EP3406801A1 - Hochgeschwindigkeitssystem zur unkrautbekämpfung - Google Patents

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EP3406801A1
EP3406801A1 EP17172539.3A EP17172539A EP3406801A1 EP 3406801 A1 EP3406801 A1 EP 3406801A1 EP 17172539 A EP17172539 A EP 17172539A EP 3406801 A1 EP3406801 A1 EP 3406801A1
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EP
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module
control
control unit
weed
nozzle
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EP3406801B1 (de
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Hinnerk Bassfeld
Thomas Arians
Nils Keilholz
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Bayer AG
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Bayer AG
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Publication date
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01H—STREET CLEANING; CLEANING OF PERMANENT WAYS; CLEANING BEACHES; DISPERSING OR PREVENTING FOG IN GENERAL CLEANING STREET OR RAILWAY FURNITURE OR TUNNEL WALLS
    • E01H11/00—Control of undesirable vegetation on roads or similar surfaces or permanent ways of railways, e.g. devices for scorching weeds or for applying herbicides; Applying liquids, e.g. water, weed-killer bitumen, to permanent ways

Definitions

  • the invention relates to a modular weed control system for a railway vehicle, and more particularly to a weed control system in track beds that remains usable even at high speeds, a spray train and a method of controlling weeds in a track bed.
  • a modular weed control system for a rail vehicle comprises a control unit, a herbicidal and mixing module, a nozzle assembly and a camera module.
  • the herbicidal and mixing module has containers for receiving different herbicides, which are selectively in fluid communication with the valves and mixers, and connection elements via which electrical signal connections to connection elements of the control unit can be made so that the first control signals generated in the control unit the valves and mixers of the herbicide and mixing module are conductive.
  • the nozzle which is spatially independent of both the controller and the herbicidal and mixing module, has a first set of nozzles for spraying herbicides and fluid communication with selected ones of the valves and mixers of the herbicidal and mixing module.
  • a spray train for weed control on railways has the said modular system for weed control on one or more wagons on and a second carriage for reversible recording of the camera module.
  • the second car is arranged in front of the one or more wagons in a direction of travel.
  • a method of controlling weeds in a track bed comprises, in particular, a reversible fixing of a control unit in a control and control module on a carrier, a reversible fixing of a herbicide and mixing module to the carrier, a reversible fixing of a nozzle to the carrier, the nozzle each spatially independent both from the control and control module and the herbicidal and mixing module.
  • the method further comprises establishing fluid communication between the herbicidal and mixing module and the nozzle and generating a weed signal by means of a camera module spaced in front of the carrier in a direction of travel of the carrier.
  • the method further comprises influencing a second set of control signals for controlling valves of a nozzle assembly by means of the controller of the control module in response to the weed signal of the camera module, and selectively spraying the weed-specific herbicide mixture via nozzles of the nozzle assembly on railways.
  • the herbicidal and mixing module has a plurality of containers for receiving different herbicides, which are selectively in fluid communication with the valves and mixers, and connection elements via which electrical signal connections are made to connection elements of the control unit.
  • the first control signals generated in the control and control modules can be directed to the valves and mixers of the herbicidal and mixing module.
  • the method includes eliminating the railheads in the selective spraying of the weed-specific herbicide mixture by rail.
  • module system describes in the context of the presented spray train that various modules can be present, from which a weed control for track beds can be composed.
  • the individual modules can be independent of one another, especially in the case of transport. They can be assembled at a destination - that is, at the place of use for weed control - into a functioning overall system for weed control on railway tracks.
  • rail vehicle may here describe a wagon and / or a wagon for rail transport.
  • a rail vehicle usually has at least two axles with two wheels each, which can be placed on two mutually parallel rails.
  • the two axles can usually be connected to a chassis on which appropriate structures (for example for receiving goods or persons to be transported) can be placed.
  • control and control module can be a self-contained module, which can be understood as a central control device of the presented modular weed control system for a rail vehicle.
  • substantially all control signals may be generated by the control unit to ensure the overall function of the modular weed control system for a rail vehicle.
  • control station which may be a functional part of the control unit possible.
  • control signal describes an electrical signal that can be generated by a controller and an activator - for example in the form of a valve or a nozzle - controlled in its operation.
  • it may also be a signal on a data line from the camera module to the control unit, which signals to the control unit that the weeds or a specific weed has been detected.
  • the term "herbicidal and mixing module” describes another module of the modular weed control system for a rail vehicle.
  • the herbicidal and mixing module may comprise a plurality of containers which can receive different herbicides.
  • a variety of valves may be present, so that different herbicide mixtures, preferably weed-specific herbicide mixtures can be produced on site.
  • the herbicidal and mixing module may further comprise various connections: a water connection and a plurality of electrical lines for controlling and monitoring the function of the herbicidal and mixing module.
  • additional conduits may be provided to replenish one or more of the containers with appropriate herbicides.
  • a connection for a supply line to a nozzle can be present.
  • nozzle describes a support frame on which a plurality of nozzles for application of the herbicidal mixtures may be present.
  • the nozzle may be another module of the modular weed control system for a rail vehicle.
  • the nozzle can also have a plurality of electrical connections, via which the function of the individual nozzles can be controlled.
  • the nozzle can have one or more connections for supply lines of herbicide mixtures and / or water and / or compressed air.
  • the nozzle can be fixed reversibly on the support element or on the wagon.
  • carrier element describes a common basis for the modules of the modular weed control system for a rail vehicle. Not all modules have to be mounted on top of - ie above - the support element. You can also be reversibly connectable laterally on or below the support element with this.
  • one or more modules can have a platform (bottom plate) that has the same dimensions as the platform of a standard container and that allows sidewalls and a roof wall to be attached to the platform or sidewalls, thus housing the module leaves and the housed module represents a standard container.
  • the advantage of the container design is, inter alia, that different "offal" can be included in a container. This concerns, for example, the control and control module, the herbicide and mixing module or even a residence or storage module.
  • the term "camera module” may include an electronic camera and additionally an evaluation electronics.
  • the camera module generally has much smaller dimensions than the previously described container-sized modules of the modular system for weed control.
  • the camera module can be connected via electrical connections for data exchange purposes with the control unit of the control and monitoring module.
  • the camera module can either transmit raw image data directly to the control unit or pre-processing of the image data captured by the camera can take place within the camera. In both cases, the camera of the camera module is directed to the lying in front of the track rail track. To ensure the processing of the data of the camera module and to make the necessary herbicides ready for use on the nozzles of the nozzle assembly - e.g. there to transport through the fluid connections - the camera module can be clearly provided in front of the nozzle.
  • weed signal may describe one or more electrical signals which by their nature indicate the presence of weeds / weeds. Based on one of these weed signals, herbicides or herbicide mixtures for weed control can be provided. In particular, the weed signal may also be a weed-specific signal which signals detection of specific weeds.
  • weed-specific signal may describe one or more electrical signals which by their nature indicate the presence of a particular weed species. Based on one of these weed-specific signals, weed-specific herbicides or herbicide mixtures can be provided for targeted control of the corresponding weed species.
  • wagon describes in the context of the concept presented here, a freight car in the form of a flat car, which has a support frame, but no other solid structures.
  • the axles are typically suspended on bogies.
  • resident module describes another optional module of the modular weed control system.
  • This module can also be designed in container construction. In it, facilities may be provided which are suitable for a stay of persons - for example, for recreation or work purposes.
  • intermediate rail nozzle in the context of this document may refer to a nozzle located in an area above between the rails on the nozzle. Such a nozzle can essentially spray the track bed between the individual rail tracks.
  • embankment nozzle describes a nozzle which is located above or next to the embankment of the track bed on the nozzle and is designed to spray in use the embankment of the track bed.
  • a full-jet nozzle thereby generates a spray jet which propagates symmetrically with respect to an axis oriented vertically to the nozzle direction.
  • the spray of a jet nozzle is asymmetrical to the axis oriented vertically to the nozzle direction, so that, for example, only to one side of the vertically aligned axis, a spray is produced.
  • This can be achieved by a special shape of the nozzle or by shielding.
  • the nozzles are designed as spoon nozzles. In this case, a spoon-shaped shield shields the spray jet as it exits the nozzle, for example, from the wind of the spray draft.
  • the modular design of the presented system offers flexible application options in terms of location and time.
  • the individual modules can be detached at any time from the wagon, to then be transported by air freight to another location. Once arrived at the destination, the proposed system can be mounted on a new wagon to carry out weed control at this destination.
  • the camera module can also be mounted on a train in front, which moves with a constant distance before the train with the nozzle.
  • the data of the camera module can be transmitted wirelessly to the control unit.
  • An essential feature is that even in this case, a real-time processing of the camera data can be done to calculate the correct times for the delivery of herbicides through the nozzle. It is therefore not necessary that a more complicated map (weed map) is generated with the locations of the weeds from the camera data.
  • the camera data would be wirelessly transmitted to the control unit; and also in this case, a real-time processing of the camera data takes place without the need for a weed map.
  • the proposed concept thus allows a much greater flexibility in terms of the usable computing speed of the control unit used, which can be lower and thus cheaper, and the speed with which the spray can go.
  • control unit may be part of a control and control module, which together with the herbicide and mixing module and the nozzle individually reversibly on a support element - ie, the wagon - be fixable.
  • the control and control module can accommodate other components in addition to the control unit. This may include workstations for operating personnel as well as monitors and other monitoring devices or even receivers of weather data or data from geographic information systems.
  • the carrier element may be a carrier car for a rail insert.
  • a wagon may be a quasi-standardized wagon of a train for receiving loads, such as container-type modules.
