本發(fā)明涉及一種用于軌道車輛的軌道車輛車輪的狀態(tài)診斷的方法。此外，本發(fā)明包括一種配屬的、用于軌道車輛車輪的狀態(tài)診斷的設(shè)備。

眾所周知，隨著時間的推移，軌道車輛車輪受到自然的磨損或者損壞以及損耗，所述磨損或者損壞以及損耗只有在確定的、預(yù)先定義的運行范圍內(nèi)才是可接受的。當(dāng)達(dá)到軌道車輛車輪的這種預(yù)先定義的運行范圍的界限時，則應(yīng)當(dāng)例如根據(jù)dinen15313:2010“鐵路應(yīng)用——處于運行中的輪組——維護(hù)處于安裝或者拆卸狀態(tài)的輪組”為該軌道車輛車輪進(jìn)行保養(yǎng)或者翻新，或者在必要的情況下更換整個軌道車輛車輪。

由于所述軌道車輛車輪的該損壞和損耗在類型和范圍上非常強烈地取決于運行使用，所述進(jìn)行定期檢查是必要的，以便判斷所述軌道車輛車輪是否處于能夠工作的狀態(tài)中。所述檢查部分地和非常高的成本相關(guān)聯(lián)，因此所述檢查僅在緊急情況下或者在預(yù)先規(guī)定的間隔內(nèi)（例如：在預(yù)先規(guī)定的時間間隔內(nèi)，或者在預(yù)先規(guī)定的行駛里程之后）才全面地被執(zhí)行。然而，所述軌道車輛車輪的稀少的檢查導(dǎo)致升高的風(fēng)險，即無計劃的維護(hù)措施必須被執(zhí)行，由此所述軌道車輛的全面能使用性被降低。

通常，在此，所述軌道車輛車輪的行駛里程多以所行駛過的路段的公里數(shù)（長度計量單位）被測量和被判斷，并且較少地以時間單位（例如：運行小時數(shù)）被測量并且被判斷，因為，與靜止的機器相比，所述車輛的運行狀態(tài)變化極大。在此，該所行駛過的路段在實踐中已經(jīng)被證實是更有意義的比較標(biāo)準(zhǔn)。相應(yīng)地，例如在每行駛20000千米后，對車輪輪廓進(jìn)行測定。

此外，在每次檢查后不僅必須確定該軌道車輛車輪是否處于能夠工作的狀態(tài)中，而且必須確定該軌道車輛車輪是否直至下次檢查都保持在能夠工作的狀態(tài)中。然而，這最終是由裝配工基于他的經(jīng)驗和預(yù)估判斷的。因此，太少的檢查可能引起以下問題：在后續(xù)中，額外地不必要的維護(hù)措施必須被執(zhí)行，由此經(jīng)濟(jì)性被降低。在此，車輪維護(hù)費用大多導(dǎo)致用在軌道車輛的行駛機構(gòu)上的總維護(hù)費用中的最大部分。

在此，由于突然變化的運行條件（例如：車輛在行車時刻表改變之后被投入到完全不同的路段上使用），該裝配工的估計能夠被證實為是錯誤的。對此一個突出的例子是通用機車頭，正如它在歐洲大批量地被投入使用。該通用機車頭通常情況下幾乎不表現(xiàn)出輪緣磨耗，并且在兩次翻新之間完成遠(yuǎn)超過200000千米的行駛里程。每行駛100000千米均執(zhí)行該車輪輪廓的測定，即該輪緣磨耗的判斷。然而，在此也有“異常者”出現(xiàn)，就所述“異常者”而言，個別車輛具有特殊使用，使得個別單個車輛由于輪緣磨耗恰好完成了一次約40000千米的間隔，并且因此少于直到第一次測定的翻新的行駛里程的一半。當(dāng)所述輪緣具有驚人地大量材料損壞時并且因此進(jìn)行“特殊測定”時，這種異常者只有在目視檢查時才被發(fā)現(xiàn)。

此外，還存在所謂的“個別事件”，所述“個別事件”也能夠?qū)е峦蝗坏膿p壞。例如，急剎車，其能夠?qū)е虏羵帯Ｈ绻鰝€別事件未被發(fā)現(xiàn)，則由此能夠產(chǎn)生后繼損壞，所述后繼損壞額外地減少所述軌道車輛車輪和其他部件的使用壽命。

背景技術(shù)：

目前，所述軌道車輛的所述檢查是通過目視檢查或者通過測量不同特征值實現(xiàn)的。對于所述特征值的測量能夠使用手動操縱的機械測量系統(tǒng)、手動操縱的光學(xué)測量系統(tǒng)以及自動測量系統(tǒng)，所述自動測量系統(tǒng)被鋪設(shè)在軌道中。在格奧爾格·豪施爾德（georghauschild）和彼得·納曼（peterneumann）的公開文獻(xiàn)《借助argus系統(tǒng)進(jìn)行火車車輪的自動狀態(tài)診斷》（automatischezustandsdiagnosevoneisenbahnr?dernmitdemsystemargus）中給出了這樣的自動測量系統(tǒng)的詳細(xì)概況，該文章刊登在《利比?；瘜W(xué)紀(jì)事》第124卷，2000年第12期，zev+detglas中（zev+detglas，ann.124，nr.12ausdemjahr2000）。

用于擦傷處和不圓度的聲學(xué)測量系統(tǒng)也是能夠考慮的。同樣地，在豎直方向上的動態(tài)力和在軸承處的豎直加速度也能夠作為標(biāo)準(zhǔn)被測量和判斷。一些運行人員也通過與該車輛同行的同事進(jìn)行定期評估，以便觀察通常情況下該車輛如何行為。就這種同行而言，例如擦傷處和不圓度也能夠被識別。

