СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ВЗВЕШИВАНИЯ СЦЕПЛЕННЫХ НАХОДЯЩИХСЯ В ДВИЖЕНИИ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ВАГОНОВ Российский патент 2017 года по МПК G01G19/04 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение направлено на системы и способы для точного взвешивания находящихся в движении железнодорожных вагонов, в частности, железнодорожных вагонов, в которых переводят нестабильные грузы.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известно, что загруженные железнодорожные вагоны обычно взвешивают для определения веса перевозимого груза. С этой целью, было разработано множество известных технологий для взвешивания загруженных железнодорожных вагонов.

Одна известная технология для взвешивания загруженных железнодорожных вагонов представлена на фиг. 1. В соответствии с этой технологией, железнодорожный вагон 5, который требуется взвесить, отцепляют от других железнодорожных вагонов поезда и закатывают на платформу 10 весов, которая длиннее, чем взвешиваемый железнодорожный вагон. Такая технология взвешивания может выполняться как при остановке железнодорожного вагона 5 на платформе весов 10, до тех пор, пока не будет получено стабильное значение веса, так и при качении железнодорожного вагона вниз по спуску и снятия значения веса железнодорожного вагона, в то время как весь железнодорожный вагон находится на платформе весов. Такая технология обычно называется технологией взвешивания с однократной протяжкой. Технология взвешивания с однократной протяжкой показала себя как наиболее точный способ взвешивания железнодорожных вагонов. Однако, как очевидно, она также является очень неэффективной.

Первая технология для взвешивания сцепленных, находящихся в движении (CIM) вагонов, предназначенная для взвешивания загруженных железнодорожных вагонов, представлена на фиг. 2. Эта технология обычно называется взвешиванием вагона: в соответствии с этой технологией, загруженный железнодорожный вагон 15 может быть взвешен, во время его движения и в то время, как он все еще сцеплен с другими железнодорожными вагонами поезда. Взвешивание выполняют, используя две или три платформы весов разной длины, которые в комбинации существенно длиннее, чем самый длинный железнодорожный вагон, который требуется взвесить. В примере, показанном на фиг. 2, представлены две платформы 20, 25 весов. Датчики 30 на рельсах и программную логику используют для определения момента, когда обе колесные тележки 35, 40 данного железнодорожного вагона, соответственно, изолированы на этих двух платформах 20, 25, и получают значение веса. Это повышает эффективность процесса взвешивания, устраняя необходимость расцепки, взвешивания и последующей сцепки железнодорожного вагона с поездом, как должно быть выполнено в соответствии с технологией взвешивания с одной протяжкой. Один недостаток такого способа состоит в том, что количество разных железнодорожных вагонов, которые требуется взвешивать, ограничено расстоянием между железнодорожными вагонами (то есть, колесные тележки двух разных железнодорожных вагонов могут одновременно находиться на более длинной платформе весов, если расстояние слишком мало). Когда расстояние между железнодорожными вагонами выходит за пределы разрешенного расстояния, соответствующее работающее программное обеспечение переключается на способ взвешивания с двойной протяжкой (см. ниже).

Другая известная технология CIM, для взвешивания загруженных железнодорожных вагонов представлена на фиг. 3. Эта технология обычно называется способом взвешивания с двойной протяжкой. В соответствии с такой технологией железнодорожный вагон 45 взвешивают путем считывания показания веса, в то время как отдельная колесная тележка 50, 55 двигающегося железнодорожного вагона находится на короткой платформе 60 весов, которая всего лишь немного длиннее, чем колесная тележка железнодорожного вагона. Измерения веса, снимаемые с помощью весов в отношении каждой колесной тележки железнодорожного вагона, затем суммируют для определения общего веса железнодорожного вагона. Такой способ взвешивания CIM с короткой платформой, в общем, является наиболее эффективным по затратам способом для взвешивания железнодорожных вагонов.

Способ взвешивания CIM с двойной протяжкой хорошо работает для железнодорожных вагонов со стабильными грузами. Однако, когда груз, переводимый железнодорожным вагоном, является текучим (например, жидким), груз обычно сдвигается (то есть, колеблется), в то время как железнодорожный вагон движется по рельсам. Такие колебания ухудшают процесс взвешивания, поскольку может возникать изменение веса от одной колесной тележки в направлении другой в течение времени между взвешиваниями первой и второй колесных тележек железнодорожного вагона.

Поэтому, необходимо использовать более точное взвешивание движущегося железнодорожного вагона, который перевозит текучие или по-другому нестационарные (то есть смещаемые) грузы. Системы и способы, в соответствии с настоящим изобретением, позволяют выполнять такие операции взвешивания.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Системы и способы в соответствии с настоящим изобретением позволяют выполнять точное взвешивание CIM железнодорожных вагонов, перевозящих грузы, такие как жидкость, которая колеблется или по-другому движется внутри железнодорожного вагона. В то время, как в системах в соответствии с настоящим изобретением используются весы с двумя отдельными (принимающими груз) платформами весов, для взвешивания железнодорожного вагона CIM, такие системы можно точно назвать взвешивающими системами с псевдооднократной протяжкой (PSD), поскольку их точность может соперничать со взвешивающими системами с истинной однократной протяжкой.

