CN101896393B - 车辆部件剩余使用寿命的确定 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于确定在道路网的至少一个规定路段(103)上行驶的车辆、特别是轨道车辆的部件的剩余使用寿命的方法，其中车辆的车辆部件(102.3)在运行中由于车辆与路段(103)之间的相互作用而产生的机械应变按照所述至少一个路段(103)的使用区段被求出，并且车辆部件(102.3)的剩余使用寿命由该使用区段开始处对此车辆部件(102.3)给出的直到当前的使用寿命消耗和对应于该使用区段的车辆部件(102.3)的实际使用寿命消耗求出，并且实际使用寿命消耗借助于收集到的一个路段(103)由该车辆实际使用和对应于所述至少一个路段(103)的实际使用的相对使用寿命消耗求出，其中对于所述至少一个路段(103)并至少按照车辆型号预先求出相对使用寿命消耗。
Description
本发明涉及用于确定在一个道路网的至少一个规定路段上行驶的车辆、特别是轨道车辆的车辆部件剩余使用寿命的方法，其中车辆的一个在行驶中由于车辆与路段之间相互作用而发生机械应变的车辆部件的剩余使用寿命根据该至少一个路段的使用区段被求出。车辆部件的剩余使用寿命由该使用区段开始处对此车辆部件预先给出的直到当前的使用寿命消耗和对应于该使用区段的车辆部件实际使用寿命消耗求出。本发明还涉及用于确定车辆部件剩余使用寿命的相应系统。最后，本发明还涉及一种测量车，它为这类车辆部件的剩余使用寿命确定提供相应的测量值。
车辆的车辆部件，特别是受到动态应变的那类车辆部件，鉴于其抗疲劳强度一般被设计在特定的可预定的使用寿命上。一般一个理论上预期的车辆部件应变与相应的安全性因子相结合以用于该设计。这里理论上预期的应变一般由在车辆行驶中可能出现的不同负载情况下收集的经验值集合导出。
由于在开发车辆时一般没有关于以后实际的车辆负载和由此实际的车辆部件应变的详细资料，通常必须考虑(很少出现的，然而理论上可能出现的)极端负载情况，以避免在真正出现这种极端负载情况时车辆部件提前失效。特别是在车辆部件与安全有关的情况下通常以相应的高安全性因子来工作。用于设计车辆部件的相应规则通常由法律文件(特别是在公共人员和货物运输领域中)或车辆经营商的规范给出。
因此例如对应于轨道车辆的国际规范和负载要求规定了它的强度和安全性要求。就强度而言，在使用寿命期间的车辆应能承受此负载和负载变动而不会损伤。对于行驶的安全性，它是由规定的路轨和 车辆参数来保证的。在所有的考虑中，路轨和车辆之间的相互作用决定了上述保证是否保持其有效性。如果由于保养不善导致的路轨偏差，负载变动和/或负载高度情况发生改变，于是导致在计划的使用使用寿命满期之前在构件中、特别是在旋转支座中可能形成裂纹形式的损伤。裂纹代表着运行风险，从而通常为了继续运行需要进行昂贵的列车车辆部件检查(裂纹检查)，必要时在更换损伤的部件后再继续运行。
在此基础上通常对因承受车辆与行驶路段之间的相互作用而产生动态应变的车辆部件以特定的最大运行能力(例如行驶公里数或类似的)的形式预先给出最大的理论使用寿命。由在某个特定时刻车辆已耗费的行驶能力(例如至今已走过的公里数)，通常将最大行驶能力与已耗费行驶能力之差作为所涉及的车辆部件的剩余使用寿命估计值。
这里问题在于，实际上车辆在其运行时处于不同负载情况下，在一定条件下负载情况明显偏离于设计时所设定的理论负载情况。车辆部件经过其直到当前的使用时间可能处于比设计所设定的应变高得多或低得多的应变下。
从而可能出现这样的情况：车辆部件的实际使用寿命尚未达到(车辆部件完全可以无危险地继续使用)，然而理论使用寿命(例如以最大行驶能力的形式)已经达到了。虽然从安全观点考虑这是不太要紧的，然而从经济观点考虑这对于车辆经营者是不利的。
如果例如达到了理论使用寿命的终点，通常必须更换相关的车辆部件，或者必须检查是否可以延长车辆部件的理论使用寿命。在确定车辆部件剩余使用寿命时，如果它遭受看得见的磨损，通常带来的麻烦相对小；对于没有这种可见磨损的车辆部件，通常要进行成本很高的无损检验。
更为严重的是出现这样的情况：车辆部件在实际行驶中遭受的应变明显高于在设计时所设定的。在这种情况下导致以下可能性：在达到理论使用寿命之前实际使用寿命已结束，即该车辆部件失效。特别是在与安全性有关的、没有简单方法可检测到磨损的车辆部件的情况下，这种情况一定要避免。
对于车辆行驶中实际出现的负载和由此导致的车辆部件的应变的主要影响因素是车辆在其上行驶的行驶路段的状况。例如已由WO00/70148A1及US5579013公开，为了检测这种状况，在车辆上附加安装了加速度传感器和位移传感器，以检测车辆与行驶路段之间的相互作用并得出行驶路段状态的结论。用如此获得的关于行驶路段的数据可以进行有关其使用或维护的符合需要的规划。与确定车辆部件剩余使用寿命相关的解决上面所述问题的途径至今还没有给出。
在US5579013中建议由传感器的测量信号得出关于车辆的某个部件、例如车轮的状态的结论。这里可以检测某些特定部件的损伤，这些损伤对车辆的动力状态有可测量的影响(对所用传感器的测量值有相应的影响)。然而这里不能检测没有这种动力影响的损伤。
本发明的目的在于提供如开始处所述类型的方法、系统和测量车，它们克服了上面所述的缺点，并且特别是可以简单并同时足够精确地确定车辆部件在任意时刻的剩余使用寿命。
本发明由具有以下特征的方法、系统和测量车来解决该任务。
一种用于确定在道路网的至少一个规定路段上行驶的车辆、特别是轨道车辆的部件的剩余使用寿命的方法，其中该车辆的在运行中由于车辆与路段之间的相互作用而产生机械应变的车辆部件的剩余使用寿命按照此至少一个路段的使用区段被求出，并且车辆部件的剩余使用寿命由该使用区段开始处对此车辆部件预先给出的直到当前的使用寿命消耗和对应于此使用区段的车辆部件的实际使用寿命消耗求出，其中，实际使用寿命消耗借助于采集到的所述至少一个路段由该车辆的实际使用和对应于所述至少一个路段的实际使用的相对使用寿命消耗求出，并且对于所述至少一个路段并至少按照车辆型号预先求出相对使用寿命消耗。
一种用于确定在道路网的至少一个规定路段上行驶的车辆、特别是轨道车辆的车辆部件的剩余使用寿命的系统，具有数据处理装置， 该数据处理装置被构造为：确定剩余使用寿命数据，该数据代表对于在运行中由于车辆与路段之间的相互作用而产生机械应变的车辆的车辆部件在至少一个路段的使用区段之后的剩余使用寿命，其中车辆部件的剩余使用寿命数据由存储在数据处理装置中的初始的使用寿命消耗数据和实际的使用寿命消耗数据求出，其中初始的使用寿命消耗数据表示在使用区段开始处对车辆部件给出的直到当前的使用寿命消耗，实际的使用寿命消耗数据表示对应于该使用区段的车辆部件的实际使用寿命消耗，其中，数据处理装置被构造为借助于存储在数据处理装置中的使用数据和相对使用寿命消耗数据求出实际使用寿命消耗，其中使用数据表示事先采集到的所述至少一个路段由该车辆的实际使用，相对使用寿命消耗数据表示对应于所述至少一个路段的实际使用的相对使用寿命消耗，并且对于所述至少一个路段并至少按照车辆型号预先求出相对使用寿命消耗数据。
一种用于所述的系统的测量车、尤其是轨道车辆，具有：底盘，该底盘具有至少两个车轮单元，每个车轮单元包括两个车轮；通过弹簧支撑在两个车轮单元的车轮的车轮轴承上的车辆单元；以及测量装置，其中，用于检测测量车的车辆部件的应变数据的测量装置具有至少四个位移传感器，其中两个车轮单元的每个车轮配置有至少一个位移传感器，该位移传感器与相应车轮和车辆部件之间的弹簧并行连接。
本发明基于以下技术指导：如果将所涉及的车辆部件的实际使用的使用寿命消耗与实际使用路段和由此产生的车辆部件应变相关联，则可以确定车辆部件在任意时刻的剩余使用寿命。通过与使用路段相关联，可以对车辆运行中实际发生的相应车辆部件的应变作出精确的判断并由此得出此实际应用导致的精确的实际使用寿命消耗。
按照本发明的一个方面，实际的使用寿命消耗借助于所采集的至少一个路段由该车辆的实际使用和对应于此至少一个路段实际使用的相对使用寿命消耗求出，其中对于此至少一个路段和至少该车辆型号的相对使用寿命消耗事先被求出。
现已表明，例如通过在车辆自身或在一个或多个适当的对比车辆 上(最好在真实的行驶条件下)在相关路段上行驶情况下进行的测量可以得到可靠的、与相关路段相关联的关于由该路段使用所导致的相应部件的实际应变。由此对于相应的车辆部件可以得出由该路段的使用所导致的实际相对使用寿命消耗(例如每次使用该相关路段的使用寿命消耗)。
同样例如可以完全或部分地以理论的方法求出相对使用寿命消耗，例如借助于相应的仿真计算或类似方法。这尤其是当不仅车辆本身、而且相关路段都存在相应精确的计算机模型的情况下是可行的。
