在铁路车辆上自动分配防冻剂或除冰剂的设备的制作方法

本发明涉及分配设备。更具体地，本发明涉及在轨道车辆的至少一部分(例如火车头或车厢)上自动分配养护剂(例如防冻剂或除冰剂)的设备。

背景技术：

为了从火车上除去冰雪，可以使用自动防冻系统和除冰系统。通常地，当火车在铁路轨道上运行时必须进行该防冻操作和除冰操作。在操作中，火车在防冻系统和除冰系统前方减速或停止。之后，通过使用喷射装置将液体(例如乙二醇)喷射至火车的选定部分。从储存容器供应液体并且可以在喷射操作之前加热液体。

然而，已知的防冻系统必须在火车静止、靠边行驶(即移动至优先级较低的轨道)时操作，或者当火车以极低速度移动(通常低于5km/h)时操作。因此，在火车上进行防冻处理和除冰处理需要大量时间。此外，需要更容易控制并且可以用于干线的防冻系统和除冰系统，从而可以减少火车的停机时间。

技术实现要素：

因此本发明理念的目的是提供更有效的用于分配养护剂的改进的分配设备。

本发明理念的目的还在于提供相关的分配方法。

根据本发明的第一方面，提供在轨道车辆的特定部分(例如火车头或车厢)上自动分配养护剂(例如防冻剂或除冰剂)的设备。所述设备包括：分配单元，所述分配单元适配成在轨道车辆的所述特定部分上分配所述养护剂；检测单元，所述检测单元被构造成在所述轨道车辆到达分配单元之前产生检测信号；传感器单元，所述传感器单元被构造成确定轨道车辆的一部分的位置并且产生位置信号，并且用于确定轨道车辆的速度；和控制单元。所述控制单元被构造成：从所述检测单元接收检测信号，从所述传感器单元接收位置信号，基于所述轨道车辆速度确定分配计划，所述分配计划包括时间计划，所述时间计划具有关于何时从分配单元分配养护剂的数据和关于从分配单元分配养护剂的持续时间的信息，并且将控制信号传送至分配单元，其中控制信号被构造成基于所述分配计划控制所述分配单元。通过所述设备的结构，通常在任何轨道车辆速度下，能够在轨道车辆的具体部分上实现非常精确的分配。因此，在轨道车辆的极低速度和极高速度下都可以实现精确分配。此外，可以在干线铁路轨道上行驶的轨道车辆上进行分配操作而无需降低其初始速度。

在本文和下文中，用于自动分配的设备有时被称为分配设备。

轨道车辆在本文中表示可以在铁路轨道上运输或移动的铁路车辆。轨道车辆的示例包括火车头、车厢、有轨电车、火车、火车的一部分、客车、铁路旅客车厢、货物列车、铁路货车等。轨道车辆可以运送货物、乘客等。轨道车辆可包括一个或多个列车组。通常地，存在三种类型的轨道车辆：一种类型为仅具有可更换的列车组，一种类型为具有不可更换的固定的列车组，还有一种类型为具有可更换的列车组和固定的列车组。

术语养护剂可以是防冻剂、除冰剂或可以减少或避免雪和/或冰形成的任何其它试剂。养护剂优选为液体形式。然而替代性地，养护剂可以为气体形式。例如，养护剂可以是甘油或乙二醇。例如，养护剂是不必回收或收集的一次性环保养护剂。例如，养护剂可以生物降解或生物相容。

养护剂的分配可以是喷射养护剂。

在分配至轨道车辆之前可以加热养护剂。在非限制性的实施方案中，养护剂的操作温度(即分配温度或喷射温度)可以在10℃至40℃之间，或优选在10℃至30℃之间，例如约20℃。

养护剂可以在低于0℃的户外温度下进行分配。本发明的设备可以在-70℃至70℃之间的户外温度下操作，即分配养护剂。如果户外温度低于一定的临界户外温度，则优选对养护剂加热。在非限制性的实施方案中，临界户外温度在-70℃至-20℃之间。

本发明的设备适配成在轨道车辆的特定部分上分配养护剂。更具体地，分配单元可以在轨道车辆的选定部分(例如轨道车辆的底侧、轨道车辆的转向架、轨道车辆的入口台阶、轨道车辆的制动器等的一部分或全部)上分配养护剂。通向分配单元的阀可以根据分配计划打开和关闭，其中仅在特定部分上进行分配并且在特定部分之间关闭分配单元。例如，可以根据分配计划来打开和关闭喷射。

检测单元可以包括一个或多个部件。检测单元被构造成产生至少一个检测信号。检测信号在本文中表示例如在达到分配单元或进入分配区域之前响应被检测的轨道车辆而由检测单元产生的信号。分配区域是在轨道车辆上分配养护剂的区域。可以通过电线或更优选通过无线通信将检测信号发送至控制单元。

检测单元可以被构造成在轨道车辆进入分配区域之前启动。检测单元可以沿着铁路轨道设置在分配单元之前的50至100m。

分配区域是设置分配单元的区域或范围。此外，分配区域可以包括具有铁路轨道部分的区域，轨道车辆适配成在所述铁路轨道部分上移动。

控制单元可以与分配单元分离。替代性地，控制单元可以包括在分配单元中。控制单元可以与检测单元(例如天线单元)分离。替代性地，控制单元可以包括在天线单元中。

在本文和下文中，确定行为可以是计算、对比、测量、估算、预测等行为。

可以确定不同的轨道车辆参数。轨道车辆参数可以是物理参数，例如轨道车辆的速度、轨道车辆的速度值、轨道车辆的位置、轨道车辆的实际到达时间、轨道车辆到达的预计时间或估算时间、轨道车辆的估算加速度或预计加速度、轨道车辆的估算减速度或预计减速度等。速度在本文和下文中表示速度的模数或数值。然而，术语速度或速度值可以在本文和下文中互换使用。轨道车辆参数还可以是识别轨道车辆的参数、确认可接受或不可接受通过分配单元在轨道车辆上分配养护剂的参数等。

