WO2018104040A1

WO2018104040A1 - Method and device for diagnosing railway switches under load

Info

Publication number: WO2018104040A1
Application number: PCT/EP2017/079782
Authority: WO
Inventors: Frank Voss; Gisbert Berger
Original assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens AG; Siemens Corp
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2018-06-14
Anticipated expiration: 2019-06-09
Also published as: DE102016224622A1

Abstract

The invention comprises a method for diagnosing railway switches under load. For this purpose, the invention provides acquiring, on a rail vehicle, data which is representative of a state of a railway switch, in particular sensor data, while said rail vehicle (1) is travelling through at least one railway switch (5) and determining a state of the railway switch (5) which is being travelled through, on the basis of the acquired data. Furthermore, the invention also relates to a device for diagnosing the railway switch under load.

Description

Beschreibung description

Verfahren und Vorrichtung zur Weichendiagnose unter Last Weichen sind ein integraler Bestandteil des Schienennetzes einer eisenbahntechnischen Anlage. Da Weichen Einrichtungen mit mechanisch oder elektromagnetisch bewegten Teilen sind, die direkt überfahren werden, sind diese besonderen Belastungen ausgesetzt. Weichen haben einen wesentlichen Einfluss auf die Sicherheit des Schienennetzes und damit der eisenbahn^¬ technischen Anlage, da Schienenfahrzeuge beim Überfahren der Weiche besonderen Risiken ausgesetzt sind. Diese Risiken ergeben sich beispielsweise aus den resultierenden Querkräften der beim Durchfahren der Weiche gewollten Richtungsänderung des Schienenfahrzeugs. Dabei spielt die ordnungsgemäße Funk^¬ tion der Weiche eine entscheidende Rolle. Eine Fehlfunktion einer Weiche kann zu einer Fehlleitung des Schienenfahrzeugs und sogar zu einem Unfall führen. Ein solcher Unfall kann zu schwerwiegenden Schäden am Fahrzeug und schlimmstenfalls auch Personenschäden zur Folge haben, beispielsweise bei einerMethod and device for switch diagnostics under load Turnouts are an integral part of the rail network of a railway engineering plant. Since points are devices with mechanically or electromagnetically moving parts, which are directly run over, they are exposed to special loads. Turnouts have a significant impact on the safety of the rail network and thus the railway ^¬ technical system, since rail vehicles are exposed to particular risks when driving over the switch. These risks arise, for example, from the resulting transverse forces of the change in direction of the rail vehicle which is intended when driving through the switch. The proper radio ^¬ tion of the switch plays a crucial role. A malfunction of a switch can lead to misdirection of the rail vehicle and even to an accident. Such an accident can lead to serious damage to the vehicle and in the worst case also personal injury, for example, at a

Entgleisung oder einem Frontalzusammenstoß zweier Fahrzeuge. Aus diesem Grund ist eine Überwachung der ordnungsgemäßen Funktion von Weichen wünschenswert. Neben der außer Derailment or a head-on collision between two vehicles. For this reason, it is desirable to monitor the proper functioning of turnouts. Besides the except

Betriebsetzung der Fahrstrecke bei einer erkannten Funktions- Störung einer Weiche sollte idealerweise ein drohender Aus^¬ fall einer Weiche möglichst frühzeitig erkannt werden, um ei^¬ ne proaktive Wartung oder Reparatur zu einem günstigen Zeitpunkt mit möglichst geringen Auswirkungen auf die Verfügbarkeit der Strecke zu ermöglichen. Operation of the route in a detected malfunction of a switch should ideally an impending Aus ^¬ case a switch to be recognized as early as possible to ei ^¬ ne proactive maintenance or repair at a convenient time with the least possible impact on the availability of the route.

Daher ist eine manuelle und visuelle Inspektion der Weichen in regelmäßigen Abständen üblich. Weiterhin sind Lösungen bekannt, in denen beispielsweise eine Messung der Leistungskurve von elektrisch betriebenen Weichen durchgeführt wird. Bei einer Abweichung von einer erwarteten Kennlinie wird auf eine mögliche Funktionsstörung geschlossen und entsprechende Maß^¬ nahmen eingeleitet. Beispielsweise kann in einem einfachen Fall eine durch mechanische Beanspruchung verformte Weichen- mechanik in eine durch eine erhöhte Leistungsaufnahme erkenn^¬ bare Schwergängigkeit münden. Moderne Systeme sind darüber hinaus in der Lage, mit Hilfe von computergestützten Systemen aus geringfügigen Änderungen der Leistungskennlinie weitrei- chende Schlüsse über den gegenwärtigen und den zu erwartenden Zustand der Weiche zu ziehen. Dennoch ist eine genaue Beur^¬ teilung bei dem Geflecht aus Ursache und Wirkung schwierig, da es sich um ein komplexes System aus mechanischen und elektrischen Komponenten handelt. Zusätzlich werden die Kom- ponenten noch durch eine Vielzahl von Umweltfaktoren, wie beispielsweise Temperatur, Luftdruck und ähnliches beein- flusst und sind beim Durchfahren noch externen mechanischen Belastungen ausgesetzt. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Weichendiagnose bereitzustel^¬ len, mit denen eine möglichst einfache und trotzdem verbes^¬ serte Weichendiagnose möglich ist. Die genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Weichendiagnose unter Last gelöst, bei dem für ein Wei^¬ chenzustand repräsentative Daten, insbesondere Sensordaten, während der Fahrt eines Fahrzeugs durch wenigstens eine Wei^¬ che fahrzeugseitig erfasst werden und bei dem der Weichenzu- stand der durchfahrenen Weiche aus den erfassten Daten ermittelt wird. Therefore, manual and visual inspection of the points is common at regular intervals. Furthermore, solutions are known in which, for example, a measurement of the power curve of electrically operated points is performed. In a deviation from an expected characteristic is closed to a possible dysfunction and appropriate measure ^¬ took initiated. For example, in a simple case, a turnout deformed by mechanical stress may be used. mechanics lead to a noticeable by an increased power consumption ^¬ binding stiffness. In addition, modern systems are able to draw far-reaching conclusions about the present and expected state of the points by means of computer-aided systems from minor changes in the performance curve. Nevertheless, the web of cause and effect is difficult an accurate Beur ^¬ distribution because it is a complex system of mechanical and electrical components. In addition, the components are still influenced by a large number of environmental factors, such as temperature, air pressure and the like, and are still exposed to external mechanical loads when passing through. It is therefore the object of the present invention to provide a method and a device for point diagnostic bereitzustel ^¬ len, with which a simple and yet verbes ^¬ serte switch diagnosis is possible. The above object is inventively achieved by a method for switch diagnosis under load, wherein the representative for a Wei ^¬ chenzustand data, in particular sensor data, while driving a vehicle by at least one Wei ^¬ che be detected on the vehicle side and in which the Weichenzu- prior traversed Switch is determined from the recorded data.