相对使用寿命消耗的确定最好通过应用对车辆部件应变有代表性的测量完成，这些测量在测量车上当至少一次驶过至少一个路段的时候进行，因为通过这种简单的方法可以得到特别可靠的有关相应车辆部件的实际应变的情况。
这里相对使用寿命消耗的确定不一定要用到车辆本身，而是可以用测量车进行。对比车辆也可用于相应的测量，只要在两辆车辆的情况下运行中所出现的负载(以及由此导致的车辆部件应变)之间相应精确的关系是已知的。相对使用寿命消耗的确定最好应用在同一型号的对比车辆上的测量进行，因为这样在实际车辆与对比车辆之间可以有特别简单的关系。
相对使用寿命消耗的确定可以基于所涉及路段的单一检测过程完成(必要时包括多个在相应路段上的测量行驶)。然而在本发明的具有优点的变体方案中，由磨损或其它影响而导致的相应路段随时间变化的状态及由此给出的对相对使用寿命消耗的影响被考虑。根据这种方案，用一个或多个测量车进行最好在时间上连续的测量行驶，以连续地在一个实际状态下得到相对使用寿命消耗。
因此对于剩余使用寿命的确定具有优点的是，相对使用寿命消耗依赖于使用的时间点，并且在确定相对使用寿命消耗时考虑车辆实际使用至少一个路段的部分量的时间点。换句话说，必要时按照用于相应的相对使用寿命消耗的时间分辨率(按照针对相对使用寿命消耗的不同值之间的时间间隔)对每个或多个使用按照它们的时间点分配不 同的相对使用寿命消耗。这里理解为，必要时也可对使用的每一时间点通过内插求出针对相对使用寿命消耗的相应值。
在测量车上的相应测量可以在具有代表性的测量车负载的特定测试行驶的情况下进行，此负载对应于正常运输作业中车辆的典型负载。具有优点的是，前面对于车辆部件应变有代表性的测量已经在正常的(例如按照行驶计划)运输作业中在车辆上进行。这样做的优点是得到特别真实的测量结果。
如前面已经提到的，测量不是必须在应对其车辆部件求出剩余使用寿命的那辆车辆上进行。测量也可以在另一辆车上，特别是也可在另一型号的车辆上进行，然后通过这两辆车的应变之间的已知对应关系来换算。具有优点的是对车辆部件应变的代表性的测量在一辆用作测量车的相同车型的对比车辆上进行，以使得可以特别简单地转换到实际要考察的车辆上。
在本发明所述方法的一个特别有利的变体中，除对于车辆在至今已使用的路段的使用计算相关车辆部件的剩余使用寿命外还附带进行至少一个对照计算，即计算在车辆在另一路段上使用时相关车辆部件的剩余使用寿命。这样就可以通过具有优点的方式对于车辆或其部件的使用使用寿命最佳地规划车辆的使用。
相应地，具有优点的是，对于至少一个路段的相对使用寿命消耗是对于至少一个第一路段的另一相对使用寿命消耗，应用此第一相对使用寿命消耗求出的剩余使用寿命是对于车辆在该至少一个第一路段上继续行驶的第一剩余使用寿命，并且应用对于道路网的至少一个第二路段的第二相对使用寿命消耗对于车辆在该至少一个第二路段上继续行驶时的第二剩余使用寿命进行确定，其中对于该至少一个第二路段并至少按车辆的型号预先求出第二相对使用寿命消耗。这意味着第二相对使用寿命消耗的确定同样可以根据上面所述的方法进行。
剩余使用寿命的确定可以不考虑相对使用寿命消耗将来的发展情况。然而在本发明所述的一个优选的变体中，考虑到了相关路段的相对使用寿命消耗的预期发展情况。例如可以在确定剩余使用寿命时 考虑由于轨道预期的磨损情况恶化而导致的相对使用寿命消耗提高。换句话说，可以有优点地在确定剩余使用寿命时也考虑到相应路段状况的预期发展情况(例如磨损导致的恶化，或者由计划的维修措施导致的改善等)。
因此具有优点的是相对使用寿命消耗与使用时间点有关，并且在确定剩余使用寿命时利用了对相对使用寿命消耗的将来发展情况的预测。对相对使用寿命消耗将来发展情况的预测能够以任意适当的方式进行。具有优点的是，该预测利用相对使用寿命消耗的历史求出，因为由所述历史可以特别简单地得到接近实际的预测。
测量车上的测量装置或传感器原则上以任意适当的方式按照对于相应的被检测车辆部件而言影响车辆部件使用寿命的物理量进行配置。一般应用加速度传感器、位移传感器、声传感器和其它各种可以提供有关车辆上动态负载情况的传感器。相关的传感器可以被安放在车辆中任意适当的位置上(最好在要考察的车辆部件附近)。按照被检测的负载的类型，可能有意义的是在主弹簧后面，例如在底盘框架处测量。特别是可以将相关的传感器安装为尽可能接近车辆与道路之间的接触区域，以尽可能得到车辆与路段之间相互作用的真实情况。
因此具有优点的是，测量车具有多个车轮及其上通过弹簧支撑的部件，并且对于车辆部位应变有代表性的测量通过应用至少一个加速度传感器和/或至少一个声传感器和/或至少一个与车轮与其上支撑的部件之间的弹簧并行连接的位移传感器进行。如果测量车具有一个带有多个车轮和一在车轮轴承上通过主弹簧支撑着的底座框架并且对车辆部件应变的代表性测量通过应用至少两个并行于车轮与度盘框架之间的主弹簧连接的位移传感器进行，则可得到特别好的关于车辆与道路之间相互作用的结果。这里特别有效的是对组合成两个车轮单元(例如单对车轮或车轮组)的至少四个车轮分别配置至少一个对应的位移传感器，因为这样也可通过简单的方法考虑行驶路段的扭转。
要确定其剩余使用寿命的车辆部件原则上可以是任意的由于车辆与行驶路段之间的相互作用而发生应变的车辆部件。优选的是，要 确定其剩余使用寿命的车辆部件是车辆底盘部件，因为与这种底盘部件相关地可以得到特别好的关于剩余使用寿命的结果，并且另一方面这些部件通常是车辆的重要的、与安全性相关的部件。
本发明还涉及用于确定在道路网的至少一个规定路段上行驶的车辆、特别是轨道车辆的车辆部件的剩余使用寿命的系统，其具有数据处理装置，该数据处理装置被设计用来确定剩余使用寿命数据，这些数据表示在行驶中由于车辆与路段之间的相互作用而发生机械应变的车辆部件在至少一个路段的使用距离之后的剩余使用寿命。车辆部件的剩余使用寿命由直至当前的使用寿命消耗数据和实际的使用寿命消耗数据求出，这些数据存储在数据处理装置中，其中直到当前的使用寿命消耗数据表示在使用距离开始处对于车辆部件预先给定的到目前为止的使用寿命消耗，实际使用寿命消耗表示对应于使用距离的车辆部件使用寿命消耗。按照本发明，数据处理装置被构造成借助于使用数据和相对使用寿命消耗数据求出实际使用寿命消耗，这些数据相应存储在数据处理装置中，其中使用数据表示先前检测到的车辆在至少一个路段上的实际使用，相对使用寿命消耗数据表示与该至少一个路段的实际使用相对应的相对使用寿命消耗，并且相对使用寿命消耗数据预先对于至少一个路段以及至少按车辆的型号求出。利用该系统可实现上面已说明的优点和变体，因而可参照上面的实施例。特别是采用本发明所述系统可以实现上面所说明的本发明所述方法。
数据处理装置原则上可以安装在任意位置处。例如可以把数据处理装置设置在一个中心站(例如一个数据中心)，以使得可以在中心站例如对各个车辆的剩余使用寿命进行集中监测和使用规划。然而数据处理装置也可以分散设置，例如也可将数据处理装置设置在相应车辆本身中，从而具有在车辆中可供使用的关于车辆部件剩余使用寿命的相应信息。在此情况下相应的剩余使用寿命可以通过适当的方式传送到相应的中心站，用于进行使用规划或类似工作。
优选的是，本发明所述系统包括至少一个带有可与数据处理装置连接的测量装置的测量车(例如车辆自身和/或一个相应的对比车辆)。 测量装置(为了确定相对使用寿命消耗)被构造为至少在驶过至少一个路段期间在测量车上对车辆部件的应变进行有代表性的测量。
通过测量装置检测到的数据的处理可以完全或部分地在测量装置中完成。最好测量装置被构造为采集反映车辆部件应变的应变数据并将此数据转发到数据处理装置。在这种情况下数据处理装置被构造为利用应变数据求出相应的使用寿命消耗数据。
测量装置原则上能够以任意的适当方式构成。它最好被构造成具有多个层次的分层系统，这些层可通过相应接口相互通信。因此测量装置最好包括至少一个传感器、第一控制装置和第二控制装置，其中至少一个传感器被构造为检测应变数据并将其转发到第一数据装置，第一控制装置被构造为收集、处理应变数据并将其转发到第二控制装置，第二控制装置被构造为收集、进一步处理应变数据并将其转发到数据处理装置。
在测量装置各层之间的通信可通过任意的适当方式实现。优选的是，所述至少一个传感器和第一控制装置通过第一数据总线连接和/或第一控制装置和第二控制装置通过第二数据总线连接，因为通过数据总线(例如CAN总线)的这种连接可特别简单而灵活地设计。特别是这样可以给测量装置附带补充另外的或其它类型的传感器。
与此相关特别有利的是，第一控制装置在空间上被设置在所述至少一个传感器装置附近，因为这样可以大大降低接线开销。
为了在后续的数据处理中保持开销较小，并在设计测量装置时有高度灵活性，第一控制装置最好被设计为将所述至少一个传感器的应变数据变换到一个标准格式，并以该格式转发。
