1.本发明总体上涉及铁路车辆领域。特别地，本发明涉及一种用于至少一个铁路车辆的多个同质装置(homogeneous devices)的监控系统，特别涉及用于铁路运输领域的安全应用。
背景技术：2.现代设计的铁路列车100如图1所示。
3.铁路列车100由多个车辆101组成，每个车辆配备有至少一个制动系统102、至少一个门禁系统(access door system)103和至少一个空调和供暖单元104。
4.此外，铁路列车100配备有多个受电弓(pantograph)105和用于产生、过滤和干燥压缩空气的多个单元106。
5.列车100配备有图中未示出的其他多个系统或部件，例如但不限于转向架悬挂装置、厕所等。
6.前述系统均由图中未示出的一个或多个电子控制单元控制。电子控制单元通过图1中也未示出的典型串行通信装置彼此进行通信。
7.每个电子控制单元从传感器获取电信号，所述传感器适于测量与电子控制单元相关联的系统的操作量特性，以及每个电子控制单元生成控制相关联系统的电气控制信号。每个控制单元基于对这些电信号的分析，执行诊断功能和控制功能。
8.诊断功能通常执行各个电子控制单元测量或生成的操作量(可能经过预处理)与预加载在所述电子控制单元的非易失性存储器中的诊断比较参数之间的比较。诊断参数是系统的正确运行状态、预告警状态和告警状态的特征。诊断参数在系统设计阶段定义。
9.如果所述诊断参数是基于纯理论计算或基于实验室实验设计的，则通常需要根据列车的运行条件进行进一步修正。
10.文献wo2016041756要求保护一种对铁路车辆上的系统和/或部件执行诊断功能的方法的各个方面，特别是一种从远程服务器更新列车上的诊断算法和/或相关参数的方法。
11.在日常生活中，出于运营安全和网络安全的原因，铁路运营商不愿意远程访问车载系统的运行或诊断参数。
技术实现要素：12.因此，本发明的一个目的是提供一种用于至少一个铁路车辆的多个同质装置的监控系统，该系统不需要远程更新。
13.根据本发明的一个方面，上述及其他目的和优点是通过用于至少一个铁路车辆的多个同质装置的监控系统实现的，该监控系统具有权利要求1中定义的特征。本发明的优选实施例在从属权利要求中定义，其内容应理解为本说明的组成部分。
附图说明
14.现在将描述根据本发明的用于紧急和行车制动(emergency and service braking)的电子控制系统的一些优选实施例的功能和结构特征。参考附图，其中：
15.图1示出了已知的现代设计铁路列车的示例；
16.图2示出了用于至少一个铁路车辆的多个同质装置的监控系统的实施例；
17.图3a和3b显示了表示各个操作量的各种值随着时间变化的曲线；
18.图4显示了循环缓冲器的示例；和
19.图5详细显示了循环缓冲器中包含的记录的可能格式。
具体实施方式
20.在详细描述本发明的多个实施例之前，应当注意，本发明在应用方面不限于以下描述中所示或附图中所示的构造细节和组件的配置。本发明能够假定其他实施例，并且能够以不同的方式在实践中实现或构造。还应理解，措辞和术语具有描述性目的，不应被解释为限制性的。“包含”和“包括”的使用及其变体应理解为包含下文所列元素及其等效物，以及其他元素及其等效物。
21.下面描述用于至少一个铁路车辆101的多个同质装置202、205的监控系统的实施例。
22.图2图示了用于至少一个铁路车辆101的多个同质装置202、205的监控系统的实施例。
23.每个装置202，205的功能状态由多个装置202、205共有的至少一个操作量x(t),y(t),...的各自数值x1,x2；y1,y2表示。
24.监控系统包括至少一个控制装置201、204，被设计为在根据预定采集周期ti确定的连续采集时刻ti,t
i+1
,t
i+2
,...中采集所述至少一个操作量x(t)；y(t)；...的多个值x1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),x2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)；y1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),y2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)。所述多个值(x1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),x2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)；y1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),y2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
))中的每个值代表所述多个装置202、205中的相应装置在采集时刻ti,t
i+1
,t
i+2
,...下的功能状态。