Ferner wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Weichendi^¬ agnose unter Last gelöst, mit wenigstens einer Datenerfas- sungseinrichtung, die zum Erfassen von für einen Weichenzustand repräsentative Daten, insbesondere Sensordaten, ausge^¬ bildet ist, und mit wenigstens einer Auswerteeinrichtung, die zum Ermitteln eines Weichenzustands aus den erfassten Daten ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung zum Anbringen an einem handelsüblichen Fahrzeug ausgebildet ist. Furthermore, the object is achieved by a device for Weichendi ^¬ agnose under load, sungseinrichtung with at least one data collection which is being formed ^¬ for detecting representative of a switch status data, in particular the sensor data, and having at least one evaluation device, which is one for determining Switching state is formed from the detected data, wherein the device is designed for attachment to a commercial vehicle.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass damit die Reaktion der Weiche unter Last, also beim Durchfahren eines Schienenfahrzeugs, erfasst werden kann. Der Zustand der Wei^¬ che unter Last ist besonders repräsentativ und ermöglicht ei^¬ ne bessere Weichendiagnose als in einem unbelasteten Zustand. Naturgemäß ist die Sicht auf die Weiche bei einer Durchfah- rung von einem Schienenfahrzeug durch die Verdeckung desThe solution according to the invention has the advantage that thus the reaction of the switch under load, so when driving through a Rail vehicle, can be detected. The state of Wei ^¬ che under load is particularly representative and allows ei ^¬ ne better turnout diagnosis in an unloaded condition. Naturally, the view of the switch when passing through a rail vehicle by the occlusion of the

Schienenfahrzeugs stark eingeschränkt. Daher ist es ein Vor^¬ teil der Erfindung, dass die Daten fahrzeugseitig und damit ohne Verdeckung erfasst werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass für jedes Fahrzeug die Kenngrößen der Belastung (Geschwindigkeit, Masse, Achslasten, etc.) bekannt sind und gemeinsam mit den Sensordaten erfasst werden können. Wird ein und dieselbe Weiche von unterschiedlichen Fahrzeugen mit gleichen oder unter- schiedlichen Geschwindigkeiten oder von gleichen Fahrzeugen mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten überfahren, ergeben sich damit Messwerte für unterschiedliche Belastungssituatio^¬ nen, womit noch weitreichendere Schlüsse über den Zustand der Weiche gewonnen werden können. Rail vehicle severely limited. It is therefore a pre ^¬ part of the invention that the data recorded on the vehicle side and thus without occlusion. Another advantage of the invention is that for each vehicle the parameters of the load (speed, mass, axle loads, etc.) are known and can be detected together with the sensor data. Is one and the same crossover of different vehicles with equal or different speeds or of the same vehicles over with different speeds, thus resulting readings for different Belastungssituatio ^¬ nen, so far-reaching conclusions about the state of the switch can be obtained.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass bereits mit wenigen entsprechend ausgerüsteten Fahrzeugen eine weitreichende Abdeckung des Schienennetzes erreicht werden kann, so dass weiträumig Sensordaten von Weichen erfasst wer- den können. Die Lösung ist damit kostengünstiger, als weiträumig alle betreffenden Weichen mit stationären Sensoren auszurüsten. Dabei werden häufig befahrene Weichen vorteil^¬ hafterweise auch entsprechend häufiger untersucht. Auch für wenig befahrene Strecken ist die Erfindung vorteilhaft. Hier ist eine stationäre Ausrüstung der Weichen mit Sensoren und somit eine konventionelle Überwachung besonders unrentabel, während bereits eine Durchfahrt mit einem erfindungsgemäß ausgerüsteten Fahrzeug für alle überfahrenen Weichen Analysen und Weichendiagnosen ermöglicht. Für sehr wenig befahrene oder weiträumige Strecken kann auch die Ausrüstung von Inspektionsfahrzeugen mit der erfindungsgemäßen Lösung vorteilhaft sein. Die erfindungsgemäße Lösung kann durch weitere vorteilhafte Ausgestaltungen weiter entwickelt werden, die im Folgenden beschrieben sind. So kann in einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Position der durchfahrenen Weiche ermittelt und dem ermittelten Weichenzustand zugeordnet werden. Dies hat den Vorteil, dass aus der Position die diagnosti^¬ zierte Weiche eindeutig identifiziert werden kann. Dadurch kann beispielsweise Wartungspersonal gezielt zu der Weiche geschickt werden. Die Position kann beispielsweise durch eine bereits im Fahrzeug vorhandene Odometrieeinrichtung oder mit^¬ tels eines Satellitennavigationssystems, wie beispielsweise GPS, erfolgen. Another advantage of the invention is that even with a few suitably equipped vehicles, a far-reaching coverage of the rail network can be achieved, so that sensor data from turnouts can be detected over a wide area. The solution is thus more cost-effective than equipping all relevant turnouts with stationary sensors over a wide area. Frequently-used switches are beneficial ^¬ way legally also examined more often. Even for less traveled routes, the invention is advantageous. Here is a stationary equipment of the switches with sensors and thus a conventional monitoring particularly unprofitable, while already allows a passage with a vehicle according to the invention equipped for all crossed points analysis and turn diagnosis. For very little traveled or long-distance routes, the equipment of inspection vehicles with the inventive solution may be advantageous. The solution according to the invention can be further developed by further advantageous embodiments, which are described below. Thus, in an advantageous embodiment of the method according to the invention, a position of the passed turnout can be determined and assigned to the determined turnout state. This has the advantage that the diagnosed ^tip can be clearly identified from the position. As a result, for example, maintenance personnel can be specifically sent to the switch. The position can be effected by an already present in the vehicle Odometrieeinrichtung or ^¬ means of a satellite navigation system such as GPS.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann es automatisch erkannt werden, wenn das Fahrzeug durch die Weiche fährt. Dies hat den Vorteil, dass keine Bedienereingabe oder ähnliches nötig ist, um das Durchfahren einer Weiche zu er- kennen. Beispielsweise kann eine vorausschauende Kamera mit nachgeordneter Bildverarbeitung eine vor dem Fahrzeug liegende Weiche erkennen. Alternativ oder zusätzliche kann die Weichendurchfahrt auch anhand von charakteristischen Geräuschen, Schwingungen oder Bewegungen detektiert werden. In a further advantageous embodiment, it can be automatically detected when the vehicle drives through the switch. This has the advantage that no operator input or the like is necessary to detect the passage through a turnout. For example, a forward-looking camera with downstream image processing can detect a switch located in front of the vehicle. Alternatively or additionally, the passage through the turnout can also be detected on the basis of characteristic noises, oscillations or movements.