测量装置最好被模块化地结构，从而可以简单地适配于不同的测量任务。为此测量装置最好包括多个传感器并可给出多个不同要检测的应变的数据。第一控制装置被构造成根据要检测的应变数据输出的情况使多个传感器中不同的传感器将由其检测到的应变数据转发。优选的是，至少一个传感器被构造成智能传感器，它已存储相应的定标数据，借助于该定标数据可以将其测量信号变换为相应的归一化测量 数据。
为了能够使一个位置对应于通过测量装置检测到的数据，测量装置最好包括位置检测装置，该位置检测装置被构造为检测测量车在检测相应应变数据时的位置，并将应力数据与一个位置标志联系起来。由此可以由检测到的数据获得关于所行驶的路段的实际状态的详细结果。
此外测量装置最好包括时间检测装置，该时间检测装置被构造为检测采集相应应变数据的时间点并将应变数据与一个时间标志联系起来。由此可通过有利的方式建立测量车状态的历史，特别是路段的历史，它们被用于后续的分析。
本发明还涉及用于本发明系统所述的测量车，特别是轨道车辆，它具有一个带有至少两个车轮单元的底盘，所述车轮单元分别包括两个车轮；测量车还具有一个通过弹簧支撑在两个车轮单元的车轮轴承上的车辆单元和一个测量装置。为了检测测量车的车辆部件应变数据，测量装置具有至少四个位移传感器，其中两个车轮单元的每个车轮被分配至少一个位移传感器，它平行于弹簧连接在相应的车轮与车辆单元之间。这样可以实现上面所述方案及其优点，因而参照前面所述的实施例。
这里车辆单元可以是任意的单元。例如车轮单元可以是单轴底盘，在其上支撑着作为车辆单元的车辆车箱。同样，车辆单元也可以是底盘框架(例如旋转座框架)，它一方面支撑在两个车轮单元上，另一方面支撑着车辆的车箱。
与车辆部件剩余使用寿命的确定无关，采用这种测量车也可以特别精确地检测所行驶的路段的实际状态，并且进行对道路网路段的具有优点的监测以及使用规划或维护规划。
本发明可以针对任意的车辆实现，它符合规则地在道路网的规定路段上行驶。这里它例如是在公共交通中被用在规定线路上的汽车。特别具有优点的是，本发明与轨道车辆相关，因为它通常总是在精确规定的道路网路段上行驶。
本发明其它具有优点的实施例由从属权利要求或下面参照附图所示实施例的说明给出。附图中：
图1是用于确定车辆部件剩余使用寿命的本发明所述系统的一个优选实施方式的一部分的简化侧视图，该系统包括本发明所述测量车的优选实施方式，并且可以采用本发明所述方法实现对车辆部件剩余使用寿命的确定。
下面参照图1描述用于确定车辆部件剩余使用寿命的本发明所述系统101的优选实施方式，它包括本发明所述测量车102的优选实施方式。利用系统101可以有利地实现本发明所述的用于确定车辆部件剩余使用寿命的方法。
作为轨道车辆实现的测量车102在测量行驶期间行驶在道路网的规定路段103上。在该测量行驶中，在测量车102上进行一系列的测量，这些测量可得出关于路段103的实际状态和测量车102的被测车辆部件的应变的结论，这些部件在运行中由于测量车102与路段103之间的相互作用而发生机械应变。
如后面还要说明的那样，如此获得的关于行驶路段状态的数据(所谓轨道输入数据)被用于规划路段103的使用，必要时用于规划该路段的维护。特别是在其超过规定的门限值时所获得的轨道输入数据可超动规定的可预先给出的反应。例如可以根据路段103的状态恶化程度在某些特定位置上设置速度限制。同样，如果超过相应门限值的话，也可根据状态恶化程度采取相应的养护措施。
如同后面还要详细说明的那样，通过在测量车102上的测量获得的有关被测车辆部件的数据按照本发明被用来根据路段103的实际使用得出有关该车辆部件还有的剩余使用寿命的结论。换句话说，所获得的数据可以被用于确定路段103的实际使用与由其导致的实际使用寿命消耗之间的关系，即进一步得出相对于路段103的相对使用寿命消耗。
这个相对使用寿命消耗不仅可以用于测量车102的部件，而且如此得出的相对使用寿命消耗也可用于确定相同型号(与测量车相同型号)的其它车辆的相应车辆部件的剩余使用寿命。此外，如果能得到两个车辆的应变之间的足够精确确定的关系的话，用测量车102获得的数据在某些情况下也可用于得出关于其它型号车辆的相应车辆部件剩余使用寿命的结论。
测量车102具有一个车箱102.1，它被支撑在多个旋转支座102.2形式的底盘上。每个旋转支座102.2包括一个旋转支座框架102.3，它分别通过一个主弹簧102.4支撑在两个车轮单元102.5上。每个车轮单元102.5包括两个立在相对的轨道上的车轮102.6上。车箱102.1通过次级弹簧102.7支撑在旋转支座框架102.3上。
测量车102还具有一个测量装置104，该测量装置具有一系列传感器104.1，104.2，104.3及一系列第一控制单元104.4和一个第二控制单元104.5。与每个第一控制单元104.4连接有一系列传感器104.1，104.2，这些传感器设置在旋转支座框架102.3处。相应的第一控制单元104.4同样也设置在所属的旋转支座框架102.3处(为清楚起见在图1中未示出)，并通过数据总线104.6或104.7(例如所谓的CAN总线)与设置在车箱102.1中的第二控制单元104.5相连接。
该结构具有以下优点：一方面在传感器104.1和104.2与相应的第一控制单元104.4(它们分别安放在旋转支座框架102.3处)之间只需要相对短的电缆连接。另一方面由于各个第一控制单元104.4与第二控制单元104.5之间的总线连接，在旋转支座102.2与车箱102.1之间只需要少量的连接线。
然而在本发明的另一变体方案中，在(相应设计的)传感器与第一控制单元之间可能已经存在一个总线连接。当然也可能没有第一控制单元，其功能(下面还要详细说明)在第二控制单元中实现。
传感器104.1是平行于主弹簧102.4连接在旋转支座框架102.3与相应车轮102.6的车轮轴承之间的位移传感器，它检测车轮轴承与旋转支座框架102.3之间的距离变化，即检测主弹簧102.4的弹跳。每
* 个旋转支座框架102.3有四个这种位移传感器104.1。然而在本发明的其它变体方案中也可以是位移传感器104.1检测相应车轮102.6的车轮轴承与其它支撑在其上的部件(102.1，102.3)之间的距离变化。
传感器104.2是加速度传感器，它在对于所希望的测量而言所需的空间方向上检测作用在旋转支座框架102.3上的加速度。
传感器104.3在当前的例子中是声传感器，它直接与数据总线104.6或104.7连接。这里传感器104.3自身能够将其测量信号转换为相应的标准化测量数据并通过数据总线转发。这种能连接总线的传感器主要用在需要具有较大带宽的数据传输的情况下。
在本发明的另一变体方案中，可以有较少的传感器或者还有任意其它的传感器(例如温度传感器等)，它们与第一控制单元104.2或者数据总线104.6或104.7相连接。测量装置104的传感器的种类和数量在此取决于应参与分析的所需要的测量数据。特别是在本发明的其它变体方案中也可以设计一个单个的带有上面所述传感器的旋转支座。
传感器104.1，104.2被构造成带有存储器的智能传感器，在存储器中存储有用于相应传感器104.1或104.2的定标数据。除了定标数据外，在相应传感器104.1或104.2的存储器中还可存储其它与传感器有关的数据(如校准数据、诊断数据、测试算法等)，这些数据在传感器工作或维护期间可被利用。
第一控制单元104.1从相应传感器104.1或104.2读出定标数据，并应用这些定标数据将相应传感器104.1或104.2的测量信号变换为相应经过标准化和数字化的测量数据。这种模块化结构具有以下优点：测量装置104可简单扩展，并且当更换或增补某些传感器时可适配于所希望的测试算法。
第二控制装置104.5在特定时刻(例如在接通测量装置104或发生任意其它预定事件时)检查(必要时通过第一控制装置104.4进行)测量装置104的实际配置，特别是所有传感器104.1至104.3的状态。这里第二控制装置104.5必要时可执行预定的检测程序和/或配置程 序，测量装置104按照相应的预先规定而被配置。特别是在该配置程序的范围内可确定在实际测量行驶时哪些传感器104.1至104.3的哪些测量数据应被检测。
第二控制装置104.5在路段103上测量行驶时按照适当预先规定的调用协议通过第一控制装置104.4从传感器104.1和104.2或直接从传感器104.3调用所要的测量数据。这具有下述优点：通过适当设计调用协议得到的所有传感器104.1至104.3的测量数据在时间上相互同步。