25.此外，监控系统包括诊断装置210、210'，被配置为通过通信装置211接收在采集时刻采集的多个值x1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),x2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)；y1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),y2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)。诊断装置210、210'还被配置为根据接收到的多个值x1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),x2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)；y1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),y2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)与至少一个参考值范围的比较来检测至少一个所述装置的故障或维护请求。
26.参考值范围包括参考值mx,my,...和与参考值mx,my,...相关联的值邻域(neighborhood)δmx,δmy,....。
27.参考值mx,my,...由诊断装置210、210'根据在采集时刻采集的所述多个值x1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),x2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)；y1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),y2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)中的至少两个值确定。
28.诊断装置可以设置为确定每个采集时刻下的参考值mx,my,...。
29.诊断装置可以配置成确定每个采集时刻下值邻域δmx,δmy,...。
30.下面将详细解释至少一个铁路车辆101的同质装置202、205的定义。“多个同质装置”是指至少两个装置202、205的集合，它们在至少一个铁路车辆101或铁路列车100上执行相同的功能。
31.至少一个控制装置201、204被配置为控制所述同质装置202、205。控制装置可以只有一个并且控制所有同质装置，或者，控制装置可以是多于一个并且各自控制至少一个相应的同质装置。在第二种情况下，控制装置彼此也是同质的。
[0032]“控制装置”可以指例如控制单元、控制器、处理器、控制模块、控制单元等。
[0033]
作为非排他性示例，多个同质装置202可以是铁路车辆101或列车100的至少两个门系统103的两个装置，门的移动由控制装置201控制。在进一步的非限制性示例中，多个同质装置205可以是铁路车辆101或列车100的电动气动制动系统102和/或相关制动致动器的至少两个装置。
[0034]
观察图2，控制装置201、204可以分别与相关联的同质装置202和/或205交换多个信号，分别为203、206。
[0035]
多个信号203、206可以包括来自适于测量相关联装置的操作量特性的传感器的输入信号，并且可以包括被配置为控制相关联装置的输出信号。
[0036]
作为非排他性示例，在多个同质装置包括门系统103的装置的情况下，多个信号203、206可以包括输入信号，该输入信号包括门的电机的转速和位置信号以及门的行程末端(end-of-travel)信号，并且多个信号203、206可以包括输出信号，该输出信号包括用于控制用于移动门的电机的功率的信号。因此，门系统的多个同质装置的示例可以是例如用于移动门的多个电机或行程末端装置。
[0037]
作为另一个非排他性示例，在多个同质装置是制动系统102的装置的情况下，信号203、206可以包括输入信号，该输入信号包括轴速度信号、来自各种线性或二元(binary)压力传感器的信号，该线性或二元压力传感器适于监控相关联制动系统的各个点处的气动压力，并且信号203、206可以包括输出信号，该输出信号包括用于控制压力的气动电磁阀的控制信号。因此，制动系统102的多个同质装置的示例可以是例如多个速度传感器、多个线性或二元压力传感器或多个气动电磁阀。
[0038]
在一个实施例中，至少一个操作量x(t),y(t),...包括由至少一个控制装置201、204直接获取或生成的值，或通过例如维护软件工具从外部手动或远程输入的值/测量值。在另一个实施例中，为了准备用于诊断分析的数据，至少一个操作量x(t),y(t),...可以包括从由至少一个控制装置201、204对至少一个控制装置201、204直接获取或生成的至少一个操作量执行的预处理中获得的值。
[0039]
也就是说，控制装置201、204可以被配置为对由信号203、206表示的量执行预处理功能208、207。
[0040]
如果多个同质装置属于制动系统102，则预处理功能207、208可以包括制动缸处在指定时间段内的制动压力施加计数、通过对来自轴的速度信号随时间进行积分而获得的给定时间段内行进的距离、以及在给定时间段内每个气动电磁阀的激活次数。
[0041]
在多个同质装置属于门系统103的情况下，预处理功能207、208可以包括门致动电机电流最大峰值的标识符、或给定时间段内每个门的打开次数计数、或给定时间段内每个电机移动门所消耗的总电能。
[0042]
控制装置201、204可以通过通信装置211共享分别由信号203、206表示的量，这些量可能分别由预处理功能208、207进行预处理。通信装置211可以是有线类型的或无线类型的。