  • the camera module may be attached to a - potentially autonomously operating - drone or a multicopter (e.g., quadrocopter). This can fly with a fixed or temporally known distance to the control unit / nozzle before the spray train.
  • the platform of the energy module can be used as a take-off and landing place.
  • a second drone can be used with a second camera module, which takes over the task of réelletankenden drone quasi "flying change".
  • the drone can be operated electrically or also have a gasoline engine.
  • the distance of the drone to the control unit or to the nozzle can be made possible via a GPS navigation. Corresponding methods are known. This variant does not require the production of a Weed Map. Rather, the data of the camera module can be converted directly into a delivery of herbicides via the nozzle.
  • the camera module may be attached to a train which precedes a train carrying the control unit and the nozzle.
  • the preceding train maintains a constant distance to the spray train.
  • the time available for calculating whether a weed is to be combated by herbicides is constant.
  • the preceding train may have a time-variable distance to the spray train. Such speed differences and thus variable distances can be considered in the time calculation for the delivery of herbicides via the nozzle by the control unit.
  • the camera module may be adapted to generate a weed-specific signal.
  • the control unit may be adapted to receive the weed-specific signal of the camera module.
  • the controller may be adapted to generate the first set of control signals for controlling the valves and mixers of the herbicidal and mixing module.
  • those intermediate rail nozzles from the group of intermediate rail nozzles which are closest to the rail tracks lying obliquely below may be half jet nozzles and the other intermediate rail nozzles may be full jet nozzles.
  • the half-jet nozzles can in particular be aligned so that the rails are not sprayed. In this way, the use of herbicides can be further reduced in an environmentally friendly manner and no lubricating films are formed on the rails, so that the emergency braking properties for the spray train are not adversely affected.
  • a similar arrangement may be according to a further embodiment also for the two groups of embankment nozzles which are closest to the rail tracks lying obliquely below them, half jet nozzles and the other embankment nozzles full jet nozzles.
  • An additional advantageous embodiment of the modular system may provide that the nozzles of the nozzle assembly are spoon nozzles.
  • the outlet of the spray jet can be formed by a compressed air outlet lying circular around an outlet opening for the herbicide mixture. In this way, a deformation of the spray is counteracted at higher speeds of the spray train, so that even higher pulling speeds are possible without affecting the effectiveness of the spray jet of the nozzle too strong negative.
  • Another embodiment of the modular system may provide that the control and control module and the herbicidal and mixing module are designed in container construction.
  • the provided containers can be elegantly mounted on the respective wagon in a standardized manner.
  • the wagon may be a standard 80ft wagon. This can have either-at each end-double axes or single end axes and a central axis.
  • the advantage of the double axles lies in a quieter handling of the carrier car.
  • the wagon may consist of a plurality of coupled wagons - for example 2, 3 or 4 - each shorter than a standard 80ft wagon. This provides even greater flexibility with regard to loading the modules on rail vehicles.
  • nozzle assembly is mounted below the control and monitoring module on the support element.
  • the function of the nozzle assembly from the control and monitoring module is directly observable.
  • cameras and monitors can be used to monitor the function of the nozzle assembly.
  • Fig. 1 shows the modular system 100 for weed control for a rail vehicle in a schematic representation.
  • the herbicidal and mixing module 106 includes receptacles 114 for receiving different herbicides selectively in fluid communication with the valves and mixers 112, and connection elements - eg, plugs on an outer wall - via which electrical signal connections to connection elements - for example plugs on an outer wall -
  • the control unit 102 can be produced so that the first control signals generated by the control unit 102 in the control and monitoring module 104 to the valves and mixers 112 of the herbicidal and mixing module 106 are conductive.
  • the camera module 110 has a predefined distance to the nozzle 108.
  • the camera module 110 is also spatially separated from the control and control module and the herbicidal and mixing module in a common direction of movement of the control and control module, the herbicidal and mixing module and the nozzle assembly. This means that it is not mounted on the wagon 118, which carries the control unit 102 and the nozzle 108. Rather, it is reversibly fixed in the direction of travel 120 at one position, so that sufficient time is available for the image evaluation of the camera module 110 and the provision of the corresponding herbicide mixtures on the nozzle assembly 108 even at higher speeds.
  • the preceding carriage 116 may be, for example, a tank car from which mixed water may be made available via a hose connection for the herbicidal and mixing module 106.
  • one or more other cars or a locomotive may be disposed between the nozzle assembly 108 and the camera module 110.
  • the camera module 110 may also be fixed to a preceding train with a known distance or a preceding drone.
  • Fig. 2 shows an arrangement 200 with a nozzle stock 202 having a plurality of exemplary nozzles 204 over a track bed 206 and side slopes 208 Fig. 2 the rail tracks 210, 212 shown on the track bed 206.
  • the example of the nozzle 216 is shown by dotted lines, such as the spray jet 214 of a jet nozzle spray a mixture of herbicides on the track bed 206.
  • the example of the right outer nozzle 218 shows the function of a half-jet nozzle. Here, the right portion of the jet is limited so that the rail 212 can not be sprayed.
  • nozzles located outside the respective rails 210, 212 - exemplified by the nozzles 220 - may be used for spraying the respective slope (such as the right bank 208) and also a path parallel to the slope 208.
  • the nozzle of the nozzles 220, which is located closest to the rail 212, is again designed as a half-jet nozzle, so that the rail 212 is not sprayed. The same applies to the left side of the nozzle block 202.
  • FIG. 3 illustrates an embodiment of the herbicide and control module 108 in a plan view 300 with the roof 108 removed.
  • a catwalk 302 connects a left entry side to a right entry side of the herbicidal and mixing module 108.
  • a plurality of conduits 304, valves 304, mixers 304, pumps 306 (as an example), and other other controls (not shown in detail) allow for mixing of various herbicidal mixtures, for example of weed-specific herbicide mixtures.
  • the herbicidal and control module 108 is typically contained in a 20-foot standard container housing in accordance with ISO 668: 2013-08.
  • FIG. 3 illustrates an exemplary embodiment of a top view of the energy module 400.
  • the energy module 400 consists of an actual energy generation block 404 in which a Internal combustion engine using a generator can generate electricity. Via an operation terminal 406, the power generation block 404 can be controlled from the outside. A tank for the fuel can be filled from above.
  • the power generation block 404 is mounted on a platform that can accommodate the footprint of, for example, a 20 foot standard container. At this module 400 can be seen also attachment points 402 for attachment to a wagon. A side grille 414 protects the operator from falling down from the platform 408. The platform 408 is accessible via a respective ladder 410. This can be shut off by respective pivotable doors 412. At the respective left and right side of the power module 400 no grid must be provided. Rather, the other modules - the control and control module and the herbicide and mixing module - can be reached via these ends of the energy module 400.
  • Fig. 6 16 shows an example of a perspective view 600 of the plurality of modules: the herbicide and blending module 106, the power module 400, the control and monitoring module 104, and the resident module 502. All of the modules are recognisably shown on a wagon 602 having two dual-axis turnstiles 604. The illustrated order of the individual modules has proven to be practical.
  • the resident module 502 is farthest from the herbicidal and mixing module 106, so that even in the event of a malfunction of the herbicidal and mixing module 106 (eg, uncontrolled herbicide spillage), the on-board personnel are protected solely by the distance.
  • the nozzle assembly 108 below the control and control module 104 on the wagon.
  • FIG. 8th FIG. 800 illustrates the method of controlling weeds in a track bed.
  • the method 800 includes reversibly fixing 802 a control unit in a control module to a cart, reversibly fixing 804 a herbicide and mixing module (HMM) to the cart, and a reversible fixing 806 of a nozzle on the carrier car.
  • the nozzle assembly is spatially independent of both the control and control module and the herbicidal and mixing module.
  • the method 800 includes establishing 808 a fluid connection between the herbicidal and mixing module and the nozzle and generating a weed signal 810 by means of a camera module.
  • the camera module is arranged in front of the wagon in a direction of travel of the trolley objected.
  • the method 800 includes influencing 812 a first set of control signals to control valves and mixers in the herbicidal and mixing module to mix a weed-specific herbicide mixture by the controller in response to the weed signal of the camera module and affecting 814 a second set of control signals for controlling valves of a nozzle assembly by means of the control unit depending on the weed signal of the camera module.
  • the method 800 selectively sprays 816 the weed-specific herbicide mixture via nozzles of the nozzle assembly to the railways.
  • the method 800 includes parallel splitting 818 of the railheads selectively spraying 816 the weed-specific herbicide mixture by rail.

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Abstract

Es wird ein modulares System zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug vorgestellt. Das modulare System weist eine Steuereinheit zur Erzeugung von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen und Mischern in einem separaten Herbizid- und Mischmodul und zur Erzeugung eines zweiten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen eines Düsenstockes auf. Das Herbizid- und Mischmodul weist einen Behälter zur Aufnahme von unterschiedlichen Herbiziden und elektrische Anschlusselemente für Verbindungen mit der Steuereinheit auf. Weiterhin ist ein Düsenstock vorhanden, der mit einem Düsensatz bestückt ist, um Herbizide des Herbizid- und Mischmoduls zu versprühen. Zusätzlich ist ein Kameramodul vorhanden, das in Reaktion auf eine Erkennung eines Unkrautes ein Unkrautsignal erzeugt, um das Versprühen der Herbizide zu steuern. Das Kameramodul ist so weit von dem Düsenstock entfernt, um trotz hoher Geschwindigkeit ausreichend Zeit zu erlauben, das Herbizid an den Düsen verfügbar zu machen.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft ein modulares System zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug, und insbesondere ein Unkrautbekämpfungssystem in Gleisbetten, das auch bei hohen Geschwindigkeiten einsetzbar bleibt, einen Sprühzug sowie ein Verfahren zur Bekämpfung von Unkraut in einem Gleisbett.