В вариантах осуществления PSD две отдельных платформы весов железнодорожных вагонов расположены одна за другой вдоль пути поезда из железнодорожных вагонов, которые требуется взвесить, и платформы весов разделены промежутком, по существу, равным промежутку между колесными тележками среднестатистического железнодорожного вагона, для обеспечения показаний взвешивания, когда две колесные тележки заданного железнодорожного вагона проходят по двум платформам весов. Более конкретно, по мере того, как железнодорожный вагон движется над весами, каждая платформа весов формирует показатель веса (то есть, выборку веса, передаваемого от заданной колесной тележки) в идеальный момент времени, когда соответствующая колесная тележка железнодорожного вагона устанавливается по центру на этой платформе весов. Это устраняет или существенно уменьшает время между операциями взвешивания и улучшает точность измерения веса.

Для специалиста в данной области техники будет понятно, что длина железнодорожного вагона может изменяться и, поэтому, отдельные измерения веса колесной тележки могут быть выполнены через несколько разных моментом времени. Например, в зависимости от промежутка между колесными тележками заданного железнодорожного вагона, независимые показания веса каждой колесной тележки могут быть получены, по существу, одновременно, когда колесные тележки находятся на соответствующих платформах весов, при этом первое показание измеряемого веса может быть получено, когда задняя колесная тележка, по существу, установлена по центру на первой платформе весов, или первый результат взвешивания может быть получен, когда передняя колесная тележка, по существу, установлена по центру на второй платформе весов. В любом случае, рабочее программное средство, ассоциированное с такой системой PSD, не требуется переводить на способ взвешивания с двойной протяжкой для учета переменной длины железнодорожного вагона, поскольку всегда существует период, когда каждая колесная тележка данного железнодорожного вагона изолирована на обеих платформах весов.

В дополнение к минимизации времени между получением показателей веса, используя соответствующий промежуток между платформами весов, время между показателем веса может также быть сведено к минимуму путем перемещения поезда над весами с оптимальной скоростью или близкой к ней. Следовательно, система и способ PSD, в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивают более точное показание веса, чем система и способ с двойной протяжкой, и являются менее дорогостоящими, чем известные системы и способы взвешивания с двойной или тройной платформой CIM. Кроме того, взвешивание железнодорожного вагона, используя взвешивающую систему и способ PSD, упрощены по сравнению с взвешиванием путем использования известной технологии взвешивания вагона, в то время как точность определенных весов железнодорожного вагона является аналогичной. Это также позволяет квалифицировать системы PSD в соответствии с настоящим изобретением как приемлемые для торговых систем взвешивания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

В дополнение к вышеупомянутым признакам, другие аспекты настоящего изобретения будут очевидны из следующих описаний чертежей и примерных вариантов осуществления, на которых одинаковыми ссылочными позициями на нескольких видах обозначены идентичные или эквивалентные элементы. На чертежах:

фиг. 1 - взвешивание железнодорожного вагона, используя известную технологию взвешивания с однократной протяжкой;

фиг. 2 - взвешивание железнодорожного вагона, используя известную технологию взвешивания вагона;

фиг. 3 - взвешивание железнодорожного вагона, используя известную технологию взвешивания с двойной протяжкой;

фиг. 4A-4B - использование примерной системы и способа взвешивания PSD в соответствии с настоящим изобретением для взвешивания железнодорожного вагона, имеющего расстояние между центральными линиями колесных тележек, которое, по существу, равно расстоянию между центральными линиями двух платформ весов для весов примерной системы PSD;

фиг. 5A-5B - использование примерной системы и способа взвешивания PSD в соответствии с настоящим изобретением для взвешивания железнодорожного вагона, имеющего расстояние между центральными линиями колесных тележек, которое немного меньше, чем расстояние между центральными линиями двух платформ весов для весов примерной системы PSD;

фиг. 6A-6B - использование примерной системы и способа взвешивания PSD в соответствии с настоящим изобретением для взвешивания железнодорожного вагона, имеющего расстояние между центральными линиями колесных тележек, которое немного больше, чем расстояние между центральными линиями двух платформ весов для весов примерной системы PSD; и

фиг. 7 - схематичные иллюстрации частей управления и отчетности примерной системы взвешивания PSD, соединенной с возможностью обмена данными с ее частью весов.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 4A-4B представлен один примерный вариант осуществления системы 100 взвешивания PSD в соответствии с настоящим изобретением, используемой для взвешивания сцепленных и находящихся в движении железнодорожных вагонов 105 CIM поезда 110, в то время, как поезд движется по дорожному пути 115. Железнодорожный вагон 105 оборудован передней и задней колесными тележками 120, 125, как хорошо известно. Как показано, железнодорожный вагон 105 представляет собой железнодорожный вагон-цистерну, в котором обычно содержится такой груз, как жидкость, которая может колебаться или по-другому может смещаться (сдвигаться) внутри железнодорожного вагона при движении поезда 110. В то время как система взвешивания PSD может быть особо применимой для взвешивания таких железнодорожных вагонов и грузов, следует понимать, что настоящее изобретение также можно использовать для взвешивания железнодорожных вагонов, не являющихся цистернами (например, открытых платформ), а также железнодорожных вагонов, имеющих стабильные грузы. Другими словами, варианты осуществления взвешивающей системы PSD могут использоваться для точного взвешивания железнодорожных вагонов CIM различных типов, которые перевозят стабильные или смещаемые грузы.