调用协议可以通过任意适当的方法设计。例如发送一个相应调用消息的时间点被用作参考时间点，可以测量从该时间点直至接收到相应传感器信号的经过时间，从而形成各测量数据之间的时间关系。
第一控制装置104.4接收与它连接的传感器104.1，104.2的相应测量信号，将它们数据化，并将它们与标识信息结合起来，必要时还与相应传感器的其它与传感器有关的数据(例如关于传感器型号、序列号、定标数据等)结合起来。必要时第一控制装置104.4还可进行其它的预处理(例如滤波、纠错等)。类似工作也可由传感器104.3进行，这些传感器的测量数据直接提供给第二控制装置104.5。
如此提供的测量数据在第二控制装置104.5中按照预先规定的协议被处理。另一方面在第二控制装置104.5中进行传感器数据的快速采集及符合预定算法的预处理。对车辆102的安全性和可靠性来说至关重要的关于路段103状态的信息以已知的方式从传感器数据(即车辆反应)中被提取出来，并继续以适当的形式作为路轨输入数据被记录。此外，预处理例如包括事件的生成(维护、告警、错误和状态通知等)，对所测量或由测量值导出的量的计数(例如所谓的雨流矩阵)增量，通过FFT(快速傅立叶变换)由所测得的数据或由此导出的数据等产生频谱。
如此获得的数据通过第二控制装置104.5与用于代表其采集时间点的时间标识和用于表示采集地点的地点标识结合起来。为了获得时间标识，第二控制装置104.5包括一个相应可靠的实时时间源104.8(例 如足够精确的同步时钟或类似设置)。
为了获得地点标识，测量装置104包括一个位置确定装置104.9，它通过另一数据总线104.10(例如另一CAN总线)与第二控制装置104.5相连接。在所示例子中位置确定装置是一个卫星支持的位置确定系统105(例如GPS、伽里略卫星等)的模块104.9。然而可以理解，在本发明的其它变体方案中也可采用任意的其它位置确定方法(例如基于经过特定控制点和车速测量的位置确定)。
在此可以理解，特别是在利用卫星支持的位置确定系统时，通过该系统提供的时间信号在某些情况下也可用作用于获取时间标识的时间源。
如此提供的测量数据首先作为历史数据序列以非易失的方式存储在第二控制装置104.5的存储器104.11中(例如以嵌入式数据库的形式)。其中在第二控制装置中可按照任意预先规定的算法和标准进行后续的分析，其结果也可存储在第二控制装置104.5的存储器104.11中。存储器104.11在此可任意设计。例如它可通过海量存储器(例如基于CF卡)实现。
在上面提到的超过特定边界值(这被视作导致告警的事件)的情况下，相应分开的指示数据组被存储，它足够精确地描述相应事件的特征。特别是这些指示数据组与历史数据序列的相应段联系起来，以在以后能在所记录的事件的现场进行状况分析。换句话说，在这种告警情况下可由所有的或选出的传感器数据产生在所涉及的事件之前或之后可预先规定的时间长度的历史。
存储在存储器104.11中的数据的至少选出的部分通过测量装置104的第一通信模块104.12连续地或在任意可预定的时刻(在发生任意临时性的和/或非临时性的事件时)传送到远程数据中心106，该中心为此具有相应的第二通信模块106.1。
通信的时刻可由任意一方预先规定。特别是通信可以总是在车辆102收集到预定的数据量时建立。但也可以在路段103上的特定位置处进行通信，在这些位置处保证能够建立可靠的通信连接。最好(至 少部分地)以无线方式实现通信。为此第一通信模块104.12被设计成有数据传输能力的移动通信模块(例如GPRS、UMTS等)。然而在其它变体方案中也可选择短距离无线连接(WLAN、蓝牙、IrDA等)，它们例如在测量车102按计划停靠时采用。
车辆102与数据中心106之间的数据交换在本发明的其它变体方案中在车辆102较长时间停留在一个站点的情况下也可通过有线连接(例如LAN等)进行。当然通过存储介质(CF卡等)交换进行数据交换也是可行的。
在传输时数据正确接收的应答由数据中心(与第二通信模块106.1相连接的)处理单元106.2完成。处理单元106.2将从车辆102传输的数据存储到数据中心106的相应存储器106.3(例如数据库系统或类似设置)中。在成功应答后已传输的数据可从测量装置104的存储器104.11中清除。这样不仅避免了数据的多次传输，而且也避免了传输错误导致的数据丢失。
处理单元106.2可根据数据库服务器的类型来设计，它通过通信网107(例如LAN、互联网等)通过相应的鉴权可经由外部计算机108访问。在数据库服务器106.2和/或外部计算机108上可提供相应的分析算法，通过该算法可按照任意的标准分析测量装置104所提供的数据。
这样例如包括路段103的道路网的经营商可以通过这种方式获得关于路段103实际情况的详细信息。测量车102最好是传统的轨道车辆，它被应用在路段103上的正常线路交通中并且只是增加了测量装置104。具有优点的是，每个路段103上至少一个这种结构的测量车102被用在线路运营中。道路网的经营商可用本发明的系统101通过访问数据库服务器106.2持续获得关于其道路网状态的最新信息，并对其道路网的使用规划和维护规划进行优化。
按照与道路网经营商的协议，也可以是数据库服务器106.2在上述(路轨)超过规定边界值的情况下主动通知道路网经营商(例如通过电子邮件或类似方式)。此外最好同时提供已相应准备好的超过边 界值事件的时刻和地点(在路段103上)的信息。
此外利用本发明所述方法可借助于从测量车102的测量数据获得的数据库服务器106.2上的数据采用在数据库服务器106.2和/或外部计算机108上提供的分析算法确定在一个或多个由测量车102检测的路段103上行驶的轨道车辆的车辆部件的剩余使用寿命。
这将在下面借助于一个对于仅在一个路段103上行驶的车辆的例子来说明。然而也可以理解，剩余使用寿命的确定对于在多个路段上行驶的车辆也可用类似的方法进行。
在所述例子中数据库服务器106.2由测量车102的测量数据求出有关路段103的关于由路段103的使用所导致的车辆部件(例如旋转支座框架102.3)的实际应变(它由测量车102与路段103之间的相互作用导致)的数据。由此，数据库服务器106.2对相应车辆部件(例如旋转支座框架102.3)求出由路段103的使用而产生的实际相对使用寿命消耗(例如每次使用相关路段产生的使用寿命消耗)。
数据库服务器106.2首先对测量车102求出相应部件(例如旋转支座框架102.3)的相对使用寿命消耗，并将其作为相对使用寿命消耗数据组存储在存储器106.3中。在数据中心的另一存储器106.4中对于在包括路段103的道路网上行驶的多个车辆型号存储关系数据，这些数据描述测量车102上的车辆部件应变与相应车型的车辆上的相应车辆部件应变之间的对应关系。换句话说，用这些关系数据可以由通过测量车102的测量行驶求出的车辆部件(例如旋转支座框架102.3)的应变得知(近似)于同一时刻驶过此路段的另一车辆的相应车辆部件(例如旋转支座框架)的应变。
在最简单的情况下，测量车102与要对其部件求出剩余使用寿命的车辆有相同的结构，从而可以认为用于测量车102的相应车辆部件的应变与该车辆的相应部件应变相同。
可以理解，根据由测量车102的测量行驶得到的测量数据的可用数量，对于测量车102的相对使用寿命消耗可能只要借助于在某一特定时刻的一些测量行驶来求取。然而具有优点的是，相对使用寿命消 耗作为在多次测量行驶上的适当平均值而求出，以考虑(在日常的线路运营中必然会出现的)测量车102负载的波动。
最好仅当由上面所述的路段103的状态分析(即路轨分析)可看出在各次测量之间路段103的状态中没有出现不容许的过大变化时才进行这种平均值形成。如果在某一后续的测量行驶中确定路段103的状态中一个可预先给定的容许偏差被超过，则一个新的相对使用寿命消耗数据组被数据库服务器106.2存储。
每个如此求出的相对使用寿命消耗数据组与相应时间信息一起被数据库服务器106.2存储在存储器106.3中，该时间信息表示可用的相应相对使用寿命消耗的路段103使用持续时间。
为了确定车辆的某个特定车辆部件的剩余使用寿命，例如通过计算机108等输入到目前为止的使用寿命消耗(对于新的车辆，第一次确定其剩余使用寿命，该值为零)及路段103的相应使用的次数和时刻，并且传送到数据库服务器106.2。借助相应使用的时刻，数据库服务器106.2确定要应用的相对使用寿命消耗数据组并利用它求出相应的路段实际使用导致的实际使用寿命消耗。然后相加得到由所考虑的从前的路段103使用导致的相应车辆部件(例如旋转支座框架)的总的实际使用寿命消耗。
在对相应的路段103使用计算实际的使用寿命消耗时可以应用上面说明的来自存储器106.4的关系数据。然而也可以在确定总的实际使用寿命消耗时才考虑它。