[0043]
下面详细说明多个装置202、205共有的操作量x(t),y(t),...的定义。
[0044]“公共操作量x(t),y(t),...”是指具有相同含义和相同维度(dimension)的量，该量与构成多个同质装置202、205一部分的至少两个装置相关联。
[0045]
操作量x(t)的第一非排他性示例由同一铁路车辆101或列车100的每个门系统103的每个电机吸收的电流表示，其中x1(t)是第一同质装置(即，与第一个门103相关联的第一电机)吸收的电流，x2(t)为第二同质装置(即，与第二个门103相关联的第二电机)吸收的电流，xn(t)是由第n个同质装置(即，与第n个门103相关联的第n个电机)吸收的电流。
[0046]
与x(y)不同的操作量y(t)的第二非排他性示例由用于激活属于同一车辆101或列车100的每个制动系统102的制动电磁阀的脉冲计数的集合表示，其中，y1(t)是第一同质装置(即属于第一制动系统102的制动电磁阀)的激活脉冲计数的值，y2(t)是第二同质装置(即属于第二制动系统102的制动电磁阀)的激活脉冲计数的值，以及yn(t)是第n个同质装置(即属于第n个制动系统102的制动电磁阀)的激活脉冲计数的值。
[0047]
与x(y)不同的操作量z(t)的第三非排他性示例由属于同一车辆101或列车100的每个制动单元102的制动片(brake pad)(或制动蹄(brake shoe))的厚度值的集合表示，制动片(或者制动蹄)的厚度值是摩擦材料磨损程度的指标。在该示例中，z1(t)是属于第一制动单元102的制动片的厚度，z2(t)为属于第二同质装置的制动片(即属于第二制动单元102的制动片(或制动蹄))的厚度，zn(t)是第n个同质装置的制动片(或制动蹄)(即属于第n个制动单元102的制动片)的厚度。
[0048]
一个或多个诊断装置210可通过通信装置211接收由一个或多个控制装置201获取或生成的操作量x(t),y(t),...，该操作量可能由所述预处理功能208、207预处理。
[0049]
一个或多个诊断装置210可以集中在集中式诊断单元213中，或者一个或多个诊断装置210可分布在多个控制装置201、204上，采用图2中用210'表示的形式。
[0050]
换句话说，诊断装置210可以是在集中式诊断单元213内执行的算法，或者诊断装置210'可以是分布在多个控制装置201、204中的一个或多个执行的算法。
[0051]
下文提供了关于诊断装置的功能的更多细节。
[0052]
诊断装置210、210'被配置为对属于操作量x(t)的多个值x1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),x2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)执行分析操作，以便识别多个值x1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),x2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)中的一个或多个所述值的行为偏差，该行为偏差表明由于受监控的系统和/或其相关组件的老化而发生的故障、失灵或维护需求。
[0053]
一旦发生部件的故障、失灵或寿命终止评估，诊断装置210、210'就可以被配置成激活告警指示，该告警指示可能被编码以指示其来源和性质并且可能与具有告警性质的诊断信息特征的一个或多个项相关联。
[0054]
在告警产生之后，告警和任何关联值由已经产生所述告警的诊断装置、通过与所述诊断装置或与列车上的单元214相关联的无线传输装置、传输到用于数据收集和告警管理的地面中心，该地面中心能够处理接收到的告警并将它们发送给驾驶员和/或tcms(列车控制和监控系统)，继而可以将所述告警和关联数据传输给地面收集中心。
[0055]
单元214可以是独立单元，或者可以与控制装置201、204中的一者或多者相一致，或者也可以与tcms系统一致。
[0056]
若干诊断装置210、210'可在同一铁路车辆101或列车100上激活，其中每个诊断装置可被配置为分析一个或多个公共操作量x(t),y(t),...。
[0057]
在一个实施例中，诊断装置210、210'可以被配置成通过取在采集时刻采集的多个值x1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),x2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)；y1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),y2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)中的至少两个值的平均值来确定参考值mx,my,...。
[0058]
以这种方式，操作量y(t)的分析可以基于以下比较，也即，与所述操作量y(t)相关联的所述多个值y1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),y2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)中的每个值与所述操作量y(t)的平均值my的比较。