可以通过电线或替代性地通过无线通信将控制信号传送至分配单元。

轨道车辆具有两侧：第一侧和第二侧。沿着运动方向，轨道车辆具有左侧和右侧，所述左侧和右侧分别对应于轨道车辆的第一侧和第二侧。分配单元适配成至少在轨道车辆的第一侧上分配养护剂。分配单元可以适配成在轨道车辆的第一侧和第二侧上同时或依次分配养护剂。分配单元可以适配成以任何方向分配养护剂。例如，分配单元的喷嘴可以旋转和/或倾斜从而实现以任何方向进行分配。

分配计划可以包括时间计划。时间计划可以包括关于何时从分配单元分配养护剂的信息和数据。时间计划可以包括关于从分配单元分配养护剂多长时间的信息，即关于持续时间或时间期限的信息。分配计划还可以包括操作计划。操作计划可以包括如何和/或在何处分配养护剂的计划。例如，操作计划可以包括关于如下的信息：打开哪个阀、关闭哪个阀、在何种压力下从分配单元施加养护剂、以何种速度值或速度下施加养护剂、对于一个或多个特定阀使用何种养护剂喷射模式、在多种养护剂中向分配单元供应何种特定养护剂等。

任选地，可以基于分配计划(并还考虑至少一个外部参数)来控制分配单元。例如由于物理限制，外部参数可以是限制的外部参数。外部参数可以是养护剂在分配单元的输出部分(例如喷嘴)处的最大压力、养护剂在分配单元的输出部分处的最大传送速度值或最大传送速度、与主导气候条件相关的参数例如户外温度、大气湿度、大气压力、风速等。额外地，或替代性地，外部参数可以涉及分配设备的之前的分配操作。举例而言，可以从储存外部参数的数据库将外部参数提供至控制单元或分配单元。数据库可以包括在服务器中。可以从数据库检索外部参数。服务器可以通过电线或通过无线通信连接至检测单元、控制单元或分配单元。替代性地，服务器可以被计算机设备(例如固定式计算机或便携式计算机设备，例如笔记本电脑、智能电话或平板电脑)访问。计算机设备可以通过电线或通过无线通信连接至服务器。

可以通过计算机设备、控制单元、检测单元或分配单元检索外部参数从而控制分配计划。

分配单元可以包括至少一个分配构件。分配构件可以是臂状分配构件。分配构件可以包括至少一个分配喷嘴或简称喷嘴。例如，可以在每个分配构件处设置一对喷嘴。养护剂可以通过喷嘴排出。在另一个实施方案中，在每个分配构件处设置多个喷嘴。分配喷嘴可以被设置成根据分配计划分配养护剂。在每次时多个分配喷嘴中的一个分配喷嘴可以分配养护剂。替代性地，多个分配喷嘴中的若干分配喷嘴可以同时分配养护剂。任选地，多个分配喷嘴可以全部同时分配养护剂。

分配构件中的喷嘴的分配模式或喷射模式可以不同。更具体地，第一喷嘴可以造成第一分配模式，而第二喷嘴可以造成第二分配模式，等。不同喷嘴的形状可以不同。例如，喷嘴的形状可以是椭圆形、圆形、正方形、矩形、星形等。

例如，设置在分配构件上的第一喷嘴可以设置有相对于轨道车辆的移动方向以竖直方向延伸的开口，并且设置在相同分配构件上的第二喷嘴可以设置有相对于轨道车辆的移动方向以水平方向延伸的开口。同样可以设想第一喷嘴和第二喷嘴的其它的相对倾斜。

根据一个实施方案，喷嘴可以单独调节。每个喷嘴可以旋转和/或倾斜。例如，每个喷嘴可以相对于沿着铁路轨道延伸的水平面倾斜。由于喷嘴的这种灵活性，可以从任何方向向轨道车辆的部分和轨道车辆的任何选定区域分配养护剂。

根据本发明理念，提供一种更有效的用于分配养护剂的改进的分配设备。实际上，通过控制单元被构造成将控制信号传送至根据本发明理念的分配单元，包括在分配设备中的分配单元可以以改进和更有效的方式运行。

具体地，可以以更迅速和更有效的方式来控制自动分配设备。检测单元允许迅速产生检测信号，可以通过根据本发明理念的控制单元进一步处理所述检测信号。在非限制性的实施方案中，检测单元的反应时间可以达到毫秒的时间量级。检测单元、控制单元和包括在分配设备中的分配单元允许通过电子信号迅速通信。因此，通过本发明的分配设备，轨道车辆可以在运动的同时经受养护剂的分配。事实上，相比于现有技术中的已知的分配设备，本发明的设备可以在高得多的轨道车辆速度下进行操作，特别是分配养护剂。在非限制性的实施方案中，本发明的设备可以在铁路轨道上的轨道车辆的1至100km/h之间的速度下(或根据一些实施方案甚至更快)进行操作。例如，当轨道车辆在干线铁路轨道上以正常速度行驶的同时(即在轨道车辆的正常运行的过程中)，可以向轨道车辆提供养护剂。鉴于上述内容，火车的停机时间也将被缩短。

此外，本发明理念允许灵活地控制和调节分配设备，正如下文更详细描述的。具体地，可以进一步通过考虑外部参数来调整分配计划。

根据一个实施方案，检测单元包括具有至少一个天线的天线单元和适配成设置在轨道车辆上或轨道车辆中的电子跟踪单元，电子跟踪单元被设置成与天线单元通信。电子跟踪单元优选设置在轨道车辆上从而允许与天线单元通信。然而替代性地，电子跟踪单元可以设置在分配区域中或附近。通信可以包括传送信号和接收信号。天线单元可以包括多个天线。在第一个示例中，天线设置在同一位置处。在第二个示例中，天线设置在不同位置处。电子跟踪单元可以提供轨道车辆的检测并且还可以被设置成提供轨道车辆的识别。电子跟踪单元还可以提供数据用于跟踪轨道车辆并且可以帮助确定轨道车辆的位置、速度和加速度或减速度中的至少一者。天线可以是rfid天线。天线单元中的额外天线可以增加分配设备中的一个或多个天线单元之间(例如天线单元与电子跟踪单元之间或天线单元与控制单元之间)的通信品质。例如，可以改进电子跟踪单元的可读性。天线单元和电子跟踪单元的至少一者可以用于产生检测信号和识别信号。在第一个示例中，电子跟踪单元向控制单元发送产生的检测信号。在第二个示例中，天线单元向控制单元发送产生的检测信号。从检测单元至控制单元的检测信号和识别信号可以是通过常规信号放大装置而被放大的信号，从而在例如50至100m或甚至更大的较大距离上得到可靠信号。