然而，一般而言，許多測量系統(tǒng)具有共同之處，即為了測量該軌道車輛必須駛向預(yù)先規(guī)定的測試場，由此所述軌道車輛車輪能夠在通常預(yù)先定義的間隔中被測定或者被測試。

原則上，針對軌道車輛車輪狀態(tài)診斷，至少光學(xué)系統(tǒng)能夠被使用在軌道車輛中，然而出于資金原因，也出于技術(shù)原因——例如由于光學(xué)系統(tǒng)對污染非常敏感——這至今沒有被實施，特別是由于每個軌道車輛車輪都需要有自己的測量系統(tǒng)。當(dāng)前的用于行駛機構(gòu)診斷的系統(tǒng)至今只直接覆蓋了單個的部分方面，例如車輪直徑的測定/計算，或者間接覆蓋了單個的部分方面，例如在車輪或者擦傷處中空運轉(zhuǎn)時不穩(wěn)定性的測量。

通常，人們僅僅能夠間接地通過聲學(xué)傳感器或者豎直力或者說豎直加速度來識別擦傷處，而就所述車輪直徑而言，需要利用不同的輸入值進(jìn)行計算，以獲得當(dāng)前實際存在的車輪半徑。然而，與擦傷處不同的是，人們因此得到的是以毫米為單位的車輪直徑值。

與此相反，就用于擦傷處探測的方法而言，必須為用于每個測量系統(tǒng)的聲學(xué)信號或者動態(tài)力（kn）或者加速度（m/s²）單獨確定界限，根據(jù)規(guī)范，該擦傷處探測必須通過以毫米為單位的、擦傷處的長度來實現(xiàn)。

然而，在這些方法中只能夠確定所述軌道車輛車輪的實際狀態(tài)。只有借助于到目前為止的測量結(jié)果的外推（該測量結(jié)果基于到目前為止的所述軌道車輛車輪的運行）才可能進(jìn)行預(yù)測。然而，如果所述軌道車輛車輪的運行意外地改變，例如由于該軌道車輛被分配了一個新的路段，則不能夠作出預(yù)測或者最后作出的預(yù)測是錯誤的。

計算模型已經(jīng)被比約恩·奧拉夫·卡普弗（bj?rnolafk?mpfer）在他于2005年在格拉茨技術(shù)大學(xué)發(fā)表的博士論文《軌道車輛車輪的磨損行為的模型》（modelldesverschlei?verhaltensvonschienenfahrzeugr?dern）的框架中開發(fā)出來了，該計算模型至少線下地實現(xiàn)了車輪輪廓的自然磨損的計算，這意味著不是直接在該軌道車輛處進(jìn)行計算，并且因此要么顯著時間延遲地，要么一般在事后進(jìn)行。然而，在此持續(xù)更新地，即在線地，檢測所述軌道車輛車輪的運行狀態(tài)或者該軌道車輛駛過的路段是不可能的，由此會在預(yù)測中造成大的不準(zhǔn)確。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的任務(wù)是，創(chuàng)造一種方法，通過該方法能夠根據(jù)軌道車輛車輪的負(fù)載形式（在此能夠涉及例如列車重量或者出現(xiàn)的牽引力和制動力）做出軌道車輛車輪的接下來待執(zhí)行的保養(yǎng)的可靠預(yù)測。此外，應(yīng)當(dāng)提供一種可能性：在從自上次保養(yǎng)以來的任何時間點，都能夠做出關(guān)于所述軌道車輛車輪狀態(tài)的結(jié)論。

這個任務(wù)通過具有權(quán)利要求1特征的方法予以解決，其方式為在預(yù)先規(guī)定的間隔（例如：時間間隔或者路段-或者說路程間隔）內(nèi)利用至少一個測量系統(tǒng)來獲取所述軌道車輛車輪的負(fù)載形式的至少一個負(fù)載值，并且利用計算模型從該至少一個負(fù)載值中、以及從零測量或者初始損耗值的中間測量中，確定（例如計算）軌道車輛車輪的當(dāng)前損耗值。通過這種方式，能夠獲取絕對的當(dāng)前損耗值，即例如，輪緣厚度或者輪緣高度的當(dāng)前是多大。本發(fā)明并非只限于僅僅給出相對損耗值，即僅大致給出在規(guī)定的負(fù)載下該輪緣厚度或者該輪緣高度變化了多少。

因此，本發(fā)明在于，在不需要駛向自己的測試場的情況下，根據(jù)實際運行或者行駛過的路段進(jìn)行在軌道車輛上的軌道車輛車輪的車輪損壞的計算。也就是說，當(dāng)利用該測量系統(tǒng)進(jìn)行測量時，該軌道車輛處于運行中。該損耗值的該計算能夠借助在軌道車輛上的計算機實現(xiàn)。在此，在一種替代的實施方式中，也是能夠考慮的是：在所述軌道車輛上只進(jìn)行測量，并且原始數(shù)據(jù)（測量數(shù)據(jù)=負(fù)載值）或者“中間數(shù)據(jù)”被傳送至在該軌道車輛之外的靜止的計算機處，該計算機隨后執(zhí)行實際計算。

換言之，本發(fā)明的一個目的是：能夠放棄在一定行駛里程后進(jìn)行的點測量，并且能夠盡可能最佳地利用針對相應(yīng)損壞形式的運行界限。損壞形式的減少或者消除被視為進(jìn)一步的步驟，這涉及例如在車床處的規(guī)劃，或者也可能為車輛調(diào)度員提供關(guān)于他將來應(yīng)當(dāng)如何使用車輛的建議，從而使得車輪盡可能長時間地維持住。