[0059]
图3a示出了表示操作量y(t)的各种值随着时间的变化的曲线y1(t),y2(t),...yn(t)。
[0060]
图3b示出了操作量x(t)的各种值的随着时间的变化的曲线x1(t),x2(t),
…
xn(t)。
[0061]
如前所述，可以设置诊断装置以确定每个采集时刻的参考值mx,my,
…
，即根据采集周期t。
[0062]
诊断装置210、210'可以通过取y1(ti,t
i+1
,t
i+2,
,...),y2(ti,t
i+1
,t
i+2
,...),...yn(ti,t
i+1
,t
i+2
,...)的平均值my来计算参考值，值y1(ti,t
i+1
,t
i+2,
,...),y2(ti,t
i+1
,t
i+2
,...),...yn(ti,t
i+1
,t
i+2
,...)可能在足以消除任何统计噪声的时间窗δt中被过滤。
[0063]
随后，诊断装置210、210'可以配置成将每个值y1(ti,t
i+1
,t
i+2,
,...),y2(ti,t
i+1
,t
i+2
,...),...yn(ti,t
i+1
,t
i+2
,...)与参考值my，即与平均值进行比较。
[0064]
如果多个值y1(ti,t
i+1
,t
i+2,
,...),y2(ti,t
i+1
,t
i+2
,...),...yn(ti,t
i+1
,t
i+2
,...)中的每个值的单个值与参考值my(即平均值)之间的差值δy超过指示不正确操作条件的预定值邻域δm，则诊断装置被配置为发出告警信号。
[0065]
不排他地，值邻域δm可以是平均值my周围的公差带。
[0066]
不排他地，值邻域δm可以是常数邻域。
[0067]
不排他地，值邻域δm可以表示为用于比较的参考值或平均值m的百分比值，可能带有双正号和负号。该解决方案具有自动适应满标度随时间变化的优点。
[0068]
不排他地，值邻域δm可以表示为至少一个操作量y1(t),y2(t),
…
yn(t)的方差的函数。该解决方案具有自动适应数据变化的优点。
[0069]
不排他地，值邻域δm可以表示为上述一个或多个解决方案和时间的集合。该解决方案的优点是，不仅可以自动适应数据的性质，还可以自动适应对时间的依赖性，例如由于老化而产生的预期变化。
[0070]
一个例子是存在于所有同质制动系统102(例如与电机转向架相关联的制动系统)中的特定电磁阀的激活次数的计数。
[0071]
对于属于同一类型转向架的所有制动系统102，预期所述特定电磁阀的激活次数平均相同。潜在的短期变化被采用时间窗δt的数值过滤所掩盖。与气动电磁阀的累积脉冲的平均值的显著偏差可以指示，例如，与所述气动电磁阀相关联的制动系统的气动泄漏。
[0072]
如果要被分析的给定第一操作量x(t)以不同的方式受到列车的局部非均匀情况的影响，则宜识别与列车的局部非均匀情况相关的至少一个第二操作量y(t)，并根据第二
操作量y(t)对要被分析的第一操作量x(t)进行归一化。
[0073]
诊断装置可以被配置为对每个采集时刻下的第一操作量x(t)进行归一化。
[0074]
作为非排他性示例，与和电机转向架相关联的制动系统102相比，与负载转向架相关联的制动系统102可能会对其气动电磁阀施加更大的应力，因为与电机转向架相关联的制动系统102主要使用牵引电机进行制动。
[0075]
在这种情况下，它不会表示对所有制动系统102中特定气动电磁阀的激活脉冲计数进行比较，无论它们与负载转向架相关联还是与电机转向架相关联，因为与和负载转向架相关联的电磁阀有关的曲线将在短时间内从与和电机转向架相关联的电磁阀有关的曲线进行发散。
[0076]
为了解决这个缺点，作为非排他性示例，有利的是，与制动系统102相关联的每个控制装置201、204获取由此为每个制动产生的、给制动缸的最大压力值，并且连续和局部地计算其平均值并根据所述平均值对由同质电磁阀的激活脉冲的局部计数产生的值进行局部归一化，即，将脉冲计数器累积的值局部除以所述平均值从而获得每巴产生的激活次数。
[0077]
以这种方式，气动电磁阀的激活脉冲计数的归一化值将产生等价值(congruent value)，以便可以再次使用和比较它们。
[0078]
其他实施例总是基本上基于统计方法。例如，诊断装置210、210'可以配置成：
[0079]
通过计算在采集时刻采集的多个值x1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),x2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)；y1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),y2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)的平均值来计算第一平均值；
[0080]
识别所述多个值x1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),x2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)；y1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),y2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)中比所述第一平均值高或低至少给定阈值的值；