天线单元可以从电子跟踪单元接收信号。信号可以是时间戳。信号可以是被天线单元接收的时间戳。信号可以通信至控制单元。在控制单元处，可以进行基于时间戳信号的额外动作。

电子跟踪单元可以包括一个或多个无线电应答器。优选地，电子跟踪单元包括一个或多个标签，例如rfid标签。例如，第一电子跟踪单元设置在轨道车辆的第一端处，而第二电子跟踪单元设置在轨道车辆的相对的第二端处。

分配设备中可以设置第一天线单元和第二天线单元。当轨道车辆沿着铁路轨道以第一方向(例如从右至左)移动时，第一天线单元可以操作。当轨道车辆以相反的第二方向(例如从左至右)移动时，第二天线单元可以操作。

根据替代性实施方案，检测单元包括至少一个通信设备和电子跟踪单元。电子跟踪单元可以设置在轨道车辆上或轨道车辆中。通信设备可以包括至少一个通信单元。通信单元可以是收发器、接收器或发射器。通信设备可以与电子跟踪单元通信。

根据一个实施方案，电子跟踪单元包括至少一个无线射频识别标签，rfid标签。例如，火车头可以具有至少一个rfid标签。此外，多个rfid标签可以分布在多个车厢上。

根据一个实施方案，rfid标签用于检测和识别进入分配区域之前的轨道车辆。rfid标签还可以用于检测轨道车辆何时离开分配区域。然而根据另一个实施方案，rfid标签用于确定轨道车辆参数。为了确定轨道车辆参数(例如轨道车辆的速度或速度值)，rfid标签之间的距离优选是已知的。

在一个示例中，通过至少两个rfid标签来确定轨道车辆的速度。例如，时间戳可以与关于这些至少两个标签之间的距离的知识一起使用。在该示例中，需要至少一个天线来确定速度。对于具有固定列车组的轨道车辆，如上所述，轨道车辆的任一端需要一个rfid标签。明显地，可以在轨道车辆上设置额外的rfid标签。这些额外的rfid标签可以提供额外的位置指标、速度指标、加速度指标和减速度指标。例如，可以通过时间戳提供这些指标。此外，这些指标可以用于维修目的。例如，rfid标签可以提供与轨道车辆的特定部分(例如独立转向架或侧部)的特定内容相关的数据库。所述特定内容可以包括关于之前分配操作的历史数据等。

根据本发明的一个方面，通过传感器单元确定轨道车辆速度。在另一个示例中，通过至少一个rfid标签确定轨道车辆的速度。例如，时间戳连同关于这些至少两个天线之间的距离的知识是已知的。在该示例中，需要至少两个天线来确定速度。

注意到当使用多个可更换的列车组时，这些列车组的长度可以改变。优选地，在每个可更换的轨道车辆上设置至少一个rfid标签。通过考虑改变列车组类型及改变列车组距离，这些额外的rfid标签可以提供更一致的分配操作。例如，可以在高峰时间和非高峰时间之间改变列车组。

rfid标签可以是无源rfid标签。无源rfid标签可以被设置成由包括在天线单元中的至少一个天线通电。

rfid标签可以是有源rfid标签。因此，有源rfid标签可以包括本地能量源，例如电池。

rfid标签可以是半无源rfid标签。

根据第一个示例，rfid标签设置在轨道车辆的旨在分配养护剂的区域中。

根据第二个示例，rfid标签与轨道车辆的旨在分配养护剂的区域分离设置。

rfid标签可以是只读标签。在该情况下，标签只能读取而不能在标签中写入新数据。

替代性地，rfid标签可以是读/写标签。在该情况下，标签可以读取和/或在标签中写入新数据。

rfid可以被锁定从而不能改写。

天线单元可以被设置成读取至少一个rfid标签。

天线单元可以被设置成写入一个或多个新rfid标签，前提是标签未被锁定。例如，当轨道车辆经过分配设备时可以进行写入。

当使用多个rfid标签时，上述时间戳可以在时间上定期、连续或离散地提供轨道车辆参数，例如轨道车辆的速度值。因此，可以确定轨道车辆的加速度，即轨道车辆是否具有恒定的速度、增大的速度还是减小的速度。因此还可以确定轨道车辆上的位置，并且当轨道车辆经过离天线单元以特定距离设置的各个分配臂或分配喷嘴时，可以确定可靠的分配点。

根据一个实施方案，至少一个检测信号和控制信号是无线信号。因此，分配设备的安装可以变得更灵活，这是因为不需要安装电线或至少安装更少的电线。

根据一个实施方案，控制信号还被构造成根据轨道车辆参数控制分配持续时间、分配单元的泵速和分配单元的分配覆盖范围中的至少一者。该实施方案的优点是可以使用控制信号而以改进的方式调整分配操作。例如，可以控制从分配单元分配的养护剂的量，可以控制从分配单元分配的养护剂的压力，可以控制从分配单元分配的养护剂的速度，可以控制从分配单元分配的养护剂的分配模式等。可以通过调节分配养护剂的分配喷嘴从而控制分配覆盖范围。

根据一个实施方案，通过传感器单元确定轨道车辆的位置和速度。通过确定的位置和速度，控制单元可以估算或预测轨道车辆何时到达分配单元，即轨道车辆的到达时间。更具体地，控制单元可以估算或预测轨道车辆的特定部分何时与包括在分配单元中的各个分配喷嘴对齐或位于其前方。

