons resp. according to the amount of transported material, but also to signal unevenly stored load on the wagon, (or overloaded wagon), etc. Consequently, such a wagon will not be allowed to enter the traffic path until the fault has been rectified. The application of elements ΓΓ on the railway wagon will enable its unambiguous identification and transfer of operating parameters to the railway information system, which will greatly simplify the operation of railway transport, statistical records, monitoring the technical condition of railway wagons and the resulting maintenance planning.

Prehľad obrázkov na výkresochOverview of figures in the drawings

Technické riešenie je bližšie vysvetlené pomocou výkresu na obr. 1, ktorý znázorňuje celkové blokové usporiadanie funkčných časti zariadenia a ich vzájomného prepojenia.The technical solution is explained in more detail with the aid of the drawing in FIG. 1, which shows the overall block arrangement of the functional parts of the device and their interconnection.

Príklady uskutočneniaExamples of embodiments

Na obr. 1 je uvedený príklad uskutočnenia technického riešenia. Znázorňuje jeho celkové blokové usporiadanie a vzájomné väzby jeho funkčných časti. Železničný vozeň s elektronickou kontrolou technického stavu je klasický železničný vozeň doplnený o dátovú centrálu 1, ktorá prijíma informácie zo snímača 2 otáčok, zo snímača 3 teploty, zo snímača 4 tlaku, snímača 5 opotrebenia brzdových segmentov, snímača 8 polohy brzdového valca a snímača 9 nákladu. Dátová centrála 1 komunikuje pomocou servisného bloku 6 s technickým servisom v depe a cez prevádzkový blok 7 s prevádzkou železníc počas jazdy (strojvodca v lokomotíve resp. prevádzka železničnej stanice). Dátová centrála 1, je bezkontaktným (rádioelektronickým) spojom 10 pripojená k snímaču 2 otáčok, bezkontaktným spojom 11 pripojená k snímaču 3 teploty a bezkontaktným spojom 12 pripojená k snímaču 4 tlaku. Súčasne je bezkontaktným spojom 13 pripojená k snímaču 5 stavu bŕzd, bezkontaktným spojom 14 pripojená k snímaču 8 polohy brzdového valca a bezkontaktným spojom 15 pripojená k snímaču 9 hmotnosti nákladu. Bezkontaktným spojom 16 je dátová centrála 1 pripojená k servisnému bloku 6 a bezkontaktným spojom 17 pripojená k prevádzkovému bloku 7.In FIG. 1 shows an example of an embodiment of the technical solution. It shows its overall block arrangement and the interconnections of its functional parts. The railway wagon with electronic technical condition control is a classic railway wagon supplemented by a data center 1, which receives information from a speed sensor 2, a temperature sensor 3, a pressure sensor 4, a brake segment wear sensor 5, a brake cylinder position sensor 8 and a load sensor 9. . The data center 1 communicates by means of the service block 6 with the technical service in the depot and via the operating block 7 with the operation of the railways during the journey (the driver in the locomotive or the operation of the railway station). The data center 1 is connected by a contactless (radio electronic) connection 10 to the speed sensor 2, by a non-contact connection 11 connected to the temperature sensor 3 and by a non-contact connection 12 connected to the pressure sensor 4. At the same time, it is connected by a non-contact connection 13 to the brake condition sensor 5, by a non-contact connection 14 to the brake cylinder position sensor 8 and by a non-contact connection 15 to the load weight sensor 9. The contactless connection 16 is the data center 1 connected to the service block 6 and the contactless connection 17 is connected to the operating block 7.

Činnosť železničný vozňa s s elektronickou kontrolou technického stavu t.j. klasického železničného vozňa vybaveného prvkami ΓΓ technológií spočíva v tom, že dátová centrála 1 preberá a ukladá všetky dáta zo snímačov 2, 3, 4, 5, 8 a 9 a informuje o stave železničného vozňa, technický servis v depe a prevádzku železníc pomocou servisného bloku 6, t.j. ich kontrolné body počas jazdy. Na základe takto získaných údajov je možnosť vyhodnotiť technický stav železničného vozňa a obmedziť resp. zabrániť (podľa závažnosti poruchy) jeho ďalšiemu nasadeniu v doprave. V dátovej centrále 1 sú vopred nastavené medzné stavy parametrov jednotlivých snímačov 2, 3, 4, 5, 8 a 9 a zároveň evidované prevádzkové parametre železničného vozňa (jeho jednotlivých uzlov) a ich zmeny. Takto pripravený železničný vozeň je spôsobilý pre plynulú a bezpečnú jazdu bez ohrozovania svojho okolia. Prevádzka železničného vozňa s elektronickou kontrolou technického stavu je nasledovná:Activity of a railway wagon with electronic control of technical condition, i. of a classic railway wagon equipped with elements of ΓΓ technology consists in the fact that the data center 1 takes over and stores all data from sensors 2, 3, 4, 5, 8 and 9 and informs about the condition of the railway wagon, technical service in the depot and railway operation using the service block 6, i.e. their checkpoints while driving. Based on the data obtained in this way, it is possible to evaluate the technical condition of the railway wagon and to limit resp. prevent (depending on the severity of the fault) its further use in transport. In the data center 1, the limit states of the parameters of the individual sensors 2, 3, 4, 5, 8 and 9 are preset and at the same time the operating parameters of the railway wagon (its individual nodes) and their changes are registered. The railway wagon prepared in this way is suitable for smooth and safe driving without endangering its surroundings. The operation of the railway wagon with electronic control of the technical condition is as follows:

- dátová centrála X zhromažďuje prostredníctvom snímačov 2, 3, 4, 5, 8 a 9 všetky informácie o technickom stave vozňa, polohe nákladu a všetkých prevádzkových parametroch železničného vozňa a zároveň pripája k uvedeným údajom aj identifikačné čísla resp. rozpoznávacie znaky vozňa.- the data center X collects by means of sensors 2, 3, 4, 5, 8 and 9 all information about the technical condition of the wagon, the position of the load and all operating parameters of the railway wagon and at the same time adds to the given data identification numbers resp. wagon identification marks.