    • Stand der Technik
  • Eine bekannte Aufgabe, der sich Betreiber von Schienensystemen ständig gegenübersehen, ist das Freihalten der Gleiskörper von unerwünschtem Bewuchs, insbesondere Unkräutern. Dabei wird bekanntermaßen ein Unterschied gemacht zwischen vorbeugenden Maßnahmen zur Unkrautbekämpfung und Maßnahmen, die eingeleitet werden, wenn das Unkraut bereits gewachsen ist. Zwar sind schienengebundene Systeme bekannt, die eine auf einem Kamerasystem beruhende Technik einsetzen, um gezielt Unkräuter zu bekämpfen; allerdings sind die derzeit zum Einsatz kommenden Schienenfahrzeuge, die mit entsprechenden Vorrichtungen zur Unkrautbekämpfung ausgerüstet sind, in der Geschwindigkeit, mit der die Unkrautbekämpfung vollzogen werden kann, deutlich beschränkt. Ein Einsatz dieser bekannten Schienenfahrzeuge zur Unkrautbekämpfung erfordert daher in aller Regel langsame Einsatzfahrten, da eine Unkrauterkennung eine entsprechend lange Rechenzeit erfordert oder unflexible hinsichtlich der Unkräuter ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Konzept für ein System zur Unkrautbekämpfung - bzw. einen Sprühzug - vorzustellen, das hinsichtlich der eingesetzten Steuereinheit, der Kamera und der Zuggeschwindigkeiten flexibel und bei vergleichsweise hohen Fahrtgeschwindigkeiten einsetzbar ist.
    • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Die oben genannte Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Figuren.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein modulares System zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug vorgestellt. Das modulare System weist eine Steuereinheit, ein Herbizid- und Mischmodul, einen Düsenstock und ein Kameramodul auf.
  • Die Steuereinheit ist zur Erzeugung eines ersten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen und Mischern in einem separaten Herbizid- und Mischmodul zur Mischung einer Unkraut-spezifischen Herbizidmischung und zur Erzeugung eines zweiten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen eines Düsenstockes gerichtet.
  • Das Herbizid- und Mischmodul weist Behälter zur Aufnahme von unterschiedlichen Herbiziden, die selektiv mit den Ventilen und Mischern in einer selektiven Fluidverbindung stehen, und Anschlusselemente auf, über welche elektrische Signalverbindungen zu Anschlusselementen der Steuereinheit herstellbar sind, sodass die in der Steuereinheit erzeugten ersten Steuersignale zu den Ventilen und Mischern des Herbizid- und Mischmoduls leitbar sind.
  • Der Düsenstock, der jeweils räumlich unabhängig sowohl von der Steuereinheit als auch von dem Herbizid- und Mischmodul ist, weist einen ersten Satz von Düsen zum Versprühen von Herbiziden und eine Fluidverbindung zu ausgewählten der Ventile und Mischer des Herbizid-und Mischmoduls auf.
  • Das Kameramodul erzeugt in Reaktion auf eine Erkennung eines Unkrautes ein Unkrautsignal. Dabei sind die Erzeugung des ersten Satzes von Steuersignalen und die Erzeugung des zweiten Satzes von Steuersignalen durch das Unkrautsignal des Kameramoduls mittels der Steuereinheit steuerbar. Das Kameramodul selbst befindet sich in einem vordefinierten Abstand zum Düsenstock, ist von dem Steuer- und Kontrollmodul, dem Herbizid- und Mischmodul und dem Düsenstock räumlich getrennt und vor diesen in einer gemeinsamen Bewegungsrichtung angeordnet.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Sprühzug zur Unkrautbekämpfung auf Schienenwegen vorgestellt. Der Sprühzug weist das genannte modulare System zur Unkrautbekämpfung auf einem oder mehreren Tragwagen auf sowie einen zweiten Wagen zur reversiblen Aufnahme des Kameramoduls. Dabei ist der zweite Wagen in einer Fahrtrichtung vor dem einen oder mehreren Tragwagen angeordnet.
  • Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bekämpfung von Unkraut in einem Gleisbett vorgestellt. Das Verfahren weist insbesondere folgendes auf: ein reversibles Fixieren einer Steuereinheit in einem Steuer- und Kontrollmodul an einem Tragwagen, ein reversibles Fixieren eines Herbizid- und Mischmoduls an dem Tragwagen, ein reversibles Fixieren eines Düsenstockes an dem Tragwagen, wobei der Düsenstock jeweils räumlich unabhängig sowohl von dem Steuer- und Kontrollmodul und dem Herbizid- und Mischmodul ist.
  • Das Verfahren weist weiterhin ein Herstellen einer Fluidverbindung zwischen dem Herbizid- und Mischmodul und dem Düsenstock und ein Erzeugen eines Unkrautsignals mittels eines Kameramoduls, das beabstandet vor dem Tragwagen in einer Fahrrichtung des Tragwagens angeordnet ist.
  • Die Steuereinheit des Steuer- und Kontrollmoduls beeinflusst einen ersten Satz von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen und Mischern in dem Herbizid- und Mischmodul zur Mischung einer Unkraut-spezifischen Herbizidmischung. Dabei ist die Beeinflussung abhängig von dem Unkrautsignal des Kameramoduls.
  • Das Verfahren weist weiterhin ein Beeinflussen eines zweiten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen eines Düsenstockes mittels der Steuereinheit des Steuer- und Kontrollmoduls abhängig von dem Unkrautsignal des Kameramoduls, und ein selektives Versprühen der Unkraut-spezifischen Herbizidmischung über Düsen des Düsenstockes auf Schienenwegen auf.
  • Dabei weist das Herbizid- und Mischmodul eine Mehrzahl von Behältern zur Aufnahme von unterschiedlichen Herbiziden, die selektiv mit den Ventilen und Mischern in einer selektiven Fluidverbindung stehen, und Anschlusselemente auf, über welche elektrische Signalverbindungen zu Anschlusselementen der Steuereinheit herstellt werden. Dadurch können die in dem Steuer- und Kontrollmodule erzeugten ersten Steuersignale zu den Ventilen und Mischern des Herbizid- und Mischmoduls geleitet werden.
  • Als weiteres Element weist das Verfahren ein Aussparen der Schienenköpfe beim selektiven Versprühen der Unkraut-spezifischen Herbizidmischung auf dem Schienenweg auf.
    • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Folgende Begriffe, Ausdrücke und Definitionen werden in diesem Dokument genutzt:
  • Der Begriff "modulares System" beschreibt im Kontext des vorgestellten Sprühzuges, dass verschiedene Module vorhanden sein können, aus denen sich eine Unkrautbekämpfung für Gleisbetten zusammensetzen lässt. Die einzelnen Module können dabei - insbesondere im Falle eines Transportes - unabhängig voneinander sein. Sie lassen sich an einem Zielort - d.h., am Einsatzort zur Unkrautbekämpfung - zu einem funktionsfähigen Gesamtsystem zur Unkrautbekämpfung auf Schienenwegen zusammensetzen.
  • Der Begriff "Unkrautbekämpfung" beschreibt den Vorgang zur Ausbringung von Herbiziden, um bestehende Unkräuter gezielt zu bekämpfen. Außerdem sollen im Kontext dieser Beschreibung unter Unkrautbekämpfung auch proaktive Maßnahmen verstanden werden; d.h., solche Maßnahmen, die von vornherein verhindern, dass Unkräuter auftreten.
  • Der Begriff "Schienenfahrzeug" kann hier einen Waggon und/oder einen Tragwagen für einen Schienenverkehr beschreiben. Ein Schienenfahrzeug weist in der Regel mindestens zwei Achsen mit je zwei Rädern auf, welche auf zwei parallel zueinander verlaufenden Schienen aufgesetzt werden können. Die beiden Achsen können in der Regel mit einem Chassis verbunden sein, auf welches entsprechende Aufbauten (z.B. zur Aufnahme von zu transportierenden Gütern oder Personen) aufgesetzt sein können.
  • Der Begriff "Steuereinheit" bezeichnet hier eine Einheit, welche Eingangssignale verarbeiten kann und abhängig von den Eingangssignalen Ausgangssignale erzeugt. Die Eingangssignale können unterschiedliche Quellen haben, wie beispielsweise die Bewegungsgeschwindigkeit der Steuereinheit gegenüber der Erde oder auch Ausgangssignale des Kameramoduls. Wenn das Kameramodul beispielsweise Bilddaten erzeugt, welche durch die Steuereinheit bestimmten Unkräutern zugeordnet werden, kann die Steuereinheit auch Ausgangssignale erzeugen, um mittels der Ventile und Mischer, welche über die Ausgangssignale der Steuereinheit individuell ansteuerbar sind, Unkraut-spezifische Herbizidmischungen zu erzeugen bzw. zu mischen. Über einen weiteren Satz von Ausgangssignalen, die von der Steuereinheit an die Düsen - potenziell auch Mischer und Ventile - des Düsenstockes geleitet werden, können Unkraut-spezifische Herbizidmischungen im Gleisbett und der zugehörigen Böschung versprüht werden. Die Steuereinheit selbst kann in ihrer Gesamtheit Teil des Steuer- und Kontrollmoduls sein, welches sich reversibel am Tragwagen befestigen lässt.
  • Weiterhin können auch Düsen des Düsenstockes für ein Besprühen eines seitlich zur Böschung verlaufenden Weges vorgesehen sein.