借助于如此求出的总的实际使用寿命消耗和到目前为止的使用寿命消耗，数据库服务器106.2确定相应车辆部件在所考察的路段使用之后在继续在此路段103上使用此车辆的情况下还有的剩余使用寿命。这种对剩余使用寿命的确定可以不考虑相对使用寿命消耗的未来发展情况而进行。然而具有优点的是，考虑路段103相对使用寿命消耗的预计发展情况。例如在确定剩余使用寿命时相对使用寿命消耗的预期增加(由于道路预期的磨损恶化)由数据库服务器106.2加以考虑。换句话说，具有优点的是在确定剩余使用寿命时也考虑相应路段 状态的预期发展情况(例如磨损导致的恶化，或者由计划中的维护措施引起的改善等)。
因此具有优点的是，数据库服务器106.2在确定剩余使用寿命时利用对相对使用寿命消耗的未来发展情况的预测。对相对使用寿命消耗(对此车辆和此路段103)未来发展情况的预测可以通过任意适当的方法实现。具有优点的是，该预测应用存储在存储器106.3中的相对使用寿命消耗的历史和存储在数据中心106的存储器106.5中的相应预测算法求出。
具有优点的是，要考察的车辆的经营商除了计算车辆在至今一直使用的路段103上继续使用时相应车辆部件的(第一)剩余使用寿命外还以类似方法进行至少一个对照计算，此对照计算求出车辆在一个或多个其它路段上使用时相应车辆部件的(第二)剩余使用寿命(对这些路段存在相应的测量数据或相对使用寿命消耗数据)。这样可以有利地根据车辆或其部件的使用使用寿命最佳地规划车辆的使用。
上面只是借助例子说明本发明，在这些例子中剩余使用寿命的计算是在远离要考察的测量车102的数据库服务器中进行的。然而在本发明的其它变体方案中此计算任务也可另外分配给一个或多个其它的实例。特别是剩余使用寿命的计算也可在车辆(特别是测量车102)的一个处理单元中进行，必要时只需向该处理单元提供相应的测量数据。
最后可以理解，本发明可以结合任意的车辆，特别是任意的轨道车辆被应用，这些车辆可以任意应用于短程交通、远程交通、特别是高速交通中。
Claims (52)
1.用于确定在道路网的至少一个规定路段(103)上行驶的车辆的部件的剩余使用寿命的方法，其中
-该车辆的在运行中由于车辆与路段(103)之间的相互作用而产生机械应变的车辆部件(102.3)的剩余使用寿命按照此至少一个路段(103)的使用区段被求出，并且
-车辆部件(102.3)的剩余使用寿命由该使用区段开始处对此车辆部件(102.3)预先给出的直到当前的使用寿命消耗和对应于此使用区段的车辆部件(102.3)的实际使用寿命消耗求出，
其特征在于，
-实际使用寿命消耗借助于采集到的所述至少一个路段(103)由该车辆的实际使用和对应于所述至少一个路段(103)的实际使用的相对使用寿命消耗求出，并且
-对于所述至少一个路段(103)并至少按照车辆型号预先求出相对使用寿命消耗。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆是轨道车辆。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，
-相对使用寿命消耗与使用的时刻有关，并且
-在确定实际使用寿命消耗时分别考虑所述至少一个路段(103)由该车辆实际使用的一部分的相应时刻。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，
-相对使用寿命消耗与使用的时刻有关，并且
-在确定实际使用寿命消耗时分别考虑所述至少一个路段(103)由该车辆实际使用的一部分的相应时刻。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在确定实际使用寿命消耗时分别考虑所述至少一个路段(103)由该车辆实际使用的相应时刻。
6.如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，相对使用寿命消耗应用在测量车(102)上、在驶过所述至少一个路段(103)期间进行的对车辆部件(102.3)的应变有代表性的测量而求出。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，测量车(102)是所述车辆和/或对照车辆。
8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，对车辆部件(102.3)的应变有代表性的测量在正常的交通运行中进行。
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，对车辆部件(102.3)的应变有代表性的测量在一个用作测量车(102)的同一车型的对照车辆上进行。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，
-对于所述至少一个路段(103)的相对使用寿命消耗是对于该至少一个路段(103)的第一相对使用寿命消耗，
-应用第一相对使用寿命消耗求出的剩余使用寿命是对于车辆在该至少一个的第一路段(103)上继续行驶而言的第一剩余使用寿命，并且
-应用对于道路网的至少一个第二路段的第二相对使用寿命消耗求取对于该车辆在所述至少一个第二路段上继续行驶而言的第二剩余使用寿命，
其中
-对于所述至少一个第二路段和至少车辆的型号，预先求出第二相对使用寿命消耗。
11.如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，
-相对使用寿命消耗与使用的时刻有关，并且
-在确定剩余使用寿命时应用对于相对使用寿命消耗的未来发展情况的预测。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，
对于相对使用寿命消耗的未来发展情况的预测应用相对使用寿命消耗的历史求出。
13.如权利要求6所述的方法，其特征在于，
-测量车(102)具有多个车轮(102.6)和通过弹簧(102.4；102.7)支撑在车轮上的部件(102.1，102.3)，以及
-对于车辆部件(102.3)的应变有代表性的测量应用至少一个加速度传感器(104.2)和／或至少一个声传感器(104.3)和／或至少一个与车轮(102.6)和其上支撑着的部件(102.1，102.3)之间的弹簧(102.4)并行连接的位移传感器(104.1)实现。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，
-测量车(102)具有一个底盘(102.2)，该底盘具有多个车轮(102.6)和一个通过主弹簧支撑在车轮(102.6)的车轮轴承上的底盘框架，并且
-对于车辆部件(102.3)的应变有代表性的测量应用至少两个与车轮(102.6)和底盘框架之间的主弹簧并行连接的位移传感器(104.1)实现。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，对于车辆部件(102.3)的应变有代表性的测量应用至少四个与车轮(102.6)和底盘框架之间的主弹簧并行连接的位移传感器(104.1)实现。
16.如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，要确定其剩余使用寿命的车辆部件(102.3)是车辆的底盘部件。
17.一种用于确定在道路网的至少一个规定路段上行驶的车辆的车辆部件的剩余使用寿命的系统，具有数据处理装置(106)，该数据处理装置被构造为：
-确定剩余使用寿命数据，该数据代表对于在运行中由于车辆与路段(103)之间的相互作用而产生机械应变的车辆的车辆部件(102.3)在至少一个路段(103)的使用区段之后的剩余使用寿命，其中
-车辆部件(102.3)的剩余使用寿命数据由存储在数据处理装置(106)中的初始的使用寿命消耗数据和实际的使用寿命消耗数据求出，其中
-初始的使用寿命消耗数据表示在使用区段开始处对车辆部件预先给出的直到当前的使用寿命消耗，实际的使用寿命消耗数据表示对应于该使用区段的车辆部件(102.3)的实际使用寿命消耗，
其特征在于，
-数据处理装置(106)被构造为借助于分别存储在数据处理装置(106)中的使用数据和相对使用寿命消耗数据求出实际使用寿命消耗，其中
-使用数据表示事先采集到的所述至少一个路段(103)由该车辆的实际使用，
-相对使用寿命消耗数据表示对应于所述至少一个路段(103)的实际使用的相对使用寿命消耗，并且
-对于所述至少一个路段(103)并至少车辆型号预先求出相对使用寿命消耗数据。
18.如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述车辆是轨道车辆。