[0081]
通过计算所述多个值(x1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),x2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
)；y1(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
),y2(ti,t
i+1
,t
i+2
,
…
))中未被识别为比所述第一平均值大或小至少一个给定阈值的值的平均值来计算第二平均值，通过第二平均值确定参考值mx,my,...。
[0082]
也就是说，可以识别与平均值my相差
±
s的值，并重新计算平均值m减去所识别的值。因此，与平均值m的偏离距离超过距离
±
s的发散值ym(t)不会影响用于计算变化邻域δy的参考值的定义，从而使偏差估计δy更可靠。
[0083]
如果观察到的操作量y(t)取决于多个操作量h(t)，k(t)，
…
j(t)，则归一化过程变得复杂。
[0084]
如果观察到的操作量y(t)取决于多个操作量h(t),k(t),
…
j(t)，则归一化过程变得复杂。
[0085]
如果观察到的操作量y(t)取决于多个操作量h(t),k(t),
…
j(t)，则可以使用神经网络作为列车上的自学习和自校准算法。神经网络可以被设置为连续计算参考值以用于所述多个值的比较，从而有利地避免了远程更新的需求。
[0086]
例如，在图4中，循环缓冲器401具有r个记录的大小，每r个记录被构造为例如托管要被监控的一个或多个操作量x(t),y(t),...z(t)、以及行为取决于要被监控的一个或多个操作量x(t),y(t),...z(t)的行为的一个或多个操作量h(t),k(t),...j(t)。
[0087]
图5更详细地示出了包含在循环缓冲器401中的记录的可能格式。
[0088]
在图5的非排他性示例中，第一记录由电子控制单元1在时刻at生成并被发送到诊断装置210、210'。第一记录包含与控制装置1相关联的值x1(at)、y1(at)、z1(at)、h1(at)、k1(at)和j1(at)。
[0089]
第二记录由控制装置3在时刻at生成并被发送到诊断装置210、210'。第二记录包含与控制装置3相关联的值x3(at)、y3(at)、z3(at)、h3(at)、k3(at)和j3(at)。
[0090]
第三记录由控制装置n在时刻at生成并被发送到诊断装置210、210'。第三记录包含与所述控制装置n相关联的值xn(at)、yn(at)、zn(at)、hn(at)、kn(at)和jn(at)。
[0091]
第r-1记录由控制装置2在比时刻at大的时刻bt生成并被发送到诊断装置210、210'。第r-1记录包含与所述控制装置2相关联的值x2(bt)、y2(bt)、z2(bt)、h2(bt)、k2(bt)和j2(bt)。
[0092]
第r记录由控制装置1在比时刻at大的时刻bt生成并被发送到诊断装置210、210'。第r记录包含与控制装置1相关联的值x1(bt)、y1(bt)、z1(bt)、h1(bt)、k1(bt)和j1(bt)。
[0093]
r的大小必须能够存储至少被认为是执行神经网络的有效训练所必需的记录的数量。
[0094]
神经网络402的构造是现有技术，神经网络402可以设置为在输入端接收一个或多个操作量h(t),k(t),...j(t)，并在输出端生成一个或多个图像量x’(t),y’(t),...z’(t)，这些图像量与要被监控的相应同质量x(t),y(t),...z(t)相关联。
[0095]
可以存在训练算法403，该训练算法403接收要被监控的操作量x(t),y(t),...z(t)和图像量x’(t),y’(t),...z’(t)，并通过使每个要被监控的操作量x(t),y(t),...z(t)与相关联的图像操作量x’(t),y’(t),...z’(t)之间存在的误差最小化来作用于神经网络402的内部系数。
[0096]
训练算法可以是但不限于反向传播算法。
[0097]
诊断装置210、210'可通过通信装置211从控制装置201、204接收所述记录，并可将这些记录存储在循环缓冲器中。
[0098]
如有必要，控制装置201、204向诊断装置210、210'的记录传输可以以同步方式进行，以确保被传输记录的时间一致性。
[0099]
控制装置201、204的单个记录的传输时刻的时间值可以成为操作量h(t),k(t),...j(t)之一。
[0100]
当缓冲器已经累积了大量记录q≤r时、诊断装置210、210'可以通过激活训练算法403来开始神经网络402的训练过程，该训练算法403将使用记录集合q来执行训练动作。
[0101]
参数q可以基于经验而在诊断装置210、210'的设计阶段非排他性地进行定义，该经验与累积对神经网络402的可靠训练有用的大量记录所需的时间有关。
[0102]
作为非排他性示例，用于诊断用途的重要信息可以以一小时为周期进行存储，因此，基于六个月的服务历史、每天16小时的服务历史的训练需要由每个控制装置201、204传输2880条记录，这些记录与服务前六个月的操作量x(t),y(t),...z(t),h(t),k(t),...j(t)相关联，所以在这种情况下q＝2880
·