  • Der Begriff "Steuer- und Kontrollmodul" kann ein in sich selbstständiges Modul sein, welches als zentrale Steuereinrichtung des vorgestellten modularen Systems zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug verstanden werden kann. In dem Steuer- und Kontrollmodul können im Wesentlichen alle Steuersignale mittels der Steuereinheit erzeugt bzw. verarbeitet werden, um die Gesamtfunktion des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug sicherzustellen. Darüber hinaus sind durch die Steuereinheit auch manuelle Eingriffe in die Herbizidabgabe über den Düsenstock mittels eines Leitstandes, welcher ein funktionaler Teil der Steuereinheit sein kann, möglich.
  • Der Begriff "räumlich unabhängig" bedeutet hier, dass ein Modul oder Bauteil grundsätzlich physisch nicht an einem anderen Bauteil hängt. Vielmehr kann es autonom vom anderen Bauteil in einem Gesamtsystem positioniert werden. Beispielweise kann der Düsenstock unabhängig vom Steuer- und Kontrollmodul, und auch unabhängig vom Herbizid-und Mischmodul, eigenständig am Tragwagen befestigt werden. Ein anderes Beispiel bezieht sich auf das Kameramodul. Es kann unabhängig von den anderen Bauteilen oder Modulen positioniert werden. Es kann beispielsweise am vorausfahrenden Kesselwagen montiert sein oder es kann an einer Drohe hängen. Trotzdem kann ein vordefinierter Abstand zu einem der anderen Module - z.B. dem Düsenstock - zu jedem Zeitpunkt bekannt sein.
  • Der Begriff "Steuersignal" beschreibt ein elektrisches Signal, welches von einer Steuerung erzeugt werden kann und einen Aktivator - zum Beispiel in Form eines Ventils oder einer Düse - in seiner Wirkungsweise kontrolliert. Daneben kann es auch ein Signal auf einer Datenleitung von dem Kameramodul zur Steuereinheit sein, welches der Steuereinheit signalisiert, dass das Unkraut bzw. ein ganz bestimmtes Unkraut erkannt wurde.
  • Der Begriff "Herbizid- und Mischmodul" beschreibt ein weiteres Modul des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug. Das Herbizid- und Mischmodul kann eine Mehrzahl von Behältern aufweisen, welche unterschiedliche Herbizide aufnehmen können. Darüber hinaus kann eine Vielzahl von Ventilen vorhanden sein, sodass unterschiedliche Herbizid-Mischungen, vorzugsweise Unkraut-spezifische Herbizid-Mischungen vor Ort herstellbar sind. Das Herbizid- und Mischmodul kann weiterhin verschiedene Anschlüsse aufweisen: einen Wasseranschluss und eine Mehrzahl von elektrischen Leitungen zur Steuerung und Überwachung der Funktion des Herbizid- und Mischmoduls. Außerdem können zusätzliche Leitungen vorhanden sein, um einen oder mehrere der Behälter mit entsprechenden Herbiziden nachzufüllen. Weiterhin kann ein Anschluss für eine Zuleitung zu einem Düsenstock vorhanden sein.
  • Der Begriff "Düsenstock" beschreibt ein Trägergestell, an dem eine Mehrzahl von Düsen zur Ausbringung der Herbizid-Mischungen vorhanden sein kann. Bei dem Düsenstock kann es sich um ein weiteres Modul des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug handeln. Auch der Düsenstock kann über eine Mehrzahl von elektrischen Anschlüssen verfügen, über die die Funktion der einzelnen Düsen gesteuert werden kann. Darüber hinaus kann der Düsenstock eine oder mehrere Anschlüsse für Zuleitungen der Herbizid-Mischungen und/oder Wasser und/oder Druckluft aufweisen. Der Düsenstock kann am Trägerelement bzw. am Tragwagen reversibel fixiert sein.
  • Der Begriff "selektive Fluidverbindung" beschreibt eine Verbindung zwischen einer Quelle und einer Senke für ein Gas oder eine Flüssigkeit. Die Selektivität der Fluidverbindung deutet darauf hin, dass die Intensität der Verbindung - d.h., der Querschnitt der Verbindung bzw. die Strömungsgeschwindigkeit und damit die durch die Fluidverbindung transportierte Stoffmenge selektiv beeinflussbar sein kann. Typischerweise kann diese steuernde Einflussnahme über ein oder mehrere Ventile geschehen.
  • Der Begriff "Trägerelement" beschreibt eine gemeinsame Basis für die Module des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug. Dabei müssen nicht alle Module auf - d.h., oberhalb - dem Trägerelement montiert werden. Sie können auch seitlich am oder unterhalb des Trägerelementes mit diesem reversibel verbindbar sein.
  • Der Begriff "in Containerbauweise" steht in unmittelbarem Zusammenhang zur modularen Bauweise des hier vorgestellten modularen Systems. Alle oder einige der Module des modularen Systems können je in einem Standardcontainer- z.B. Standard-20-Fuß-Container - integriert sein. Unter Standardcontainer werden vorzugsweise diejenigen Container verstanden, die in der ISO-Norm 668:2013-08 beschrieben sind. Natürlich sind auch andere Containergrößen möglich. Der Begriff "Containerbausweise" soll auch solche Module erfassen, die sich in einen Standardcontainer integrieren lassen, um beispielsweise das Modul integriert in einen solchen Standardcontainer mit geläufigen Mitteln (z.B. Lastkraftwagen, Flugzeug oder Schiff, die für den Transport von Standardcontainer ausgerichtet sind) transportieren zu können. Es ist zum Beispiel denkbar, dass ein oder mehrere Module eine Plattform (Bodenplatte) aufweisen, die die gleichen Dimensionen wie die Plattform eines Standardcontainers aufweisen und sich Seitenwände und eine Dachwand an die Plattform bzw. die Seitenwände anbringen lassen, so dass sich das Modul einhausen lässt und das eingehauste Modul einen Standardcontainer darstellt. Der Vorteil der Containerbauweise liegt unter anderem darin, dass unterschiedliche "Innereien" in einen jeweiligen Container aufgenommen werden können. Dies betrifft beispielsweise das Steuer- und Kontrollmodul, das Herbizid- und Mischmodul oder auch ein Aufenthalts- oder Lagermodul.
  • Der Begriff "Kameramodul" kann eine elektronische Kamera sowie zusätzlich eine Auswerteelektronik aufweisen. Das Kameramodul weist in der Regel wesentlich kleinere Dimensionen als die bereits beschriebenen containergroßen Module des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung auf. Das Kameramodul kann über elektrische Verbindungen zu Datenaustauschzwecken mit der Steuereinheit des Steuer- und Kontrollmoduls verbunden sein. Das Kameramodul kann entweder Rohbilddaten direkt an die Steuereinheit übertragen oder es kann eine Vorverarbeitung der von der Kamera aufgenommenen Bilddaten innerhalb der Kamera stattfinden. In beiden Fällen ist die Kamera des Kameramoduls auf das vor ihr liegende Gleisbett des Schienenstranges gerichtet. Um die Verarbeitung der Daten des Kameramoduls sicherzustellen und um die notwendigen Herbizide an den Düsen des Düsenstockes einsatzbereit zu machen - z.B. dorthin durch die Fluidverbindungen zu transportieren - kann das Kameramodul deutlich vor dem Düsenstock vorgesehen sein.
  • Außerdem kann das Kamerasystem mehrere Einzelkameras aufweisen, die beispielsweise entweder Gleisbettsegmenten zugeordnet sind und/oder unkrautspezifische Daten und Signale erzeugen. Außerdem können die Bilddaten der Kameras untereinander korreliert sein, um Unkräuter allgemein oder spezifisch noch genauer zu erkennen.
  • Der Begriff "Unkrautsignal" kann ein oder mehrere elektrische Signale beschreiben, welche durch ihre Eigenart auf ein Vorhandensein von Unkraut/Unkräutern hinweisen. Basierend auf einem dieser Unkrautsignale, können Herbizide bzw. Herbizid-Mischungen zur Unkrautbekämpfung bereitgestellt werden. Das Unkrautsignal kann insbesondere auch ein Unkraut-spezifisches Signal sein, welches eine Erkennung von bestimmten Unkräutern signalisiert.
  • Der Begriff "Unkraut-spezifisches Signal" kann ein oder mehrere elektrische Signale beschreiben, welche durch ihre Eigenart auf ein Vorhandensein einer bestimmten Unkrautspezies hinweisen. Basierend auf einem dieser Unkraut-spezifischen Signale, können Unkraut-spezifische Herbizide bzw. Herbizid-Mischungen zur gezielten Bekämpfung der entsprechenden Unkrautspezies bereitgestellt werden.
  • Der Begriff "Energiemodul" beschreibt ein weiteres Modul des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung. Auch das Energiemodul kann in Containerbauweise vorliegen. Alternativ kann ein Gehäuse, beispielsweise einen Generator zur Stromerzeugung, vor äußeren Einflüssen schützen. Dieses Gehäuse kann neben anderen Elementen auf einer Plattform montiert sein, welche wiederum eine Grundplattform eines Standardcontainers darstellt.
  • Der Begriff "Tragwagen" beschreibt im Zusammenhang des hier vorgestellten Konzeptes einen Güterwagen in Form eines Flachwagens, der ein Traggestell, aber keine weiteren festen Aufbauten aufweist. Die Achsen sind typischerweise an Drehgestellen aufgehängt.
  • Der Begriff "Aufenthaltsmodul" beschreibt ein weiteres optionales Modul des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung. Auch dieses Modul kann in Containerbauweise ausgeführt sein. In ihm können Einrichtungen vorgesehen sein, die für einen Aufenthalt von Personen - beispielsweise zur Erholung oder Arbeitszwecken - geeignet sind.
