AT526491A1

AT526491A1 - Verfahren zum Bestimmen der Anordnung eines Gleisobjekts, insbesondere eines Gleisstrukturbauteils, Messvorrichtung und System

Info

Publication number: AT526491A1
Application number: ATA50666/2022A
Authority: AT
Original assignee: Plasser & Theurer Export Von Bahnbaumaschinen Gmbh
Priority date: 2022-08-31
Filing date: 2022-08-31
Publication date: 2024-03-15
Also published as: WO2024046977A1

Abstract

Ein Verfahren zum Bestimmen der Anordnung (p, φ) eines Gleisobjekts (3, 4), insbesondere eines Gleisstrukturbauteils (3, 4), umfasst die Schritte: Erfassen eines mit der Anordnung (p, φ) des Gleisobjekts (3, 4) korrelieren- den Messsignals, und Bestimmen der Anordnung (p, φ) des Gleisobjekts (3, 4) anhand des Messsignals, wobei das Erfassen des Messsignals das Erfassen von Radarstrahlung umfasst. Eine Messvorrichtung (2) zum Bestimmen der Anordnung (p, φ) eines Gleisobjekts (3, 4), insbesondere eines 10 Gleisstrukturbauteils (3, 4), umfasst eine Sensoreinrichtung (16) zum Erfassen eines mit der Anordnung (p, φ) des Gleisobjekts (3, 4) korrelierenden Messsignals, und eine Auswerteeinrichtung (17) zum Bestimmen der Anordnung (p, φ) des Gleisobjekts (3, 4) anhand des Messsignals, wobei die Sensoreinrichtung (16) zum Erfassen von Radarstrahlung ausgebildet 15 ist. Ein System (1) mit einer derartigen Messvorrichtung (2) und mindestens einem Gleisbearbeitungsaggregat (5).

Description

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Verfahren zum Bestimmen der Anordnung eines Gleisobjekts, insbe-

sondere eines Gleisstrukturbauteils, Messvorrichtung und System

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Messvorrichtung zum Bestimmen der Anordnung eines Gleisobjekts, insbesondere eines Gleisstrukturbauteils. Ferner betrifft die Erfindung ein System mit einer derartigen

Messvorrichtung.

Aus der AT 519739 A4 ist ein Verfahren zum Steuern einer Gleisbaumaschine bekannt. Mittels einer Sensoreinrichtung werden Lagedaten von Gleisobjekten, insbesondere von Gleisschwellen und Gleisschienen, und von Hindernisse, erfasst. Die Sensoreinrichtung kann hierzu einen Laserscanner oder eine Kamera aufweisen. Wie zuverlässig und präzise die Lagedaten der Gleisobjekte erfasst werden können, ist abhängig von der

Beschaffenheit des zu erfassenden Objekts und seiner Umgebung.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Bestimmen der Anordnung eines Gleisobjekts, insbesondere eines Gleisstrukturbauteils, zu schaffen, welches besonders robust und hinsichtlich der Mess-

ergebnisse präzise ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Es wurde erkannt, dass die Anordnung eines Gleisobjekts, insbesondere eines Gleisstrukturbauteils, besonders robust und präzise bestimmt werden kann, wenn das Erfassen eines mit der Anordnung des Gleisobjekts korrelierenden Messsignals das Erfassen von Radarstrahlung umfasst. Radarstrahlung dringt, insbesondere im Unterschied zu sichtbarem Licht, in das Gleis, insbesondere in den Gleisboden, insbesondere in das

Schotterbett, ein. An Grenzflächen, insbesondere an der Oberfläche des

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Gleisobjekts, wird die Radarstrahlung reflektiert. Die Radarstrahlung ermöglicht folglich sowohl das Erfassen von Gleisobjekten, zu denen eine direkte Sichtverbindung besteht, als auch zu Gleisobjekten, zu denen kein direkte Sichtverbindung besteht, insbesondere welche verdeckt sind, insbesondere welche durch ein opakes Objekt verdeckt sind. Beispielsweise können Gleisobjekte im Bereich eines Gleisbodens erfasst werden, welche an einer Oberfläche des Gleisbodens angeordnet sind und/oder zumindest abschnittsweise unterhalb, insbesondere vollständig unterhalb, einer Oberfläche des Gleisbodens, insbesondere eines Schotterbetts, angeordnet sind. Vorteilhaft wird hierdurch erreicht, dass das Gleisobjekt zuverlässig und robust, insbesondere unabhängig von der Beschaffenheit des zu erfassenden Gleisobjekts und/oder seiner Umgebung, insbesondere unabhängig vom Bestehen einer direkten Sichtverbindung zu dem Gleisobjekt, bestimmt werden kann. Beispielsweise kann die Anordnung eines Gleisobjekts auch dann zuverlässig bestimmt werden, wenn es durch ein Hindernis, wie beispielsweise Bewuchs und/oder Verschmutzungen und/oder ein weiteres Gleisobjekt, verdeckt ist. Das Bestimmen der Anordnung des Gleisobjekts anhand des durch das Erfassen von Radarstrahlung erfassten Messsignals kann insbesondere berührungslos erfolgen. Die Anordnung des Gleisobjekts kann im Wesentlichen unabhängig von dem Material des Gleisobjekts bestimmt werden. Das Verfahren ist somit besonders robust, insbesondere störresistent, im Betrieb und hinsichtlich der Messergebnisse

präzise.

Unter einem Gleisobjekt wird ein Objekt, insbesondere ein Bestandteil, des Gleises verstanden. Das Gleisobjekt kann ein Gleisstrukturbauteil und/oder ein Signalelement und/oder eine Balise und/oder ein Stellglied, insbesondere zum Stellen von Weichen, und/oder einen Gleisübergang, umfassen.

Das Gleisobjekt ist vorzugsweise im Bereich des Gleisbodens angeordnet,

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insbesondere an der Oberfläche des Gleisbodens und/oder zumindest abschnittsweise in den Gleisboden eindringend und/oder unterhalb der Oberfläche des Gleisbodens. Vorzugsweise korreliert das erfasste Messsignal

mit der Anordnung des Gleisstrukturbauteils, insbesondere an dem Gleis-

boden.

Unter der Anordnung eines Objekts wird dessen Position und/oder dessen Ausrichtung verstanden. Die Anordnung des Gleisobjekts kann in einem globalen Koordinatensystem bestimmt werden. Vorzugsweise wird die Anordnung des Gleisobjekts in einem lokalen Koordinatensystem bestimmt, insbesondere relativ zu einem lokalen Koordinatensystem des Gleises, insbesondere eines Streckenabschnitts des Gleises, und/oder relativ zu einem Mess-Koordinatensystem, insbesondere einer Messvorrichtung zum Ausführen des Verfahrens, und/oder relativ zu einem Fahrwagen zum Befahren des Gleises, insbesondere an dem die Messvorrichtung angeordnet ist, und/oder relativ zu einem Gleisbearbeitungsaggregat, welches insbeson-

dere an dem Fahrwagen angeordnet ist.

Unter der Radarstrahlung wird vorzugsweise eine elektromagnetische Strahlung mit einer Frequenz in einem Bereich von 1 MHz bis 5000 MHz, insbesondere von 100 MHz bis 4000 MHz, insbesondere von 200 MHz bis 2000 MHz, insbesondere von 400 MHz bis 1000 MHz, insbesondere von 600 MHz bis 800 MHz, verstanden. Die Radarstrahlung ist vorzugsweise eine elektromagnetische Strahlung des L-Bands. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass eine hohe Eindringtiefe, insbesondere in den Gleisboden, und/oder eine hohe Messauflösung erzielbar ist. Derartige Radarstrahlung ist insbesondere dazu geeignet, in den Gleisboden, insbesondere das Schotterbett des Gleises, einzudringen. Vorzugsweise ist die Radarstrahlung bis

zu einer Eindringtiefe in einem Bereich von 0,1 m bis 50 m, insbesondere

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von 0,3 m bis 25 m, insbesondere von 1 m bis 10 m, insbesondere von 2 m

bis 5 m, erfassbar.