Взвешивающая система 100 PSD показана, как включающая в себя весы 130, имеющие две независимых платформы 135, 140 весов, расположенные одна за другой вдоль направления движения поезда 110. Таким образом, платформу весов, обозначенную ссылочной позицией 135, можно рассматривать как первую платформу весов, а платформу весов, обозначенную ссылочной позицией 140, можно рассматривать как вторую платформу весов, с целью различения. Длина платформ весов может регулироваться для учета различий расстояния между сцепленными железнодорожными вагонами. Первая и вторая платформы 135, 140 весов расположены на определенном расстоянии, которое, в общем, по существу, равно расстоянию между центральными линиями колесных тележек обычного железнодорожного вагона (то есть, железнодорожного вагона 105), хотя оно может изменяться. Расстояние между центральными линиями колесных тележек может изменяться в зависимости от типа взвешиваемого железнодорожного вагона. Например, железнодорожный вагон, спроектированный для перевозки сжиженного природного газа (LNG), может иметь расстояние между центральными линиями колесных тележек, равное 54 фута. Данные расстояния между центральными линиями колесных тележек и другие спецификации обычных железнодорожных вагонов можно найти, например, на: http://www.arleasing.com/Pages/Products/Tanks.aspx. Системы и способы, в соответствии с изобретением, могут использоваться в железнодорожных вагонах, имеющих различные расстояния между центральными линиями колесных тележек, и здесь не представлено ничего, что могло бы считаться ограничением в этом отношении.

Каждая платформа 135, 140 весов выполнена с возможностью получения независимого показателя веса, как будет хорошо понятно для специалиста в данной области техники. Следовательно, когда колесные тележки 120, 125 железнодорожного вагона 105 становятся изолированными на соответствующих платформах 135, 140 весов, на каждой платформе весов будут сняты показания веса, которые отражают вес железнодорожного вагона, установленного на заданную колесную тележку. Показания веса, полученные на каждой платформе 135, 140 весов, могут быть затем просуммированы контроллером 200 и рабочим программным обеспечением (см. фиг. 7) взвешивающей системы 100 PSD, для точного определения общего веса железнодорожного вагона 105.

На каждой платформе 135, 140 весов предусмотрены, предпочтительно, по меньшей мере, два датчика 145, 150, сигналы от которых может использовать контроллер 200 для определения, когда колесная тележка железнодорожного вагона установлена на платформе весов и, таким образом, когда съем показаний веса может начинаться и когда он должен быть закончен. Более конкретно, на каждой платформе 135, 140 весов, предпочтительно, предусмотрен входной датчик 145 и выходной датчик 150, каждый из которых активируется передними и задними колесами соответствующей колесной тележки.

В случае взвешивания железнодорожного вагона 105 на фиг. 4A-4B, активация входного датчика 145 первой платформы 135 весов передними колесами 155 передней колесной тележки 120 обозначает для контроллера 200, что железнодорожный вагон пересекает датчик, въезжая на весы. Активация выходного датчика 150 первой платформы 135 весов задним колесом 160 передней колесной тележки 120 обозначает для контроллера 200, что передняя колесная тележка сходит с первой платформы весов, и железнодорожный вагон 105 движется в направлении положения взвешивания.

По мере того, как железнодорожный вагон 105 продолжает движение по рельсовому пути 115, активация входного датчика 145 первой платформы 135 весов передним колесом 165 задней колесной тележки 125 обозначает для контроллера 200, что задняя колесная тележка пересекает положение датчика на первой платформе весов. Последующая активация входного датчика 145 первой платформы 135 весов задним колесом 170 задней колесной тележки 125 обозначает для контроллера 200, что задняя колесная тележка изолирована на первой платформе весов. Это также инициирует запись показания веса первой платформой весов, как обозначено на фиг. 4A. Активация выходного датчика 150 первой платформы 135 весов передним колесом 165 задней колесной тележки 125 обозначает для контроллера 200, что задняя колесная тележка уходит с первой платформы весов, и также может использоваться, как инициатор таймера для измерения времени, в течение которого должна быть закончена операция взвешивания. Активация выходного датчика 150 первой платформы 135 весов задним колесом 170 задней колесной тележки 125 обозначает для контроллера 200, что задняя колесная тележка сходит с первой платформы весов, что считывание веса требуется прекратить, и что весы 130 могут быть подготовлены для приема следующего железнодорожного вагона поезда 110.

Аналогично, активация входного датчика 145 второй платформы 140 весов передним колесом 155 передней колесной тележки 120 обозначает для контроллера 200, что передняя колесная тележка пересекает положение этого датчика на второй платформе весов. Последующая активация входного датчика 145 второй платформы 140 весов задним колесом 160 передней колесной тележки 120 обозначает для контроллера 200, что передняя колесная тележка изолирована на второй платформе весов. Это также инициирует считывание показателя веса второй платформой весов, как обозначено на фиг. 4B.