  • Der Begriff "Zwischenschienendüse" kann im Kontext dieses Dokumentes eine Düse bezeichnen, die sich in einem Bereich oberhalb zwischen den Schienen am Düsenstock befindet. Eine derartige Düse kann im Wesentlichen das Gleisbett zwischen den einzelnen Schienensträngen besprühen. Dagegen beschreibt der Begriff "Böschungsdüse" eine Düse die sich über oder neben der Böschung des Gleisbettes am Düsenstock befindet und dafür eingerichtet ist, im Einsatz die Böschung des Gleisbettes zu besprühen.
  • Dabei wird zwischen "Halbstrahldüsen" und "Vollstrahldüsen" unterschieden. Eine Vollstrahldüse erzeugt dabei einen Sprühstrahl, der sich symmetrisch bezogen auf eine vertikal zur Düsenrichtung ausgerichteten Achse ausbreitet. Im Gegensatz dazu ist der Sprühstrahl einer Halbstrahldüse asymmetrisch zu der vertikal zur Düsenrichtung ausgerichteten Achse, so dass beispielsweise nur zu einer Seite der vertikal ausgerichteten Achse ein Sprühstrahl entsteht. Das kann durch eine besondere Ausformung der Düse oder durch Abschirmbleche erreicht werden. Unabhängig davon, sind die Düsen als Löffeldüsen ausgebildet. Dabei schirmt eine löffelförmige Abschirmung den Sprühstrahl beim Austritt aus der Düse beispielsweise vor dem Fahrtwind des Sprühzuges ab.
  • Das hier vorgestellte Konzept des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug weist eine Reihe von Vorteilen und technischen Effekten, die in vergleichbarer Weise auch auf den Sprühzug bzw. das entsprechende Verfahren zu treffen:
  • Einerseits ergeben sich aus der modularen Bauweise des vorgestellten Systems flexible Einsatzmöglichkeiten hinsichtlich Ort und Zeit. Die einzelnen Module können jederzeit von dem Tragwagen gelöst werden, um dann beispielsweise per Luftfracht an einen anderen Einsatzort transportiert zu werden. Am Zielort eingetroffen, kann das vorgestellte System auf einen neuen Tragwagen montiert werden, um jetzt an diesem Zielort eine Unkrautbekämpfung vorzunehmen.
  • Andererseits ist das modulare System für eine Bekämpfung von Unkräutern bei hohen Zuggeschwindigkeiten ausgelegt. Bei bekannten Systemen ist die Kamera immer in unmittelbarer Nähe - oder zumindest am gleichen Wagen - der Steuereinheit vorgesehen. Die erforderliche Rechenzeit - entweder in dem Kameramodul oder in der Steuereinheit - für eine Erkennung von beliebigen oder bestimmten (spezifischen) Unkräutern ist relativ hoch, sodass bei vergleichsweise hohen Zuggeschwindigkeiten der Düsenstock für die Abgabe der Herbizide bereits das erkannte Unkraut passiert hat und somit eine Herbizidabgabe zu spät erfolgen würde. Durch die Positionierung der Kamera bzw. des Kameramoduls weit vor der Steuereinheit bzw. dem Düsenstock wird entsprechend der Gleichung "zur Berechnung zur Verfügung stehende Zeit gleich Abstand zwischen dem Düsenstock und dem Kameramodul geteilt durch Zuggeschwindigkeit" der entscheidende Zeitbeitrag zur Ermittlung des Unkrautes bzw. die Bereitstellung der Herbizid-Mischung an den Düsen zur Verfügung gestellt. Je weiter also das Kameramodul vor dem Herbizide-abgebenden Düsenstock positioniert ist, desto schneller kann der Zug fahren.
  • Folglich ist ein mit Herbiziden zu präparierender Gleisabschnitt wesentlich schneller für den allgemeinen Zugverkehr wieder frei. Das hat sowohl technische (Fahrplan) als auch ökonomische Vorteile für den Gleiskörperbetreiber.
  • Dazu ist es nicht einmal erforderlich, dass das Kamerasystem direkt an einem anderen Wagen des Zuges montiert ist. Vielmehr kann das Kameramodul auch an einem vorausfahrenden Zug, der mit konstantem Abstand vor dem Zug mit dem Düsenstock fährt, montiert sein. Die Daten des Kameramoduls können in diesem Fall drahtlos an die Steuereinheit übermittelt werden. Ein wesentliches Merkmal besteht darin, dass auch in diesem Fall eine Realtime-Verarbeitung der Kameradaten zur Berechnung der richtigen Zeitpunkte für die Abgabe der Herbizide durch den Düsenstock erfolgen kann. Es ist also nicht erforderlich, dass eine aufwändigere Karte (weed map) mit den Standorten der Unkräuter aus den Kameradaten erzeugt wird.
  • Außerdem ist es möglich, auch eine Drohne einzusetzen, die das Kameramodul trägt und in konstantem Abstand vor dem Zug bzw. dem Düsenstock fliegt. Auch in diesem Fall würden die Kameradaten drahtlos an die Steuereinheit übertragen werden; und auch in diesem Fall erfolgt eine Real-Time-Verarbeitung der Kameradaten ohne die Notwendigkeit einer Weed Map.
  • Das vorgeschlagene Konzept erlaubt also eine wesentlich höhere Flexibilität in Bezug auf die einsetzbare Rechengeschwindigkeit der eingesetzten Steuereinheit, die niedriger und damit auch preiswerter sein kann, und auf die Geschwindigkeit mit der der Sprühzug fahren kann.
  • In folgendem werden weitere Ausführungsbeispiele des modularen Systems vorgestellt, die sinngemäß auch für den Sprühzug genauso wie entsprechend für das vorgestellte Verfahren Anwendung finden können.
  • Gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann die Steuereinheit Teil eines Steuer- und Kontrollmoduls sein, das zusammen mit dem Herbizid- und Mischmodul und dem Düsenstock jeweils einzeln reversibel an einem Trägerelement - d.h., dem Tragwagen - fixierbar sein. Das Steuer- und Kontrollmodul kann neben der Steuereinheit weitere Komponenten aufnehmen. Dazu können Arbeitsplätze für Bedienpersonal sowie Monitore und weitere Überwachungseinrichtungen oder auch Empfänger von Wetterdaten bzw. Daten von geographischen Informationssystemen gehören.
  • Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann das Trägerelement ein Tragwagen für einen Schieneneinsatz sein. Ein Tragwagen kann ein quasistandardisierter Wagen eines Zuges zur Aufnahme von Lasten - wie beispielsweise von containerartigen Modulen - sein.
  • Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann das Kameramodul an einem der Steuereinheit vorausfahrenden Wagen reversibel befestigt ist. Der Wagen, der in Fahrtrichtung vor dem Wagen angekoppelt ist, der den Düsenstock trägt, kann beispielsweise ein Kesselwagen sein, der zur Aufnahme von Mischwasser geeignet ist, welches dem Herbizid-und Mischmodul über eine Schlauchleitung zur Verfügung gestellt werden kann. Der vorausfahrende Wagen kann aber auch die Lok bezeichnen, die den Tragwagen zieht, auf der das Steuer- und Kontrollmodul mit der Steuereinheit reversibel fixiert ist. Dabei ist der Abstand zwischen dem Kameramodul und der Steuereinheit jeweils fixiert oder zu jedem Zeitpunkt bekannt.
  • Entsprechend einem weiteren optionalen Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann das Kameramodul an einer - potenziell autonom operierenden - Drohne bzw. einem Multicopter (z.B. Quadrocopter) befestigt sein. Dieser kann mit einem festen oder zeitlich bekannten Abstand zur Steuereinheit/Düsenstock vor dem Sprühzug fliegen. Die Plattform des Energiemoduls kann als Start- und Landeplatz eingesetzt werden. Um den Sprühzug nicht anhalten zu müssen, wenn der Treibstoff der Drohne auszugehen droht, kann eine zweite Drohne mit einem zweiten Kameramodul eingesetzt werden, die quasi im "fliegenden Wechsel" die Aufgabe der aufzutankenden Drohne übernimmt. Die Drohne kann elektrisch betrieben werden oder auch einen Benzinmotor aufweisen. Der Abstand der Drohne zur Steuereinheit bzw. zum Düsenstock kann über eine GPS-Navigation ermöglicht werden. Entsprechende Verfahren sind bekannt. Auch diese Variante setzt keine Herstellung einer Weed Map voraus. Vielmehr können die Daten des Kameramoduls direkt in eine Abgabe von Herbiziden über den Düsenstock umgesetzt werden.
  • Gemäß einem weiteren optionalen Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann das Kameramodul an einem Zug befestigt sein, der einem Zug, der die Steuereinheit und den Düsenstock trägt, vorausfährt. Vorzugsweise hält der vorausfahrende Zug eine konstante Entfernung zum Sprühzug ein. Damit ist die zur Verfügung stehende Zeit für die Berechnung, ob ein Unkraut durch Herbizide zu bekämpfen ist, konstant. Alternativ kann der vorausfahrende Zug einen zeitlich variablen Abstand zum Sprühzug haben. Derartige Geschwindigkeitsunterschiede und damit variable Abstände lassen sich in der Zeitberechnung für die Abgabe der Herbizide über den Düsenstock durch die Steuereinheit berücksichtigen.
  • Entsprechend einem ergänzenden Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann das Kameramodul angepasst sein, um ein Unkraut-spezifisches Signal zu erzeugen. Dabei kann die Steuereinheit angepasst sein, das Unkraut-spezifische Signal des Kameramoduls zu empfangen. Außerdem kann die Steuereinheit angepasst sein, um den ersten Satz von Steuersignalen zum Steuern der Ventile und Mischern des Herbizid- und Mischmoduls zu erzeugen.