明显地，控制单元或分配单元必须补偿分配喷嘴与轨道车辆的将被分配的部分之间的距离。例如，如果待分配的养护剂的平均速度由vdisp表示，并且喷嘴与轨道车辆的将被分配的部分之间的距离由δd表示，则分配操作必须在估算轨道车辆到达喷嘴前方的时间δt＝δd/vdisp时开始。

根据一个实施方案，通过作为位置和速度传感器单元的传感器单元来确定速度。根据一个实施方案，通过使用电子时间戳，基于信号和数据的接收或多普勒频移来确定速度。根据一个实施方案，传感器单元包括至少一个传感器。传感器可以是磁性传感器、光学传感器、激光传感器或运动传感器，但是也可以设想本领域技术人员已知的其它选择。磁性传感器可以设置在铁轨上或者邻近铁轨设置。当轨道车辆的车轮经过磁性传感器时，磁性传感器可以适配成产生信号并且将信号传送至控制单元。更具体地，当轮缘与磁性传感器磁性通信时可以启动磁性传感器。替代性地，可以通过轨道车辆的轮轴靠近磁性传感器从而启动磁性传感器。

例如，传感器单元可以包括两个传感器，例如两个磁性传感器。根据第一个非限制性实施方案，传感器单元包括两个磁性传感器，其中磁性传感器之间的距离δdm1已知。传感器单元被设置成当轨道车辆的第一轮缘经过第一磁性传感器时提供第一时间戳t1，并且当第一轮缘经过第二磁性传感器时提供第二时间戳t2。传感器单元被设置成通过公式vm1＝δdm1/(t1-t2)·vm1计算轨道车辆的速度。如果通过检测信号来计算速度，则通过传感器单元计算的速度可以与通过检测信号计算的速度vdet对比。

根据第二个非限制性的实施方案，传感器单元包括一个磁性传感器。传感器单元则被设置成当轨道车辆的第一轮缘经过磁性传感器时提供第一时间戳t1，并且当轨道车辆的第二轮缘经过磁性传感器时提供第二时间戳t2。例如通过检测单元识别轨道车辆而知晓第一轮缘与第二轮缘之间的距离δdm2。在该情况下，传感器单元被设置成通过公式vm2＝δdm2/(t1-t2)·vm2计算轨道车辆的速度。

也可以设想计算速度vm的其它方式。

轨道车辆参数(例如轨道车辆的速度值)的精确测量可以考虑多个轮缘或轮轴的读数。因此，传感器单元可以等间隔或连续地产生轨道车辆参数，例如速度。因此，可以等间隔或连续地调节、更新和对比轨道车辆参数，例如速度。

替代性地或额外地，传感器单元可以被构造成确定轨道车辆的位置，或轨道车辆的特定部分，例如轮缘、车门等。

传感器单元可以用于确定或确认轨道车辆的速度。例如，传感器单元可以用于确认速度值落入到可接受的误差范围内。此外，传感器单元可以用于确定或确认轨道车辆的加速度，即速度是否增大、减小和恒定。

根据一个实施方案，检测单元和控制单元的至少一者还被构造成产生至少一个识别信号和确认信号，其中检测单元和控制单元的至少一者被构造成接收至少一个识别信号和确认信号，并且基于识别信号和确认信号中的至少一者确定是否发送控制信号。通过该实施方案，在已经建立轨道车辆的正确识别和/或已经建立与轨道车辆相关的确认的条件下，分配设备可以开始进行分配操作。可以通过外部计划(例如通过从数据库中检索确认数据)提供确认，可以由与轨道车辆相关的人员(例如驾驶员等)手动提供确认。数据库中的确认数据可以包括与轨道车辆的之前分配操作相关的历史数据。

分配设备可以包括泵和连接至养护剂的储存器的连接布置，例如包括管、软管和阀的连接导管。所述泵通过连接布置连接至分配单元。控制单元连接至泵的控制操作从而控制分配操作。控制单元可以被构造成当从检测单元接收到检测信号时并且在将控制信号传送至分配单元之前启动连接至分配单元的泵。因此，在开始分配操作之前(例如开始分配操作之前数秒)启动泵，其中当轨道车辆到达分配单元时，分配设备已经准备好在快速行驶的轨道车辆上进行立即分配操作。分配设备可以包括连接至控制单元和泵的循环线路和循环阀，其中可以通过泵而在循环线路中泵送养护剂而不开始分配操作。控制单元可以被构造成在接收到检测信号时打开循环阀从而通过泵循环养护剂。控制单元还可以被构造成在将控制信号传送至分配单元之前关闭循环阀。因此，在开始分配操作之前可以在连接布置和分配单元中建立极高压力，这使得能够在以极高速度移动的轨道车辆上进行分配操作。分配单元可以包括单向阀，例如在每个分配构件或每个喷嘴处的单向阀，从而保持连接布置和分配单元中的养护剂和压力用于立即分配。

分配单元可以直接设置在具有被枕木支撑的铁轨的铁路轨道(例如普通铁路轨道或干线铁路轨道)处。分配单元可以通过紧固设备安装至枕木或邻近枕木从而实现容易和低成本的安装。分配单元可以包括一个或多个分配构件。分配构件可以包括横向延伸部分和分配臂，分配臂连接至横向延伸部分，其中横向延伸部分沿着铁路枕木在铁路轨道的下方延伸并且通过紧固设备紧固至铁路枕木，并且其中分配臂在基本上垂直于横向延伸部分向上的方向上延伸。因此，横向延伸部分可以插在铁轨下方并且沿着枕木设置直至其在两个铁轨下方延伸，其中分配臂可以附接至横向延伸部分。因此，实现容易和低成本的安装。根据本发明的设施无需任何用于收集使用过的养护剂的设备或设施，这使得分配设备容易安装并且成本较低。