Активация выходного датчика 150 второй платформы 140 весов передним колесом 155 передней колесной тележки 125 обозначает для контроллера 200, что передняя колесная тележка сходит со второй платформы весов, и также может использоваться, как инициатор таймера для измерения времени, в течение которого операция взвешивания должна быть закончена. Активация выходного датчика 150 второй платформы 140 весов задним колесом 160 передней колесной тележки 120 обозначает для контроллера 200, что передняя колесная тележка сходит со второй платформы весов, что считывание веса требуется прекратить, и что весы 130 могут быть подготовлены для приема следующего железнодорожного вагона поезда 110.

Поэтому, можно понять из представленного выше описания и обзора фиг. 4A-4B, что независимое показание весов получают из первой платформы 135 весов, в то время как задняя колесная тележка 125 железнодорожного вагона 105 кратковременно изолирована на ней, и независимое показание веса получают со второй платформы 140 весов, в то время как передняя колесная тележка 120 железнодорожного вагона кратковременно изолирована на ней. Показания веса, полученные с каждой платформы 135, 140 весов, могут затем быть проанализированы и могут использоваться контроллером 200 для определения точного веса железнодорожного вагона 105.

Поскольку показание веса из первой платформы 135 весов и второй платформы 140 весов получают близко друг к другу по времени, очень мала вероятность того, что груз, перевозимый в железнодорожном вагоне 105, может сдвинуться между считыванием весов. Фактически, в то время, как в вариантах осуществления на фиг. 4A-4B показано, что считывание весов получают в несколько разных точках по времени, с целью иллюстрации, показания веса, фактически, могут быть получены, по существу, одновременно на обеих платформах 135, 140 весов, или показания веса могут быть получены на второй платформе 140 весов немного раньше, чем показания веса будут получены на первой платформе 135 весов. В любом случае, вес загруженного железнодорожного вагона 105, как обозначено платформами 135, 140 весов и определено с помощью контроллера 200, получается очень точным, и любые влияния сдвига груза на определение веса могут быть в значительной степени, если не полностью, исключены.

На фиг. 5A-5B представлена взвешивающая система 100 PSD по фиг. 4A-4B, используемая для взвешивания другого железнодорожного вагона 205 CIM поезда 110, по мере того, как поезд движется по железнодорожному пути 115. В качестве альтернативы, железнодорожный вагон 205 на фиг. 5A-5B может быть ассоциирован с абсолютно другим поездом.

Железнодорожный вагон 205 снова оборудован передней и задней колесными тележками 220, 225, как хорошо известно. Железнодорожный вагон 205 снова представлен, как железнодорожный вагон - цистерна только с целью иллюстрации, и может представлять те же проблемы при взвешивании, как описано выше, в отношении перевоза груза, который может колебаться или по-другому смещаться (сдвигаться) внутри железнодорожного вагона, по мере движения поезда 110. По сравнению с железнодорожным вагоном 105 на фиг. 4A-4B, однако, этот железнодорожный вагон 205 имеет меньшее расстояние между центральными линиями колесных тележек. Поэтому, расстояние между центральными линиями колесных тележек такого железнодорожного вагона 205 также будет несколько меньше, чем расстояние между центральными линиями первой и второй платформ 135, 140 весов для весов 130.

В случае взвешивания железнодорожного вагона 205 с фиг. 5A-5B, активация входного датчика 145 первой платформы 135 весов передним колесом 255 передней колесной тележки 220 обозначает для контроллера 200, что железнодорожный вагон пересекает положение датчика на весах. Активация выходного датчика 150 первой платформы 135 весов задним колесом 260 передней колесной тележки 220 обозначает для контроллера 200, что передняя колесная тележка сходит с первой платформы весов, и железнодорожный вагон 205 движется в направлении положения взвешивания.

По мере того, как железнодорожный вагон 205 продолжает движение по рельсовому пути 115, активация входного датчика 145 первой платформы 135 весов передним колесом 265 задней колесной тележки 225 обозначает для контроллера 200, что задняя колесная тележка пересекает положение датчика на первой платформе весов. Последующая активация входного датчика 145 первой платформы 135 весов задним колесом 270 задней колесной тележки 125 обозначает для контроллера 200, что задняя колесная тележка изолирована на первой платформе весов. Это также инициирует запись показания веса первой платформой весов, как обозначено на фиг. 5A. Как показано, из-за более короткой длины такого железнодорожного вагона 205, передняя колесная тележка 220 еще не полностью расположена на второй платформе 140 весов в то время, когда происходит инициирование считывания веса на первой платформе 135 весов.

Активация выходного датчика 150 первой платформы 135 весов передним колесом 265 задней колесной тележки 225 обозначает для контроллера 200, что задняя колесная тележка сходит с первой платформы весов, и может также использоваться, как инициатор таймера для измерения времени, через которое должна быть закончена операция взвешивания. Активация выходного датчика 150 первой платформы 135 весов задним колесом 270 задней колесной тележки 225 обозначает для контроллера 200, что задняя колесная тележка сходит с первой платформы весов, и что следует прекратить съем показания веса.

