АКУСТИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ХОДОВОЙ ЧАСТИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ВАГОНА И ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ

1. Способ мониторинга железнодорожных вагонов, содержащий этапы, на которых:
- предоставляют множество устройств акустического мониторинга железнодорожных вагонов, при этом каждое устройство акустического мониторинга железнодорожных вагонов содержит: микрофон, при этом микрофон сконфигурирован для формирования акустического сигнала на основе своей акустической среды, процессор, функционально соединенный с микрофоном и сконфигурированный для приема акустического сигнала, источник питания, электрически соединенный с процессором, и беспроводное передающее устройство, функционально соединенное с процессором, при этом беспроводное передающее устройство сконфигурировано для передачи части акустического сигнала;
- устанавливают каждое устройство акустического мониторинга железнодорожных вагонов рядом с ходовой частью железнодорожных вагонов;
- передают данные от каждого устройства акустического мониторинга, соответствующего акустическому сигналу, через беспроводное передающее устройство; и
- принимают данные с помощью системы беспроводного приемного устройства.
2. Способ по п.1, в котором данные представляют собой сигнал оповещения, соответствующий акустической сигнатуре, ассоциированной с неисправностью ходовой части.
3. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов, содержащая:
- ходовую часть железнодорожных вагонов;
- микрофон, размещенный рядом с ходовой частью железнодорожных вагонов, при этом микрофон сконфигурирован для формирования акустического сигнала, ассоциированного с ходовой частью;
- процессор, функционально соединенный с микрофоном и сконфигурированный для приема акустического сигнала, при этом процессор функционально соединен с запоминающим устройством, причем запоминающее устройство сконфигурировано для сохранения, по меньшей мере, части акустического сигнала;
- источник питания, электрически соединенный с процессором; и
- беспроводное передающее устройство, функционально соединенное с процессором, при этом беспроводное передающее устройство сконфигурировано для передачи части акустического сигнала.
4. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов для мониторинга железнодорожного вагона, когда он движется, содержащая:
- ходовую часть железнодорожных вагонов;
- микрофон, размещенный рядом с ходовой частью железнодорожных вагонов, при этом микрофон сконфигурирован для формирования акустического сигнала на основе движения ходовой части;
- процессор, функционально соединенный с микрофоном и сконфигурированный для приема акустического сигнала;
- запоминающее устройство, функционально соединенное с процессором, при этом запоминающее устройство сконфигурировано для сохранения одной или более акустических сигнатур, ассоциированных с неисправностями ходовой части, в запоминающем устройстве;
- источник питания, электрически соединенный с процессором, при этом процессор сконфигурирован для определения, имеется или нет состояние неисправности, на основе сравнения акустического сигнала с одной или более акустических сигнатур; и
- передающее устройство, функционально соединенное с процессором, при этом передающее устройство сконфигурировано для передачи сигнала оповещения неисправности на основе определенного состояния неисправности.
5. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.4, дополнительно содержащая дополнительный датчик, являющийся акселерометром, функционально соединенным с процессором, при этом акселерометр сконфигурирован для передачи измерительного сигнала акселерометра в процессор.
6. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.4, дополнительно содержащая дополнительный датчик, являющийся датчиком скорости, при этом датчик скорости размещен рядом с вращающимся компонентом ходовой части и функционально соединен с процессором, причем акселерометр сконфигурирован для передачи измерительного сигнала скорости в процессор.
7. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.5, в которой процессор сконфигурирован для передачи сигнала оповещения о столкновении в передающее устройство при приеме измерительного сигнала акселерометра, который превышает заранее определенное максимальное ограничение.
8. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.6, в которой процессор сконфигурирован для передачи сигнала оповещения о столкновении в передающее устройство при приеме измерительного сигнала акселерометра, который превышает заранее определенное максимальное ограничение, при этом заранее определенное максимальное ограничение варьируется с измерительным сигналом скорости.
9. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.4, дополнительно содержащая тактовый генератор, функционально соединенный с процессором, при этом тактовый генератор сконфигурирован для формирования сигнала точного времени, и при этом процессор сконфигурирован для сохранения выборки акустического сигнала и ассоциированной временной метки в запоминающем устройстве.
10. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.4, дополнительно содержащая глобальную систему определения местоположения, сконфигурирован для передачи данных о местоположении в процессор.
11. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.10, в которой глобальная система определения местоположения сконфигурирована для передачи сигнала точного времени в процессор, при этом процессор сконфигурирован для сохранения выборки акустического сигнала и ассоциированной временной метки в запоминающем устройстве.
12. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.11, дополнительно содержащая антенну, при этом передающее устройство представляет собой беспроводное передающее устройство, функционально соединенное с антенной, при этом беспроводное передающее устройство сконфигурировано для передачи выборки и ассоциированной временной метки.
13. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.11, в которой процессор сконфигурирован для сохранения данных о местоположении в запоминающем устройстве, при этом передающее устройство сконфигурировано для передачи данных о местоположении.
14. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.4, в которой передающее устройство сконфигурировано для передачи уникального идентификационного кода с любыми передаваемыми данными, причем уникальный идентификационный код ассоциирован с устройством акустического мониторинга железнодорожных вагонов.
15. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.11, дополнительно содержащая акселерометр, функционально соединенный с процессором, при этом акселерометр сконфигурирован для передачи измерительного сигнала акселерометра в процессор, в которой передающее устройство представляет собой беспроводное передающее устройство.
16. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.11, в которой процессор сконфигурирован для сохранения данных скорости, определенных из данных о местоположении, в запоминающем устройстве, при этом запоминающее устройство представляет собой энергонезависимое запоминающее устройство.
17. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.5, в которой микрофон представляет собой цифровой микрофон, функционально соединенный с цифровым интерфейсом, который функционально соединен с процессором.
18. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.17, в которой процессор содержит микропроцессор и процессор цифровых сигналов для анализа акустического сигнала и сравнения акустического сигнала с одной или более из акустических сигнатур.
19. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.5, в которой микрофон представляет собой аналоговый микрофон, функционально соединенный со схемой регулирования, при этом схема регулирования сконфигурирована для передачи сдвига, предварительного усиления, формирования, фильтрования, срезания амплитуды, срезания частоты или применения пороговой функции к акустическому сигналу, и при этом схема регулирования функционально соединена с аналого-цифровым преобразователем, который дополнительно функционально соединен с процессором.
20. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.5, в которой микрофон представляет собой аналоговый микрофон, функционально соединенный со схемой регулирования, при этом схема регулирования сконфигурирована для сдвигания, предварительного усиления, формирования, фильтрования, срезания или применения пороговой функции к акустическому сигналу, и при этом схема регулирования функционально соединена с аналого-цифровым преобразователем, который дополнительно функционально соединен с программируемым цифровым фильтром, который дополнительно функционально соединен с процессором.
21. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.15, в которой беспроводное передающее устройство использует протокол связи, причем протокол связи представляет собой WAP, CDMA, TDMA, GSM, SMS, MMS или любую их комбинацию.
22. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.9, в которой процессор сконфигурирован для передачи в широковещательном режиме акустического сигнала через беспроводное передающее устройство после наступления инициирующего события.
23. Система акустического мониторинга железнодорожных вагонов по п.4, в которой источник питания представляет собой аккумулятор, перезаряжаемый аккумулятор, панель солнечных батарей, электрический генератор, соединенный с вращающимся компонентом ходовой части железнодорожных вагонов, или любую их комбинацию, при этом процессор сконфигурирован для сохранения мощности посредством перехода в режим пониженного энергопотребления и активации при приеме управляющего сигнала пробуждения.
24. Сеть устройств акустического мониторинга для акустического мониторинга железнодорожных вагонов, содержащая:
- множество железнодорожных вагонов, причем каждый железнодорожный вагон имеет, по меньшей мере, одну ходовую часть;
- множество устройств акустического мониторинга, причем каждое устройство акустического мониторинга расположено рядом, по меньшей мере, с одной ходовой частью каждого железнодорожного вагона, при этом каждое устройство акустического мониторинга содержит:
- микрофон, сконфигурированный для формирования акустического сигнала работы ходовой части;
- процессор, функционально соединенный с микрофоном и сконфигурированный для приема акустического сигнала;
- источник питания, электрически соединенный с процессором; и
- беспроводное передающее устройство, функционально соединенное с процессором, при этом беспроводное передающее устройство сконфигурировано для передачи части акустического сигнала.
25. Сеть устройств акустического мониторинга по п.24, дополнительно содержащая систему беспроводного приемного устройства на борту одного из железнодорожных вагонов для приема части акустического сигнала от беспроводного передающего устройства каждого устройства акустического мониторинга.