Das Erfassen des mit der Anordnung des Gleisobjekts korrelierenden Messsignals erfolgt vorzugsweise mittels eines Georadars, insbesondere

mittels eines Multikanal-Georadars.

Das Bestimmen der Anordnung des Gleisobjekts erfolgt vorzugsweise anhand von Messsignalen, die aufgrund einer Radarstrahlung erzeugt werden, die von einer Oberfläche des Gleises, insbesondere des Gleisbodens, und/oder aus einem Bereich hinter der Oberfläche, insbesondere unterhalb der Oberfläche, des Gleises, insbesondere des Gleisbodens abgestrahlt, insbe-

sondere zurückgestrahlt, insbesondere reflektiert wird.

Das Messsignal wird vorzugsweise an mindestens einer, insbesondere einer einzigen, Messposition erfasst. An der mindestens einen Messposition kann eine Empfangseinheit, insbesondere eine Empfangsantenne zum Erfassen

der Radarstrahlung, angeordnet sein.

Anhand des Messsignals, insbesondere anhand der Anordnung des Gleisobjekts, insbesondere mehrerer Gleisobjekte, kann die Anzahl, insbesondere die Gesamtzahl, der in einem bestimmten Gleisabschnitt vorliegenden Gleisobjekte bestimmt werden. Eine Zählung der Gleisobjekte, insbesondere von Gleisschwellen, entlang eines vorgegebenen Gleisabschnitts kann

vorgenommen werden.

Das Erfassen des Messsignals und/oder das Bestimmen der Anordnung des

Gleisobjekts erfolgt vorzugsweise kontinuierlich, insbesondere mit einer

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Messrate von mindestens 0,1 Hz, insbesondere mindestens 0,5 Hz, insbesondere mindestens 1 Hz, insbesondere mindestens 2 Hz, insbesondere mindestens 5 Hz, insbesondere mindestens 10 Hz, insbesondere mindestens

50 Hz, und/oder maximal 1 MHz, insbesondere maximal 1 kHz.

Das Erfassen des Messsignals erfolgt vorzugsweise während des Verlagerns der mindestens einen Messposition, insbesondere über den Gleisboden, insbesondere entlang der Schienenlängsrichtung, insbesondere beim Verlagern der mindestens einen, an den Fahrwagen gekoppelten Messposition entlang der Schienenlängsrichtung. Vorzugsweise wird das Messsignal wiederholt entlang der Schienenlängsrichtung erfasst. Vorzugsweise korrelieren die Messsignale mit einer, insbesondere zweidimensionalen, Information über die Beschaffenheit des Messobjekts, insbesondere des Gleisbodens, in einer Messfläche, welche aufgespannt ist zwischen einer Messrichtung, insbesondere einer Haupterfassungsrichtung, und der Schienenlängsrichtung. Insbesondere entsprechen die Messsignale der Beschaffenheit des Gleisbodens in einem Schnitt entlang der Schienenlängsrichtung

und entlang der Haupterfassungsrichtung.

Das Bestimmen der Anordnung des Gleisobjekts erfolgt vorzugsweise offline, insbesondere unabhängig von einer Netzwerkanbindung, insbesondere lokal mittels der Messvorrichtung. Alternativ kann das Bestimmen der Anordnung des Gleisobjekts online, insbesondere mittels eines Rechenzentrums, welches insbesondere entfernt von der Messeinrichtung angeordnet ist, erfolgen. Das Messsignal kann an das Netzwerk, insbesondere an das Rechenzentrum, kabelgebunden oder kabellos, insbesondere per Funk, ins-

besondere mittels eines Mobilfunknetzes, übertragen werden.

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Anhand der Anordnung des Gleisobjekts können Hindernisse erkannt werden. Das Gleisobjekt kann als Hindernis identifiziert werden, insbesondere in Abhängigkeit von seiner Anordnung in einem Lichtraumprofil des Fahrwegs, insbesondere in einem Lichtraumprofil des Fahrwagens und/oder in

einem Bearbeitungsraum eines Bearbeitungsaggregats.

Ein Verfahren nach Anspruch 2 gewährleistet das Bestimmen der Anordnung des Gleisobjekts in besonders robuster und zuverlässiger Weise. Vorzugsweise umfasst das Erfassen des Messsignals das Erfassen des Gleisbodens. Der Gleisboden umfasst vorzugsweise die Gleisschienen und/oder die Gleisschwellen und/oder das Schotterbett und/oder weitere Gleisobjekte, welche im Bereich des Bodens des Gleises angeordnet sind. Die Beschaffenheit des Gleisbodens kann an unterschiedlichen Positionen entlang des Gleises unterschiedlich sein. Die Beschaffenheit des Gleisbodens kann mit der Zeit varlieren. Insbesondere kann eine Oberfläche des Gleisbodens Bewuchs aufweisen und/oder mit Verschmutzungen überlagert sein. Insbesondere vor dem Verdichten des Schotterbetts kann dem Gleisboden neuer Gleisschotter zugeführt werden, mit entsprechender Einflussnahme auf die Oberfläche des Gleisbodens. Dadurch, dass die Radarstrahlung von dem Gleisboden erfasst wird, kann die Anordnung des Gleisobjekts zuverlässig und robust, insbesondere störresistent, gegenüber Veränderungen der Oberfläche des Gleisbodens, bestimmt werden. Das Erfassen des Messsignals umfasst vorzugsweise das Erfassen der Radarstrahlung aus dem Gleisboden, insbesondere aus dem Schotterbett, wobei die erfasste Radarstrahlung

eine Oberfläche des Schotterbetts vorzugsweise durchdringt.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird Radarstrahlung, insbesondere

Primärstrahlung in den Gleisboden eingestrahlt, insbesondere in einem

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Winkel von maximal 45°, insbesondere maximal 30°, insbesondere maxıimal 10°, insbesondere maximal 5°, zu einer Vertikalrichtung und/oder zu

einer Oberflächennormalen des Gleisbodens.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung erfolgt das Abstrahlen der Radarstrahlung mittels einer Sendeeinheit. Die Sendeeinheit und die Empfangseinheit können jeweils voneinander unabhängige oder dieselbe Antenne zum Senden und/oder Empfangen der Radarstrahlung aufweisen. Insbesondere könne die Sendeeinheit und die Empfangseinheit separat ausgebildet, insbesondere in separaten Gehäusen angeordnet, sein oder zu einer einzigen

Einheit kombiniert, insbesondere integral ausgebildet, sein.

Ein Verfahren nach Anspruch 3 gewährleistet das Bestimmen der Anordnung des Gleisobjekts in besonders robuster und zuverlässiger Weise. Das Gleisstrukturbauteil umfasst vorzugsweise eine Gleistragplatte und/oder die Gleisschiene und/oder die Gleisschwelle, insbesondere besteht es daraus. Das Gleisstrukturbauteil ist vorzugsweise ein Bestandteil des Gleisbodens. Derartige Gleisstrukturbauteile sind aufgrund ihrer über der Position und/oder der Zeit veränderlichen Oberfläche und/oder aufgrund ihrer Anordnung zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, unterhalb einer Oberfläche des Gleisbodens mit herkömmlichen Verfahren nur unzulänglich erfassbar. Dadurch, dass die Radarstrahlung zuverlässig bis zu dem Gleisstrukturbauteil vordringen kann, ist die Anordnung des Gleis-

strukturbauteils besonders robust und zuverlässig bestimmbar. Ein Verfahren nach Anspruch 4 ist besonders zuverlässig und effizient aus-

führbar. Das Bestimmen der Anordnung des Gleisobjekts kann zuverlässig

erfolgen, obwohl das Gleisobjekt, insbesondere die Gleisschwelle, zumin-

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dest abschnittsweise, insbesondere vollständig mit dem Gleisschotter bedeckt ist. Die Radarstrahlung durchdringt den Gleisschotter zumindest anteilig und wird an dem Gleisobjekt reflektiert, sodass das mit der Anordnung des Gleisobjekts korrelierende Messsignal zuverlässig erfassbar ist. Insbesondere wird die an dem Gleisobjekt reflektierte Radarstrahlung zurückgestrahlt aus dem Gleisschotter, der das Gleisobjekt bedeckt. Die zurückgestrahlte Radarstrahlung wird erfasst. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass Gleisschotter nicht zunächst von dem Gleisobjekt entfernt werden muss, bevor das Verfahren ausführbar ist. Insbesondere kann neuer Gleisschotter auf den Gleisboden ausgebracht werden, bevor das Verfahren an dem mit dem neuen Gleisschotter beaufschlagten Gleisboden ausgeführt

wird.