Аналогично, активация входного датчика 145 второй платформы 140 весов передним колесом 255 передней колесной тележки 220 обозначает для контроллера 200, что передняя колесная тележка пересекает положение датчика второй платформы весов. Последующая активация входного датчика 145 второй платформы 140 весов задним колесом 260 передней колесной тележки 220 обозначает для контроллера 200, что передняя колесная тележка изолирована на второй платформе весов. Это также инициирует считывание показания веса второй платформой весов, как обозначено на фиг. 5B. Активация выходного датчика 150 второй платформы 140 весов передним колесом 255 передней колесной тележки 225 обозначает для контроллера 200, что передняя колесная тележка сходит со второй платформы весов, и может также использоваться, как инициатор таймера для измерения времени, через которое операция взвешивания должна быть закончена. Активация выходного датчика 150 второй платформы 140 весов задним колесом 260 передней колесной тележки 220 обозначает для контроллера 200, что передняя колесная тележка сходит со второй платформы весов, что съем показаний веса необходимо прекратить, и что весы 130 могут быть подготовлены для приема следующего железнодорожного вагона поезда 110.

Поэтому, можно понять из приведенного выше описания и просмотра фиг. 5A-5B, что независимые считанные показатели веса получают из первой платформы 135 весов, в то время как движущаяся задняя колесная тележка 225 железнодорожного вагона 205 на краткое время находится на ней, и независимый показатель веса получают со второй платформы 140 весов, в то время как передняя колесная тележка 220 железнодорожного вагона кратковременно находится на ней. Показатели веса, полученные из каждой платформы 135, 140 весов, затем могут быть проанализированы и могут использоваться контроллером 200, для определения точного веса железнодорожного вагона 205.

Поскольку показатели веса первой платформы 135 весов и второй платформы 140 весов получают очень близко по времени друг к другу, существует очень малая вероятность того, что груз, перевозимый в железнодорожном вагоне 205, может сдвинуться между показателями веса. Таким образом, вес загруженного железнодорожного вагона 205, обозначенный платформами 135, 140 и весов определенный контроллером 200, является высокоточным, и любые влияния сдвига груза на определение веса можно в значительной степени, если не полностью, исключить.

На фиг. 6A-6B представлена система 100 взвешивания PSD с фиг. 4A-4B, используемая для взвешивания другого железнодорожного вагона 305 CIM поезда 110 по мере того, как поезд движется по рельсам 115. В качестве альтернативы, железнодорожный вагон 305 с фиг. 6A-6B можно было бы ассоциировать с абсолютно другим поездом.

Железнодорожный вагон 305 оборудован передней и задней колесными тележками 320, 325, как хорошо известно. Железнодорожный вагон 305 снова показан, как вагон типа цистерны только с целью иллюстрации, и для него могут быть свойственны те же самые проблемы взвешивания, как описано выше в отношении перевозки груза, который может колебаться или по-другому смещаться (сдвигаться) внутри железнодорожного вагона при движении поезда 110. При сравнении железнодорожного вагона 105 с фиг. 4A-4B и железнодорожного вагона 205 с фиг. 5A-5B, такой железнодорожный вагон 305 имеет большее расстояние между центральными линиями колесных тележек. В этом случае, расстояние между центральными линиями колесных тележек железнодорожного вагона 305, фактически, немного больше, чем расстояние между центральными линиями первой и второй платформ 135, 140 весов на весах 130.

В случае взвешивания железнодорожного вагона 305 с фиг. 6A-6B, активация входного датчика 145 первой платформы 135 весов передним колесом 355 передней колесной тележки 320 обозначает для контроллера 200, что железнодорожный вагон проходит мимо датчика, поступая на весы. Активация выходного датчика 150 первой платформы 135 весов задним колесом 360 передней колесной тележки 320 обозначает для контроллера 200, что передняя колесная тележка сходит с первой платформы весов, и железнодорожный вагон 305 движется в направлении положения взвешивания.

Из-за большего расстояния между колесными тележками 320, 325 этого железнодорожного вагона 305, первый показатель веса получают со второй платформы весов, когда передняя колесная тележка пересекает ее. Активация входного датчика 145 второй платформы 140 весов передним колесом 355 передней колесной тележки 320 железнодорожного вагона 305 обозначает для контроллера 200, что передняя колесная тележка пересекает положение датчика второй платформы весов. Последующая активация входного датчика 145 второй платформы весов 140 задним колесом 360 передней колесной тележки 320 обозначает для контроллера 200, что передняя колесная тележка изолирована на второй платформе весов. Это также инициирует запись показателей веса первой платформой весов, как обозначено на фиг. 6A.

Активация выходного датчика 150 второй платформы весов 140 передним колесом 355 передней колесной тележки 325 обозначает для контроллера 200, что передняя колесная тележка сходит со второй платформы весов, и может также использоваться, как инициатор таймера для измерения времени, в течение которого должна быть закончена операция взвешивания. Активация выходного датчика 150 второй платформы весов 140 задним колесом 360 передней колесной тележки 320 обозначает для контроллера 200, что передняя колесная тележка сходит со второй платформы весов, и что необходимо прекратить отбор показателей веса.

По мере того, как железнодорожный вагон 305 продолжает движение по пути 115, активация входного датчика 145 первой платформы 135 весов передним колесом 365 задней колесной тележки 325 обозначает для контроллера 200, что задняя колесная тележка поступает на первую платформу весов. Последующая активация входного датчика 145 первой платформы 135 весов задним колесом 370 задней колесной тележки 325 обозначает для контроллера 200, что задняя колесная тележка изолирована на первой платформе весов. Это также инициирует запись показателя веса второй платформой весов, как обозначено на фиг. 6B. Как представлено, из-за большей длины такого железнодорожного вагона 305, передняя колесная тележка 320 все еще может находиться на второй платформе 140 весов, и отбор показателей веса каждой платформой весов может накладываться друг на друга в определенной степени. Происходит ли это или нет, будет зависеть от точного промежутка между платформами 135, 140 весов и расстояния между центральными линиями колесных тележек 320, 325.