26. Сеть устройств акустического мониторинга по п.25, в которой система беспроводного приемного устройства дополнительно содержит запоминающее устройство, при этом система беспроводного приемного устройства дополнительно сконфигурирована для сохранения данных в запоминающем устройстве, причем данные содержат часть акустического сигнала от беспроводного передающего устройства каждого устройства акустического мониторинга.
27. Сеть устройств акустического мониторинга по п.25, в которой система беспроводного приемного устройства дополнительно сконфигурирована для передачи данных, причем данные содержат часть акустического сигнала от беспроводного передающего устройства каждого устройства акустического мониторинга.
28. Сеть устройств акустического мониторинга по п.25, в которой система беспроводного приемного устройства дополнительно сконфигурирована для формирования оповещения при приеме акустического сигнала, который представляет неисправность ходовой части.
29. Сеть устройств акустического мониторинга по п.25, в которой система беспроводного приемного устройства дополнительно сконфигурирована для формирования оповещения при приеме акустического сигнала, который находится вне интервала работы, который, как известно, соответствует нормальному режиму работы.
30. Система мониторинга железнодорожных вагонов, содержащая:
- железнодорожный вагон, имеющий два комплекта ходовой части железнодорожного вагона;
- датчик движения, расположенный рядом с ходовой частью железнодорожного вагона, при этом акселерометр сконфигурирован для формирования сигнала на основе движения железнодорожного вагона;
- процессор, функционально соединенный с датчиком движения и сконфигурированный для приема сигналов от датчика движения, при этом процессор функционально соединен с запоминающим устройством, причем запоминающее устройство сконфигурировано для сохранения, по меньшей мере, части сигналов;
- источник питания, электрически соединенный с процессором; и
- беспроводное передающее устройство, функционально соединенное с процессором, при этом беспроводное передающее устройство сконфигурировано для передачи, по меньшей мере, части сигналов датчика движения.
31. Система по п.30, в которой упомянутый датчик движения представляет собой акселерометр.
32. Система по п.30, в которой упомянутый датчик движения представляет собой вихретоковый зонд.
33. Система по п.30, дополнительно содержащая электронный идентификатор, связанный с датчиком движения.
34. Система мониторинга железнодорожных вагонов, сконфигурированная для отслеживания железнодорожного вагона в то время, когда он движется, причем упомянутая система содержит:
- железнодорожный вагон, имеющий два комплекта ходовой части железнодорожного вагона;
- акселерометр, размещенный рядом с ходовой частью железнодорожного вагона, при этом акселерометр сконфигурированный для формирования сигнала на основе движения железнодорожного вагона;
- процессор, соединенный с акселерометром и сконфигурирован для приема сигнала от него;
- запоминающее устройство, функционально соединенное с процессором, при этом процессор сконфигурирован для сохранения одной или более заранее определенных сигнатур, ассоциированных с работой ходовой части, в запоминающем устройстве;
- источник питания, электрически соединенный с процессором, при этом процессор сконфигурирован для сохранения того, имеется или нет состояние неисправности, на основе сравнения акустического сигнала с одной или более акустических сигнатур; и
- передающее устройство, функционально соединенное с процессором, при этом передающее устройство сконфигурировано для передачи сигнала на основе определенного состояния ходовой части.
35. Система по п.34, в которой заранее определенная сигнатура представляет собой сигнатуру, которая ассоциирована с неисправной работой ходовой части.
36. Система по п.34, в которой заранее определенная сигнатура представляет собой сигнатуру, которая ассоциирована с нормальным режимом работы ходовой части.
37. Система для мониторинга состояния железнодорожного пути, причем упомянутая система содержит:
- центральную диспетчерскую;
- множество железнодорожных вагонов, расположенных на упомянутом пути, при этом каждый железнодорожный вагон содержит, по меньшей мере, один комплект ходовой части;
- акселерометр, способный формировать сигналы данных ускорения;
- процессор, функционально соединенный с акселерометром и сконфигурированный для приема сигнала от него;
- спутниковое устройство глобального определения местоположения;
- запоминающее устройство, функционально соединенное с процессором, при этом упомянутое запоминающее устройство содержит запрограммированный диапазон сигналов ускорения, который соответствует нормальному режиму работы ходовой части;
- источник питания, электрически соединенный с процессором, при этом процессор сконфигурирован для определения того, находятся или нет сигналы данных ускорения от акселерометра в рамках обычного диапазона, сохраненного в упомянутом запоминающем устройстве; и
- передающее устройство, функционально соединенное с процессором и сконфигурированное для передачи оповещения о дефекте пути в центральную диспетчерскую, когда сигналы данных ускорения выходят за пределы обычного диапазона.