根据本发明的第二方面，提供在轨道车辆的特定部分(例如在铁路轨道上行驶的火车头或车厢)上自动分配养护剂(例如防冻剂或除冰剂)的方法。所述方法包括：在所述轨道车辆到达用于分配养护剂的分配单元之前产生检测信号；通过传感器单元确定轨道车辆的位置和速度，将检测信号发送至控制单元并且基于所述轨道车辆速度确定分配计划，所述分配计划包括时间计划，所述时间计划具有关于何时从分配单元分配养护剂的数据和关于从分配单元分配养护剂的持续时间的信息；以及基于所述分配计划分配所述养护剂。

本发明的第二方面的细节和优点与本发明的第一方面基本上相同，参见上文。

注意到所述方法的步骤无需以上文公开的精确顺序来实施。

通常地，除非本文另有限定，权利要求书中使用的所有术语根据其在所属技术领域中的通常含义进行解释。除非另有声明，所有表述“一/一个/所述[元件、设备、部件、装置、步骤等]”被解释为开放性的，表示所述元件、设备、部件、装置、步骤等的至少一个情况。

附图说明

通过本发明的优选实施方案的如下说明性且非限制性的详细说明并且参考附图将更好地理解本发明的上述以及其它主题、特征和优点，在附图中相同的附图标记用于相似的元件，其中：

图1为实施本发明的分配设备的实施方案的铁路环境的示意性立体图/侧视图。

图2为图1的铁路环境的俯视图，其中显示了分配单元、天线单元和传感器单元。

图3为示意性显示图1的实施方案中包括的一对分配臂的立体图。图4为示意性显示根据图1-3的分配设备中实施的本发明的方法的实施方案的方框图。

图4为根据本发明理念的方法的实施方案的方框图。

图5为图1和2中的火车的俯视图，其中显示了火车两侧的rfid标签的设置。

图6为根据本发明理念的方法的替代性实施方案的方框图。

具体实施方式

下文将参考图1-3来描述本发明的分配设备的实施方案。

图1示意性显示了实施本发明的以立体图显示的分配设备200的实施方案的铁路环境100的侧视图。铁路环境100包括铁路轨道102和分配区域104。分配区域104包括铁路轨道部分，火车110或火车头110形式的轨道车辆适配成在通过分配设备200经受分配操作之前在该铁路轨道部分上移动。此外，分配区域包括铁路轨道部分，火车在通过分配设备200经受分配操作之后适合在该铁路轨道部分上移动。

火车110在铁路轨道102上在箭头显示的方向上以速度v移动。应理解任何数量的额外列车组(例如火车货车)可以连接至火车110。在图1中，火车110正在接近分配设备200。火车110移动的环境非常冷，例如在-5℃至-30℃之间，并且火车110上存在大量冰雪，正如火车110上的星星图案所显示的。通过分配设备200使用防冻养护剂避免冰雪的积累。此外，在火车110经过设置有分配设备200的分配区域104之后，所述分配设备200可以向火车110供应养护剂从而抵抗冰雪的形成。正如下文详细阐述的，旨在通过分配设备200使用养护剂对火车110的特定部分进行喷射或分配。

通过防冻剂或除冰剂或两种试剂的组合以液体形式提供养护剂。例如，养护剂可以包含甘油或乙二醇。养护剂还可以包含水。例如，水可以与防冻剂混合。然而，可以想到其它养护剂。例如可以使用乙二醇。如果使用乙二醇，则优选使用用于收集和再利用或回收乙二醇的收集单元(未显示)。

分配设备200包括通过虚线显示的检测单元210、控制单元220以及也是通过虚线显示的分配单元230。在检测单元210与控制单元220之间存在无线双向通信。此外，在检测单元210与分配单元230之间存在无线双向通信。

在所显示的实施方案中，检测单元210包括天线单元212和两个无源rfid标签214、216。清楚的是选择两个无源rfid标签214、216仅用于说明的目的，并且可以使用任何数目和任何类型的rfid标签。天线单元212包括四个天线213和电源(未显示)。在天线单元212与每个rfid标签214、216之间存在无线双向通信。无线双向通信以双向箭头显示。

控制单元220包括电器单元222，所述电器单元222包括电子元件从而与天线单元212进行无线双向通信并且从rfid标签214、216接收无线检测信号。控制单元220还包括计算机单元224。计算机单元224通过电缆223而连接至电器单元222。计算机单元224包括处理器、包括存储器的数据库、通信模块和本领域技术人员已知的其它元件。处理器适配成例如基于从rfid标签214、216接收的检测信号进行计算、对比、估算等。数据库中的存储器可以储存与分配设备200相关的历史数据。例如，历史数据可以是关于之前分配操作的数据。这些分配操作可以通过分配设备200进行，或者通过设置在其它分配区域中的其它分配设备进行。历史数据可以包括与如下相关的数据：分配频率、分配持续时间、历史分配计划、分配压力、分配速度、地理分配位置、分配区域、火车上的分配区域、历史火车速度、历史火车位置、历史火车加速度等。

此外，向分配单元230供应养护剂的储存器226通过连接软管228而被连接至控制单元220。加热设备227紧靠着储存器226设置从而例如通过考虑外部温度将养护剂加热至可接受温度。在非限制性实施方案中，将养护剂加热至20℃至30℃之间的温度。在另一个非限制性实施方案中，将养护剂加热至-20℃至20℃之间的温度。当设置有分配设备200的铁路环境100具有例如低于-10℃的低温时，连接软管228可以包括加热电缆从而抵抗养护剂的温度下降。

清楚的是检测单元210和控制单元220可以设置在分配区域104的内部或外部。在本实施方案中，检测单元210设置在分配区域104的外部而控制单元220设置在分配区域104的内部。分配单元230设置在分配区域104的内部。

控制单元220还包括泵(未显示)从而将养护剂从储存器226供应至分配单元230。控制单元220可以控制泵。

分配单元230通过连接布置231连接至控制单元220。连接布置231包括一个或多个软管(未显示)从而将养护剂供应至分配单元230。在分配单元230处，连接布置231分成四个连接软管239。