在這種情況下能夠有幫助的是，該軌道車輛的當(dāng)前位置借助在該軌道車輛中的定位-/通信系統(tǒng)被查詢。

人們能夠當(dāng)日實時通過通信系統(tǒng)查詢所述軌道車輛車輪的狀態(tài)或者將該狀態(tài)通知調(diào)度臺。也就是說，人們不僅能夠在該軌道車輛中，還能夠在調(diào)度臺持續(xù)更新地顯示所述軌道車輛車輪的當(dāng)日實時的狀態(tài)，或者人們還能夠?qū)⑺鰷y量值例如借助usb-條、無線電單元和類似設(shè)備傳送至調(diào)度臺。

例如以車輪停止為形式的特殊事件也能夠被檢測到，該車輪停止在該軌道車輛的行駛期間產(chǎn)生，并且導(dǎo)致所述車輪的擦傷處。在此通常涉及在制動時車輪的抱死，然而就軌道車輛而言該抱死被稱為打滑，其中轎車的abs（防抱死系統(tǒng)）在所述軌道車輛中被稱為防滑裝置。在車輪停止時，抱死的車輪在軌道上滑行，并且僅在一個位置處被損耗。加之，出現(xiàn)發(fā)熱的情況，該發(fā)熱一方面能夠造成材料變化（和相應(yīng)的后繼損壞），另一方面也能夠造成鋼的融化。因此，擦傷處的基本前提是：該車輛行駛并且制動力作用在所述車輪上。然而，如果所述車輪在驅(qū)動時打滑，原則上熱損壞也是可能出現(xiàn)的，其中，沒有出現(xiàn)擦傷處，而是僅出現(xiàn)了所述車輪的熱損壞。

通過了解所述軌道車輛車輪的狀態(tài)同樣可能的是，該軌道車輛自主向車間調(diào)度人員申請翻新或者車輪更換。在此，還能夠考慮的是，所述車輛的優(yōu)先表被創(chuàng)建，由此，調(diào)度員被自動告知：調(diào)度員接下來對哪些車輛采取進(jìn)一步的措施。

根據(jù)本發(fā)明的用于軌道車輛車輪狀態(tài)診斷的配屬的設(shè)備包括計算機，其中，該設(shè)備還包括用于測量至少一種負(fù)載形式的至少一個測量系統(tǒng)，并且，該計算機如此構(gòu)造，使得在預(yù)先規(guī)定的間隔內(nèi)，利用至少一個測量系統(tǒng)獲取所述軌道車輛車輪的負(fù)載形式的至少一個負(fù)載值，并且，利用計算模型能夠從該至少一個負(fù)載值中、以及從零測量或者初始損耗值的中間測量中，計算出所述軌道車輛車輪的當(dāng)前損耗值。該計算機例如能夠具有計算機程序產(chǎn)品，該計算機程序產(chǎn)品包括程序，并且能夠利用程序裝置直接被下載至該計算機的存儲器中，以便當(dāng)該程序被計算機執(zhí)行時執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的所有步驟。

在根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式中，該當(dāng)前損耗值被發(fā)送至該軌道車輛之外的磨損數(shù)據(jù)庫。在此，該磨損數(shù)據(jù)庫在必要的情況下不僅包括一輛軌道車輛的當(dāng)前損耗值，還包括整個軌道車輛車隊的損耗值。

這具有下述優(yōu)點：外部位置能夠持續(xù)地訪問或者查詢該損耗數(shù)據(jù)庫，并且如此得到關(guān)于所述軌道車輛車輪的狀態(tài)的信息，由此所述外部位置能夠提前采取對于保養(yǎng)或者更換車輪以及繼續(xù)使用所述軌道車輛的第一準(zhǔn)備措施。在此，在該磨損數(shù)據(jù)庫中的所述損耗值例如能夠被發(fā)送至車間調(diào)度人員或者軌道車輛調(diào)度人員。

因此，基于該計算出的損耗值或者損壞值，能夠為軌道車輛調(diào)度人員提供建議：基于軌道車輛的當(dāng)前運行狀態(tài)，應(yīng)當(dāng)怎樣將該軌道車輛最佳地投入使用，以便能夠?qū)崿F(xiàn)最優(yōu)的翻新間隔。例如，在直線軌道路段應(yīng)當(dāng)預(yù)期到變寬的輪緣厚度，而該輪緣厚度在弧形的軌道路段減小。通過在所述兩種使用區(qū)域之間規(guī)律地交替，該輪緣厚度能夠因此在一定的公差范圍內(nèi)保持恒定，使得最小或者最大范圍限制的達(dá)到——根據(jù)din27200在專業(yè)術(shù)語中也被稱為運行界限——被延遲，并且使得該軌道車輛車輪更長久地被使用。例如，對于車輪直徑大于760毫米的輪緣高度最小運行界限為27.5毫米，在車輪直徑在330毫米至760毫米之間時為32毫米，并且在兩種情況下最大運行界限均為36毫米。這些極限值適用于歐洲標(biāo)準(zhǔn)軌距的鐵路，en15313標(biāo)準(zhǔn)也適用于所述鐵路。具有其他軌距的軌道、歐洲以外地區(qū)（例如：美國或者中國）的標(biāo)準(zhǔn)軌距的鐵路、地鐵、輕軌等能夠適用于其他界限值，其中，根據(jù)本發(fā)明的方法能夠以同樣的方式被使用。

在此，當(dāng)達(dá)到運行界限時或者發(fā)生特殊事件時（例如擦傷處），自動生成的通知降低了人員需求并且由此降低流動成本（通過省去或者減少流動檢查），所述通知被發(fā)送至車間調(diào)度人員或者牽引機車司機。此外，后繼損壞（例如以作為擦傷處后果的深裂紋為形式）能夠被避免。通過自動通知該車間調(diào)度人員，使得所述軌道車輛車輪的最佳使用成為可能，由此，額外地增加了所述車輪的使用壽命。在此需要注意的是，與常規(guī)概念定義相反，所述使用壽命指的不是時間量而是長度量。