u，其中u是与操作量x(t),y(t),...z(t),h(t),k(t),...j(t)相关联的控制装置的数量。
[0103]
在记录数量q的累积期间(其在车辆刚刚被测试并被投入使用时发生)，与要被监控的操作量y1,y2,...yn相关联的装置因此必须正确执行其功能，即无故障或无失灵。
[0104]
在收集q个记录期间，与值yn(t)相关联的故障条件将导致一组不正确的数据，从而导致神经网络对操作量y(t)的不准确训练。
[0105]
举例来说，可通过使用前述统计方法评估q个记录累积阶段期间要被监控的量的样本、从训练过程中消除偏差值并生成告警报告来克服此缺点。
[0106]
在训练之后，图像量x’(t),y’(t),...z’(t)被认为可靠地代表了要被监控的相关操作量x(t),y(t),...z(t)的真实行为。
[0107]
一旦已经执行了训练，对于每个新的第n个输入记录，诊断装置210、210'可以设置为将操作量h(t),k(t),...j(t)的多个输入值直接传递给神经网络402，并且可以激活比较算法404，该比较算法被配置为将要被监控的每个操作量x(t),y(t),...z(t)与相关联操作图像量x’(t),y’(t),...z’(t)的每个值进行比较并生成相关状态报告w1,w2,...wn。
[0108]
比较算法404例如通过检查要被监控的操作量x(t),y(t),...z(t)的每个值与相关图像量x’(t),y’(t),...z’(t)的每个值之间的差异不超过预定值δm1,δm2,...δmn来操作，每个预定值都与要被监控的操作量x(t),y(t),...z(t)相关联，预定值δm1,δm2,...δmn被存储在与诊断装置210、210'相关联的非易失性存储器部分中。
[0109]
此外，比较算法404例如通过检查要被监控的操作量x(t),y(t),...z(t)的每个值与相关图像量x’(t),y’(t),...z’(t)的每个值之间的差异的导数不超过预定值δd1,δd2,...δdn来操作，每个预定值δd1,δd2,...δdn都与要被监控的操作量x(t),y(t),...z(t)相关联并被存储在与诊断装置210、210'相关联的非易失性存储器部分中。
[0110]
例如，诊断信息w1,w2,...wn可以假设至少两个值的范围，该范围指示相关观察到的操作量的状态的至少两个严重性级别，例如但不限于通过、失败。
[0111]
诊断装置210、210'可以被配置成考虑列车在其寿命期间的环境和/或运行变化。
[0112]
在这种情况下，诊断装置210、210'可以继续将输入记录存储在循环缓冲器401中，并周期性地激活训练算法403以根据新的操作条件更新神经网络402的内部系数，从而保持图像量x’(t),y’(t),...z’(t)随时间连续精确，有利地，无需外部校正或重新校准。
[0113]
使用图4中描述的解决方案的另一个优点是，适当大小的神经网络非常能代表存储在循环缓冲器401中的最后一个数据之前的历史。通过能够在相关装置202、205的维护阶段期间下载神经网络402的系数，可以以良好的近似获得所述相关装置的历史。
[0114]
以上公开的实施例的限制构成了当前优选的实施例，但是可以在不偏离主权利要求中定义的更广范围的情况下进行改变。
[0115]
因此，所取得的优势在于通过采用降低复杂性和成本的解决方案，获得解决已知监控系统产生反效果的解决方案。
[0116]
已经描述了根据本发明的用于建立监控系统的过程的各个方面和实施例。应当理解，每个实施例可以与任何其他实施例组合。此外，本发明不限于所描述的实施例，而是可以在所附权利要求书定义的范围内进行变化。
技术特征：1.一种用于至少一个铁路车辆(101)的同质的多个装置(202、205)的监控系统，其中每个所述装置(202、205)的功能状态由所述多个装置(202、205)共有的至少一个操作量(x(t),y(t),...)的相应值(x1,x2；y1,y2)表示；所述监控系统包括：至少一个控制装置(201；204)，被配置为在基于预定采集周期(t
i
)确定的采集时刻的时间序列(t
i
,t
i+1
,t
i+2
,...)中采集所述至少一个操作量(x(t)；y(t)；...)的多个值(x1(t
i
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,
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…
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,
…
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i
,t
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,
…
))中的每个值代表所述多个装置(202、205)中的各个装置在一个采集时刻(t
i
,t
i+1
,t
i+2
,...)中的功能状态；诊断装置(210、210')，被配置为通过通信装置(211)接收在一个采集时刻采集的所述多个值(x1(t
i
,t
i+1
,t
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,
…
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,