当设置有分配设备200的铁路环境100具有例如低于-10℃的低温时，连接布置231可以包括加热电缆从而抵抗养护剂的温度下降。

连接布置231还包括至少一个电线从而将控制单元220与分配单元230连接。然而替代性地，控制单元220可以通过无线连接而连接至分配单元230。

任选地，连接布置231可以包括回流软管从而用于循环未使用或可回收的一定量的养护剂。

分配单元230包括四对分配臂232，其中每对包括设置在轨道的相对的侧部上的两个分配臂232。分配单元230在轨道的每一侧上包括四个分配臂232，参见图2。因此，分配单元230包括八个分配臂232。明显的是该实施方案是非限制性的并且可以使用任何数目的分配臂232。为了说明的目的，图3中仅显示这些分配臂232中的一者。

四个连接软管239各自连接至四对分配臂232中的每一个。

在图2中应注意到，仅显示了分配设备200的天线单元212、分配单元230和传感器单元320。特别地，既没有显示包括rfid标签214、216的完整的检测单元210也没有显示控制单元220。此外，图2中没有显示火车110。

四个分配臂232具有不同高度。然而根据一个替代性实施方案，一些或全部的臂232可以具有相同高度。

在本实施方案中并且在下文中，图1中从右至左显示第一、第二、第三和第四分配臂232。换言之，火车110首先到达第一臂232，最后到达第四臂232。然而根据另一个实施方案，图1中从左到右显示第一、第二、第三和第四分配臂232。

第一和第二分配臂232被设置成在与火车110的车门116相关的入口台阶的至少一部分上分配养护剂。第三分配臂232被设置成在火车110的至少侧面部分上分配养护剂。第四分配臂232被设置成在火车110底侧的至少一部分上分配养护剂。还可以通过一个或多个臂232对转向架或其它选定部段进行分配。

参考图3，包括在一对分配臂232中的两个分配臂232通过包括在分配单元230中的横向延伸部分233而彼此连接。至少一个分配臂232可以例如通过常规的紧固装置(例如凸缘和螺钉等)而连接至横向延伸部分233。因此，横向延伸部分233可以被引入到一对铁轨108下方并且连接至分配臂232从而使得安装简单。横向延伸部分233与在其上设置有一对铁轨108的枕木106的侧部邻接设置。例如，横向延伸部分233通过例如包括螺钉等的紧固设备(未显示)而连接至枕木106。

每个分配臂232包括两个分配喷嘴234、235。上方分配喷嘴234具有细长竖直开口。下方分配喷嘴235具有细长水平开口。因此，两个分配喷嘴234、235造成不同的分配模式或喷射模式。注意到图3中的两个分配臂232都包括分配喷嘴234、235，但是图3的左侧臂232上的上方分配喷嘴234和下方分配喷嘴235不可见。然而，左侧臂232也包括基本上朝向铁路轨道102的中部定向的喷嘴234、235。例如，每个分配臂232例如在每个喷嘴234、235处包括单向阀。

分配喷嘴234、235可以至少在火车110的侧部或底侧(例如转向架的部分、入口台阶或侧部等)上分配养护剂。

横向延伸部分233包括三个分配喷嘴236。分配喷嘴236具有以横向方向设置的细长开口。

三个分配喷嘴236可以在火车110底侧的至少一部分上分配养护剂。

分配喷嘴234、235、236可以旋转和/或倾斜。因此，可以提供定向更有针对性的分配模式。分配喷嘴234、235、236的旋转操作和倾斜操作可以手动进行。然而更优选地，分配喷嘴234、235、236的旋转操作和倾斜操作通过喷嘴调节单元(未显示)自动进行，所述喷嘴调节单元关于每个喷嘴设置并且连接至控制单元230。

分配单元230包括阀(未显示)，所述阀可以打开或关闭每个分配喷嘴234、235、236从而分配养护剂。阀构造成通过接收控制信号而打开或关闭。控制信号接收自控制设备220。阀可以逐步打开。替代性地，阀设置在控制单元220处，其中多个连接软管设置在阀与分配单元230之间。

分配单元230还可以包括回流阀(未显示)，所述回流阀连接至连接布置231中的回流软管。

根据本实施方案，分配设备200还包括传感器单元300，所述传感器单元300通过电缆310电连接至控制单元220，参见图1。清楚地，根据替代性实施方案，该连接可以以无线方式进行。传感器单元300设置成提供轨道车辆的位置和速度。例如，传感器单元300包括第一和第二传感器，例如设置在铁轨108上的第一磁性传感器302和第二磁性传感器304。第二磁性传感器304被设置成比第一磁性传感器302更接近分配单元230。当轨道车辆的预定部分经过传感器时，每个传感器适配成产生信号。更具体地，当火车110的车轮的轮缘112、114与磁性传感器302、304磁性通信时，每个磁性传感器302、304适配成产生信号。可以通过非常接近、经过或邻接磁性传感器302、304的轮缘112、114来建立磁性通信。替代性地，当火车110的轮轴与磁性传感器302、304磁性通信时，每个磁性传感器302、304适配成产生信号。传感器302、304之间的距离预先确定，其中例如通过传感器单元300或控制单元220中的计算装置来计算火车的速度。

此外，分配设备可以包括比较单元330用于对比由传感器单元300提供的速度和由检测单元210提供的速度。在本实施方案中，比较单元330设置在控制单元220中。然而应理解，比较单元330可以设置在其它位置，例如设置在传感器单元320中。

分配设备200连接至计算机设备400。更具体地，控制单元220中的计算机单元224适配成与计算机设备400进行无线双向通信。计算机设备400和计算机单元224连接至无线计算机网络。然而替代性地，计算机设备400可以被构造成与包括在计算机单元224中的通信模块(未显示)通信。通信模块可以例如使用通用分组无线业务(gprs)或本领域技术人员公知的相似技术进行控制单元220与计算机设备400之间的移动通信。