Ein Verfahren nach Anspruch 5 gewährleistet eine besonders zuverlässige und effiziente Gleisbearbeitung. Unter einem Gleisbearbeitungsschritt wird ein Prozess verstanden, in dem das Gleis und/oder die Gleisumgebung bearbeitet wird. Der Gleisbearbeitungsschritt kann das Herstellen und/oder Lösen einer Verbindung zwischen den Gleisschwellen und den Gleisschienen, insbesondere einer Schraubverbindung und/oder einer Nagelverbindung, und/oder das Trennen eines Gleisstrukturbauteils, insbesondere einer Gleisschiene, und/oder das Schleifen eines Gleisstrukturbauteils, insbesondere der Gleisschiene, und/oder das Verfüllen des Gleisbodens, insbesondere mit Beton und/oder mit Gleisschotter, umfassen. Das Steuern kann einen Regelungsvorgang, insbesondere unter Rückschleifung einer Regelgröße, umfassen. Das Steuern kann vollständig automatisiert oder halbautomatisch, insbesondere nur nach einer zur Freigabe des Gleisbearbeitungsschritts erforderlichen Benutzereingabe, insbesondere einer Benutzerbestä-

tigung, und/oder manuell durch einen Benutzer anhand von Informationen,

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die mit der Anordnung des Gleisobjekts korrelieren, erfolgen. Vorzugsweise werden die Informationen, die mit der Anordnung des Gleisobjekts korrelieren, visualisiert, insbesondere an einen Bediener ausgegeben. Das Steuern umfasst vorzugsweise das Steuern der Anordnung, insbesondere der Position und/oder der Ausrichtung eines Gleisbearbeitungsaggregats, insbesondere relativ zu dem Gleis. Beispielsweise kann das Steuern des Gleisbearbeitungsschritts das Anordnen des Gleisbearbeitungsaggregats relativ zu dem Gleis, insbesondere dem Gleisobjekt, insbesondere den Gleisschwellen und/oder den Gleisschienen, umfassen. Insbesondere kann anhand der bestimmten Anordnung des Gleisobjekts der für das Anordnen des Gleisbearbeitungsaggregats erforderliche Schwellenabstand bestimmt,

insbesondere kalibriert werden.

Ein Verfahren nach Anspruch 6 gewährleistet das Verdichten des Schotterbetts des Gleises in besonders zuverlässiger und effizienter Weise. Das Gleisbearbeitungsaggregat umfasst vorzugsweise ein Stopfaggregat und/oder ein Hebe- und Richtaggregat. Das Stopfaggregat kann mehrere, insbesondere mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens sechs, insbesondere mindestens acht Stopfeinheiten aufweisen. Die Stopfeinheiten umfassen vorzugsweise mindestens zwei, insbesondere mindestens vier, Stopfpickel zum Eindringen in das Schotterbett. Das Hebe- und Richtaggregat kann zum Verlagern der Gleisschienen, insbesondere ferner der daran angebrachten Gleisschwellen, in vertikaler Richtung und/oder in Schienenquerrichtung, ausgebildet sein. Vor dem Verdichten des Schotterbetts mittels des Stopfaggregats kann neuer Gleisschotter auf den Gleisboden ausgebracht werden. Die Gleis-

schwellen werden hierbei oftmals zumindest abschnittsweise von dem

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Gleisschotter bedeckt. Mittels der Radarstrahlung ist das mit der Anordnung des Gleisobjekts korrelierende Messsignal weiterhin zuverlässig und

präzise erfassbar.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist das mindestens eine Gleisbearbeitungsaggregat, insbesondere das Stopfaggregat, mittels einer Aggregat-Positioniereinheit relativ zu dem Fahrwagen und/oder zu dem Gleis anordenbar, insbesondere positionierbar und/oder ausrichtbar. Insbesondere sind die Stopfeinheiten unabhängig voneinander mittels der Aggregat-Positio-

niereinheit anordenbar.

Ein Verfahren nach Anspruch 7 ist besonders flexibel einsetzbar. Vorzugsweise erfolgt das Bestimmen der Anordnung des Gleisobjekts in Echtzeit. Hierdurch wird eine Steuerung eines Gleisbearbeitungsschritts anhand der bestimmten Anordnung des Gleisobjekts in flexibler Weise ermöglicht. Insbesondere kann das Bestimmen der Anordnung des Gleisobjekts mittels einer Messvorrichtung erfolgen, welche an demselben Fahrwagen angeordnet ist, wie das mindestens eine Gleisbearbeitungsaggregat. Das Bestimmen der Anordnung des Gleisobjekts erfolgt vorzugsweise in einem zeitlichen Abstand von maximal 120 s, insbesondere maximal 90 s, insbesondere maximal 60 s, insbesondere maximal 20 s, insbesondere maximal 10 s, insbesondere maximal 5 s, insbesondere maximal 2 s, insbesondere maximal 1 s, insbesondere maximal 0,1 s, insbesondere maximal 0,01 s, nach dem Erfassen des Messsignals. Das Bestimmen der Anordnung des Messobjekts erfolgt vorzugsweise lokal, insbesondere mittels einer zentralen Steuereinrichtung, welche vorzugsweise ebenfalls an dem Fahrwagen angeordnet ist. Hierdurch kann das Steuern des Gleisbearbeitungsschritts anhand der bestimmten Anordnung des Gleisobjekts und somit besonders zu-

verlässig, präzise und sicher erfolgen.

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Ein Verfahren nach Anspruch 8 gewährleistet das Bestimmen der Anordnung des Gleisobjekts in besonders zuverlässiger Weise und mit hoher Genauigkeit. Das Erfassen des Messsignals erfolgt vorzugsweise an mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, 1nsbesondere mindestens fünf, insbesondere mindestens sieben, insbesondere mindestens neun, und/oder maximal 20, insbesondere maximal 10, Messpositionen. An jeder Messposition ist vorzugsweise mindestens eine, insbesondere eine einzige, Empfangsantenne zum Empfangen der Radarstrahlung vorgesehen. Die mindestens zwei Messpositionen können in einem Winkel, insbesondere einem spitzen Winkel, von mindestens 45°, insbesondere mindestens 60°, insbesondere mindestens 75°, insbesondere mindestens 85°, insbesondere 90°, zu der Schienenlängsrichtung, insbesondere in einer Horizontalrichtung, beabstandet zueinander angeordnet sein. Vorzugsweise führen die an den mindestens zwei Messpositionen erfassten Messsignale zu redundanten Informationen. Aufgrund der Redundanz kann die Anordnung des Gleisobjekts besonders zuverlässig bestimmt werden, insbesondere auch dann, wenn das an mindestens einer Messposition er-

fasste Messsignal ungültig ist.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird das Messsignal daraufhin überprüft, ob es mit der Anordnung des Gleisobjekts hinreichend korreliert. Beispielsweise können hierzu die an mindestens zwei Messpositionen erfassten Messsignale miteinander verglichen werden. Ein mit der Qualität des Messsignals korrelierender Plausibilitätsparameter kann ermittelt werden. Der Plausibilitätsparameter wird vorzugsweise mit einem Schwellen-

wert verglichen. Wenn der Plausibilitätsparameter des Messsignals den

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Schwellenwert erreicht, kann das Messsignal verworfen werden. Ein derartiges Verfahren gewährleistet das Bestimmen der Anordnung des Gleisob-

jekts in besonders zuverlässiger und robuster Weise.