- Prostredníctvom snímača 2 otáčok vyhodnocuje parametre (rýchlosť vozňa, odjazdené kilometre a stav otáčania príslušného súkolesia na železničnom vozni). Uvedené dáta slúžia k sledovaniu bezporuchovej prevádzky, ale súčasne umožňujú na základe najazdených kilometrov naplánovať jednotlivé druhy opráv (priebežnú a generálnu) v záujme predikcie havárií a kolízií počas prevádzky.- It evaluates the parameters (wagon speed, mileage and the state of rotation of the relevant gear on the railway wagon) by means of a 2-speed sensor. These data are used to monitor trouble-free operation, but at the same time make it possible to plan individual types of repairs (ongoing and general) on the basis of mileage in order to predict accidents and collisions during operation.

- Prostredníctvom snímača 3 teploty sleduje a vyhodnocuje teplotu kritických uzlov vozňa a tým aj jeho schopnosť prevádzky a súčasne informuje strojvodcu a obslužný personál železníc o potrebe okamžite zasiahnuť a predísť možnej havárií a následným škodám v plnej prevádzke v prípade prehriatia sledovaných komponentov.- Using a temperature sensor 3, it monitors and evaluates the temperature of critical nodes of the wagon and thus its ability to operate and at the same time informs the driver and railway staff about the need to intervene immediately to prevent possible accidents and consequent damage in full operation in case of overheating of monitored components.

- Prostredníctvom snímača 4 tlaku sleduje reakciu a schopnosť prevádzky brzdového systému.- It monitors the response and operability of the brake system via a pressure sensor 4.

- Prostredníctvom snímača 5 stavu bŕzd (opotrebenia brzdových segmentov) sleduje schopnosť prevádzky vozňa z pohľadu spôsobilosti bŕzd a zároveň signalizuje technickému personálu potrebu ich včasnej výmeny.- By means of the brake condition sensor 5 (brake segment wear), it monitors the ability of the wagon to operate from the point of view of brake capability and at the same time signals to the technical staff the need for their timely replacement.

- Prostredníctvom snímača 8 polohy brzdového valca sleduje a vyhodnocuje jeho polohu. V prípade negatívneho signálu od niektorého z brzdových valcov obmedzí resp. znemožní rozjazd vlaku až do odstránenia poruchy.- It monitors and evaluates the position of the brake cylinder via the sensor 8. In the case of a negative signal from one of the brake cylinders, the resp. prevents the train from starting until the fault has been rectified.

- Snímač 9 hmotnosti nákladu sleduje, vyhodnocuje a signalizuje preťaženosť vozňa a zároveň rovnomernosť uloženia nákladu.- The load weight sensor 9 monitors, evaluates and signals the overload of the wagon and at the same time the uniformity of the load placement.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial applicability

Vzhľadom k tomu, že prevádzkyschopnosti vozňového parku nie je venovaná dostatočná pozornosť, dochádza v prevádzke železničnej dopravy k častým kolíziám resp. haváriám, čomu môže zabrániť práve systematické sledovanie a evidencia technického stavu vozňov. Riešenie je použiteľné vo všetkých spoločnostiach a firmách prevádzkujúcich železničnú dopravu.Due to the fact that insufficient attention is paid to the operability of the rolling stock, there are frequent collisions in the operation of railway transport, resp. accidents, which can be prevented by the systematic monitoring and registration of the technical condition of wagons. The solution can be used in all companies and companies operating railway transport.

Claims (1)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS Železničný vozeň s elektronickou kontrolou technického stavu vyznačujúci sa tým, že je v ňom umiestnená dátová centrála (1), ktorá je bezkontaktným spojom (10) pripojená k snímaču (2) otáčok, bezkontaktným spojom (11) pripojená k snímaču (3) teploty, bezkontaktným spojom (12) pripojená k snímaču (4) tlaku, bezkontaktným spojom (13) pripojená k snímaču (5) stavu bŕzd, bezkontaktným spojom (14) pripojená k snímaču (8) polohy brzdového valca, bezkontaktným spojom (15) pripojená k snímaču (9) hmotnosti nákladu, bezkontaktným spojom (16) pripojená k servisnému bloku (6) a bezkontaktným spojom (17) pripojená k prevádzkovému bloku (7).Railway wagon with electronic control of technical condition, characterized in that a data center (1) is located in it, which is connected to the speed sensor (2) by a contactless connection (10), connected to the temperature sensor (3) by a contactless connection (11), non-contact connection (12) connected to the pressure sensor (4), non-contact connection (13) connected to the brake condition sensor (5), non-contact connection (14) connected to the brake cylinder position sensor (8), non-contact connection (15) connected to the sensor (9) the weight of the load, with a non-contact joint (16) connected to the service block (6) and a non-contact joint (17) connected to the operating block (7).