计算机设备400可以是固定式计算机或便携式计算机设备，例如笔记本电脑、智能电话或平板电脑。

此外，计算机设备400连接至服务器410。在本实施方案中，服务器远离分配单元230。

因此，计算机设备400可以从包括在服务器410中的数据库来检索火车110的历史数据。历史数据的示例已经在上文解释。与分配操作相关的操作者可以通过计算机400来控制与运行相关的功能和设置。计算机400可以被设置成从分配设备200接收电子邮件或sms信息从而通知相关操作者设备200的例如与设备的运行或服务或养护剂的供应相关的状态。

接下来，将参考图1-5来描述用于自动分配养护剂的本发明的方法的实施方案。首先，火车110在铁路环境100中在铁路轨道102上移动并且接近分配区域104。火车110具有速度v。例如火车110在干线铁路轨道上任选以计划中的用于运输货物或乘客的运输速度移动而没有任何分配操作。

当火车110进入分配区域104或经过铁路轨道102上的位于分配区域之前的特定的参考点时，检测单元210开启并且产生信号。例如，无源rfid标签214通过天线单元212而通电。例如，参考点是rfid标签214可以充分通电从而产生信号的点。任选地，参考点可以是铁路轨道102上的预定点，例如距离分配单元230的50至100m处。

检测单元210产生检测信号和识别信号。例如，在通电之后，rfid标签214产生检测信号和识别信号。检测信号和识别信号被发送至控制单元220。检测信号和识别信号被电器单元222接收并且通信至计算机单元224。控制单元220通过识别信号和被识别的火车110的所储存的历史信息来确定是否批准对火车110进行分配操作。此外，检测信号启动泵用以从储存器泵送养护剂以将分配设备设定成立即分配操作的模式。例如，控制单元220适配成在接收到检测信号时启动泵并且打开循环线路的循环阀从而将养护剂泵入所述循环线路中。例如，从储存器226泵送养护剂使其处在循环线路中并且返回储存器226。

然后，火车110经过传感器单元300从而确定火车110的速度和位置。传感器单元300产生位置信号以及任选的速度信号并且将其发送至控制单元220。替代性地，控制单元220基于来自传感器单元300的位置信号来确定火车110的速度。例如，通过单参考点(例如火车的车轮或轮轴)确定速度。例如，确定每个单参考点(例如火车的每个车轮或每个轮轴)经过传感器单元300的速度。然后控制单元220基于火车110的速度及其位置确定火车110的分配计划。例如，分配计划基于火车110的车轮或轮轴的速度和检测的位置。例如，分配计划还基于由检测单元210提供的火车110的标识，例如从而识别用于分配养护剂的特定位置，例如入口台阶。例如，数据库包括关于火车110(例如火车类型、尺寸等)的信息。

当已经设定到达位于分配喷嘴234、235、236前方的所有分配区域610、620的估算时间时，控制单元220例如经由连接布置231中的电线或通过无线连接将控制信号发送至分配单元230。控制信号如上所述的控制阀的操作。所述阀可以打开或关闭用于控制分配喷嘴234、235、236，从而控制养护剂的分配。例如，在打开通到分配喷嘴的阀之前的不久关闭循环阀，在分配单元中建立高压用于立即和迅速的分配操作。根据由火车110的位置和速度所确定的估算到达时间，可以确定分配计划。因此，分配设备200包括定时设备。例如，定时设备包括在控制单元220中。分配计划任选考虑其它的参数，例如火车110的加速度或减速度、预定的分配操作时间长度、历史数据等。控制单元220通过计算机设备400从计算机单元224的存储器或从服务器410中检索历史数据。可以从存储器中检索与静态数据、诊断数据和管理数据相关的数据。因此，可以查阅数据并且产生基于数据的报告。

正如上文发明内容中所述，必须补偿分配喷嘴234、235、236与分配区域610、620之间的距离，这是因为养护剂的分配速度有限，养护剂需要一定时间才能到达火车110上的分配区域610、620。还必须补偿有线电信号或无线电信号的有限的速度。之后，基于分配计划而在火车110上分配养护剂。分配计划基于火车110的速度和位置以及时间(因为分配设备200的不同元件之间的距离已知)和任选的火车110的标识。

接下来，将参考图1-5来描述用于自动分配养护剂的本发明的方法的替代性实施方案。图4中以方框图示意性显示了本发明方法(框500)的实施方案。所述方法在根据图1-3和图5的分配设备200中实施。

首先，火车110在铁路环境100中在铁路轨道102上移动并且接近分配区域104。火车110具有速度v。

当火车110进入分配区域104时，通过经过铁路轨道102上的一定参考点，无源rfid标签214由电线单元212通电。之后，无源rfid标签216由天线单元212通电。

参考点是rfid标签214或216可以充分通电从而产生信号的点。任选地，参考点可以是铁路轨道102上的预定点。

在通电之后，rfid标签214产生检测信号(框510)。检测信号被发送至控制单元220。检测信号被电器单元222接收并且通信至计算机单元224。

在通电之后，rfid标签216产生检测信号(框510)。检测信号被发送至控制单元220。检测信号被电器单元222接收并且通信至计算机单元224。

通过计算机单元224建立与每个检测信号相关的时间戳。从第一rfid标签214发送来的检测信号与第一时间戳τ1相关，而从第二rfid标签216发送来的检测信号与第二时间戳τ2相关。

设置在火车110中的两个rfid标签214、216之间的距离通过δd表示，参见图5。

之后，基于检测信号确定火车110的速度vdet(框520)。更具体地，包括在计算机单元224中的处理器进行所述计算。首先，形成时间差δτ＝τ2-τ1。之后，通过公式vdet＝δd/δτ确定速度。实际上，这是火车110在时间δτ的平均速度估值。

应理解这只是确定速度vdet的一种方式。确定速度vdet的其它方式也是可能的。

之后，当火车110经过传感器单元300时，可以以第二种独立方式确定火车110的速度v。正如上文所述，可以确定火车110的速度vm。确定vm的过程已经在上文发明内容中在两个非限制性实施方案中描述。