Последующая активация выходного датчика 150 первой платформы 135 весов передним колесом 365 задней колесной тележки 325 обозначает для контроллера 200, что задняя колесная тележка сходит с первой платформы весов, и также может использоваться, как инициатор таймера для измерения времени, в течение которого должна быть закончена операция взвешивания. Активация выходного датчика 150 первой платформы 135 весов задним колесом 370 задней колесной тележки 325 обозначает для контроллера 200, что задняя колесная тележка сходит с первой платформы весов, что отбор показателя веса должен быть закончен, и что весы 130 могут быть подготовлены для приема следующий железнодорожного вагона поезда 110.

Поэтому, из представленного выше описания и анализа фиг. 6A-6B следует понимать, что независимое показание веса получают из первой платформы 135 весов, в то время как задняя колесная тележка 325 железнодорожного вагона 305 кратковременно изолирована на ней, и независимое показание веса получают из второй платформы 140 весов, в то время как передняя колесная тележка 320 железнодорожного вагона кратковременно изолирована на ней. Показания веса, полученные каждой из платформ 135, 140 весов, затем могут быть проанализированы и могут использоваться контроллером 200 для определения точного веса железнодорожного вагона 305.

Поскольку показания веса из первой платформы 135 весов и второй платформы 140 весов получают близко по времени, несмотря на увеличенное расстояние между центральными линиями колесных тележек 320, 325 в этом варианте осуществления, существует очень малая вероятность того, что груз, перевозимый в железнодорожном вагоне 305, может сдвинутся между показаниями веса. Таким образом, вес груза, загруженного в железнодорожный вагон 305, как обозначено платформами 135, 140 весов и определено контроллером 200, получается очень точным, и любые влияния сдвига груза на определение веса могут быть по большей части, если не полностью, исключены.

Пример взвешивающей системы PSD, в соответствии с настоящим изобретением, схематично представлен на фиг. 7, в отношении взаимного обмена данными между платформами 135, 140 весов, датчиками 145, 150 платформы весов и контроллером 200, и их ассоциированным программным обеспечением. Система показана, как включающая в себя контроллер 200, и ассоциированное программное обеспечение, которое управляет описанными выше операциями взвешивания во время движения, и определяет вес заданного железнодорожного вагона (как описано более подробно ниже). Система может различать локомотивы и железнодорожные вагоны на основе различия по длине между ними, а также между разными размерами железнодорожных вагонов на основе скорости железнодорожного вагона и времени между активацией датчиков платформы весов. Система и способ, в соответствии с настоящим изобретением, могут работать для точного взвешивания железнодорожных вагонов CIM в пределах определенного диапазона скоростей железнодорожного вагона.

Контроллер 200 системы может представлять собой часть терминала 400 пользователя, который включает в себя дисплей 405 для обозначения информации, такой как вес взвешиваемого железнодорожного вагона, сумма весов всех взвешенных железнодорожных вагонов данного поезда, скорость и направление железнодорожного вагона, и т.д. Обобщенная информация может быть предоставлена, например, после окончания операции взвешивания поезда. Терминал также может предоставлять для оператора доступ к функциям составления отчетов и установок. Терминал также может включать в себя базу данных, которая позволяет сохранять данные весов, и отчеты по взвешиванию поезда, и может предлагать функции экспорта отчета или других данных через кабельное или беспроводное соединение для передачи данных. В качестве альтернативы, данные веса, отчеты о поезде и т.д., могут быть сохранены в другом месте, предпочтительно, в месте, которое соединено с возможностью обмена данными с терминалом.

Как будет понятно из представленного выше описания примерных вариантов осуществления, операция взвешивания, в соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно начинается, когда входной датчик для данной платформы весов обозначает, что колесная тележка железнодорожного вагона изолирована на платформе весов, и заканчивается, когда выходной датчик платформы весов обозначает, что колесная тележка сходит с платформы весов. Обычно, в результате этого, генерируется и сохраняется множество окон считывания веса во время движения. Количество собранных окон считывания веса может изменяться в зависимости от скорости железнодорожного вагона. Переключение включения/выключения входных и выходных датчиков платформы весов можно использовать для установки временного штампа для заданных показателей веса.

Следует понимать, что наиболее точные показатели веса будут получены, когда колесная тележка железнодорожного вагона установлена по центру или, по существу, в центре платформы весов. С этой целью, показатели (данные) веса, полученные в то время, когда колесные тележки изолированы на платформах весов, сохраняются (например, в терминале контроллера весов), и сохраненные показания веса анализируют с помощью контроллера для определения самого однородного окна, записанного во время взвешивания отдельных колесных тележек железнодорожного вагона. Самое однородное окно представляет собой окно с наименьшей суммой абсолютных отклонений от среднего значения каждого окна. После определения самого однородного окна, значение веса в центре окна используют для веса железнодорожного вагона, установленного на колесной тележке железнодорожного вагона, на платформе весов. Предпочтительно, система, в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает то, что, по меньшей мере, одно полное окно данных веса будет накоплено и будет доступно для анализа.