Ein Verfahren nach Anspruch 9 ist besonders flexibel einsetzbar. Unterschiedliche Gleisobjekte können unterschiedliche Signaturen, insbesondere Radarsignaturen, aufweisen. Die individuelle Signatur unterschiedlicher Gleisobjekte ist vorzugsweise vorbekannt, insbesondere auf einer Speichereinheit hinterlegt, beispielsweise auf der Speichereinheit der zentralen Steuereinrichtung hinterlegt. Zur Identifizierung des Gleisobjekts anhand der Signatur des erfassten Messsignals kann ein Abgleich zwischen den vorbekannten Signaturen unterschiedlicher Gleisobjekte und der Signatur des erfassten Messsignals erfolgen. Stimmt die Signatur des erfassten Messsignals mit einer der vorbekannten Signaturen der Gleisobjekte überein, insbesondere im Wesentlichen, ist das erfasste Gleisobjekt identifiziert. Identifizierbar sind insbesondere der Typ des Gleisobjekts, insbesondere ob eine Gleisschwelle oder eine Gleisschiene oder eine Gleistragplatte oder eine Balise oder ein Gleissignal vorliegt, und/oder eine Abmessung des Gleisobjekts und/oder Material des Gleisobjekts, insbesondere ob das Gleisobjekt Beton und/oder Holz umfasst, insbesondere daraus besteht, und/oder ein Zustand des Gleisobjekts, insbesondere ein Verschleißzustand. Das Identifizieren des Gleisobjekts kann ausschließlich anhand des anhand der Radarstrahlung erfassten Messsignals erfolgen und/oder anhand eines Messsignals mindestens eines weiteren Sensors, beispielsweise anhand ei-

nes induktiven Sensors.

Ein Verfahren nach Anspruch 10 gewährleistet das Bestimmen der Anord-

nung des Gleisobjekts in besonders zuverlässiger und robuster Weise. Vor-

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zugsweise erfolgt das Erfassen des Messsignals und/oder die Gleisbearbeitung, insbesondere das Steuern des Gleisbearbeitungsschritts, in dem Weichenabschnitt. Im Bereich eines Weichenabschnitts kann es zu einer unregelmäßigen Anordnung von Gleisobjekten kommen, insbesondere von Gleisschwellen und/oder Gleissignalen und/oder Balisen. Eine zuverlässige Erfassung des Gleisobjektes ist im Bereich von Weichenabschnitten deshalb besonders wichtig. Unter dem Weichenabschnitt wird vorzugsweise ein Streckenabschnitt des Gleises verstanden, der sich ausgehend von einem Weichenherz, insbesondere entlang der Schienenlängsrichtung, in einem Bereich bis 50 m, insbesondere bis 30 m, insbesondere bis 20 m, ins-

besondere bis 10 m, erstreckt.

Ein Verfahren nach Anspruch 11 gewährleistet das Bestimmen der Anordnung des Gleisobjekts mit einer besonders hohen Messgenauigkeit. Die erfasste Radarstrahlung ist vorzugsweise durch die ausgestrahlte Radarstrahlung bewirkt. Die erfasste Radarstrahlung kann eine Reflexion der ausgestrahlten Radarstrahlung, insbesondere eine Reflexion an dem Gleisobjekt und/oder an der Umgebung des Gleisobjekts, sein. Vorzugsweise umfasst das ausgestrahlte Wellenlängenspektrum mindestens 2, insbesondere mindestens 3, insbesondere mindestens 4, und/oder maximal 10, insbesondere maximal 6, Frequenzen mit einem lokalen Maximum der Leistungsdichte der Radarsstrahlung. Eine Bandbreite der ausgestrahlten Radarstrahlung, insbesondere eine 3-dB-Bandbreite, liegt vorzugsweise in einem Bereich von 100 MHz bis 5000 MHz, insbesondere von 200 MHz bis 4000 MHz, insbesondere von 400 MHz bis 2000 MHz, insbesondere von 500 MHz bis 1000 MHz. Hohe Frequenzen gewährleisten eine verbesserte räumliche Auflösung des Messsignals, insbesondere eine präzisere Bestimmung der Anordnung des Gleisobjekts. Geringere Frequenzen gewährleisten eine

hohe Eindringtiefe, insbesondere in den Gleisboden, womit auch verdeckte,

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insbesondere tiefliegende, Gleisobjekte noch zuverlässig erfassbar sind. Vorzugsweise wird die Radarstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen in den Gleisboden ausgestrahlt, insbesondere zum Erzeugen einer erfassbaren reflektierten Radarstrahlung. Das Ausstrahlen von Radarstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen gewährleistet vorteilhaft, dass die erforderliche Messtiefe zuverlässig erreichbar ist, wobei eine besonders hohe Messauflö-

sung erzielbar ist.

Ein Verfahren nach Anspruch 12 gewährleistet eine besondere detaillierte Bestimmung der Anordnung des Gleisobjekts. Die Position des Gleisobjekts wird vorzugsweise entlang der Schienenlängsrichtung und/oder in einer Vertikalrichtung und/oder entlang einer Schienenquerrichtung, insbesondere in einem globalen Koordinatensystem und/oder in einem lokalen Koordinatensystem, insbesondere in einem Mess-Koordinatensystem, insbesondere in einem Koordinatensystem eines Fahrwagens, an dem die Messvorrichtung angeordnet ist, bestimmt. Die Ausrichtung des Gleisobjekts umfasst vorzugsweise die Ausrichtung des Gleisobjekts um eine Vertikalachse und/oder um die Schienenlängsrichtung und/oder um die Schienenquerrichtung. Hierdurch ist die Position des Gleisobjekts, insbesondere der Gleisschwelle und/oder der Gleisschiene, besonders umfassend erfassbar. Insbesondere kann die Lage des Gleisobjekts im Raum, insbesondere eine Schräglage der Gleisschwelle und/oder der Gleisschiene, erfasst werden. Ein Gleisbearbeitungsschritt kann insbesondere anhand der Position und/oder der Ausrichtung des Gleisobjekts besonders präzise gesteuert

werden.

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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine verbesserte Messvorrichtung zum Bestimmen der Anordnung eines Gleisobjekts, insbesondere eines Gleisstrukturbauteils, zu schaffen, welche insbesondere beson-

ders robust im Betrieb ist und präzise Messergebnisse bereitstellt.

Diese Aufgabe wird durch eine Messvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Die Vorteile der Messvorrichtung entsprechen den Vorteilen des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Insbesondere kann die Messvorrichtung mit mindestens einem der Merkmale weitergebildet sein,

die vorstehend im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben sind.

Die Messvorrichtung weist vorzugsweise eine Sensoreinrichtung zum Erfassen eines mit der Anordnung des Gleisobjekts korrelierenden Messsignals auf. Die Sensoreinrichtung kann mindestens ein Sensormodul zum Erfassen des Messsignals an der mindestens einen Messposition aufweisen. Vorzugsweise weist die Sensoreinrichtung mindestens zwei, insbesondere mindestens drei, insbesondere mindestens vier, insbesondere mindestens fünf, insbesondere mindestens sieben, insbesondere mindestens neun, und/oder maximal zwanzig, insbesondere maximal zehn, Sensormodule auf. Das jeweilige Sensormodul kann eine Empfangseinheit zum Erfassen der Radarstrahlung und/oder eine Sendeeinheit zum Aussenden der Radarstrahlung aufweisen. Die Sensoreinrichtung ist vorzugsweise zum Erfassen der Radarstrahlung aus dem Gleisboden und/oder zum Ausstrahlen der Radarstrahlung in den Gleisboden ausgebildet. Eine Haupterfassungsrichtung

für die Radarstrahlung ist vorzugsweise vertikal orientiert.

Die Messvorrichtung weist vorzugsweise eine Auswerteeinrichtung zum

Bestimmen der Anordnung des Gleisobjekts anhand des Messsignals auf.

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Die Auswerteeinrichtung kann mit der Sensoreinrichtung eine Einheit bilden oder separat von dieser ausgebildet sein und mit dieser in Signalverbindung stehen. Die Auswerteeinrichtung umfasst vorzugsweise eine elektronische Recheneinheit, insbesondere einen Prozessor, zur Verarbeitung des Messsignals, insbesondere zum Bestimmen der Anordnung anhand des Messsignals. Das Messsignal und/oder die Anordnung des Gleisobjekts liegen vorzugsweise als elektronisch verarbeitbare, insbesondere analoge und/oder digitale, Information vor. Das Gleisobjekt umfasst vorzugsweise ein Gleisstrukturbauteil, insbesondere eine Gleisschiene und/oder eine

Gleisschwelle.