Um den Weichenzustand besonders gut ermitteln zu können, kön^¬ nen Bilder, Schwingungen und/oder Geräusche als für den Weichenzustand repräsentative Daten fahrzeugseitig beim Durch^¬ fahren der Weiche erfasst werden. In order to determine the course condition particularly well, Kings ^¬ nen pictures, vibration and / or noise than the turnout state representative data are recorded on the vehicle side when driving through ^¬ the turnout.

Ferner können der ermittelte Weichenzustand und/oder die er- fassten für den Weichenzustand repräsentativen Daten an wenigstens eine übergeordnete Zentrale übermittelt werden. Dies hat den Vorteil, dass der Weichenzustand von einer Vielzahl der Weichen oder von allen Weichen des Streckennetzes in der Zentrale gespeichert wird und gegebenenfalls nötige Wartungen von dort koordiniert werden. Wenn die repräsentativen Daten an die Zentrale übermittelt werden, kann der Weichenzustand daraus auch in der Zentrale ermittelt werden, um beispiels^¬ weise den fahrzeugseitig ermittelten Weichenzustand zu über^¬ prüfen oder die fahrzeugseitige Arbeit zu reduzieren. Weiterhin können in der Zentrale eine Vielzahl von Weichenzuständen mit dazugehörigen Positionen in wenigstens einem Übersichtsbild graphisch dargestellt werden. Diese visualisierte Dar^¬ stellung der ermittelten Weichenzustände im Streckennetz der eisenbahntechnischen Anlage ermöglicht eine einfachere Infor^¬ mationserfassung für den Benutzer. Ferner können die Daten in der Zentrale der jeweiligen Weiche zugeordnet werden und in ihrer zeitlichen Entwicklung und ihrem Verhalten unter unterschiedlichen Belastungssituationen analysiert werden. Die Analyse kann dabei sowohl manuell als auch automatisiert durch maschinelle, computergestützte Analysesysteme erfolgen. Die fahrzeugseitige Erfassung der Sensordaten beinhaltet da^¬ bei vorteilhafterweise auch die Kenngrößen des Fahrzeuges während der Überfahrt (Geschwindigkeit, Masse, Achslasten, etc.), so dass in der Zentrale mit der Zeit Sensordaten unter unterschiedlichen Belastungssituationen verfügbar werden, welche noch weitreichendere und genauere Schlüsse über den Zustand der Weichen ermöglichen. Durch die Berücksichtigung der zeitlichen Entwicklung sind ferner genauere Prognosen über die zu erwartende Betriebsdauer, in der noch ein fehlerfreier Betrieb zu erwarten ist, möglich. Furthermore, the determined switch state and / or the detected data representative of the switch state can be transmitted to at least one higher-order control center. This has the advantage that the turnout state is stored by a plurality of turnouts or by all turnouts of the route network in the control center and, if necessary, necessary maintenance can be coordinated from there. When the representative data is transmitted to the central office, the switch state may be be determined from this and at headquarters, to be the vehicle side determined switch state to consider ^¬ ^¬ example or to reduce the vehicle-side work. Furthermore, a plurality of switch states with associated positions in at least one overview image can be graphically displayed in the control center. This visualized Dar ^¬ position of the determined course conditions in the route network of technical railway system enables easier Infor ^¬ mationserfassung for the user. Furthermore, the data in the center of the respective turnout can be assigned and analyzed in their temporal evolution and their behavior under different stress situations. The analysis can be done both manually and automatically by machine, computer-aided analysis systems. The vehicle-side recording of the sensor data includes since ^¬ wherein advantageously also the characteristics of the vehicle during the crossing (speed, mass, axle load, etc.) so as to be in the central unit with the time sensor data under different load situations available which still broader and more accurate conclusions allow about the state of the switches. By taking into account the development over time, it is also possible to make more accurate forecasts of the expected service life in which error-free operation is still to be expected.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Auswerteeinrichtung ausgebildet sein, zu ermitteln, wenn eine Weiche von dem Schienenfahrzeug durch^¬ fahren wird. Dies hat den oben bereits beschriebenen Vorteil, dass die Weichendiagnosevorrichtung nicht manuell aktiviert werden muss. Außerdem müssen so die Daten von der Datenerfassungseinrichtung nur erfasst werden, wenn auch wirklich eine Weichendurchfahrt erfolgt oder in Kürze ansteht. Ferner kann die Auswerteeinrichtung zum Zuordnen von Positionsdaten zu einem ermittelten Weichenzustand ausgebildet sein. Dies hat den ebenfalls oben bereits beschriebenen Vor- teil, dass die diagnostizierte Weiche eindeutig anhand der Position identifiziert werden kann. In an advantageous development of the device, the evaluation device can determine be formed when a switch from the rail vehicle will travel through ^¬. This has the advantage already described above that the switch diagnostic device does not have to be manually activated. In addition, so the data from the data acquisition device must be detected only when really a turnout occurs or pending shortly. Furthermore, the evaluation device can be designed to assign position data to a determined switch state. This has the same procedure as described above. part that the diagnosed switch can be clearly identified by position.