…
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,
…
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i
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,
…
))，并根据所接收的每个采集时刻(t
i
,t
i+1
,t
i+2
,...)下的所述多个值(x1(t
i
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,
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,
…
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i
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i+1
,t
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,
…
))与至少参考值范围的比较，检测所述多个装置(202、205)中的至少一个装置的操作异常或维护请求；所述参考值范围包括参考值(mx,my,...)和与所述参考值(mx,my,...)相关联的值邻域(δmx,δmy,....)；所述参考值(mx,my,...)由所述诊断装置(210、210')根据在一个采集时刻采集的所述多个值(x1(t
i
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,
…
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i
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,
…
))中的至少两个值确定。2.根据权利要求1所述的监控系统，其中所述诊断装置(210、210')被配置成当所述多个值(x1(t
i
,t
i+1
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,
…
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…
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i+1
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i+2
,
…
))中的至少一个值不在所述参考值范围内时，确定所述多个装置(202、205)中的至少一个装置存在所述故障或维护请求。3.根据权利要求1或2所述的监控系统，其中所述诊断装置被配置为确定每个采集时刻的所述参考值(mx,my,...)。4.根据前述权利要求中任一项所述的监控系统，其中所述诊断装置(210、210')被配置为通过计算在一个采集时刻采集的所述多个值(x1(t
i
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,
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,
…
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i+1
,t
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,
…
))中的至少两个值之间的平均值来确定所述参考值(mx,my,...)。5.根据权利要求1至3中任一项所述的监控系统，其中所述诊断装置(210、210')被配置为：通过计算在一个采集时刻采集的所述多个值(x1(t
i
,t
i+1
,t
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,
…
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i
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i+1
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,
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))的平均值来计算第一平均值；识别所述多个值(x1(t
i
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,
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i
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,t
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,
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))中比所述第一平均值大或小至少给定阈值的值；通过计算所述多个值(x1(t