Eine Messvorrichtung nach Anspruch 14 ist besonders flexibel einsetzbar. Der Fahrwagen ist vorzugsweise ein Schienenfahrwagen, insbesondere ein Mehrwegefahrwagen zum Befahren von Schienen und Straßen. Der Fahrwagen kann einen Fahrmotor und/oder eine Fahrsteuerung zum Steuern des Fahrmotors aufweisen oder antriebsfrei ausgebildet sein. Die Sensoreinrichtungen und/oder die Auswerteeinrichtungen sind vorzugsweise an dem

Fahrwagen angebracht.

Die Messvorrichtung kann eine zentrale Steuereinrichtung und/oder eine Versorgungseinrichtung zum Bereitstellen elektrischer Leistung aufweisen. Die zentrale Steuereinrichtung und/oder die Versorgungseinrichtung sind vorzugsweise an dem Fahrwagen angebracht. Die zentrale Steuereinrichtung kann signalübertragend mit der Auswerteeinrichtung und/oder der Fahrsteuerung verbunden sein. Die Versorgungseinrichtung kann zum Versorgen der Sensoreinrichtung und/oder der Auswerteeinrichtung und/oder

der zentralen Steuereinrichtung mit elektrischer Energie ausgebildet sein.

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Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes System bereitzustellen, welches insbesondere besonders flexibel einsetzbar sowie

robust und wirtschaftlich im Betrieb ist.

Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Die Vorteile des Systems entsprechen den Vorteilen des vorstehend beschriebenen Verfahrens und/oder der Messvorrichtung. Das System ist vorzugsweise mit mindestens einem der Merkmale weitergebildet, die vorstehend in Zusammenhang mit dem Verfahren und/oder der Messvor-

richtung beschrieben sind.

Das System umfasst die vorstehend beschriebene Messvorrichtung und mindestens ein Gleisbearbeitungsaggregat zum Bearbeiten des Gleises. Das mindestens eine Gleisbearbeitungsaggregat kann ein Stopfaggregat und/oder ein Hebeaggregat und/oder ein Richtaggregat und/oder ein Hebe- und Richtaggregat und/oder ein Schraubaggregat und/oder ein Schweißaggregat und/oder ein Schleifaggregat, insbesondere ein Trennschleifaggregat,

und/oder ein Nagelaggregat umfassen.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist die zentrale Steuereinrichtung dazu ausgebildet, das mindestens eine Gleisbearbeitungsaggregat, insbesondere die Anordnung, insbesondere die Positionierung und/oder die Ausrichtung, des mindestens einen Gleisbearbeitungsaggregats anhand der bestimmten Anordnung des Gleisobjekts zu steuern. Insbesondere kann die zentrale Steuereinrichtung zum vollständig automatisierten Steuern des Gleisbearbeitungsaggregats ausgebildet sein. Alternativ kann, insbesondere gemäß der vorstehenden Beschreibung, die zentrale Steuereinrichtung zur Unterstützung der manuellen Steuerung des Gleisbearbeitungsaggregats ausge-

bildet sein, insbesondere zum Ausgeben unterstützender Informationen

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über die Anordnung des Gleisobjekts an den Bediener. Die zentrale Steuereinrichtung kann dazu ausgebildet sein, eine halbautomatisierte Steuerung des Gleisbearbeitungsaggregats zu gewährleisten, welche eine Bestätigung des Bedieners erfordert, insbesondere als Freigabe zum Ausführen jedes einzelnen Gleisbearbeitungsschritts oder einer Gruppe von Gleisbearbeitungsschritten. Der Bediener wird durch die zumindest teilweise automatisierte Steuerung entlastet. Der Bediener kann seine Funktion als Kontrollinstanz besonders zuverlässig ausüben. Das System gewährleistet die

Gleisbearbeitung in besonders zuverlässiger, robuster und sicherer Weise.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand

der Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Systems mit einer Messvorrichtung zum Bestimmen der Anordnung eines Gleisobjekts, insbesondere eines Gleisstrukturbauteils, und mindestens einem Gleisbearbeitungsaggregat zum Bearbeiten des

Gleises,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Systems in der Fig. 1, wobei die Messvorrichtung eine Sensoreinrichtung zum Erfassen eines mit der Anordnung des Gleisobjekts korrelierenden Messsignals und eine Auswerteeinrichtung zum Bestimmen der Anordnung des Gleisobjekts anhand des Messsignals auf-

weist,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Sensoreinrichtung des Sys-

tems in der Fig. 1, wobei die Sensoreinrichtung mehrere, in

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einer Horizontalrichtung schräg zur Schienenlängsrichtung

voneinander beabstandete Empfangseinheiten aufweist,

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines mit der Sensoreinrichtung des Systems in der Fig. 1 erfassbaren Radargramms,

bzw.

Fig. 5 eine schematische Darstellung mehrerer, mittels der Emp-

fangseinheiten in der Fig. 3 erfassbarer Radargramme.

Anhand der Fig. 1 bis Fig. 5 ist ein Ausführungsbeispiel eines Systems 1 mit einer Messvorrichtung 2 und eines Verfahrens zum Bestimmen der Anordnung p, © eines Gleisobjekts 3, 4, insbesondere eines Gleisstrukturbauteils 3, 4 beschrieben.

Das System 1 umfasst mindestens ein Gleisbearbeitungsaggregat 5 zum Bearbeiten des Gleises 6. Das mindestens eine Gleisbearbeitungsaggregat 5 ist als Stopfaggregat 5 zum Verdichten von Gleisschotter 7 des Gleises 6 ausgebildet. Ein Schotterbett 8 des Gleises 6 umfasst den Gleisschotter 7. Das System 1 weist vorzugsweise ein in der Fig. 1 nicht dargestelltes Gleisbearbeitungsaggregat 5 in der Form eines Hebe- und Richtaggregats zum Anheben und Ausrichten von Gleisschienen 4 und damit verbundener

Gleisschwellen 3 auf.

Der Gleisschotter 7, die darauf aufliegenden Gleisschwellen 3 und die an den Gleisschwellen 3 angebrachten Gleisschienen 4 sind Bestandteil des

Gleises 6. Auf den Gleisschienen 4 ist ein Fahrwagen 10 angeordnet. Der Fahrwagen 10 weist eine Antriebseinrichtung 11 mit einer Fahrsteuerung

12 und mindestens einem Fahrmotor 13 auf. Die Fahrsteuerung 12 ist zum

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Ansteuern des mindestens einen Fahrmotors 13 ausgebildet und steht hierzu mit diesem in Signalverbindung. Der Fahrwagen 10 ist zum Verlagern des Systems 1, insbesondere der Messvorrichtung 2 und des Gleisbearbeitungsaggregats 5, entlang einer Fahrrichtung 14, insbesondere parallel

zu einer Schienenlängsrichtung 15 ausgebildet.

In der Fig. 1 ist ein kartesisches Koordinatensystem dargestellt. Eine xRichtung weist in Fahrrichtung 14. Eine z-Richtung weist in vertikaler Richtung nach oben. Eine y-Richtung ist horizontal und senkrecht zu der Schienenlängsrichtung 15 orientiert. Die x-Richtung, die y-Richtung und die z-Richtung bilden ein Rechtssystem.

Die Messvorrichtung 2 weist eine Sensoreinrichtung 16 zum Erfassen eines mit der Anordnung p, © eines Gleisobjekts 3, 4 korrelierenden Messsignals und eine Auswerteeinrichtung 17 zum Bestimmen der Anordnung p, © des Gleisobjekts 3, 4 anhand des Messsignals auf. Die Sensoreinrichtung 16 und die Auswerteeinrichtung 17 sind an dem Fahrwagen 10 angebracht. Die Auswerteeinrichtung 17 steht mit der Sensoreinrichtung 16 in Signal-

verbindung.