19.如权利要求17所述的系统，其特征在于，
-对于多个使用时刻的相对使用寿命消耗数据分别包括与使用时刻标识相结合的使用寿命消耗数据组，以及
-数据处理装置(106)被构造为在确定实际使用寿命消耗时分别考虑所述至少一个路段(103)由该车辆实际使用的一部分的时刻。
20.如权利要求18所述的系统，其特征在于，
-对于多个使用时刻的相对使用寿命消耗数据分别包括与使用时刻标识相结合的使用寿命消耗数据组，以及
-数据处理装置(106)被构造为在确定实际使用寿命消耗时分别考虑所述至少一个路段(103)由该车辆实际使用的一部分的时刻。
21.如权利要求17或18所述的系统，其特征在于，数据处理装置(106)被构造为在确定实际使用寿命消耗时分别考虑所述至少一个路段(103)由该车辆实际使用的时刻。
22.如权利要求17至20之一所述的系统，其特征在于，
-对于所述至少一个路段的相对使用寿命消耗数据是对至少一个第一路段(103)的第一相对使用寿命消耗数据，
-应用第一相对使用寿命消耗数据求出的剩余使用寿命数据是对于车辆在所述至少一个第一路段(103)上继续行驶而言的第一剩余使用寿命数据，
-数据处理装置(106)被构造为应用已存储的对于道路网的至少一个第二路段的第二相对使用寿命消耗数据求出第二剩余使用寿命数据，该数据表示车辆在所述至少一个第二路段上继续行驶的情况下的剩余使用寿命，其中
-对于所述至少一个第二路段和至少车辆的型号，预先求出第二相对使用寿命消耗。
23.如权利要求17至20中任一项所述的系统，其特征在于，
-相对使用寿命消耗数据与使用的时刻有关，并且
-数据处理装置(106)被构造为在确定剩余使用寿命数据时应用对相对使用寿命消耗的未来发展情况的预测。
24.如权利要求23所述的系统，其特征在于，数据处理装置(106)被构造为对相对使用寿命数据的未来发展情况的预测应用相对使用寿命消耗数据的历史求出。
25.如权利要求17至20中任一项所述的系统，其特征在于，
-测量车(102)，具有能与数据处理装置(106)相连接的测量装置(104)，其中
-用于确定相对使用寿命消耗的测量装置(104)被构造成在测量车(102)上在至少一个驶过所述至少一个路段(103)期间进行对于车辆部件(102.3)的应变有代表性的测量。
26.如权利要求25所述的系统，其特征在于，测量车(102)是所述车辆和／或对照车辆。
27.如权利要求25所述的系统，其特征在于，
-测量装置(104)被构造成检测对于车辆部件(102.3)的应变有代表性的应变数据并将其转发到数据处理装置(106)，并且
-数据处理装置(106)被构造成应用应变数据求出相对使用寿命消耗数据。
28.如权利要求25所述的系统，其特征在于，测量装置(104)被构造成在测量车(102)的正常交通运行中检测应变数据。
29.如权利要求25所述的系统，其特征在于，测量装置(104)被安装在用作测量车(102)的同一车型的对照车辆上。
30.如权利要求25所述的系统，其特征在于，
-测量车(102)具有多个车轮(102.6)和通过弹簧(102.4，102.7)支撑在车轮上的部件(102.1，102.3)，以及
-用于检测应变数据的测量装置(104)具有至少一个加速度传感器(104.2)和／或至少一个声传感器(104.3)和／或至少一个与车轮(102.6)和其上支撑着的部件(102.3)之间的弹簧(102.4)并行连接的位移传感器(104.1)。
31.如权利要求30所述的系统，其特征在于，
-测量车(102)具有一个底盘(102.2)，该底盘具有多个车轮(102.6)和通过一个主弹簧支撑在车轮(102.6)的车轮轴承上的底盘框架，并且
-测量装置(104)包括至少两个与车轮(102.6)和底盘框架之间的主弹簧并行连接的位移传感器(104.1)。
32.如权利要求31所述的系统，其特征在于，测量装置(104)包括至少四个与车轮(102.6)和底盘框架之间的主弹簧并行连接的位移传感器(104.1)。
33.如权利要求25所述的系统，其特征在于，
-测量装置(104)包括至少一个传感器(104.1，104.2，104.3)，第一控制装置(104.4)和第二控制装置(104.5)，其中
-所述至少一个传感器(104.1，104.2，104.3)被构造为用于检测应变数据并将其转发到第一控制装置(104.4)，
-第一控制装置(104.4)被设计为用于收集、预处理应变数据并转发到第二控制装置(104.5)，以及
-第二控制装置(104.5)被设计为用于收集、进一步处理应变数据并转发到数据处理装置(106)。
34.如权利要求33所述的系统，其特征在于，所述至少一个传感器(104.1，104.2，104.3)通过第一数据总线与第一控制装置(104.4)相连接和／或第一控制装置(104.4)通过第二数据总线(104.6，104.7)与第二控制装置(104.5)相连接。
35.如权利要求33或34所述的系统，其特征在于，第一控制装置(104.4)被设置在空间上接近所述至少一个传感器装置(104.1，104.2，104.3)的位置处。
36.如权利要求33或34所述的系统，其特征在于，第一控制装置(104.4)被设计为将所述至少一个传感器(104.1，104.2，104.3)的应变数据变换为标准格式并以该格式转发。
37.如权利要求33或34所述的系统，其特征在于，
-测量装置(104)包括多个传感器(104.1，104.2，104.3)，
-能够预先给出多个不同的要检测的应变数据，并且
-第一控制装置(104.4)被设计为按照要采集的应变数据的预先给出值要求所述多个传感器(104.1，104.2，104.3)中不同传感器(104.1，104.2，104.3)转发其检测的应变数据。
38.如权利要求25所述的系统，其特征在于，
-测量装置(104)包括位置确定装置(104.9)，该位置确定装置被构造为用于检测测量车(102)在检测相应应变数据的时刻的位置，并用于将应变数据与一个位置标识结合起来，和／或
-测量装置(104)包括时间确定装置(104.8)，该时间确定装置被构造为用于检测相应应变数据的检测时刻，并用于将应变数据与一个时间标识结合起来。
39.如权利要求25所述的系统，其特征在于，数据处理装置(106)被构造为由测量装置(104)的测量数据求出表示所述至少一个路段(103)的状态的状态数据。
40.如权利要求25所述的系统，其特征在于，要确定其剩余使用寿命的车辆部件(102.3)是车辆的底盘部件。
41.用于如权利要求17至40中任一项所述的系统的测量车，具有：
-底盘(102.2)，该底盘具有至少两个车轮单元(102.5)，每个车轮单元包括两个车轮(102.6)，
-通过弹簧(102.4)支撑在两个车轮单元的车轮(102.6)的车轮轴承上的车辆单元，以及
-测量装置(104)，
其特征在于，
-用于检测测量车(102)的车辆部件(102.3)的应变数据的测量装置(104)具有至少四个位移传感器(104.1)，其中
-两个车轮单元的每个车轮(102.6)配置有至少一个位移传感器(104.1)，该位移传感器与相应车轮(102.6)和车辆部件(102.3)之间的弹簧(102.4)并行连接。
42.如权利要求41所述的测量车，其特征在于，所述测量车是轨道车辆。
43.如权利要求41所述的测量车，其特征在于，所述车辆单元是底盘框架。
44.如权利要求41至43之一所述的测量车，其特征在于，所述测量装置(104)包括至少一个加速度传感器(104.2)和／或至少一个声传感器(104.3)。
45.如权利要求41所述的测量车，其特征在于，所述测量装置(104)被设计为检测测量车(102)在正常交通运行中的应变数据。
46.如权利要求41至43之一所述的测量车，其特征在于，
-所述测量装置(104)包括第一控制装置(104.4)和第二控制装置(104.5)，并且
-所述测量装置(104)的相应传感器(104.1，104.2，104.3)被设计为用于检测应变数据并将其转发到第一控制装置(104.4)，
-第一控制装置(104.4)被设计为用于收集、预处理应变数据并转发到第二控制装置(104.5)，以及
-第二控制装置(104.5)被设计为用于收集、进一步处理应变数据并转发到数据处理装置(106)。
47.如权利要求46所述的测量车，其特征在于，测量装置(104)的相应传感器(104.1，104.2，104.3)通过第一数据总线与第一控制装置(104.4)相连接和／或第一控制装置(104.4)通过第二数据总线(104.6，104.7)与第二控制装置(104.5)相连接。