Системы и способы, в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивают возможность высокоточного взвешивания железнодорожных вагонов CIM, загруженных текучими или по-другому смещаемыми материалами, движение которых может оказать неприемлемое и нежелательное влияние на показания веса, получаемые с использованием известных систем взвешивания CIM. Следовательно, системы и способы, в соответствии с настоящим изобретением, можно использовать на законных основаниях для вариантов применения, подразумевающих взвешивание при выполнении торговых операций.

Следует также отметить, что, в то время как точность известных технологий взвешивания с однократной протяжкой ухудшается по мере увеличения скорости железнодорожных вагонов, подлежащих взвешиванию, точность технологии взвешивания PSD, в соответствии с изобретением, улучшается (или, по меньшей мере, не ухудшается). Такое улучшение точности взвешивания происходит, поскольку время между взвешиваниями тележек уменьшается по мере увеличения скорости железнодорожного вагона. Следовательно, показания весов считывают за более короткие интервалы, что дополнительно уменьшает любую вероятность того, что сдвиг груза может повлиять на показания веса. В результате, становится возможным использовать систему и способ PSD, в соответствии с изобретением, для точного взвешивания железнодорожных вагонов, движущихся со скоростью, которая является слишком высокой (например, 20 км/ч), для обеспечения возможности точного измерения с помощью известных технологий взвешивания с однократной протяжкой.

В то время, как определенные варианты осуществления настоящего изобретения подробно были описаны выше, объем изобретения не следует рассматривать, как ограниченный таким раскрытием, и возможны модификации без выхода за пределы сущности изобретения, которая представлена в следующей формуле изобретения.

Разработаны системы и способы для точного взвешивания железнодорожных вагонов, таких как находящиеся в движении железнодорожные вагоны, в которых переводят материалы, такие как текучие или по-другому смещающиеся материалы. В системах в соответствии с изобретением используются весы, имеющие пару независимых платформ весов, каждая из которых снимает показания веса, в то время как колесная тележка заданного железнодорожного вагона изолирована на ней. Данные веса, снятые платформами весов, анализируют и комбинируют для определения точного веса соответствующего железнодорожного вагона. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Система для взвешивания движущихся железнодорожных вагонов, содержащая:

весы, расположенные вдоль пути движения железнодорожных вагонов, подлежащих взвешиванию, причем весы выполнены с возможностью обеспечения множества показаний веса железнодорожных вагонов и включают в себя первую и вторую независимые платформы весов, по которым движутся колесные тележки железнодорожных вагонов, подлежащих взвешиванию,

при этом расстояние между первой и второй платформами весов установлено для минимизации времени между получением показаний веса;

датчики, установленные на каждой платформе весов и выполненные с возможностью активации передними и задними колесами каждой из колесных тележек железнодорожного вагона; и

контроллер, имеющий соответствующее программное обеспечение и соединенный с возможностью обмена данными с весами, причем контроллер выполнен с возможностью использования сигналов от датчиков платформы весов для определения того, когда колесная тележка железнодорожного вагона изолирована на соответствующей платформе весов, и для снятия показаний веса с платформы весов, когда колесная тележка изолирована на ней, при этом показания веса от первой платформы весов снимаются в момент времени, отличный от момента времени снятия показаний веса от второй платформы весов, причем контроллер дополнительно выполнен с возможностью комбинирования показаний веса от первой и второй платформ весов для определения веса данного железнодорожного вагона.

2. Система по п. 1, в которой платформа весов включает в себя более одного входного датчика и более одного выходного датчика, причем датчики представляют собой индуктивные датчики.

3. Система по п. 1, в которой каждая платформа весов включает в себя входной датчик, установленный с возможностью подачи сигнала, когда колесная тележка поступает на платформу весов, и выходной датчик, установленный с возможностью подачи сигнала, когда колесная тележка сходит с платформы весов.

4. Система по п. 1, в которой расстояние между первой и второй платформами весов по существу равно расстоянию между центральными линиями колесных тележек среднестатистического железнодорожного вагона.

5. Система по п. 1, в которой контроллер представляет собой часть терминала, который дополнительно включает в себя дисплей для представления информации о взвешиваемых железнодорожных вагонах.

6. Система по п. 5, в которой терминал дополнительно содержит базу данных для сохранения информации о взвешивании.

7. Система по п. 6, в которой терминал включает в себя функцию проводной или беспроводной передачи данных, так что информация о взвешивании может быть экспортирована или доступ к ней может осуществляться дистанционно.