Um die für den Weichenzustand repräsentativen Daten erfassen zu können, kann die Datenerfassungseinrichtung wenigstens eine Kamera, einen Schwingungssensor und/oder ein Mikrofon umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Datenerfassungseinrichtung zur Verbindung mit am Fahrzeug bereits standard^¬ mäßig befindlichen Sensoren, insbesondere einer Kamera, einem Schwingungssensor und/oder einem Mikrofon, ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass auch bereits am Fahrzeug vorhande^¬ ne Sensoren für die erfindungsgemäße Weichendiagnose genutzt werden können. Beispielsweise sind an modernen Schienenfahrzeugen Außenkameras oder Schwingungssensoren in den Drehge- stellen bereits vorhanden, die genutzt werden können. Mit einer Kamera kann dabei beispielsweise visuell die mechanische Reaktion der Weiche auf die Belastungssituation während der Weichendurchfahrt für eine anschließende manuelle oder compu^¬ tergestützte Analyse erfasst werden. Ferner können durch Mik- rofone oder Schwingungssensoren an der Achse oder am Drehgestell die für eine Durchfahrt charakteristischen Geräusche oder Schwingungen oder eine eventuelle Abweichung davon erfasst und analysiert werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann die Datenerfassungseinrichtung zum Erfassen von Bilddaten und die Auswerteeinrichtung zur Bildverarbeitung der Bilddaten ausgebildet sein. Mittels Bildverarbeitung können Bilder der Weiche mit Bildern von bekannten Verschleißsituationen oder Män- geln erkannt werden. In order to be able to record the data representative of the switch state, the data acquisition device may comprise at least one camera, a vibration sensor and / or a microphone. Alternatively or additionally, the data acquisition device can for connection to already standard ^¬ moderately on-vehicle sensors, in particular a camera, a vibration sensor and / or a microphone, may be formed. This has the advantage that vorhande already on the vehicle ^¬ ne sensors can be used for the inventive switch diagnosis. For example, external cameras or vibration sensors are already present in the bogies on modern rail vehicles and can be used. With a camera while the mechanical response of the switch to the load situation during the course passage for subsequent manual or compu ^¬-aided analysis can be detected, for example, visually. Furthermore, microphones or vibration sensors on the axle or on the bogie can detect and analyze the noises or vibrations characteristic of a passage or any deviation thereof. In a further advantageous refinement, the data acquisition device can be designed to acquire image data and the evaluation device to process the image data. By means of image processing, images of the switch with images of known wear situations or defects can be detected.

Um den Weichenzustand von einer Vielzahl von Weichen des Streckennetzes zu erfassen, kann die Vorrichtung wenigstens eine Kommunikationseinrichtung aufweisen, die zum Übermitteln des ermittelten Weichenzustands und/oder der erfassten für den Weichenzustand repräsentativen Daten an eine übergeordne^¬ te Zentrale ausgebildet ist. Die Daten können permanent über^¬ mittelt werden, wie beispielsweise über eine vorhandene Korn- munikationsmöglichkeit des Fahrzeugs, wie beispielsweise GSM- R, WLAN oder ähnliches. Alternativ können die Daten auch gesammelt und an bestimmten Punkten, wie beispielsweise einem Bahnhof, an die Zentrale übermittelt werden. In order to detect the soft state of a plurality of switches of the network, the device can comprise at least one communication device that is configured to transmit the determined soft state and / or the data representative of the soft state detected data to a übergeordne ^¬ te center. The data can be ^¬ averages permanent, such as an existing grain communication possibility of the vehicle, such as GSM-R, WLAN or the like. Alternatively, the data may also be collected and transmitted to the central office at certain points, such as a train station.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Schienenfahrzeug, insbe^¬ sondere ein Schienentriebfahrzeug wie eine Lokomotive, zum Fahren auf einer mit Weichen versehenen Fahrstrecke, mit wenigstens einer Sensoreinheit, die zum Ermitteln von Daten während des Überfahrens einer Weiche ausgebildet ist. Für ei^¬ ne verbesserte Weichendiagnose ist das Schienenfahrzeug er^¬ findungsgemäß mit wenigstens einer Vorrichtung zur Weichendi^¬ agnose nach einer der oben genannten Ausführungsformen ausgebildet . The invention further relates to a rail vehicle, in particular ^¬ sondere a rail traction vehicle like a train, for driving on a switch provided with traveling distance, with at least one sensor unit which is designed to determine data while driving over of a switch. For egg ^¬ ne improved switch diagnosis the rail vehicle is according to the invention it ^¬ formed by any of the above embodiments with at least one device for Weichendi ^¬ agnose.