i
,t
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i+2
,
…
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,
…
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i
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i+1
,t
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,
…
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i
,t
i+1
,t
i+2
,
…
))中未被识别为比所述第一平均值大或小至少所述给定阈值的值的平均值来确定第二平均值，通过所述第二平均值确定所述参考值(mx,my,...)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的监控系统，其中所述诊断装置被配置为根据所述参考值(mx,my,...)的百分比值来确定所述值邻域(δmx,δmy,....)。7.根据权利要求1至5中任一项所述的监控系统，其中所述诊断装置被配置为根据所述至少一个操作量(x(t),y(t),...)的方差来确定所述值邻域(δmx,δmy,....)。8.根据前述权利要求中任一项所述的监控系统，其中所述操作量是至少两个(x(t),y(t),...)，即，至少第一操作量(x(t))和第二操作量(y(t))；所述诊断装置被配置为根据所述至少一个第二操作量(y(t))对所述第一操作量(x(t))进行归一化。9.根据前述权利要求中任一项所述的监控系统，其中所述诊断装置(210、210')被布置成通过神经网络(402)来确定所述参考值(mx,my,...)。10.根据权利要求9所述的监控系统，其中所述诊断装置被配置为通过与所述神经网络(403)相关联的训练算法(403)来执行所述神经网络(402)的第一训练；所述第一训练使用由所述至少一个控制装置(201；204)先前获取的所述多个值(x1(t
i
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,
…
))中的预定数量q的值来执行。11.根据权利要求10所述的监控系统，其中在执行所述第一训练之后，所述诊断装置被配置为通过所述训练算法(403)在根据预定训练周期确定的训练时刻的时间序列中执行进一步训练；所述训练算法使用由所述至少一个控制装置(201；204)在当前采样时刻和先前采样时刻之间获取的所述多个值(x1(t
i
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…
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i
,t
i+1
,t
i+2
,
…
))中的所述预定数量q的值。12.根据权利要求9或10所述的监控系统，其中所述训练算法(403)是反向传播算法。13.根据前述权利要求中任一项所述的监控系统，其中所述诊断装置集中在电子诊断单元(213)中。14.根据前述权利要求中任一项所述的监控系统，其中所述诊断装置分布在多个所述控制装置(201；204)上。15.根据前述权利要求中任一项所述的监控系统，其中所述至少一个操作量(x(t),y(t),
…
)包括由所述至少一个控制装置(201；204)直接获取或生成的值或手动或从外部远程输入的值。16.根据权利要求1至14中任一项所述的监控系统，其中所述至少一个操作量(x(t),y(t),...)包括从由所述至少一个控制装置(201；204)对所述至少一个控制装置(201；204)直接获取或生成的所述至少一个操作量进行的预处理中获得的值。17.根据前述权利要求中任一项所述的监控系统，其中所述诊断装置被配置成提供根据至少两个严重性级别划分的诊断指示。18.根据前述权利要求中任一项所述的监控系统，其中所述诊断装置被配置成将所述诊断指示传送到所述列车(214)上的另一单元或模块。19.根据前述权利要求中任一项所述的监控系统，其中所述诊断装置被配置为经由无线连接传送所述诊断指示。20.根据前述权利要求中任一项所述的监控系统，其中所述通信装置(211)是串行通信
系统或无线通信系统。
技术总结描述了一种用于至少一个铁路车辆(100)的多个同质装置(202、205)的监控系统，其中每个装置(202、205)的功能状态由装置(202、205)共有的至少一个操作量(X(t),Y(t),...)的相应值(x1,x2；y1,y2)表示。监控系统包括：控制装置(201；204)，其在连续的采集时刻采集操作量(X(t),Y(t),...)的值；每个值代表在采集时刻相应装置的功能状态；诊断装置(210、210')，其接收在采集时刻采集的值，并根据所接收的每个采集时刻下的值与参考值范围的比较，检测至少一个装置的操作异常或维护请求，所述参考值范围包括根据在采集时刻采集的至少两个值确定的参考值(Mx,My,...)。参考值(Mx,My,...)。参考值(Mx,My,...)。
技术研发人员：R
受保护的技术使用者：法伊韦利传送器意大利有限公司
技术研发日：2021.03.11
技术公布日：2022/11/1