通过比较单元330，将基于检测信号确定的速度vdet与通过传感器单元确定的速度vm进行对比。

在第一个非限制性的实施方案中，形成差值δv＝vdet-vm。如果δv小于预定阈值δvt，则估算的速度vdet被视为是可接受的。

在第二个非限制性的实施方案中，形成差值δ＝(vdet-vm)/vdet。如果δ小于预定阈值δt，则估算的速度vdet被视为是可接受的。

例如，可以从计算机单元224的存储器或从服务器410中检索阈值δvt和δt。可以通过考虑历史数据来确定阈值。

在第三个非限制性的实施方案中，通过平均值v＝(vdet+vm)/2形成火车110的估算速度。

此外，磁性传感器302、304可以用于确定火车110的位置和加速度或减速度，并且充当特定分配区域104的触发器。

速度vdet是真实速度v的估值。

rfid标签214和216与火车110上的待分配养护剂的区域之间的全部距离假设是已知的，参见图5。例如，第一rfid标签214与第一分配区域610之间的距离为d1，并且第二rfid标签216与第二分配区域620之间的距离为d2。可以存在额外的分配区域(未显示)。火车110的前端到第一分配区域610的距离为d3。火车110的后端到第二分配区域620的距离为d4。

基于速度vdet和至少一个距离d1、d2、d3、d4和δd，可以确定到达位于分配喷嘴234、235、236前方的所有分配区域610、620的估算时间。

当已经确定到达位于分配喷嘴234、235、236前方的所有分配区域610、620的估算时间时，控制单元220经由连接布置231中的电线将控制信号发送至分配单元230。控制信号如上所述控制阀的操作。阀可以打开或关闭用于控制分配喷嘴234、235、236，从而控制养护剂的分配。

通过估算到达时间可以确定分配计划(框530)。分配计划考虑其它参数，例如火车110的速度、火车110的加速度或减速度、分配操作预定时间长度、历史数据等。控制单元220通过计算机设备400从计算机单元224的存储器或从服务器410中检索历史数据。

可以从存储器中检索与静态数据、诊断数据和管理数据相关的数据。因此，可以查阅数据并且产生基于数据的报告。

正如上文发明内容中所述，必须补偿分配喷嘴234、235、236与分配区域610、620之间的距离，这是因为养护剂的分配速度有限，养护剂需要一定时间才能到达火车110上的分配区域610、620。还必须补偿有线电信号或无线电信号的有限的速度。

最后，基于分配计划在火车110上分配养护剂(框540)。该操作已经在上文详细描述。

接下来，将将参考图2和图5来描述本发明理念的补充实施方案。

由于存在设置在铁路轨道102的每侧上的四个分配臂232，参考图2，因此火车110可以在火车110的两侧上分配养护剂。

由于存在设置在铁路轨道102的每侧上的四个分配臂232，并且在火车110的两侧上设置rfid标签214、216、714、716，参见图5，因此当火车110从任一方向(即从图1和2的右侧或左侧)靠近分配单元时可以对火车110进行分配。在火车110的运动方向上，天线单元212设置在轨道102的左手侧，如箭头所示。通常但非穷尽地，天线单元212可以仅与设置在火车110上的与天线单元212相同侧(即在火车110的运动方向上的左手侧)的rfid标签214、216通信。因此，根据替代性实施方案，在火车110的另一侧(即在火车110的运动方向上的轨道102的右手侧)设置额外的天线单元912。因此，天线单元912适配成与设置在火车110的运动方向上的右手侧的rfid标签714和716通信。与天线单元912和rfid标签714、716相关的其它细节与上文关于天线单元212和标签214、216描述的相同。

根据一个实施方案，分配设备200包括沿着铁路轨道设置在分配单元230的不同侧上的至少两个检测单元210和至少两个传感器单元300，使得火车110可以从任一方向接近分配设备200。例如，分配设备200包括四个传感器单元300，每个传感器单元300设置在铁路轨道的一个铁轨上，其中在分配单元230的每一侧上设置两个传感器单元300。

任选地，分配设备200还可以包括摄像单元(未显示)。摄像单元可以在火车110经过分配单元230之前和/或之后监控分配操作。摄像单元适配成记录火车110和/或分配区域104的一部分的图像、视频或红外图像中的至少一者。摄像单元记录的数据可以储存在存储器中并且随后作为历史数据被检索。

图6为根据本发明理念的方法的替代性实施方案的方框图。

首先，当分配区域104附近没有火车110时，分配设备200处于空闲模式(框910)。当通过检测单元210检测火车110时，将识别信号发送至控制单元220。识别信号包括关于火车110的标识的数据。任选地，识别信号可以包括关于火车110的额外的运行数据，例如历史数据。替代性地，可以从存储器检索运行数据。控制单元220处理信息信号和运行数据并且确定是否批准对火车110进行喷射(框920)。

如果不批准喷射火车110，则分配设备200恢复空闲模式。

如果批准喷射火车110，则控制单元220将确认信号发送至检测单元210，命令检测单元210将输入信号发送至控制单元220，所述输入信号被控制单元220收集(框930)。输入信号可以是检测信号。

之后，基于输入信号确定火车110的速度(框940)，然后基于确定的速度确定分配计划(框950)。这些步骤已经在上文另一个实施方案中详细描述。

然后控制单元220确定何时喷射(框960)。如果时间过早，则可以收集更多的输入信号，从而返回框930。因此可以提供关于速度的连续更新。如果到了进行喷射的时候，则控制单元220将控制信号发送至分配单元960，所述分配单元960基于如上所述的分配计划开始喷射(框970)。清楚地是，如果需要的话，可以在喷射操作的过程中收集额外输入信号。在喷射之后，分配设备恢复空闲模式。

上文主要参考若干实施方案来对本发明进行描述。然而，正如本领域技术人员容易理解的，在本发明的由所附权利要求书限定的范围内，除了上文公开以外的其它实施方案同样是可能的。例如，本发明的分配设备可以用于包括多个列车组的轨道车辆。此外，可以关于分配单元设置收集托盘从而收集分配的试剂和由冰雪熔化的水。收集的液体可以例如通过纯化循环或被丢弃。