  • Gemäß einem zusätzlichen vorteilhaften Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann der Düsenstock eine Gruppe Zwischenschienendüsen und zwei Gruppen von Böschungsdüsen aufweisen. Jede dieser Gruppen sollte mindestens eine Düse aufweisen. Innerhalb der Gruppen ist es auch möglich, jede der Düsen, die im Wesentlichen auf einer Linie, die senkrecht zum Verlauf der Schienen läuft, montiert sind, einzeln zu adressieren, so dass nur über die jeweilig adressierte Düse das Unkraut-spezifische Herbizid abgegeben werden kann. Auf diese Weise kann das entsprechende Herbizid sehr genau im Gleisbett besprüht werden. Dies führt zu einer entsprechenden Reduktion des insgesamt abgegebenen Herbizids und damit zu einer geringeren Umweltbelastung und einer Kostenersparnis durch eingesparte Herbizide.
  • Bei einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel des modularen Systems können diejenigen Zwischenschienendüsen aus der Gruppe der Zwischenschienendüsen, die schräg unter ihnen liegenden Schienensträngen am nächsten sind, Halbstrahldüsen und die anderen Zwischenschienendüsen Vollstrahldüsen sein. Dabei können die Halbstrahldüsen insbesondere so ausgerichtet sein, dass die Schienen nicht besprüht werden. Auf diese Weise kann der Herbizideinsatz weiter umweltfreundlich reduziert werden und es bilden sich keine Schmierfilme auf den Schienen, sodass die Notbremseigenschaften für den Sprühzug nicht negativ beeinflusst werden.
  • Eine ähnliche Anordnung kann entsprechend einem weiteren Ausführungsbeispiel auch für die zwei Gruppen der Böschungsdüsen, die den schräg unter ihnen liegenden Schienensträngen am nächsten sind, Halbstrahldüsen und die anderen Böschungsdüsen Vollstrahldüsen sein. Für die Vorteile dieser Anordnung gilt das gleiche wie für die Zwischenschienendüsen.
  • Ein zusätzliches vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann vorsehen, dass die Düsen des Düsenstockes Löffeldüsen sind. Dabei kann der Austritt des Sprühstrahls durch einen kreisförmig um eine Austrittsöffnung für die Herbizidmischung herumliegenden Druckluftaustritt geformt werden. Auf diese Weise wird einer Verformung des Sprühstrahls bei höheren Geschwindigkeiten der Sprühzuges entgegengewirkt, so dass noch höhere Zuggeschwindigkeiten möglich werden, ohne die Wirksamkeit des Sprühstrahles des Düsenstockes zu stark negativ zu beeinflussen.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann vorsehen, dass das Steuer- und Kontrollmodul und das Herbizid- und Mischmodul in Containerbauweise ausgeführt sind. Die vorgesehenen Container lassen sich so elegant auf dem jeweiligen Tragwagen in einer standardisierten Weise montieren.
  • Ein ergänzendes Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann vorsehen, dass zusätzlich ein Energiemodul auf einer Plattform in Modulbauweise und/oder Containerbauweise vorhanden ist. Das Energiemodul kann jeweils elektrisch mit dem Steuer- und Kontrollmodul und dem Herbizid-Mischmodul verbunden sein. Außerdem kann auch das Energiemodul reversibel an dem Trägerelement - d.h. Tragwagen - fixierbar sein.
  • Das Energiemodul kann zwischen dem Steuer- und Kontrollmodul und dem Herbizide- und Mischmodul positioniert sein, und zusätzlich als begehbare Plattform dienen. Dies ist immer dann zweckmäßig, wenn das eigentliche Modul zur Energieerzeugung nicht die gesamte Breite des Tragwagens einnimmt. Diese Plattform kann auch als Sammel-, Rettung- und Sicherheitsplattform und/oder auch als Start- und Landeplatz für die bereits erwähnte Drohne eingesetzt werden.
  • Darüber hinaus kann gemäß einem Ausführungsbeispiel des modularen Systems der Tragwagen ein Standard-80-Fuß-Tragwagen sein. Dieser kann entweder-jeweils am Ende-Doppelachsen oder Einzelendachsen und eine Mittelachse aufweisen. Der Vorteil der Doppelachsen liegt in einem ruhigeren Fahrverhalten des Tragwagens.
  • Alternativ und gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann der Tragwagen aus mehreren aneinandergekoppelten Tragwagen - beispielsweise 2, 3 oder 4 -, die jeweils kürzer sind als ein Standard-80-Fuß-Tragwagen, bestehen. Damit besteht eine noch größere Flexibilität bezüglich der Beladung der Module auf Schienenfahrzeuge.
  • Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des modularen Systems kann vorsehen, dass der Düsenstock unterhalb des Steuer- und Kontrollmodul an dem Trägerelement befestigt ist. Damit ist die Funktion des Düsenstockes aus dem Steuer- und Kontrollmodul direkt beobachtbar. Alternativ oder zusätzlich können Kameras und Monitore zur Überwachung der Funktion des Düsenstockes eingesetzt werden.
  • Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Insbesondere können einige Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen beschrieben sein. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre der vorliegenden Beschreibung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ eines Erfindungsgegenstandes gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Kategorien von Erfindungsgegenständen gehören.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung derzeit bevorzugter Ausführungsformen. Die einzelnen Figuren der Zeichnungen dieser Anmeldung sind lediglich als schematisch, beispielhaft und als nicht maßstabsgetreu anzusehen.
    • Kurze Beschreibung der Figuren
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Beispielen und mit Bezug auf die folgenden Figuren beschrieben:
    • Fig. 1 zeigt das modulare System zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug.
    • Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Düsenstockes.
    • Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel des Herbizid-und Mischmoduls in einer Draufsicht mit abgenommenem Dach dar.
    • Fig. 4 stellt ein Ausführungsbeispiel einer Draufsicht auf das Energiemodul dar.
    • Fig. 5 stellt die einzelnen Module im Zusammenhang dar.
    • Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer perspektivischen Ansicht der einzelnen Module im Kontext.
    • Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer perspektivischen Ansicht eines Zuges mit dem modularen System zur Unkrautbekämpfung.
    • Fig. 8 stellt das Verfahren zur Bekämpfung von Unkraut in einem Gleisbett mittels des modularen Systems dar.
    Beschreibung von Ausführungsbeispielen
  • Es wird darauf hingewiesen, dass Merkmale bzw. Komponenten von unterschiedlichen Ausführungsformen, die mit den entsprechenden Merkmalen bzw. Komponenten der Ausführungsform nach gleich oder zumindest funktionsgleich sind, mit den gleichen Bezugszeichen oder mit einem anderen Bezugszeichen versehen sind, welches sich lediglich in seiner ersten Ziffer von dem Bezugszeichen eines (funktional) entsprechenden Merkmals oder einer (funktional) entsprechenden Komponente unterscheidet. Zur Vermeidung von unnötigen Wiederholungen werden bereits anhand einer vorher beschriebenen Ausführungsform erläuterte Merkmale bzw. Komponenten an späterer Stelle nicht mehr im Detail erläutert.
  • Ferner wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen. Insbesondere ist es möglich, die Merkmale einzelner Ausführungsformen in geeigneter Weise miteinander zu kombinieren, sodass für den Fachmann mit den hier explizit dargestellten Ausführungsvarianten eine Vielzahl von verschiedenen Ausführungsformen als offensichtlich offenbart anzusehen sind.
  • Fig. 1 zeigt das modulare System 100 zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug in einer schematischen Darstellung.
  • Das modulare System weist eine Steuereinheit 102, die in einem Steuer- und Kontrollmodul 104 enthalten ist, ein Herbizid- und Mischmodul 106, einen Düsenstock 108 und ein Kameramodul 110 auf. Die Steuereinheit ist eingerichtet zur Erzeugung eines ersten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen und Mischern 112 in dem separaten Herbizid-und Mischmodul 106 zur Mischung einer Unkraut-spezifischen Herbizidmischung, und zur Erzeugung eines zweiten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen eines Düsenstockes 108.
  • Das Herbizid- und Mischmodul 106 weist Behälter 114 zur Aufnahme von unterschiedlichen Herbiziden, die selektiv mit den Ventilen und Mischern 112 in einer selektiven Fluidverbindung stehen, und Anschlusselemente - beispielsweise Stecker an einer Außenwand - über welche elektrische Signalverbindungen zu Anschlusselementen - beispielsweise Stecker an einer Außenwand - der Steuereinheit 102 herstellbar sind, sodass die von der Steuereinheit 102 in dem Steuer- und Kontrollmodul 104 erzeugten ersten Steuersignale zu den Ventilen und Mischern 112 des Herbizid- und Mischmoduls 106 leitbar sind.
  • Der Düsenstock 108, der jeweils räumlich unabhängig sowohl von dem Steuer- und Kontrollmodul 104 und dem Herbizid- und Mischmodul 106 ist, weist einen ersten Satz von Düsen zum Versprühen von Herbiziden und mindestens eine Fluidverbindung zu ausgewählten der Ventile und Mischer 112 des Herbizid- und Mischmoduls 106 auf.
  • Das Kameramodul 110, das in Reaktion auf eine Erkennung eines Unkrautes ein Unkrautsignal erzeugt, kann an einem vorausfahrenden Wagen 116 in Bezug auf einen Wagen 118 (Tragwagen), der die Steuereinheit 102 in dem Steuer- und Kontrollmodul 104, das Herbizid- und Mischmodul 106 und den Düsenstock 108 trägt, befestigt sein. Das Kameramodul kann mehrere Einzelkameras aufweisen, die in Fahrtrichtung 120 auf das vor ihnen liegende Gleisbett (nicht dargestellt) gerichtet sind.