在根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式中同樣可能的是，在該磨損數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上分析多個損耗值，其中，所述分析能夠涉及軌道車輛、牽引機車或者完整的軌道車輛車隊。不同車輪之間的比例能夠被計算出來，出現(xiàn)的損失能夠被比較，能夠確定在哪個行駛里程時出現(xiàn)損壞，或者損壞如何進(jìn)展。

能夠設(shè)置的是，在預(yù)先規(guī)定的時間間隔內(nèi)進(jìn)行所述測量和優(yōu)選地進(jìn)行配屬的計算，該時間間隔的范圍為1秒至10秒、優(yōu)選1秒至2秒，其中，優(yōu)選地存在具有實時能力的系統(tǒng)。隨著測量系統(tǒng)逐步地持續(xù)發(fā)展，計算時間進(jìn)一步減少，這是能夠被預(yù)期到的。然而，原則上所述時間間隔不受任何限制，并且，視待研究的負(fù)載而定，能夠是千分之幾秒（以及更少）至幾年。

尤其地，同樣可能的是，在使用路程間隔的情況下，范圍被定位為1米至100000千米，其中，根據(jù)各個負(fù)載形式定義該路程間隔，該負(fù)載形式也是被待駛過的路段預(yù)先規(guī)定的。然而，原則上所述路程間隔不受任何限制，并且，視待研究的負(fù)載而定，能夠是數(shù)毫米至數(shù)千米。

在此，所述待由所述測量系統(tǒng)獲取的負(fù)載形式涉及行駛速度和/或軌道車輛重量和/或外軌超高和/或軌道曲線半徑和/或在軌道車輛車輪和軌道之間的摩擦系數(shù)和/或至少一個牽引-/制動力或者類似參數(shù)。顯然，其他負(fù)載形式也是能夠考慮的，并且能夠與上述負(fù)載形式進(jìn)行組合。

如果計算模型能夠被用于所述各個待考慮的負(fù)載形式（所述計算模型能夠相應(yīng)地快速計算出損耗值），則使用這些計算模型自然是有利的。計算模型的一些例子在開頭就被提到了。

然而，能夠有利于損耗值確定的快速性的是，借助用于確定的負(fù)載形式的、并且在此又用于確定的負(fù)載值的計算模型提前計算以及儲存相應(yīng)的損耗值。在進(jìn)行處于運行中的軌道車輛處的負(fù)載值的測量后，匹配的（=與所述相應(yīng)的負(fù)載值相關(guān)聯(lián)的）損耗值能夠被讀出并且能夠作為實際負(fù)載值被輸出。

用于執(zhí)行該方法的必要的計算模型能夠包括，例如，至少一個具有用于不同負(fù)載形式的損耗值的查找表，所述損耗值分別針對每種負(fù)載形式的多個負(fù)載值，其中，借助該計算模型執(zhí)行下述步驟：

-在預(yù)先規(guī)定的間隔內(nèi)，測量在軌道車輛處至少一種負(fù)載形式的負(fù)載值；

-優(yōu)選在所述預(yù)先規(guī)定的間隔內(nèi)，從該查找表中確定用于所述測量的負(fù)載形式的實際損耗值。

以從查找表中取得的、針對每種負(fù)載形式的損耗值為基礎(chǔ)，能夠獲取當(dāng)前存在的最大損耗值，以及必要的情況下能夠計劃軌道車輛的進(jìn)一步使用。

附加地，在使用查找表的情況下，該計算模型能夠包括下述步驟：

-通過在該查找表的損耗值之間的內(nèi)插來確定該實際損耗值。

由于在該查找表中僅僅能夠儲存有限多個損耗值，所述有限多個損耗值對應(yīng)于有限多個負(fù)載值（或者不同負(fù)載形式的負(fù)載值的組合），所以就負(fù)載值——對于所述負(fù)載值沒有損耗值被儲存——而言，必須將從現(xiàn)有的（例如相鄰的）負(fù)載值和配屬于該負(fù)載值的損耗值中計算出的損耗值作為結(jié)果。對此，替換方案是，能夠為所儲存的負(fù)載值定義范圍（所述范圍無間隙地排列），使得每個落入這個范圍內(nèi)的負(fù)載值等同于所存儲的負(fù)載值，并且將那個損耗值被作為結(jié)果輸出，該損耗值配屬于所存儲的負(fù)載值。

當(dāng)在使用查找表的情況下該計算模型還包括下述步驟時，產(chǎn)生了一種特別簡單的損耗值的計算：

-將該所獲取的損耗值與為每個負(fù)載值組合預(yù)先規(guī)定的頻率因子相乘（尤其是根據(jù)更下面闡釋的運行程序或者根據(jù)更下文闡釋的使用條件）；

-將乘積值求和，得到總損耗值。

這種計算方式對應(yīng)于路徑1：首先，只有涉及路段長度（或者在必要的情況下，涉及時間）的各個運行狀態(tài)（即：負(fù)載值的或者不同負(fù)載形式的確定的負(fù)載值的組合）的頻率被獲取。頻率因子基本上對應(yīng)于各個負(fù)載形式對總負(fù)載的影響，并且，借助該求和，剛好存在于軌道車輛上的損耗值能夠被直接地獲取。

例如：在駛過的100000千米的路段中，以運行狀態(tài)a行駛了20%，以運行狀態(tài)b行駛了15%，等等。于是，基于運行狀態(tài)的百分比或者相對分布，在查找表中針對損壞的損耗值被加權(quán)，并且接著被累加至總結(jié)果，該總結(jié)果被推算到實際總行駛里程中，即100000千米中。

路徑2規(guī)定了該損耗值的另一種計算：假定運行條件在兩次測量之間是恒定的?，F(xiàn)在，人們能夠從所述查找表中為這種運行狀態(tài)找出相應(yīng)的損壞值，并且，將該相應(yīng)的損壞值定標(biāo)至所行進(jìn)的路段上，直至下次測量。然后，人們能夠?qū)⑦@個損壞值累加在預(yù)損壞上，并且在下次測量時重復(fù)該過程。