Schließlich betrifft die Erfindung auch eine übergeordnete Zentrale einer eisenbahntechnischen Anlage, mit wenigstens einer Kommunikationseinrichtung, die zum Empfangen eines ermittelten Weichenzustands und/oder von für einen Weichenzu- stand repräsentativer Daten von wenigstens einer Vorrichtung zur Weichendiagnose nach einer der oben genannten Ausführungsformen ausgebildet ist, wobei die Zentrale zum grafi^¬ schen Darstellen von einer Vielzahl von Weichenzuständen ausgebildet ist. Finally, the invention also relates to a higher-level control center of a railway installation, comprising at least one communication device which is designed to receive a detected switch state and / or data representative of a switch state of at least one switch diagnosis device according to one of the above-mentioned embodiments the Center for grafi ^¬ rule displaying is formed from a plurality of switches states.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die eine beige^¬ fügte Zeichnung erläutert. The invention with reference to a beige ^¬ drawing is explained.

Die einzige Figur zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Weichendiagnose. The single FIGURE shows an exemplary embodiment of a rail vehicle according to the invention with a device according to the invention for switch diagnosis.

Die Figur zeigt einen Teil eines beispielhaften Schienenfahrzeugs 1, das hier ein Triebfahrzeug ist. Das Schienenfahrzeug 1 umfasst wenigstens ein Drehgestell 2 mit Rädern 3, die sich auf Schienen 4 bewegen. Der in der Figur dargestellte Schienenabschnitt befindet sich im Bereich einer Weiche 5. Das Drehgestell 2 ist mit einem Wagenkasten 6 des Fahrzeugs 1 verbunden. Weiterhin sind am Schienenfahrzeug 1 mehrere Sen^¬ soren 7 angeordnet. The figure shows a part of an exemplary rail vehicle 1, which is a traction vehicle here. The rail vehicle 1 comprises at least one bogie 2 with wheels 3 which move on rails 4. The rail section shown in the figure is located in the region of a switch 5. The bogie 2 is connected to a car body 6 of the vehicle. 1 connected. Furthermore, several sen ^¬ sensors 7 are arranged on the rail vehicle 1.

Bei der in der Figur dargestellten beispielhaften Ausfüh- rungsform sind diese Sensoren 7 ein in der Nähe einer Achse eines der Räder 3 angebrachter Schwingungssensor 8, ein am Drehgestell 2 angebrachter akustischer Sensor 9, eine unter dem Schienenfahrzeug 1 im Bereich des Drehgestells 2 ange^¬ brachte Kamera 10 und eine am Wagenkasten 6 vor oder hinter dem Drehgestell 2 angebrachter Sensor 11, der beispielsweise auch eine Kamera ist und zur Beobachtung der Weiche 5 vor oder/und nach der Durchfahrt des Schienenfahrzeugs 1 ausge^¬ bildet ist. Der Schwingungssensor 8 kann alternativ auch als ein akustischer Sensor, beispielsweise ein Mikrofon, ausge- bildet sein. Wiederum kann der akustische Sensor 9, der beispielsweise auch ein Mikrofon sein kann, alternativ als ein Schwingungssensor ausgebildet sein. Approximate shape in the illustrated in the figure exemplary execution, these sensors 7, a mounted near an axis of one of the wheels 3 vibration sensor 8, a mounted on the bogie 2 acoustic sensor 9, a is below the rail vehicle 1 in the area of the bogie 2 ^¬ brought Camera 10 and attached to the car body 6 in front of or behind the bogie 2 sensor 11, which is for example a camera and for monitoring the switch 5 before and / or after the passage of the rail vehicle 1 is ^¬ forms. Alternatively, the vibration sensor 8 can also be embodied as an acoustic sensor, for example a microphone. Again, the acoustic sensor 9, which may for example also be a microphone, alternatively be designed as a vibration sensor.

Ferner weist das Schienenfahrzeug 1 eine Datenerfassungsein- richtung 12 und eine Auswerteeinrichtung 13 auf. Die Datenerfassungseinrichtung 12 umfasst die Sensoren 7. Die Datenerfassungseinrichtung 12 ist wiederum mit der Auswerteeinrichtung 13 verbunden. Die Sensoren 7 der Datenerfassungseinrichtung 12 und die Auswerteeinrichtung 13 bilden gemeinsam eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung 14 zur Weichendiagnose aus, deren Funktion im Folgenden beschrieben ist. Furthermore, the rail vehicle 1 has a data acquisition device 12 and an evaluation device 13. The data acquisition device 12 comprises the sensors 7. The data acquisition device 12 is in turn connected to the evaluation device 13. The sensors 7 of the data acquisition device 12 and the evaluation device 13 together form an exemplary embodiment of the device 14 according to the invention for switch diagnostics, whose function is described below.