  • Dabei sind die Erzeugung des ersten Satzes von Steuersignalen und die Erzeugung des zweiten Satzes von Steuersignalen durch das Unkrautsignal mittels der Steuereinheit steuerbar. Das Kameramodul 110 weist einen vordefinierten Abstand zum Düsenstock 108 auf. Das Kameramodul 110 ist außerdem von dem Steuer- und Kontrollmodul und dem Herbizid- und Mischmodul in einer gemeinsamen Bewegungsrichtung des Steuer- und Kontrollmoduls, des Herbizid- und Mischmoduls und des Düsenstockes räumlich getrennt. Dies bedeutet, dass es nicht an dem Tragwagen 118 montiert ist, der die Steuereinheit 102 und den Düsenstock 108 trägt. Vielmehr ist es in Fahrtrichtung 120 an einer Position reversibel fixiert, so dass für die Bildauswertung des Kameramoduls 110 und die Bereitstellung der entsprechenden Herbizidmischungen am Düsenstock 108 auch bei höheren Geschwindigkeiten ausreichend Zeit zur Verfügung steht.
  • Der vorausfahrende Wagen 116 kann beispielsweise ein Kesselwagen sein, aus dem Mischwasser über eine Schlauchverbindung für das Herbizid- und Mischmodul 106 verfügbar gemacht werden kann. Allerdings können auch ein oder mehrere andere Wagen oder eine Lok zwischen den Düsenstock 108 und dem Kameramodul 110 angeordnet sein. Alternativ kann das Kameramodul 110 auch an einem vorausfahrenden Zug mit bekanntem Abstand oder einer vorausfliegenden Drohne fixiert sein.
  • Fig. 2 zeigt eine Anordnung 200 mit einen Düsenstock 202 mit einer Mehrzahl von beispielhaften Düsen 204 über einem Gleisbett 206 und seitlichen Böschungen 208. Außerdem sind in Fig. 2 die Schienenstränge 210, 212 auf dem Gleisbett 206 dargestellt. Am Beispiel der Düse 216 ist durch punktierte Linien dargestellt, wie beispielsweise der Sprühstrahl 214 einer Vollstrahldüse eine Herbizidmischung auf das Gleisbett 206 sprühen kann. Am Beispiel der rechten äußeren Düse 218 ist die Funktion einer Halbstrahldüse dargestellt. Hier ist der rechte Bereich des Düsenstrahls begrenzt, sodass die Schiene 212 nicht besprüht werden kann.
  • Diejenigen Düsen die sich außerhalb der jeweiligen Schienen 210, 212 befinden - beispielhaft dargestellt anhand der Düsen 220 - können für ein Besprühen der jeweiligen Böschung (wie die rechte Böschung 208) und auch eines Weges, der parallel zur Böschung 208 verläuft, eingesetzt werden. Diejenige Düse der Düsen 220, die sich am dichtesten an der Schiene 212 befindet, ist wiederum als Halbstrahldüse ausgeführt, so dass die Schiene 212 nicht besprüht wird. Entsprechendes gilt für die linke Seite des Düsenstocks 202.
  • Fig. 3 stellt ein Ausführungsbeispiel des Herbizid-und Kontrollmoduls 108 in einer Draufsicht 300 bei abgenommenem Dach 108 dar. Deutlich erkennt man die Mehrzahl von Behältern 114 zur Aufnahme von unterschiedlichen (oder auch gleichen) Herbiziden, von denen hier beispielsweise vier dargestellt sind. Ein Laufsteg 302 verbindet eine linke Eingangsseite mit einer rechten Eingangsseite des Herbizid- und Mischmoduls 108. Eine Vielzahl von Leitungen 304, Ventilen 304, Mischern 304, Pumpen 306 (als Beispiel) und anderen sonstigen Kontrolleinrichtungen (im Detail nicht dargestellt) ermöglicht eine Mischung von verschiedenen Herbizid-Mischungen zum Beispiel von Unkraut-spezifischen Herbizid-Mischungen. Das Herbizid-und Kontrollmodul 108 befindet sich typischerweise in einem Gehäuse in Form eines 20-Fuß-Standardcontainers gemäß ISO 668:2013-08.
  • Fig. 4 stellt ein Ausführungsbeispiel einer Draufsicht auf das Energiemodul 400 dar. Das Energiemodul 400 besteht aus einem eigentlichen Energieerzeugungsblock 404, in dem ein Verbrennungsmotor mithilfe eines Generators Strom erzeugen kann. Über ein Bedienungsterminal 406 kann der Energieerzeugungsblock 404 von außen kontrolliert werden. Ein Tank für den Treibstoff kann von oben befüllt werden.
  • Der Energieerzeugungsblock 404 ist auf einer Plattform montiert, welche die Grundfläche beispielsweise eines 20-Fuß-Standardcontainers annehmen kann. An diesem Modul 400 erkennt man auch Befestigungspunkte 402 zur Befestigung an einem Tragwagen. Ein seitliches Gitter 414 schützt das Bedienpersonal vor dem Herunterstürzen von der Plattform 408. Die Plattform 408 ist über eine jeweilige Leiter 410 erreichbar. Diese ist durch jeweilige schwenkbare Türen 412 absperrbar. An der jeweiligen linken und rechten Seite des Energiemoduls 400 muss kein Gitter vorgesehen sein. Vielmehr können über diese Enden des Energiemoduls 400 die anderen Module - das Steuer- und Kontrollmodul und das Herbizid- und Mischmodul - erreicht werden.
  • Fig. 5 stellt mehrere Module im Zusammenhang dar. Ganz links befindet sich das Herbizid- und Mischmodul 106, gefolgt von dem Energiemodul 400, dem Steuer- und Kontrollmodul 104 mit der Steuereinheit 102 (nicht dargestellt) sowie einem zusätzlichen Aufenthaltsmodul 502. An den Puffern 504 erkennt man, dass alle Module nebeneinander auf einem Tragwagen dargestellt sind.
  • Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer perspektivischen Ansicht 600 der mehreren Module: das Herbizid- und Mischmodul 106, das Energiemodul 400, das Steuer- und Kontrollmodul 104 sowie das Aufenthaltsmodul 502. Alle Module sind erkennbar auf einem Tragwagen 602 mit zwei doppelachsigen Drehkreuzen 604 dargestellt. Die dargestellte Reihenfolge der einzelnen Module hat sich als praktisch erwiesen. Das Aufenthaltsmodul 502 befindet sich am weitesten entfernt von dem Herbizid- und Mischmodul 106, so dass auch im Falle einer Fehlfunktion des Herbizid -und Mischmoduls 106 (beispielsweise unkontrollierter Herbizidaustritt) das sich an Bord befindliche Personal allein durch die Distanz geschützt ist. Zusätzlich erkennt man schematisch den Düsenstock 108 unterhalb des Steuer- und Kontrollmoduls 104 am Tragwagen.
  • Das Energiemodul 400 befindet sich zwischen dem Herbizid -und Mischmodul 106 und dem Steuer- und Kontrollmodul 104 und kann beide Module gut mit Energie versorgen. Die Plattform des Energiemoduls 400 ist gut sowohl von dem Herbizid- und Mischmodul 106 als auch von dem Steuer- und Kontrollmodul 104 erreichbar.
  • Fig. 7 zeigt ein Beispiel einer perspektivischen Ansicht eines Zuges 700 bestehend aus einem Vorratswagen 702, dem Tragwagen 704 mit dem kompletten modularen System zur Unkrautbekämpfung in der Mitte sowie einem Kesselwagen 706, mit dem Wasser transportiert werden kann, welches dem Herbizid- und Mischmodul 106 über Schläuche verfügbar gemacht werden kann. In dieser Darstellung ist das Kameramodul 110 im vorderen Bereich des Kesselwagens 706 dargestellt. Das Energiemodul 400 ist mit seiner Plattform erkennbar.
  • Der Vorratswagen 702 kann zur Lagerung und den Transport verschiedener Versorgungsgüter für den Zug verwendet werden; insbesondere können auf diese Weise verschiedene Herbizide direkt und in größerer Menge vorgehalten werden. Damit ist der Vorrat an Herbiziden nicht auf die Kapazität der Behälter in dem Herbizid- und Mischmodul 106 beschränkt. Eine Lok kann am Anfang oder am Ende des Zuges 700 vorgesehen sein. Die Orientierung - d.h. der Austritt der Herbizide aus dem Düsenstock - ist entsprechend der Fahrtrichtung 120 des Zuges anzupassen. Ein Umsortieren der Module des modularen Systems zur Unkrautbekämpfung ist für eine andere Fahrtrichtung nicht erforderlich.
  • FIG. 8 stellt 800 das Verfahren zur Bekämpfung von Unkraut in einem Gleisbett dar. Das Verfahren 800 weist ein reversibles Fixieren 802 einer Steuereinheit in einem Steuer- und Kontrollmodul an einem Tragwagen, ein reversibles Fixieren 804 eines Herbizid- und Mischmoduls (HMM) an dem Tragwagen, und ein reversibles Fixieren 806 eines Düsenstockes an dem Tragwagen auf. Der Düsenstock ist jeweils räumlich unabhängig sowohl von dem Steuer- und Kontrollmodul und dem Herbizid- und Mischmodul.
  • Weiterhin weißt das Verfahren 800 ein Herstellen 808 einer Fluidverbindung zwischen dem Herbizid- und Mischmodul und dem Düsenstock und ein Erzeugen 810 eines Unkrautsignals mittels eines Kameramoduls auf. Das Kameramodul ist vor dem Tragwagen in einer Fahrrichtung des Tragwagens beanstandet angeordnet.