Eine Aggregat-Steuereinrichtung 18 ist zum Steuern des mindestens einen Gleisbearbeitungsaggregats 5, insbesondere des Stopfaggregats 5 und/oder des Hebe- und Richtaggregats, ausgebildet.

Die Messvorrichtung 2 umfasst einen Wegaufnehmer 19 zum Erfassen der Position der Messvorrichtung 2 auf dem Gleis 6, insbesondere entlang der Schienenlängsrichtung 15. Der Wegaufnehmer 19 steht in Signalverbindung mit einer Fahr-Auswerteeinrichtung 20.

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Die Messvorrichtung 2 weist einen induktiven Sensor 21 auf. Mit dem induktiven Sensor 21 steht eine Induktivitäts-Auswerteeinrichtung 22 in Sig-

nalverbindung.

Eine zentrale Steuereinrichtung 23 steht in Signalverbindung mit der Auswerteeinrichtung 17, der Aggregat-Steuereinrichtung 18, der Fahr-Auswerteeinrichtung 20, der Induktivitäts-Auswerteeinrichtung 22 und der Fahrsteuerung 12. Die zentrale Steuereinrichtung 23 weist eine Benutzerschnittstelle 24, eine elektronische Recheneinheit 25, insbesondere einen Prozessor zum Verarbeiten von digitalen Informationen, und eine Speichereinheit

26, insbesondere eine elektronische Speichereinheit, auf.

Die Benutzerschnittstelle 24 umfasst eine nicht dargestellte Eingabeeinheit zum Eingeben von Informationen durch einen Benutzer und/oder eine Ausgabeeinheit zum Ausgeben von Informationen an den Benutzer. Die Eingabeeinheit kann eine Tastatur umfassen. Die Ausgabeeinheit umfasst vorzugsweise einen Bildschirm. Die Benutzerschnittstelle 24 kann insbeson-

dere einen berührungsempfindlichen Bildschirm aufweisen.

Das Stopfaggregat 5 umfasst vier Stopfeinheiten 27. Jede der Stopfeinheiten 27 umfasst einen Vibrationsantrieb 28, einen Vertikalantrieb 29 und

mindestens zwei Stopfpickel 30 zum Eindringen in den Gleisschotter 7.

Vorzugsweise ist das Stopfaggregat 5, insbesondere sind die Stopfeinheiten 27 unabhängig voneinander, mittels einer nicht dargestellten Aggregat-Positioniereinheit relativ zu dem Fahrwagen 10 und/oder zu dem Gleis 6

anordenbar, insbesondere positionierbar und/oder ausrichtbar.

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„22 -

Der induktive Sensor 21 umfasst vier Induktivitätsmesseinheiten 31 zum Erfassen metallischer Verbindungselemente, insbesondere zum Befestigen der Gleisschienen 4 an den Gleisschwellen 3, insbesondere von Schienen-

klammern, zu beiden Seiten der jeweiligen Gleisschiene 4.

Der Wegaufnehmer 19 ist ein Drehzahlsensor zum Erfassen der Drehzahl eines Schienenrads 32. Das Schienenrad 32 kann ein Bestandteil eines

Drehgestells 33 sein.

In der Fig. 3 ist die Sensoreinrichtung 16 weiter im Detail dargestellt. Eine horizontal orientierte Schienenquerrichtung 34 ist senkrecht zu der Schienenlängsrichtung 15 orientiert, insbesondere parallel zu der y-Richtung orientiert. Eine Oberseite der Gleisschwellen 3 bestimmt eine Schienenauflageebene 35. Eine Fahrebene 36 ist durch eine Oberseite der Gleisschienen

4 bestimmt.

Der Gleisschotter 7 bedeckt die Gleisschwellen 3, insbesondere in einer

Draufsicht, zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig.

Die Sensoreinrichtung 16 umfasst mehrere, insbesondere mindestens zwei, insbesondere mindestens vier, insbesondere sieben, Sensormodule 37. Jedes der Sensormodule 37 umfasst eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit. Die Sendeeinheit und die Empfangseinheit können individuelle Sendeantennen und Empfangsantennen und/oder eine gemeinsame Sende- und Empfangsantenne aufweisen. Insbesondere könne die Sendeeinheit und die Empfangseinheit zu einer einzigen Einheit kombiniert sein, insbesondere

integral ausgebildet sein.

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„23 -

Eine Empfangsebene der Sensoreinrichtung 16, insbesondere eine Unterseite der Sensormodule 37, bestimmt eine Sensorebene 38. Die Sensorebene 38 ist in einem vertikalen Sensorabstand h oberhalb der Fahrebene 36 angeordnet. Der vertikale Sensorabstand h liegt vorzugsweise in einem Bereich von 5 mm bis 500 mm, insbesondere von 10 mm bis 300 mm, insbesondere von 5 mm bis 200 mm. Ein Messabstand ys zwischen zwei benachbarten Sensormodulen 37, insbesondere zwischen zentralen Messachsen 39 benachbarter Sensormodule 37, liegt vorzugsweise in einem Bereich 250 mm bis 1 m, insbesondere von 300 mm bis 750 mm, insbesondere von

400 mm bis 600 mm.

Die Sensoreinrichtung 16 ist zum Erfassen von Radarstrahlung ausgebildet. Insbesondere sind die Sensormodule 37 zum Erfassen von Radarstrahlung ausgebildet. Die Empfangseinheiten sind zum Empfangen der Radarstrahlung ausgebildet und die Sendeeinheiten zum Aussenden der Radarstrahlung ausgebildet. Insbesondere ist die Sensoreinrichtung 16, insbesondere das jeweilige Sensormodul 37, insbesondere die Sendeeinheit, dazu ausge-

bildet, Radarstrahlung mit unterschiedlichen Wellenlängen auszustrahlen.

Die Sensoreinrichtung 16 ist vorzugsweise ausgebildet zum Erfassen von Radarstrahlung in einem Wellenlängenbereich von 1 MHz bis 5000 MHz, insbesondere von 50 MHz bis 4000 MHz, insbesondere von 400 MHz bis 2000 MHz, insbesondere von 750 MHz bis 1500 MHz. Die Sensoreinrichtung kann dazu ausgebildet sein, Radarstrahlung auszustrahlen, welche in demselben Frequenzbereich liegt. Vorzugsweise ist die Sensoreinrichtung zum Ausstrahlen und/oder Erfassen von Radarstrahlung mit einer Bandbreite von mindestens 100 MHz, insbesondere mindestens 300 MHz, insbesondere mindestens 600 MHz, insbesondere mindestens 1 GHz, ausgebil-

det. Die Bandbreite ist vorzugsweise eine 3-dB-Bandbreite.

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„24 -

Die Sensoreinrichtung 16, insbesondere das mindestens eine Sensormodul 37, weisen eine Haupterfassungsrichtung 41 auf. Die Haupterfassungsrichtung 41 ist im Wesentlichen vertikal orientiert, insbesondere parallel zu ei-

ner jeweiligen zentralen Messachse 39 orientiert.

Die Funktionsweise des Systems 1, der Messvorrichtung 2 und des Verfahrens zum Bestimmen der Anordnung p, © eines Gleisobjekts 3, 4 ist wie

folgt:

Das System 1, insbesondere der Fahrwagen 10, ist auf dem Gleis 6 angeordnet. Die Messvorrichtung, insbesondere die Sensoreinrichtung 16, und das mindestens eine Gleisbearbeitungsaggregat 5 befinden sich in einer

Transportanordnung.

Der Fahrwagen 10 wird mittels des von der Fahrsteuerung 12 angesteuerten Fahrmotors 13 in einen zu vermessenden und/oder zu bearbeitenden,

Streckenabschnitt des Gleises 6 verlagert.

Die Messvorrichtung, insbesondere die Sensoreinrichtung 16, wird in eine Messanordnung verlagert. Eine Positioniereinheit 42 wird von der zentralen Steuereinrichtung 23 zum Verlagern der Sensoreinrichtung 16, insbesondere ferner des induktiven Sensors 21, zwischen der Transportanordnung und der Messanordnung, insbesondere in vertikaler Richtung, angesteuert. In der Messanordnung beträgt der vertikale Sensorabstand h zwi-

schen der Sensorebene 38 und der Fahrebene 36 etwa 100 mm.