8. Система для взвешивания движущихся железнодорожных вагонов, загруженных смещающимся материалом, содержащая:

весы, выполненные с возможностью обеспечения множества показаний веса железнодорожных вагонов и включающие в себя первую независимую платформу весов, по которой движутся колесные тележки железнодорожных вагонов, подлежащих взвешиванию, и вторую независимую платформу весов, по которой движутся колесные тележки железнодорожных вагонов, подлежащих взвешиванию, причем вторая платформа весов расположена после первой платформы весов вдоль пути движения железнодорожных вагонов, подлежащих взвешиванию;

при этом расстояние между первой и второй платформами весов приблизительно равно расстоянию между центральными линиями колесных тележек среднестатистического железнодорожного вагона;

входной датчик и выходной датчик, расположенные на каждой платформе весов и выполненные с возможностью активации передними и задними колесами каждой из колесных тележек железнодорожного вагона для обозначения положения колесной тележки относительно заданной платформы весов; и

контроллер, соединенный с возможностью обмена данными с весами, причем контроллер выполнен с возможностью использования сигналов от датчиков платформы весов для определения того, когда заданная колесная тележка железнодорожного вагона изолирована на соответствующей платформе весов, для снятия независимого показания веса с первой платформы весов только в период времени, когда задняя колесная тележка изолирована на ней, и для снятия независимого показания веса со второй платформы весов только в период времени, когда передняя колесная тележка изолирована на ней, причем показания веса от первой платформы весов и от второй платформы весов снимаются в несколько разных точках по времени, при этом контроллер, совместно с соответствующим программным обеспечением, дополнительно выполнен с возможностью комбинирования независимых и раздельных по времени показаний веса от первой и второй платформ весов для определения веса заданного движущегося железнодорожного вагона.

9. Система по п. 8, в которой входной и выходной датчики представляют собой индуктивные датчики.

10. Система по п. 8, в которой платформа весов включает в себя более одного входного датчика и более одного выходного датчика.

11. Система по п. 8, в которой контроллер представляет собой часть терминала, который дополнительно включает в себя дисплей для представления информации о взвешиваемых железнодорожных вагонах.

12. Система по п. 11, в которой терминал дополнительно содержит базу данных для сохранения информации о взвешивании.

13. Система по п. 12, в которой терминал включает в себя функцию проводной или беспроводной передачи данных, так что информация о взвешивании может быть экспортирована или доступ к ней может осуществляться дистанционно.

14. Способ взвешивания движущихся железнодорожных вагонов, загруженных смещающимся материалом, при котором:

обеспечивают весы, выполненные с возможностью обеспечения множества показаний веса железнодорожных вагонов и включающие в себя:

- первую независимую платформу весов, расположенную таким образом, что колесные тележки железнодорожных вагонов, подлежащих взвешиванию, проходят по ней, и вторую независимую платформу весов, расположенную таким образом, что колесные тележки железнодорожных вагонов, подлежащих взвешиванию, проходят по ней, причем вторая платформа весов расположена после первой платформы весов вдоль пути движения железнодорожных вагонов, подлежащих взвешиванию, и разделена расстоянием, которое приблизительно равно расстоянию между центральными линиями колесных тележек среднестатистического железнодорожного вагона,

- входной датчик и выходной датчик, расположенные на каждой платформе весов, причем датчики активируются передними и задними колесами каждой колесной тележки железнодорожного вагона для обозначения положения колесной тележки относительно заданной платформы весов, и

- контроллер, соединенный с возможностью обмена данными с весами, причем контроллер использует сигналы от датчиков платформы весов для определения того, когда заданная колесная тележка железнодорожного вагона изолирована на соответствующей платформе весов, для снятия независимого показания веса с первой платформы весов только в период времени, когда задняя колесная тележка изолирована на ней, и для снятия независимого показания веса со второй платформы весов только в период времени, когда передняя колесная тележка изолирована на ней, причем изолирование задней колесной тележки железнодорожного вагона на первой платформе весов и снятие показания веса на ней осуществляют в несколько разных точках по времени, чем изолирование передней колесной тележки железнодорожного вагона на второй платформе весов и снятие показания веса на ней;

записывают показания веса, снятые платформами весов; и

используют контроллер, совместно с соответствующим программным обеспечением, для анализа и комбинирования независимых и раздельных по времени показаний веса от первой и второй платформ весов для определения веса заданного движущегося железнодорожного вагона.

15. Способ по п. 14, при котором показания веса снимают в следующем порядке: показание веса от второй платформы весов и, затем, показание веса от первой платформы весов, или показание веса от первой платформы весов и, затем, показание веса от второй платформы весов.

16. Способ по п. 14, при котором контроллер представляет собой часть терминала, который дополнительно включает в себя дисплей, причем информацию о взвешиваемых железнодорожных вагонах отображают на дисплее, при этом информацию взвешивания сохраняют в базе данных, ассоциированной с терминалом, причем терминал дополнительно включает в себя функцию проводного или беспроводного обмена данными таким образом, что данные веса могут быть экспортированы, или доступ к ним может быть осуществлен дистанционно.

17. Способ по п. 14, при котором множество окон данных считывания веса во время движения снимают и сохраняют каждый раз, когда заданная колесная тележка железнодорожного вагона проходит по соответствующей одной из платформ весов.

18. Способ по п. 17, при котором сохраненные показания веса анализируют с помощью контроллера, для определения самого однородного окна, записанного во время взвешивания индивидуальных колесных тележек железнодорожного вагона и, после определения самого однородного окна, значение веса в центре окна используют в качестве веса железнодорожного вагона.

19. Способ по п. 18, при котором самое однородное окно представляет собой окно с наименьшей суммой абсолютных отклонений от среднего значения каждого окна.

20. Способ по п. 14, при котором используют переключение для включения/отключения входных и выходных датчиков платформы весов для установки временного штампа для заданных показаний веса.