48.如权利要求46所述的测量车，其特征在于，第一控制装置(104.4)被设置在空间上接近所述至少一个传感器装置(104.1，104.2，104.3)的位置处。
49.如权利要求46所述的测量车，其特征在于，第一控制装置(104.4)被设计为将所述至少一个传感器(104.1，104.2，104.3)的应变数据变换为标准格式并以该格式转发。
50.如权利要求46所述的测量车，其特征在于，
-能够预先给出多个不同的要检测的应变数据，并且
-第一控制装置(104.4)被构造为按照要采集的应变数据预先给出值要求测量装置(104)的不同传感器(104.1，104.2，104.3)转发其检测的应变数据。
51.如权利要求41至43之一所述的测量车，其特征在于，
-所述测量装置(104)包括位置确定装置(104.9)，该位置确定装置被设计为用于检测测量车(102)在检测相应应变数据的时刻的位置，并用于将应变数据与一个位置标识结合起来，和／或
-所述测量装置(104)包括时间确定装置(104.8)，该时间确定装置被设计为用于检测相应应变数据的检测时刻，并用于将应变数据与一个时间标识结合起来。
52.如权利要求41至43之一所述的测量车，其特征在于，要检测其应变数据的车辆部件(102.3)是测量车(102)的底盘部件。
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|---|---|---|---|---|
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| FR2996192B1 (fr) * | 2012-10-02 | 2015-05-01 | Eurodrive Services And Distrib N V | Procede de determination de l'etat d'usure d'une piece et d'information d'un client |
| US9235820B2 (en) * | 2012-11-01 | 2016-01-12 | Fluor Technologies Corporation | Systems and methods for modifying an operating parameter of a coking system and adding a coke drum |
| US8935020B2 (en) | 2012-11-30 | 2015-01-13 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Back-up and redundancy of modules in locomotive distributed control systems |
| US8954210B2 (en) | 2012-11-30 | 2015-02-10 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Distributed control system for a locomotive |
| US9026282B2 (en) | 2012-11-30 | 2015-05-05 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Two-tiered hierarchically distributed locomotive control system |
| US8868267B2 (en) | 2012-11-30 | 2014-10-21 | Electro-Motive Diesel, Inc. | Remote update in locomotive distributed control systems |
| DE102014201729A1 (de) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | Siemens Aktiengesellschaft | Schienenfahrzeug |
| US10067483B1 (en) * | 2014-08-28 | 2018-09-04 | Apple Inc. | Controlling electrical device based on temperature and voltage |
| AT516487A1 (de) * | 2014-10-16 | 2016-05-15 | Siemens Ag Oesterreich | Zustandsdiagnose von Schienenfahrzeugrädern |
| FR3029488B1 (fr) | 2014-12-04 | 2017-12-29 | Alstom Transp Tech | Systeme de surveillance des conditions d'exploitation d'un train |
| AT516248B1 (de) * | 2014-12-12 | 2016-04-15 | System 7 Railsupport Gmbh | Verfahren zur Kalibrierung einer Vorrichtung zum Vermessen von Gleisen |
| DE102014226910A1 (de) * | 2014-12-23 | 2016-06-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zur Ausführung eines Testvorgangs betreffend ein Schienenfahrzeug |
| DE102015222665A1 (de) * | 2015-11-17 | 2016-12-22 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Ermittlung eines Verschleißzustandes von Schienenrädern eines Schienenfahrzeugs |
| DE102016109497A1 (de) * | 2016-05-24 | 2017-11-30 | Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln des Verschleißzustandes von Komponenten eines Schienenfahrzeugs |
| WO2018133919A1 (en) * | 2017-01-17 | 2018-07-26 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for predicting the life expectancy of a component of an observed vehicle and processing unit |
| BR112019017984A8 (pt) * | 2017-03-03 | 2023-04-11 | New York Air Brake Llc | Sistema de manutenção preditiva de vagões |
| PL3601010T3 (pl) | 2017-05-24 | 2021-11-02 | Siemens Mobility GmbH | Kontrola stanu elementu podlegającego zużyciu |
| US11017305B2 (en) | 2017-06-29 | 2021-05-25 | Hcl Technologies Limited | System for alerting a user before a breakdown of a component present in a vehicle |
| CN107444431B (zh) * | 2017-08-15 | 2023-05-23 | 南京城铁信息技术有限公司 | 一种无缝线路钢轨状态监测系统 |
| DE102017221875A1 (de) * | 2017-12-05 | 2018-11-22 | Bombardier Transportation Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung einer verbrauchten und einer verbleibenden Lebensdauer einer Lagereinrichtung und Schienenfahrzeug |