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Die Gleisbearbeitung wird gestartet. Mittels einer nicht dargestellten Schotterausbringeinrichtung wird Gleisschotter 7 auf dem Schotterbett 8, insbesondere in einer Draufsicht, seitlich der Schienen 4, im Bereich und zwischen den Gleisschwellen 3, ausgebracht. Die Schotterausbringeinrichtung kann an dem Fahrwagen 10 angeordnet sein. Alternativ kann die Schotterausbringeinrichtung an einem dem System 1 vorausfahrenden Fahrwagen

angeordnet sein.

Mittels eines Steuerbefehls der Fahrsteuerung 12 wird der Fahrmotor 13 zum Verlagern des Fahrwagens 10 entlang der Schienenlängsrichtung 15

angesteuert.

Der Wegaufnehmer 19 erfasst ein mit dem Fahrweg und der Fahrgeschwindigkeit korrelierendes Messsignal. Anhand dieses Messsignals werden der Fahrweg und die Fahrgeschwindigkeit mittels der Fahr-Auswerteeinrichtung 20 bestimmt.

Die Sensoreinrichtung 16 erfasst ein mit der Anordnung p, @ der Gleisobjekte 3, 4 korrelierendes Messsignal. Hierzu strahlen die Sendeeinheiten der Sensormodule 37 Radarstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen, insbesondere in einem Bereich von 400 MHz bis 2000 MHz, in die Haupterfassungsrichtung 41, insbesondere in vertikaler Richtung nach unten, in den Gleisboden 43 ab. Die Sensormodule 37, insbesondere die Erfassungseinheiten, erfassen eine von der ausgestrahlten Radarstrahlung bewirkte

und von dem Gleisboden 43 zurückgestrahlte Radarstrahlung.

Die jeweiligen Sensormodule 37 sind Georadar-Module. Die Sensorein-

richtung ist ein Multikanal-Georadar.

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Anhand der Fig. 4 ist das Messsignal eines der Sensormodule 37 der Sensoreinrichtung 16 über dem Fahrweg x, entlang der Schienenlängsrichtung 15 dargestellt. Die Hochachse gibt die Laufzeit ts der erfassten Radarstrahlung an. Der jeweilige Grauwert entspricht der Amplitude der erfassten Radarstrahlung. Mit anderen Worten wird die Radarstrahlung entlang des Fahrwegs x kontinuierlich bestimmt, wobei für unterschiedliche Lauzeiten ts die jeweilige Amplitude der Radarstrahlung erfasst wird. Die Amplitude ist als Grauwert exemplarisch über dem Fahrweg und für einen vorgegebenen Bereich der Laufzeit, insbesondere von 0 ns bis 65 ns, in der Fig. 4

dargestellt.

Anhand des sich ergebenden Musters des Messsignals kann auf die Anordnung p, © eines Gleisobjekts 3, 4 geschlossen werden. Die Position p der Gleisschwellen 3, insbesondere entlang der Schienenlängsrichtung 15, ist in dem in der Fig. 4 dargestellten Radargramm durch jeweils ein Kreuz

markiert.

Anhand der Fig. 5 sind exemplarisch mehrere Radargramme dargestellt, deren zugrundeliegende Messsignale mittels der mehreren Sensormodule 37 erfasst werden. Im Unterschied zu der in den Fig. 2 und 3 dargestellten Sensoreinrichtung 16 mit sieben Sensormodulen 37, wurden die in der Fig. 5 dargestellten insgesamt 13 Radargramme mit einer Sensoreinrichtung er-

fasst, welche 13 Sensormodule 37 aufweist.

Die Auswertung des Messsignals, insbesondere des jeweiligen Messsignals der mehreren Sensormodule 37, erfolgt mittels der Auswerteeinrichtung 17. Mittels der Auswerteeinrichtung 17 wird die Anordnung p, © des Gleisobjekts 3, 4 anhand des Messsignals bestimmt. Die Anordnung p, @ um-

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fasst die Position p und die Ausrichtung © des Gleisobjekts 3, 4, insbesondere der Gleisschwelle 3 und/oder der Gleisschiene 4. Insbesondere werden mittels der Auswerteeinrichtung 17 die Position des Gleisobjekts 3, 4 entlang der Schienenlängsrichtung 15 und/oder entlang der Vertikalrichtung z und/oder entlang der Schienenquerrichtung 34 bestimmt. Das Bestimmen der Ausrichtung © des Gleisobjekts 3, 4 umfasst vorzugsweise das Bestimmen der Ausrichtung © um die Vertikalrichtung z und/oder um die Schienenlängsrichtung 15.

Die Anordnung p, © des Gleisobjekts 3, 4, insbesondere der Gleisschienen 4 und/oder der Gleisschwellen 3 wird vorzugsweise kontinuierlich bestimmt. Ein zeitlicher Abstand At zwischen dem Bestimmen der Anordnung p, © des Gleisobjekts 3, 4 und dem Erfassen des Messsignals beträgt vorzugsweise maximal 120 s, insbesondere maximal 60 s, insbesondere maximal 30 s, insbesondere maximal 10 s, insbesondere maximal 1 s, ins-

besondere 0,1 s.

Das Bestimmen der Ausrichtung der Gleisobjekte 3, 4 erfolgt vorzugsweise anhand der mehreren Positionsinformation bezüglich des Gleisobjekts 3, 4, insbesondere in unterschiedlichen Erfassungspositionen, insbesondere in entlang der Schienenquerrichtung 34 beabstandeten Erfassungspositionen. Anhand von mindestens zwei an beabstandeten Positionen entlang der Schienenquerrichtung 34 und/oder entlang der Schienenlängsrichtung 15 erfassten Messsignalen kann auf die Ausrichtung © des Gleisobjekts 3, 4

geschlossen werden. Die mehreren Messsignale, die entlang der Schienenquerrichtung 34 an be-

abstandeten Messpositionen erfasst werden, führen zu teilweise redundan-

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einer Plausibilitätsüberprüfung werden ungültige Messsignale ausgesondert. Hierzu kann überprüft werden, ob das jeweilige Messsignal einen vor-

gegebenen Plausibilitäts-Schwellenwert für dessen Zulässigkeit erreicht.

Mittels des induktiven Sensors 21 werden metallische Verbindungselemente, insbesondere die Schienenklammern, erfasst. Anhand des mittels des induktiven Sensors 21 erzeugten Messsignals kann auf die Position der Verbindungselemente und damit auf die Position der Gleisschwellen 3 geschlossen werden. Die mehreren induktiven Messeinheiten 31, die entlang der Schienenquerrichtung 34 voneinander beabstandet positioniert sind, gewährleisten das Bestimmen der Ausrichtung des Gleisobjekts 3, 4, entsprechend der vorstehenden Beschreibung. Das Bestimmen der Anordnung p, © des Gleisobjekts 3, 4 erfolgt mittels der Induktivitäts-Auswerteeinrichtung 22.

Die zentrale Steuereinrichtung 23 empfängt die Anordnung p, © des Gleisobjekts 3, 4 von der Auswerteeinrichtung 17, insbesondere ferner von der Induktivitäts-Auswerteeinrichtung 22. Ferner empfängt die zentrale Steuereinrichtung 23 die Position x des Systems 1, insbesondere des Fahrwagens

10, auf dem Gleis 6, insbesondere entlang der Schienenlängsrichtung 15.

dem System 1, insbesondere zu dem Fahrwagen 10, bestimmt.

Das Gleisbearbeitungsaggregat 5 weist vorzugweise eine nicht dargestellte Aggregat-Sensoreinrichtung auf, welche zum Erfassen eines mit der Position des Gleisbearbeitungsaggregats 5, insbesondere der jeweiligen Stopfeinheit 27, korrelierenden Messsignals. Anhand des Messsignals der Aggregat-Sensoreinrichtung wird mittels der Aggregat-Steuereinrichtung 18

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die Anordnung des Gleisbearbeitungsaggregats 5, insbesondere der jeweiligen Stopfeinheit 27, insbesondere relativ zu dem System 1, insbesondere

relativ zu dem Fahrwagen 10, bestimmt.