Beim Fahren des Schienenfahrzeugs 1 durch die Weiche 5 erfas- sen die Sensoren 7 der Datenerfassungseinrichtung 12 verschiedene für einen Zustand der Weiche 5 repräsentative Da^¬ ten, wie beispielsweise Bilddaten, Schwingungen, Geräusche oder Bewegungen. Der Schwingungssensor 8 nimmt beispielsweise Schwingungen auf, die bei der Fahrt durch die Weiche 5 im Be- reich der Räder 3 und deren Achsen (nicht dargestellt) ent^¬ stehen. Der akustische Sensor 9 wiederum ermittelt Geräusche, die beim Durchfahren der Weiche 5 am Drehgestell 2 auftreten. Die Kamera 10, die unter dem Wagenkasten 6 im Bereich des Drehgestells 2 angeordnet ist, kann die Weiche 5 verdeckungsfrei filmen, während die Weiche 5 unter der Belas^¬ tung des Drehgestells 2 durchfahren wird. Der Sensor 11 schließlich, der beispielsweise ebenfalls als eine Kamera ausgebildet ist, kann die Weiche 5 vor oder nach der Durch^¬ fahrt des Drehgestells 2 aufnehmen, wenn keine Belastung der Weiche 5 vorliegt. Die ermittelten Daten des Sensors 11 bie^¬ ten somit eine Vergleichsmöglichkeit zu den Daten der Kamera 10, die die Weiche 5 unter Last filmt. Weiterhin kann der Sensor 11 eine sich nähernde Weiche 5 erkennen und beispiels^¬ weise die Vorrichtung 14 zur Weichendiagnose aktivieren. When driving of the railway vehicle 1 by the switch 5 erfas- sen, the sensors 7 of the 12 different data acquisition device for a state of the switch 5 representative Since ^¬ th, such as image data, vibrations, noises or movements. The vibration sensor 8, for example, absorbs vibrations, which is rich in the drive through the switch 5 in the loading of the wheels 3 and their axes (not shown) are ^¬ ent. The acoustic sensor 9 in turn detects noises that occur when passing through the switch 5 on the bogie 2. The camera 10, which is under the car body 6 in the area of Is arranged bogie 2, the switch 5 can film masking free, while the switch is 5 pass under the Bela ^¬ processing of the bogie. 2 The sensor 11 finally, for example, is likewise designed as a camera, can receive the switch 5 before or after the through ^¬ ride of the bogie 2, when no load of the switch 5 is present. The determined data of the sensor 11 thus offers a ^{possibility of} comparison with the data of the camera 10, which films the switch 5 under load. Further, the sensor 11 may detect an approaching shunt 5 and Example ^¬ the device 14 to activate switch diagnosis example.

Das Schienenfahrzeug 1 umfasst weiterhin eine The rail vehicle 1 further comprises a

Odometrieeinrichtung 15, die jederzeit die Position des Odometry device 15, which at any time the position of the

Schienenfahrzeugs 1 bestimmt und diese an die Auswerteein^¬ richtung 13 übermitteln kann. Die Odometrieeinrichtung 15 ist in an sich bekannter Weise ausgebildet und kann auch einen GPS-Sensor umfassen. In der Auswerteeinrichtung 13 werden die von den Sensoren 7 erfassten und für einen Weichenzustand repräsentativen Daten ausgewertet und dabei ein Weichenzustand der durchfahrenen Weiche 5 ermittelt. Durch die von der Odometrieeinrichtung 15 gelieferten Positionsdaten kann die Auswerteeinrichtung 13 die Position der durchfahrenen Weiche 5 feststellen und ordnet sie dem ermittelten Weichenzustand zu. So ist eindeutig feststellbar, von welcher Weiche einer eisenbahntechnischen Anlage (nicht dar- gestellt) der Zustand ermittelt wurde. Die ermittelten Wei^¬ chenzustände aller Weichen 5, die das Schienenfahrzeug 1 durchfährt auf seiner Fahrt, können in der Auswerteeinrichtung 13 gespeichert werden. Sie werden über eine Kommunikati^¬ onseinrichtung 16 des Fahrzeugs 1 an eine übergeordnete Zent- rale 17 der eisenbahntechnischen Anlage übermittelt. Die Kommunikationsverbindung 18 zwischen der Kommunikationseinrichtung 16 und der übergeordneten Zentrale 17 ist vorteilhafter- weise drahtlos, beispielsweise über GSM-R oder WLAN reali^¬ siert . Rail vehicle 1 determines and this can transmit to the Auswerteein ^¬ direction 13. The odometry device 15 is designed in a manner known per se and may also include a GPS sensor. In the evaluation device 13, the data detected by the sensors 7 and representative of a switch state are evaluated and a switch state of the switch 5 passed through is determined. By means of the position data supplied by the odometry device 15, the evaluation device 13 can determine the position of the switch 5 passed through and assigns it to the determined switch state. It is therefore clearly possible to determine from which point of a railway installation (not shown) the condition was determined. The determined Wei ^¬ Chen states of all switches 5, which passes through the rail vehicle 1 on its journey, can be stored in the evaluation device 13. They are rale a Kommunikati ^¬ onseinrichtung 16 of the vehicle 1 to a superordinate cen- 17 of the railway engineering plant received. The communication connection 18 between the communication device 16 and the higher-order center 17 is advantageously wirelessly, for example via GSM-R or WLAN reali ^¬ Siert.