| FR3077145B1 (fr) * | 2018-01-25 | 2021-06-11 | Thales Sa | Augmentation des performances d'equipements electroniques |
| CN110084454B (zh) * | 2018-01-26 | 2024-09-24 | 罗伯特·博世有限公司 | 在线评估部件使用情况的系统和方法 |
| ES2861726T3 (es) * | 2018-05-25 | 2021-10-06 | Bombardier Transp Gmbh | Bastidor de tren de rodaje para vehículo ferroviario |
| EP3598256B1 (en) * | 2018-07-16 | 2023-11-29 | ABB Schweiz AG | Apparatus for prediction of the residual lifetime of an electrical system |
| CN108760357B (zh) * | 2018-07-23 | 2024-06-21 | 吉林大学 | 一种变轨距转向架承载靴的可靠性检测装置 |
| DE102019121497A1 (de) * | 2019-08-09 | 2021-02-11 | Jungheinrich Aktiengesellschaft | Flurförderzeug und Verfahren zur Überwachung eines Flurförderzeugs |
| US11947881B2 (en) | 2020-06-26 | 2024-04-02 | Loram Technologies, Inc. | Method and system for performing and comparing financial analysis of different rail life scenarios in a rail system |
| IT202100029702A1 (it) * | 2021-11-24 | 2023-05-24 | Faiveley Transport Italia Spa | Sistema per la determinazione di vita rimanente di almeno un componente predisposto per essere installato su un veicolo, e sistema di frenatura |
| JP2023172234A (ja) * | 2022-05-23 | 2023-12-06 | 株式会社日立製作所 | 鉄道車両の状態監視システム |
| AT527531A1 (de) * | 2023-08-17 | 2025-03-15 | Siemens Mobility Austria Gmbh | Verfahren und System zur Diagnose und/oder Überwachung für Schienenfahrzeuge |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10144076A1 (de) * | 2001-09-07 | 2003-03-27 | Daimler Chrysler Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Früherkennung und Vorhersage von Aggregateschädigungen |
| WO2004022406A1 (de) * | 2002-09-05 | 2004-03-18 | Bombardier Transportation Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur zustandsüberwachung von fahrwerken von schienenfahrzeugen |
| KR20040055140A (ko) * | 2002-12-20 | 2004-06-26 | 한국철도기술연구원 | 철도차량 유지보수를 위한 일상 검사시스템 |
| DE10257793A1 (de) * | 2002-12-11 | 2004-07-22 | Daimlerchrysler Ag | Modellbasierter Lebensdauerbeobachter |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5579013A (en) | 1994-05-05 | 1996-11-26 | General Electric Company | Mobile tracking unit capable of detecting defective conditions in railway vehicle wheels and railtracks |
| IT1268122B1 (it) | 1994-10-13 | 1997-02-20 | Fiat Ferroviaria Spa | Sistema e procedimento di rilevamento della posizione e dei moti relativi di veicoli su rotaia rispetto al binario |
| GB9911170D0 (en) | 1999-05-14 | 1999-07-14 | Aea Technology Plc | Track monitoring equipment |
| US7797062B2 (en) * | 2001-08-10 | 2010-09-14 | Rockwell Automation Technologies, Inc. | System and method for dynamic multi-objective optimization of machine selection, integration and utilization |
| DE202005005278U1 (de) * | 2005-04-01 | 2005-05-25 | Db Netz Ag | Vorrichtung zur Überwachung der Radsatzlagertemperatur an Schienenfahrzeugen zur Vermeidung von Heißläufer-Entgleisungen |
-
2007
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-
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10144076A1 (de) * | 2001-09-07 | 2003-03-27 | Daimler Chrysler Ag | Vorrichtung und Verfahren zur Früherkennung und Vorhersage von Aggregateschädigungen |
| WO2004022406A1 (de) * | 2002-09-05 | 2004-03-18 | Bombardier Transportation Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur zustandsüberwachung von fahrwerken von schienenfahrzeugen |
| DE10257793A1 (de) * | 2002-12-11 | 2004-07-22 | Daimlerchrysler Ag | Modellbasierter Lebensdauerbeobachter |
| KR20040055140A (ko) * | 2002-12-20 | 2004-06-26 | 한국철도기술연구원 | 철도차량 유지보수를 위한 일상 검사시스템 |
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