  • Außerdem weist das Verfahren 800 ein Beeinflussen 812 eines ersten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen und Mischern in dem Herbizid- und Mischmodul zur Mischung einer Unkraut-spezifischen Herbizidmischung mittels der Steuereinheit abhängig von dem Unkrautsignal des Kameramoduls und ein Beeinflussen 814 eines zweiten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen eines Düsenstockes mittels der Steuereinheit abhängig von dem Unkrautsignal des Kameramoduls auf.
  • Darauf basierend weist das Verfahren 800 ein selektives Versprühen 816 der Unkraut-spezifischen Herbizidmischung über Düsen des Düsenstockes auf die Schienenwege auf.
  • Dabei weist das Herbizid- und Mischmodul eine Mehrzahl von Behältern zur Aufnahme von unterschiedlichen Herbiziden, die selektiv mit den Ventilen und Mischern in einer selektiven Fluidverbindung stehen und Anschlusselemente über welche elektrische Signalverbindungen zu Anschlusselementen der Steuereinheit herstellt werden, sodass die in der Steuereinheit erzeugten ersten Steuersignale zu den Ventilen und Mischern des Herbizid- und Mischmoduls geleitet werden, auf.
  • Zusätzlich weist das Verfahren 800 ein paralleles Aussparen 818 der Schienenköpfe beim selektiven Versprühen 816 der Unkraut-spezifischen Herbizidmischung auf dem Schienenweg auf.
  • Die Beschreibung der verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurde zu Illustrationszwecken eingesetzt. Sie sind nicht dazu bestimmt, den Umfang der erfinderischen Idee zu begrenzen. Dem Fachmann erschließen sich weitere Modifikationen und Variationen ohne von dem Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.

Claims (18)

  1. Ein modulares System zur Unkrautbekämpfung für ein Schienenfahrzeug, wobei das modulare System aufweist
    - eine Steuereinheit eingerichtet
    - zur Erzeugung eines ersten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen und Mischern in einem separaten Herbizid- und Mischmodul zur Mischung einer Unkraut-spezifischen Herbizidmischung, und
    - zur Erzeugung eines zweiten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen eines Düsenstockes; und
    - das Herbizid- und Mischmodul aufweisend
    - Behälter zur Aufnahme von unterschiedlichen Herbiziden, die selektiv mit den Ventilen und Mischern in einer selektiven Fluidverbindung stehen,
    - Anschlusselemente über welche elektrische Signalverbindungen zu Anschlusselementen der Steuereinheit herstellbar sind, sodass die in der Steuereinheit erzeugten ersten Steuersignale zu den Ventilen und Mischern des Herbizid- und Mischmoduls leitbar sind, und
    - einen Düsenstock, der jeweils räumlich unabhängig sowohl von der Steuereinheit und dem Herbizid- und Mischmodul ist, aufweisend
    - einen ersten Satz von Düsen zum Versprühen von Herbiziden, und
    - eine Fluidverbindung zu ausgewählten der Ventile und Mischer des Herbizid-und Mischmoduls,
    - ein Kameramodul, das in Reaktion auf eine Erkennung eines Unkrautes ein Steuersignal erzeugt,
    wobei die Erzeugung des ersten Satzes von Steuersignalen und die Erzeugung des zweiten Satzes von Steuersignalen durch das Steuersignal mittels der Steuereinheit steuerbar ist, und
    wobei das Kameramodul einen vordefinierten Abstand zum Düsenstock aufweist,
    von der Steuereinheit, dem Herbizid- und Mischmodul und dem Düsenstockes jeweils räumlich getrennt ist, und
    in einer gemeinsamen Bewegungsrichtung der Steuereinheit, dem Herbizid- und Mischmodul und dem Düsenstock vor diesen angeordnet ist.
    wobei das Kameramodul einen vordefinierten Abstand zur Steuereinheit aufweist und von der Steuereinheit und dem Herbizid- und Mischmodul in einer gemeinsamen Bewegungsrichtung der Steuereinheit, des Herbizid- und Mischmoduls und des Düsenstockes räumlich getrennt ist.
  2. Das modulare System gemäß Anspruch 1, wobei die Steuereinheit Teil eines Steuer- und Kontrollmoduls ist, das zusammen mit dem Herbizid- und Mischmodul und dem Düsenstock jeweils einzeln reversibel an einem Trägerelement fixierbar ist.
  3. Das modulare System gemäß Anspruch 2,
    wobei das Trägerelement ein Tragwagen für einen Schieneneinsatz ist.
  4. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche,
    wobei das Kameramodul an einem der Steuereinheit vorausfahrenden Wagen reversibel befestigt ist.
  5. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Kameramodul an einer Drohne befestigt ist.
  6. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Kameramodul an einem Zug befestigt ist, der einem Zug, der die Steuereinheit und den Düsenstock trägt, vorausfährt.
  7. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei das Kameramodul angepasst ist, um ein Unkraut-spezifisches Signal zu erzeugen, und wobei die Steuereinheit angepasst ist, das Unkraut-spezifische Signal des Kameramoduls zu empfangen und die Steuereinheit angepasst ist, um bei der Erzeugung des ersten Satzes von Steuersignalen Unkraut-spezifische Signale zum Steuern der Ventile und Mischern zu erzeugen.
  8. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Düsenstock eine Gruppe Zwischenschienendüsen und zwei Gruppen von Böschungsdüsen aufweist.
  9. Das modulare System gemäß Anspruch 8, bei dem diejenigen Zwischenschienendüsen aus der Gruppe der Zwischenschienendüsen, die schräg unter ihnen liegenden Schienensträngen am nächsten sind, Halbstrahldüsen und die anderen Zwischenschienendüsen Vollstrahldüsen sind.
  10. Das modulare System gemäß Anspruch 8 oder 9, bei dem diejenigen Böschungsdüsen aus der zwei Gruppen der Böschungsdüsen, die den schräg unter ihnen liegenden Schienensträngen am nächsten sind, Halbstrahldüsen und die anderen Zwischenschienendüsen Vollstrahldüsen sind.
  11. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem Düsen des Düsenstockes Löffeldüsen sind, und wobei der Austritt des Sprühstrahls durch einen kreisförmig um eine Austrittsöffnung für die Herbizidmischung herumliegenden Druckluftaustritt geformt wird.
  12. Das modulare System gemäß Anspruch 1, wobei
    das Steuer- und Kontrollmodul das Herbizid- und Mischmodul in Containerbauweise ausgeführt sind.
  13. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, zusätzlich aufweisend
    - ein Energiemodul auf einer Plattform in Modulbauweise und/oder Containerbauweise, wobei das Energiemodul jeweils elektrisch mit dem Steuer- und Kontrollmodul und dem Herbizid-Mischmodul verbindbar ist, und
    wobei das Energiemodul reversibel an dem Trägerelement fixierbar ist.
  14. Das modulare System einem der Ansprüche 3 bis 13,
    wobei der Tragwagen ein Standard-80-Fuß-Tragwagen ist.
  15. Das modulare System gemäß einem der Ansprüche 3 bis 13, bei dem der Tragwagen aus mehreren aneinandergekoppelten Tragwagen besteht.
  16. Das modulare System gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche,
    wobei der Düsenstock unterhalb des Steuer- und Mischmodul an dem Trägerelement befestigt ist.
  17. Ein Sprühzug zur Unkrautbekämpfung auf Schienenwegen aufweisend
    - das modulare System zur Unkrautbekämpfung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 auf einem oder mehreren Tragwagen, und
    - einen zweiten Wagen zur reversiblen Aufnahme des Kameramoduls, wobei der zweite Wagen in einer Fahrtrichtung vor dem einen oder mehreren Tragwagen angeordnet ist.
  18. Ein Verfahren zur Bekämpfung von Unkraut in einem Gleisbett, das Verfahren aufweisend
    - reversibles Fixieren einer Steuereinheit in einem Steuer- und Kontrollmodul an einem Tragwagen,
    - reversibles Fixieren eines Herbizid- und Mischmoduls an dem Tragwagen,
    - reversibles Fixieren eines Düsenstockes an dem Tragwagen, wobei der Düsenstock jeweils räumlich unabhängig sowohl von dem Steuer- und Kontrollmodul und dem Herbizid- und Mischmodul ist,
    - Herstellen einer Fluidverbindung zwischen dem Herbizid- und Mischmodul und dem Düsenstock,
    - Erzeugen eines Unkrautsignals mittels eines Kameramoduls, das beabstandet vor dem Tragwagen in einer Fahrrichtung des Tragwagens angeordnet ist,
    - Beeinflussen eines ersten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen und Mischern in dem Herbizid- und Mischmodul zur Mischung einer Unkraut-spezifischen Herbizidmischung mittels der Steuereinheit abhängig von dem Unkrautsignal des Kameramoduls,
    - Beeinflussen eines zweiten Satzes von Steuersignalen zum Steuern von Ventilen eines Düsenstockes mittels der Steuereinheit abhängig von dem Unkrautsignal des Kameramoduls, und
    - selektives Versprühen der Unkraut-spezifischen Herbizidmischung über Düsen des Düsenstockes auf Schienenwegen,
    wobei das Herbizid- und Mischmodul aufweist:
    - eine Mehrzahl von Behältern zur Aufnahme von unterschiedlichen Herbiziden, die selektiv mit den Ventilen und Mischern in einer selektiven Fluidverbindung stehen,
    - Anschlusselemente über welche elektrische Signalverbindungen zu Anschlusselementen der Steuereinheit hergestellt werden, sodass die in der Steuereinheit erzeugten ersten Steuersignale zu den Ventilen und Mischern des Herbizid- und Mischmoduls geleitet werden; und
    - Aussparen der Schienenköpfe beim selektiven Versprühen der Unkraut-spezifischen Herbizidmischung auf einem Schienenweg.
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