路徑3是路徑1和路徑2的組合：人們?yōu)橐欢ǖ臅r間段或者路程（例如：一天）確定涉及所駛過的路程的相對頻率。接著，人們計算針對這個路段的損壞并且將該損壞累加至預(yù)損壞之中。于是，當(dāng)人們知道該車輛具有一定的休息時間（例如：夜間的運行停止）時，這第三種變型方案尤其是有吸引力的，在所述休息時間內(nèi)保證了足夠用于復(fù)雜計算的cpu-時間的存在。

在此，三種路徑具有共同點，即起始值必須是外部預(yù)先規(guī)定的。這樣，該輪緣厚度就能夠例如在翻新之后利用不同的值來建立。由于該計算方法一開始僅獲取改變（在這種情況下為輪緣厚度），所以所述起始值是必要的，以便能夠獲取當(dāng)前絕對值——顯然，這能夠自動或者手動進(jìn)行?？蛇x地，下述值能夠被校正：該值是在對所述車輪的運行狀態(tài)進(jìn)行可能的測量時被計算出的。

在此，只有在緩慢進(jìn)行的損壞形式的情況下進(jìn)行累加才是必要。在個別事件中（例如：擦傷處），只進(jìn)行一次危急情況的計算就足夠了。于是開關(guān)基本上從“損壞（例如：擦傷處）不存在”切換至“損壞存在”。

在所述軌道車輛車輪的翻新開始時或者翻新結(jié)束之后，或者在所述軌道車輛車輪更換之后，應(yīng)當(dāng)執(zhí)行所述軌道車輛車輪的初始損耗值的零測量。這樣的零測量必須被該計算模型考慮到，或者，以零測量的測量值為出發(fā)點實施磨損值的后續(xù)的計算。

以同樣的方式也可行的是：該計算模型還包括所述軌道車輛車輪的初始損耗值的中間測量。

在本發(fā)明的另一實施方式中，該計算模型額外地考慮到受時間限制的該軌道車輛的特殊事件。這些特殊事件能夠涉及例如車輪停止，所述車輪停止在行駛期間產(chǎn)生，并且導(dǎo)致在輪周處的擦傷處。

此外，通過所述測量系統(tǒng)獲得的數(shù)據(jù)也能夠部分地供其他應(yīng)用使用。那么，例如可能的是，借助定位系統(tǒng)針對相關(guān)弧形路段進(jìn)行輪緣潤滑，由此潤滑劑消耗量被降低，并且同時輪緣磨損被降低或者被獲取。此外，設(shè)計載荷或者最大允許總重量能夠被驗證。

從持續(xù)的在線測量得出的優(yōu)點是，存在同時來自一個來源的數(shù)據(jù)，使得在任意時間點均已知同時出現(xiàn)哪種行駛速度、哪種曲線半徑和哪種軌道超高。

另一優(yōu)點是，根據(jù)本發(fā)明的方法能夠通過其它計算模型（例如用于車輪的“rcf計算模型”）被擴展，該用于車輪的“rcf計算模型”出自于亞當(dāng)·貝萬（adambevan）：“developmentofthevehicletrackinteractionstrategicmodel:wp1-developmentofthewheelprofiledamagemodel”,rssbt792,stage2ausdem2011。使用其它在未來被開發(fā)出來的計算模型同樣也是可行的。

基于上述實施方式存在下述優(yōu)點：其它常規(guī)的所述軌道車輛車輪的測量和目視檢查能夠被取消，或者僅在受限的范圍內(nèi)被執(zhí)行。在此，通過所述測量系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)也能夠被用于自動分析。

基于目前在一定間隔對所述軌道車輛車輪的逐點檢查，根據(jù)不同的安全規(guī)定的，維護(hù)措施常常在達(dá)到所述允許的界限值之前被提前執(zhí)行。而連續(xù)的診斷能夠相反更好地利用磨損儲備，并且由此延長車輪使用壽命。

此外，通過所述軌道車輛車輪的磨損狀態(tài)的連續(xù)診斷，所述軌道車輛車輪的維護(hù)或者保養(yǎng)是能夠計劃的，從而提高了可用性。

附圖說明

為了進(jìn)一步闡釋本發(fā)明，在說明書接下來的部分中參考了附圖，本發(fā)明其它有利的構(gòu)造方案、細(xì)節(jié)和改型方案能夠從附圖中取得。在此，附圖示出：

圖1用于軌道車輛車輪狀態(tài)診斷的各個方法步驟的理論上的相互作用的示意圖，以及軌道車輛和調(diào)度臺（們）之間的相互作用；以及

圖2六維查找表的原理示意圖。

本發(fā)明的實施方式

在圖1中示意性示出的解決方案的基本構(gòu)思是：直接測量在軌道車輛1處的負(fù)載值，并且由此直接在軌道車輛1處（或者在其它位置處）計算軌道車輛車輪相關(guān)的損耗值，所述損耗值對軌道車輛車輪來說至關(guān)重要，其中，在預(yù)先規(guī)定的間隔內(nèi)，利用至少一個測量系統(tǒng)4獲取軌道車輛車輪的負(fù)載形式的至少一個負(fù)載值，并且利用計算模型7從該至少一個負(fù)載值中計算出所述軌道車輛車輪的當(dāng)前損耗值。配屬的隔涉及時間間隔或者路程間隔。