In der übergeordneten Zentrale 17 werden die von mehreren Schienenfahrzeugen 1 ermittelten Weichenzustände der eisenbahntechnischen Anlage gesammelt und in einem Übersichtsbild grafisch dargestellt. Das Übersichtsbild enthält beispiels^¬ weise eine Karte des Schienennetzes der eisenbahntechnischen Anlage mit sämtlichen Weichen 5. In diese Darstellung kann zu jeder Weiche 5 der ermittelte Weichenzustand dargestellt wer^¬ den. Dies ist für einen Bediener in der Zentrale 17 leicht zu erfassen und es können gezielt nötige Wartungsmaßnahmen an den Weichen 5 koordiniert werden. Dadurch, dass erfindungsgemäß der Zustand der Weiche 5 fahr- zeugseitig ermittelt wird, wird hierbei die Weiche 5 unter Last geprüft. Die Reaktion der Weiche unter Last ist von be^¬ sonderem Interesse, weil unter Last ein Verschleiß oder De^¬ fekt der Weiche 5 besonders gut detektierbar ist. Durch die Sensoren 7 können für die Durchfahrung charakteristische Geräusche und/oder Schwingungen an der Achse der Räder 3 oder am Drehgestell 2 oder eine eventuelle Abweichung davon ermit^¬ telt und analysiert werden. Da die Vorrichtung 14 an einem handelsüblichen Schienenfahrzeug 1 angebracht ist, sind zu- mindest einige der Sensoren 7 bereits standardmäßig vorhanden und können für die erfindungsgemäße Vorrichtung 14 zur Wei^¬ chendiagnose genutzt werden. In the higher-level control center 17, the transition states of the railway installation determined by several rail vehicles 1 are collected and graphically displayed in an overview image. The overview ^image contains example ^¬ example, a map of the rail network of the railway technical system with all turnouts 5. In this representation, the determined turnout condition can be represented to each switch 5 ^¬ who. This is easy to detect for an operator in the control center 17 and it can be specifically coordinated necessary maintenance measures on the points 5. Due to the fact that according to the invention the state of the switch 5 is determined on the vehicle side, in this case the switch 5 is tested under load. The reaction of the switch under load from be ^¬ special interest because under load, wear or de ^¬ fect of the switch 5 is particularly well detectable. By the sensors 7 characteristic noises and / or vibrations to the axle of the wheels on the bogie 3 or 2 or any deviation thereof can be ermit ^¬ telt and analyzed for the Durchfahrung. Since the device 14 is mounted on a commercially available rail vehicle 1, at least some of the sensors 7 are already present as standard and can be used for the device 14 according to the invention for Wei ^¬ chendiagnose.

Alternativ zum oben beschriebenen Verfahren können die ermit- telten Daten selbstverständlich auch unausgewertet an dieOf course, as an alternative to the method described above, the data obtained can also be used unvaluated to the

Zentrale 17 übermittelt werden und erst dort ausgewertet wer^¬ den. Durch eine Erfassung der Positionsdaten zum Zeitpunkt der Datenerfassung können der Weichenzustand und/oder die Daten einer konkreten Weiche 5 zugeordnet werden. Dabei kann es erforderlich sein, zusätzliche Daten, wie beispielsweise Da^¬ ten vom Stellwerk, welche Streckenführung dem Fahrzeug 1 tatsächlich zugeordnet war, oder beispielsweise Differential GPS oder Fahrpläne, wenn beispielsweise keine Stellwerke vorhan- den sind, wie beispielsweise bei Straßenbahnen, zu verwenden, um bei mehreren zur Wahl stehenden Weichen 5 diese genau identifizieren zu können. Die erfindungsgemäße Lösung gestattet die Erfassung von Daten überfahrender Weichen 5 von auf dem Schienenfahrzeug 1 ange^¬ brachten Sensoren 7. Auf diese Weise können bei bereits mit Sensoren ausgestatteten Weichen 5 zusätzliche Informationen über den Zustand der Weiche 5 gewonnen werden. Ferner können erstmalig auch für Weichen 5, welche nicht mit stationärer Sensorik ausgerüstet sind, Daten erfasst und der Weichenzu^¬ stand ermittelt werden. Erfindungsgemäß kann mit geringem Aufwand auch nur mit wenigen erfindungsgemäß ausgerüsteten Schienenfahrzeugen 1 für einen großen Anteil aller Weichen der eisenbahntechnischen Anlage Weichenzustände ermittelt werden. Die so ausgestatteten Schienenfahrzeuge 1 ermitteln die Daten nicht auf Sonderfahrten, sondern während des ganz normalen Fahrbetriebs. Dadurch entstehen keine Kosten für Sonderfahrten . Central 17 are transmitted and evaluated there ^¬ the. By detecting the position data at the time of data acquisition, the switch state and / or the data can be assigned to a specific switch 5. It may be necessary, additional data, such as Da ^¬ th from the signal box, which route was in fact associated with the vehicle 1, or, for example, differential GPS or schedules, for example, if no interlockings existing are to be used, as for example in trams, in order to be able to identify these with a plurality of selectable points 5 exactly. The inventive solution allows for the collection of data on traveling course of 5 on the rail vehicle 1 is brought ^¬ sensors 7. In this way, 5 additional information about the state of the switch can be obtained at five already equipped with sensors turnouts. Further, for the first time also for switches 5 which are not equipped with a stationary sensor, detected data and the Weichenzu ^¬ stand are determined. According to the invention can be determined with little effort even with only a few inventively equipped rail vehicles 1 for a large proportion of all points of the railway technical system switch states. The so-equipped rail vehicles 1 do not determine the data on special trips, but during normal driving. There are no costs for special trips.