38. Способ мониторинга железнодорожного вагона, содержащий этапы, на которых:
- обеспечивают железнодорожный вагон устройствами мониторинга, причем упомянутое устройство мониторинга содержит: датчик, сконфигурированный для формирования сигнала на основе движения железнодорожного вагона, процессор, функционально соединенный с датчиком и сконфигурированный для приема сигнала, источник питания, электрически соединенный с процессором, и беспроводное передающее устройство, функционально соединенное с процессором, при этом беспроводное передающее устройство сконфигурировано для передачи сигнала мониторинга на основе сигнала датчика;
- устанавливают упомянутое устройство мониторинга рядом с ходовой частью железнодорожных вагонов;
- передают сигнал мониторинга через беспроводное передающее устройство; и
- принимают данные с помощью системы беспроводного приемного устройства.
39. Способ по п.38, в котором упомянутый передаваемый сигнал мониторинга включает в себя оповещение, формируемое на основе работы ходовой части.
40. Способ по п.38, в котором упомянутый передаваемый сигнал мониторинга включает в себя данные от упомянутого датчика.
41. Способ по п.38, в котором упомянутый датчик представляет собой акселерометр.
42. Способ по п.38, дополнительно содержащий этапы, на которых:
- сохраняют одну или более заранее определенных сигнатур, ассоциированных с работой ходовой части, в запоминающем устройстве процессора;
- определяют состояние ходовой части на основе сравнения сигнала от датчика и одной или более сигнатур, сохраненных в запоминающем устройстве; и
- передают сигнал мониторинга на основе определенного состояния ходовой части.
43. Способ по п.42, в котором одна или более заранее определенных сигнатур, ассоциированных с работой ходовой части, ассоциирована с неисправным состоянием ходовой части.
44. Способ по п.42, в котором одна или более заранее определенных сигнатур, ассоциированных с работой ходовой части, ассоциирована с нормальным режимом работы ходовой части.
45. Способ по п.43, в котором одна или более заранее определенных сигнатур представляет собой частоту.
46. Способ по п.44, в котором одна или более заранее определенных сигнатур представляет собой диапазон частот.
47. Способ для мониторинга состояния железнодорожного пути, содержащий этапы, на которых:
- предоставляют множество железнодорожных вагонов, при этом каждый железнодорожный вагон имеет установленное устройство мониторинга, причем упомянутое устройство мониторинга содержит: датчик, сконфигурированный для формирования сигнала на основе движения железнодорожного вагона, процессор, функционально соединенный с датчиком и сконфигурированный для приема сигнала, спутниковое устройство глобального определения местоположения, источник питания, электрически соединенный с процессором, и беспроводное передающее устройство, функционально соединенное с процессором, при этом беспроводное передающее устройство сконфигурировано для передачи сигнала мониторинга на основе сигнала датчика;
- сохраняют одну или более заранее определенных сигнатур, ассоциированных с работой железнодорожного вагона, в запоминающем устройстве процессора;
- перемещают упомянутые железнодорожные вагоны вдоль пути;
- сравнивают сигнал от датчика с одной или более сигнатур, сохраненных в запоминающем устройстве, чтобы идентифицировать всплеск в сигнале датчика;
- идентифицируют местоположение железнодорожного вагона на пути во время всплеска с использованием устройства глобального определения местоположения; и
- передают сигнал мониторинга в центральную диспетчерскую при идентификации всплеска в сигнале датчика.
48. Способ по п.47, в котором упомянутый сигнал мониторинга включает в себя местоположение железнодорожного вагона во время возникновения всплеска.
49. Способ по п.47, дополнительно содержащий этап, на котором идентифицируют состояние путей для конкретного местоположения на пути на основе сигнала мониторинга.
50. Способ по п.47, в котором упомянутый датчик представляет собой акселерометр.
51. Способ по п.47, в котором одна или более заранее определенных сигнатур, ассоциированных с работой железнодорожного вагона, ассоциирована с нормальным режимом работы железнодорожного вагона, когда он движется по пути.
52. Способ по п.51, в котором одна или более заранее определенных сигнатур представляет собой диапазон частот.