優(yōu)選地，所計算出的損耗值（磨損值）被傳送至在該軌道車輛1之外的磨損數(shù)據(jù)庫8。

在該磨損數(shù)據(jù)庫8的基礎(chǔ)上，進(jìn)行該當(dāng)前損耗值的分析10，以便判斷所述軌道車輛車輪的狀態(tài)，并且，以便在必要的情況下能夠建立在軌道車輛車輪和它的負(fù)載以及待行駛的軌道路段之間的比較統(tǒng)計，其中，在該磨損數(shù)據(jù)庫8中的損耗值優(yōu)選被發(fā)送至車間調(diào)度人員9或者軌道車輛調(diào)度人員11，其中，在必要的情況下進(jìn)行所述軌道車輛車輪的維護(hù)和保養(yǎng)的自動申請，由此節(jié)省了時間和成本。以同樣的方式能夠自動通知火車司機，以便該火車司機能夠在必要的情況下立即采取措施，例如當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)不可能繼續(xù)運行時。

如果所述損耗值被轉(zhuǎn)送至軌道車輛調(diào)度人員11，則存在一種可能性，即該軌道車輛調(diào)度人員規(guī)劃進(jìn)一步的軌道車輛使用，因為例如在直軌道路段能夠預(yù)期到變寬的輪緣厚度，而該輪緣厚度在弧形軌道路段減小。

在此在圖1中所示的實施例中設(shè)置了數(shù)據(jù)庫2、定位-/通信系統(tǒng)3、測量系統(tǒng)4、用于特殊事件5的存儲器、用于零測量6的存儲器以及在軌道車輛1處的計算模型7。然而，所述磨損數(shù)據(jù)庫8和所述分析10沒有被布置在該軌道車輛上。所述定位-/通信系統(tǒng)3以及該測量系統(tǒng)4必須布置在軌道車輛上。哪些所提到的系統(tǒng)部件被布置在軌道車輛上以及哪些不被布置在軌道車輛上，這種分配對于本發(fā)明的實施并不重要。這樣，例如磨損數(shù)據(jù)庫8和/或分析10也能夠被設(shè)置在該軌道車輛1上。于是，該分析的結(jié)果能夠被輸出至軌道車輛，例如，在顯示器上。同樣可能的是，數(shù)據(jù)庫2和計算模型7被線下地、即不在該軌道車輛1上地設(shè)置。于是，該軌道車輛1僅簡單地測量并且將所述測量數(shù)據(jù)以任意的形式（例如通過無線電）傳送至靜止的計算機處，該計算機支配該數(shù)據(jù)庫2并且執(zhí)行實際計算。然后，所述計算的結(jié)果（也）能夠被傳送至該軌道車輛1。

在任何情況下均借助該方法查詢所述軌道車輛車輪的狀態(tài)，在正常運行期間，該方法被直接或者間接地在該軌道車輛1上持續(xù)執(zhí)行，其中在必要的情況下，軌道車輛1的當(dāng)前位置借助在該軌道車輛1中的定位-/通信系統(tǒng)3被查詢。在此，在必要的情況下，在將發(fā)現(xiàn)的損耗分配給運行條件時，定位-/通信系統(tǒng)3支持根據(jù)本發(fā)明的方法，并且有助于調(diào)度。

在這里，數(shù)據(jù)庫2應(yīng)當(dāng)包含關(guān)于該路段的路線信息，如曲線半徑和外軌超高。然后，連同定位可能的是：相應(yīng)地直接檢測這些量，其中，在一種替代的實施方式中可能的是，通過所謂的慣性平臺或者橫向加速度傳感器直接測量這些量，該橫向加速度傳感器被直接布置在車輛上，使得定位或者通信系統(tǒng)3不是絕對必要的。

通常，行駛速度通過普通的車載電子裝置獲取，其中，在必要的情況下能夠使用不同的替代裝置。這同樣適用于發(fā)動機的驅(qū)動和制動力矩，該驅(qū)動和制動力矩被換算為在車輪和軌道之間的力，其中，在氣動制動的情況下這通過制動缸壓力實現(xiàn)。

每種任意合適的、例如以gps的形式的系統(tǒng)都能夠作為定位系統(tǒng)使用。在列車安全技術(shù)中使用的系統(tǒng)是以例如設(shè)置在軌道中的路標(biāo)（即所謂的應(yīng)答器）為基礎(chǔ)的，該應(yīng)答器將當(dāng)前位置告知車輛。于是，該車輛在兩個應(yīng)答器之間通過駛過的路程自我定位。

在最簡單的情況下，使用普通的移動無線電網(wǎng)絡(luò)以便傳輸數(shù)據(jù)，其中，在必要的情況下能夠使用不同的、例如以usb-條為形式的、替代方案。

然而，在根據(jù)本發(fā)明的方法中基本的是：視在實際運行中出現(xiàn)的負(fù)載而定，不同損壞形式變?yōu)橹匾摹?/p>

這種處理方式有下述優(yōu)點：根據(jù)需要和知識增長，能夠使用、補充或者也能夠更換任意多個損壞模型，使得原則上根據(jù)本發(fā)明的方法是開放的。

在此，滾動接觸疲勞（rcf）的裂紋形成在一定程度上對應(yīng)于自然磨損。在此，通常，焊接是擦傷處的結(jié)果，其中，在所述表中，準(zhǔn)確地說在所述查找表中，所計算出的對于各種運行狀態(tài)在輪-軌-接觸中的溫度被記錄。因為在此涉及重要的偶然事件，一次超過臨界溫度就足以產(chǎn)生損壞，所以必須進(jìn)行記錄：現(xiàn)在存在損壞。

如下，下面的表1示出了簡化了的關(guān)于速度和曲線半徑的二維查找表，對于該速度和該曲線半徑，每單位長度所配屬的、對于這兩種負(fù)載形式的組合的損耗值分別被登記。在此，附加地，配屬的頻率分布p以百分比的形式被記錄在括號中。因此，這對應(yīng)于上面所闡釋的路徑1。