Durch die Sensoren 7 im Bereich der Drehgestelle 2 und Räder 3 wird durch den mechanischen Kontakt über Rad und Achse eine Erfassung von bei der Durchfahrung der Weiche 5 verursachten Schwingungen und Geräuschen möglich und es ergibt sich dabei automatisch eine direkte Erfassung von Daten der Weiche 5 in einer Belastungssituation. Durch die fahrzeugseitige Sensorik ist ein guter Einblick in die Weiche 5 während der Überfahrt gewährleistet, was ein Vorteil gegenüber streckenseitiger Sensorik ist. Durch die Ausrüstung unterschiedlicher Fahrzeu- ge und der Berücksichtigung der in Bezug auf die Weichenbe^¬ lastung relevanten Parameter der Schienenfahrzeuge, wie beispielsweise Gewicht, Abstand, Achsanzahl, Achslasten, Radma^¬ terial mit/ohne Reifen, ist eine Auswertung für unterschied^¬ liche Belastungssituationen und damit eine noch genauere Be- urteilung des Weichenzustands möglich. Through the sensors 7 in the bogie 2 and wheels 3 is detected by the mechanical contact on the wheel and axle detection of the passage through the switch 5 vibrations and noise possible and it automatically results in a direct detection of data of the switch 5 in a stress situation. The vehicle-side sensors ensure good visibility into the switch 5 during the passage, which is an advantage over track-side sensors. By equipping different Fahrzeu- ge and the light of the relevant with respect to the Weichenbe ^¬ utilization parameters of the railway vehicles, such as weight, distance, number of axles, axle loads, Radma ^¬ TERIAL with / without tires, is an evaluation of different ^¬ changes in load situations and so that an even more accurate assessment of the switch state is possible.

Durch die automatische Erfassung der Daten durch die erfindungsgemäße Vorrichtung 14 und der Zusammenführung der Daten in der Auswerteeinrichtung 13 kann die Analyse vollautomatisch erfolgen. Die Sensordaten werden sozusagen fusioniert. Durch die Erfindung können korrektive und vorbeugende War^¬ tungsmaßnahmen an den Weichen 5 besser und mit geringeren Auswirkungen auf die Verfügbarkeit der Weichen 5 planbar und durchführbar gemacht werden. By the automatic acquisition of the data by the device 14 according to the invention and the merging of the data in the evaluation device 13, the analysis can be fully automatic. The sensor data will be merged, so to speak. The invention makes corrective and preventive War ^¬ conservation measures can be planned and carried out five better and with less impact on the availability of the switch 5 on the course.

Claims

claims

1. method for switch diagnostics under load,

in which representative of a switch status data, and in particular sensor data, while driving a vehicle (1) by at least one switch (5) detects the vehicle side who ^¬ and wherein it is determined the switch condition of the traversed soft (5) from the collected data ,

2. The method according to claim 1,

d a d u r c h e c e n c i n e s that

a position of the passed switch (5) is determined and assigned to the determined switch state.

3. The method according to claim 1 or 2,

d a d u r c h e c e n c i n e s that

it is automatically detected when the vehicle (1) through the

Switch (5) drives.

4. The method according to any one of the above claims, d a d u r c h e c e n e c e s in that e

Images, vibrations and / or noises as representative of the turnout state data on the vehicle side when passing through the switch (5) are detected.

5. Method according to one of the above-mentioned claims, in which a

the determined switch state and / or the detected data representative of the switch state are transmitted to at least one higher-order control center (17).

6. The method according to claim 2 and 5,

d a d u r c h e c e n c i n e s that

in the central office (17) a plurality of switch states with associated positions are displayed in at least one overview image.

7. device (14) for switch diagnostics under load, with at least one data acquisition device (12), which is designed to detect data representative of a switch state, in particular sensor data, and at least one evaluation device (13), which is designed to determine a divergent state from the acquired data, wherein the device adapted for attachment to a commercial vehicle (1).

8. Device (14) according to claim 7,

d a d u r c h e c e n c i n e s that

the evaluation device (13) is designed to determine when a switch (5) is traversed by the vehicle (1).

9. Device (14) according to claim 7 or 8,

d a d u r c h e c e n c i n e s that

the evaluation device (13) is designed to allocate position data to a determined switch state.

10. Device (14) according to any one of claims 7 to 9,

d a d u r c h e c e n c i n e s that

the data acquisition device (12) comprises at least one camera (10), a vibration sensor (8) and / or a microphone (9).

11. Device (14) according to any one of claims 7 to 10,

d a d u r c h e c e n c i n e s that

the data acquisition device (12) is designed for connection to sensors (7) located on the vehicle (1), in particular a camera (10), a vibration sensor (8) and / or a microphone (9).

12. Device (14) according to any one of claims 7 to 11,

d a d u r c h e c e n c i n e s that

the data acquisition device (12) for capturing image data and the evaluation device (13) are designed for image processing of the image data.

13. Device (14) according to any one of claims 7 to 12,

d a d u r c h e c e n c i n e s that

the device (14) has at least one communication device (16) which is designed to transmit the determined line state and / or the detected data representative of the switch state to a higher-order control center (17).

14. A rail vehicle (1), in particular a railway traction drive ^¬ imaging, provided with switches for driving on a (5) driving range,

with at least one sensor (7), which is designed for determining data during the passing over of a switch (5), with at least one device (14) for switch diagnostics according to one of the above-mentioned claims 7 to 13.

15. Higher-level center (17) of a railway installation,

with at least one communications device (16) which is adapted to receive a detected switch condition and / or representative of a soft state data from at least ei ^¬ ner device (14) to switch diagnosis according to any one of claims 1 to 7, wherein the center to the gra ^¬ phonic representation of a plurality of switch states is formed.