表1：二維查找表。

在此，重要的是，針對一定路段的%值的和一定是100%，其中，在另一路段上的另一運行使用時，自然會出現(xiàn)其它百分比值。

于是，每單位路段長度的總損壞wges由下述公式得出：

由于該總損壞值wges仍然一直是相對于所述路段長度的，所以該總損壞值必須與駛過的總路段相乘，這于是對應(yīng)著損壞的改變，該改變在該總路段上行駛期間出現(xiàn)，其中，隨后零測量的值（以預(yù)損壞或者輸出值的原則）仍然必須被算入該值中。

在上述闡釋的路徑2中，該表和用于損壞的w-值相同。然而，對于任意的測量都要查看處于所述損壞表中的哪一格（例如，r=700m；v=10km/h）。然后，通過相應(yīng)的損壞值（損耗值，在這種情況下，w（r=700m；v=10km/h）=10）以及對于該直到下次測量所駛過的路段，遞增的損壞被獲取，其中，所述預(yù)損壞仍然也被累積。然后，在下次測量時類似地進(jìn)行。

然而，在現(xiàn)實中，查找表不是二維的，而是例如六維的，也就是說，六種負(fù)載形式以及它們的相互影響被考慮到。在此，六維查找表的原理示意圖被在圖2中示出。

在此，視所使用的計算模型而定，因子“w”代表損壞或者損耗值。其它字母是下述的六種影響因子，所述影響因子至少涉及所述待由測量系統(tǒng)4獲取的負(fù)載形式，例如，行駛速度和/或軌道車輛重量和/或外軌超高和/或軌道曲線半徑和/或在軌道車輛車輪和軌道之間的摩擦系數(shù)和/或至少一個牽引-/制動力。在此，隨著對該整個系統(tǒng)要求的提高，其它負(fù)載形式（例如在曲線中的橫向加速度）也能夠被考慮到。

所述頻率因子來源于實際運行并且表明頻率（作為該所駛過的路段的部分），即該頻率如何在所述六個量的組合中出現(xiàn)。在此，產(chǎn)生了六維的表格，在該表格中，替代損壞值地提及了所述頻率因子。

通常情況下，該預(yù)先規(guī)定的時間間隔處于1秒至10秒、優(yōu)選1秒至2秒的范圍內(nèi)，在該時間間隔內(nèi)所述測量和所述計算被執(zhí)行，其中，在必要的情況下存在具有實時能力的系統(tǒng)。在此，應(yīng)當(dāng)考慮到的是，能夠以同樣方式使用的路程間隔包括1米至100000米的范圍，其中，當(dāng)然同樣優(yōu)選地存在具有實時能力的系統(tǒng)。顯然，這些范圍說明取決于配屬于所述方法的設(shè)備的、所使用的測量系統(tǒng)4和所使用的傳送裝置的速度，因此，基于在這些領(lǐng)域中的進(jìn)一步發(fā)展，實時能力也是能夠獲得的。

從理論上來說，當(dāng)然也是可能的是：任意地擴展上述所必需的值，例如輪-軌之間的接觸幾何形狀（所謂的等效錐體）或者軌距。此外，能夠考慮用于天氣數(shù)據(jù)的測量系統(tǒng)，所述天氣數(shù)據(jù)用于獲取在車輪和軌道之間的摩擦系數(shù)。在此，還能考慮測量在車輪和軌道之間的滑移或者滑移速度。

通常，以所述車輪的轉(zhuǎn)速和直徑為基礎(chǔ)的計算被視為最簡單的、用于求取行駛速度的變型方案。然而，當(dāng)牽引-/制動力被傳輸時，則在此自動產(chǎn)生錯誤，因為所述力只有在所述車輪輕微滑動（所謂的滑移或者滑移速度）時才能夠被傳輸。在極端的情況下，這是在制動時的車輪抱死或者在啟動時的車輪打滑。這些錯誤必須在必要時被糾正。通常，也存在非制動的基準(zhǔn)軸，于是，該基準(zhǔn)軸為整個牽引機車提供速度信號。然而，原則上其他速度測量系統(tǒng)，例如以雷達(dá)形式在此也是可能的。

一般地，車輛的空車質(zhì)量是已知的，使得只有有效負(fù)載必須被獲取。在根據(jù)負(fù)載地制動時（例如在貨車中），這個信息也能夠被使用，但是，這通常只對應(yīng)于非常粗略的近似。一些車輛（例如地鐵或地下鐵路）在門上具有自動乘客計數(shù)系統(tǒng)，以便在假定乘客平均重量的情況下也能夠計算負(fù)載。另一種變型方案是，使用空氣彈簧在存在（靜態(tài)）壓力的情況下關(guān)門，由于這個壓力取決于負(fù)載，其中，在兩次開門之間，車輛的負(fù)載狀態(tài)應(yīng)當(dāng)未改變。在最簡單的情況下，運營者關(guān)于乘客總量的經(jīng)驗值被使用，其中，這必定取決于時間段和各個路段，為此不僅需要鐘表還需要定位系統(tǒng)，并且所述負(fù)載值必須也被儲存在該數(shù)據(jù)庫中。在軌道中的測量位置也是能夠考慮的，然后，結(jié)果由所述測量位置傳輸至車輛。

對機車頭來說，例如，有效負(fù)載并不重要，因為駕駛員的質(zhì)量（相對于總重量）通常不顯著地變化。柴油機車頭可能是個特例，在所述柴油機車頭中，柴油的質(zhì)量可能占有可觀的份額。但是，在此能夠使用液面監(jiān)控器。

在根據(jù)本發(fā)明的方法中，原則上有兩種不同的、用于在一定間隔內(nèi)查詢當(dāng)前位置的變型方案能夠被使用：

變型方案1：

車輛具有定位系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫或者路段數(shù)據(jù)庫，在該數(shù)據(jù)庫中存儲了取決于路線走向的、以曲線半徑和超高為形式的路線數(shù)據(jù)。通過利用該路段數(shù)據(jù)庫調(diào)整定位信號，曲線半徑和超高的當(dāng)前值被分別找出。為此，人們需要持續(xù)的定位和必要時多個獨立的定位系統(tǒng)，其中，這個變型方案僅在已知的路段上起作用。

這方面的一種子變型方案是衛(wèi)星定位的使用，其中，該定位信號的進(jìn)程也能夠被用來計算該曲線半徑。在此，必要時也能夠使用自學(xué)習(xí)系統(tǒng)，就該自學(xué)習(xí)系統(tǒng)而言，車輛記錄：該車輛曾經(jīng)在哪些路段上行駛過，和在這些路段上的曲線半徑如何延伸，由此，該車輛創(chuàng)建自己的路段數(shù)據(jù)庫。所述軌道車輛理論上也能夠通過通信系統(tǒng)相互交換這些信息。

變型方案2：

但是也可能的是，例如通過慣性平臺來獲取該曲線半徑。于是，這樣一種慣性平臺被直接安裝在車輛上，并且，人們既不需要定位系統(tǒng)也不需要路段數(shù)據(jù)庫，至少不用于這一目的。當(dāng)已知行駛速度和曲線半徑時，外軌超高因此也能夠通過所謂的橫向加速度計算出來，從而使得還必須額外地測量該車輛處的橫向加速度。這是通過圓形運動的運動方程實現(xiàn)的，其中，該超高應(yīng)當(dāng)補償向心加速度。

根據(jù)本發(fā)明的計算模型7因此包括查找表，該查找表包含用于不同負(fù)載形式的損耗值，其中，借助該計算模型7執(zhí)行下述步驟：

-在預(yù)先規(guī)定的間隔內(nèi)，測量在軌道車輛處的至少一種負(fù)載形式的負(fù)載值；

-優(yōu)選在預(yù)先規(guī)定的間隔內(nèi)從該查找表中確定對于所測量的負(fù)載形式（們）的實際損耗值，。

由于該軌道車輛通常不會精確地以例如在該查找表中列出的速度中的一個速度行駛，所以為了精確地計算在兩個速度值之間的實際損耗值必須進(jìn)行內(nèi)插，當(dāng)前存在的速度處于所述兩個速度值之間。

詳細(xì)地說，應(yīng)當(dāng)在所述負(fù)載形式的值之間內(nèi)插，并且隨后損耗值才根據(jù)速度并且因此同樣地由內(nèi)插中被接著計算出來。然而，優(yōu)選進(jìn)行在一種負(fù)載形式的兩個值之間的分配，其中，存在著一種界限。所有高于界限的都被分配給較大值，并且，所有低于界限的都被分配給較小值。

從查找表中對于各個負(fù)載形式讀出的損耗值能夠在后續(xù)中被如此分析，使得例如最大損耗值被選擇出來，并且在后續(xù)中通過該磨損數(shù)據(jù)庫8告知車間調(diào)度人員9或者軌道車輛調(diào)度人員11。同樣也可能的是，當(dāng)負(fù)載形式的最大損耗值出現(xiàn)時，根據(jù)上面對于輪緣厚度的闡釋，更換軌道路段，并且如此提高了使用壽命。

此外，該計算模型7還能夠包括下述步驟：

-將該所獲取的損耗值與為每種負(fù)載值組合預(yù)先規(guī)定的頻率因子相乘；

-將乘積值求和，得到總損耗值。

借助不同的測試運行，所述頻率因子被預(yù)先獲取，或者所述頻率因子是以經(jīng)驗值或者專業(yè)知識為基礎(chǔ)的。詳細(xì)地說，這些頻率因子對應(yīng)于所謂的影響因子，更確切地說，哪些負(fù)載形式具有作用于損耗值或者損壞值的哪些影響。換言之，頻率分布應(yīng)當(dāng)反映實際運行。

為了能夠有效地計算所述損耗值或者損壞值，必須在開始時執(zhí)行零測量6，在此，軌道車輛車輪的初始損耗程度、例如在翻新后的初始損耗程度被測量，并且隨后被告知計算模型7。在此，以同樣的方式，根據(jù)發(fā)明的方法也能夠包括軌道車輛車輪的損耗值的中間測量。

選擇性地，在此當(dāng)然也可能的是，通過額外的測量校正計算出的值，并且以新的零測量進(jìn)行替代。

在另一個根據(jù)本發(fā)明的實施形式中，可能的是：所述計算模型7額外地考慮該軌道車輛1的在時間上受限的特殊事件5，這些特殊事件5涉及例如車輪停止，所述車輪停止在行駛期間出現(xiàn)，并且導(dǎo)致在該軌道車輛車輪圓周側(cè)的擦傷處。

為了執(zhí)行上面描述的、以主要特征在圖1中示出的方法步驟，一種用于軌道車輛車輪狀態(tài)診斷的設(shè)備是必需的。該設(shè)備包括計算機以及必要時包括速度測量系統(tǒng)。此外，該設(shè)備包括至少一個測量系統(tǒng)4，該測量系統(tǒng)用于測量至少另一種負(fù)載形式。

在圖1中能夠看出，所述至少一個測量系統(tǒng)4、定位-/通信系統(tǒng)3的全部信息以及關(guān)于最初的零測量6的信息并且必要時關(guān)于出現(xiàn)的特殊事件5的信息都可供計算模型7使用，以便直接在軌道車輛1的運行期間計算在軌道車輛車輪處的損耗值。

附圖標(biāo)記列表：

1軌道車輛

2數(shù)據(jù)庫

3定位-/通信系統(tǒng)

4測量系統(tǒng)

5特殊事件

6零測量

7計算模型

8磨損數(shù)據(jù)庫

9車間調(diào)度人員

10分析

11軌道車輛調(diào)度人員