Anhand der Anordnung p, © des Gleisobjekts 3, 4, insbesondere relativ zu dem Fahrwagen 10, und anhand der Anordnung des Gleisbearbeitungsaggregats 5, insbesondere der jeweiligen Stopfeinheit 27, insbesondere zu dem Fahrwagen 10, wird, insbesondere mittels der zentralen Steuereinrichtung 23, die Anordnung des Gleisbearbeitungsaggregats 5, insbesondere der jeweiligen Stopfeinheit 27 relativ zu dem Gleisobjekt 3, 4, insbeson-

dere zu den Gleisschwellen 3, bestimmt.

Ein Gleisbearbeitungsschritt wird anhand der Anordnung des Gleisbearbeitungsaggregats 5, insbesondere der jeweiligen Stopfeinheit 27, relativ zu dem System 1, insbesondere zu dem Fahrwagen 10, insbesondere mittels der zentralen Steuereinrichtung 23, gesteuert. Hierzu wird das Gleisbearbeitungsaggregat 5, insbesondere die jeweilige Stopfeinheit 27, derart an dem Gleis 6, insbesondere relativ zu dem Fahrwagen 10, angeordnet, dass eine Kollision des Stopfaggregats 5, insbesondere der jeweiligen Stopfeinheit 27, insbesondere der Stopfpickel 30, mit dem Gleisobjekt 3, 4, insbe-

sondere mit den Gleisschwellen 3, zuverlässig verhindert wird.

Mittels eines Signals der zentralen Steuereinrichtung 23 wird die Anordnung, insbesondere die Position und/oder die Ausrichtung, des Gleisbearbeitungsaggregats 5, insbesondere der jeweiligen Stopfeinheit 27, relativ zu dem Gleis 6, insbesondere zu den Gleisschienen 4 und/oder zu den Gleisschwellen 3, gesteuert. Das Steuern der Anordnung des Gleisbearbeitungsaggregats 5 kann vollständig automatisiert erfolgen. Alternativ kann eine

Information über eine Soll-Anordnung des Gleisbearbeitungsaggregats 5,

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insbesondere mittels der Benutzerschnittstelle 24, an den Bediener ausgegeben werden. Der Bediener kann diese Information zur manuellen Steuerung der Anordnung des Gleisbearbeitungsaggregats 5, insbesondere der

jeweiligen Stopfeinheit 27, verwenden.

Gemäß einer weiteren Alternative kann das Anordnen des Gleisbearbeitungsaggregats 5 relativ zu dem Gleis 6 halbautomatisch erfolgen. Vorzugsweise werden dem Bediener Informationen über die bestimmte, insbesondere die errechnete, Soll-Anordnung des Gleisbearbeitungsaggregats 5, insbesondere über die Benutzerschnittstelle 24, ausgegeben. Der Bediener kann dazu aufgefordert werden, zu bestätigen, insbesondere freizugeben, dass das Bearbeitungsaggregat 5, insbesondere im Übrigen automatisiert,

in die bestimmte Soll-Anordnung verlagert werden darf.

Im Allgemeinen können dem Bediener Informationen über die momentane Anordnung des Gleisbearbeitungsaggregats 5 und/oder die Soll-Anordnung, insbesondere über die Benutzerschnittstelle 24, ausgegeben werden. Der Bediener kann die Anordnung und/oder die Soll-Anordnung des Gleisbearbeitungsaggregats 5 überwachen. Insbesondere kann der Bediener die Gleisbearbeitung, insbesondere das Anordnen des Gleisbearbeitungsaggregats 5 jederzeit unterbrechen, insbesondere, wenn er eine Kollision befürchtet. Der Bediener hat somit im Wesentlichen die Funktion einer Überwachungsinstanz. Dadurch, dass die Anordnung des Gleisbearbeitungsaggregats 5 relativ zu dem Gleis 6 im Wesentlichen automatisiert vorgenommen wird, wird der Bediener entlastet. Seine Funktion als Überwachungs-

instanz kann der Bediener hierdurch nochmals zuverlässiger ausüben.

Die Sensoreinrichtung 16, insbesondere ferner der induktive Sensor 21,

sind in Fahrrichtung 14 vor dem Gleisbearbeitungsaggregat 5 angeordnet.

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Somit kann die Anordnung p, @ des jeweiligen Gleisobjekts 3, 4 bestimmt werden, bevor das Gleisbearbeitungsaggregat 5 an der Position des Gleisobjekts 3, 4 angelangt ist. Der zeitliche Abstand At zwischen dem Erfassen des Messsignals und dem Bestimmen der Anordnung p, © des Gleisobjekts 3, 4 beträgt vorzugsweise maximal 120 s, insbesondere maximal 60 s, insbesondere maximal 10 s, insbesondere maximal 1 s, insbesondere maximal 0,1 s. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass die Anordnung des Gleisbearbeitungsaggregats 5 relativ zu dem Gleisobjekt 3, 4, insbesondere die Soll-Anordnung, bestimmt werden kann, rechtzeitig bevor das Bearbeitungsaggregat 5 an der Position p des jeweiligen Gleisobjekts 3, 4 ange-

langt ist, insbesondere in Echtzeit.

Dadurch, dass das Erfassen des Messsignals das Erfassen von Radarstrahlung umfasst, kann das Messsignal besonders robust, präzise und störresistent erfasst werden. Das Erfassen des Messsignals erfolgt berührungslos. Eine hohe Messauflösung kann erreicht werden insbesondere, wenn Radarstrahlung unterschiedlicher Wellenlängen erfasst wird. Dadurch, dass die Sensoreinrichtung 16 zum Erfassen von Radarstrahlung ausgebildet ist, insbesondere als Georadar ausgebildet ist, kann ein Bereich unterhalb der Oberfläche des Gleisbodens 43 erfasst werden. Hierdurch wird ermöglicht, dass Gleisobjekte 3, 4 erfasst werden, welche zumindest abschnittsweise, insbesondere vollständig, unterhalb des Gleisbodens 43 angeordnet sind. Auf das Gleis ausgebrachter Schotter, welcher das Gleisobjekt 3, 4, insbesondere die Gleisschwellen 3, zumindest abschnittsweise von oben bedeckt, kann von der Radarstrahlung durchdrungen werden. Somit können unterhalb der Oberfläche des Gleisbodens 43 angeordnete Gleisobjekte 3, 4

zuverlässig erfasst und deren Anordnung p, @ bestimmt werden.

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Die vorzugsweise Ausbildung der Sensoreinrichtung 16 als MultikanalGeoradar gewährleistet vorteilhaft, dass redundante Informationen über die Anordnung p, @ des Gleisobjekts 3, 4 vorliegen. Hierdurch werden die Zu-

verlässigkeit und Robustheit der Messsignalerfassung nochmals gesteigert.

Die Zuverlässigkeit und Robustheit der Messsignalerfassung wird ferner dadurch gesteigert, dass die Anordnung p, © des Gleisobjekts 3, 4, insbesondere der Gleisschwellen 3, mittels des induktiven Sensors 21 erfasst wird. Ein Abgleich zwischen den mittels der Sensoreinrichtung 16 und dem induktiven Sensor 21 erfassten Messsignalen und/oder der mittels der Auswerteeinrichtung 17 und der Induktivitäts-Auswerteeinrichtung 22 bestimmten Anordnung p, ©, insbesondere mittels der zentralen Steuereinrichtung 23 gewährleistet das Bestimmen der Anordnung p, © des Gleisob-

jekts 3, 4 in besonders zuverlässiger und präziser Weise.

Die Anordnung p, © des Gleisobjekts 3, 4 wird vorzugsweise im Bereich von nicht dargestellten Weichen des Gleises 6 bestimmt. Im Bereich von Weichen ist die Anordnung p, © der Gleisobjekte 3, 4, insbesondere der Abstand zwischen Gleisschwellen 3 und/oder deren Ausrichtung, typischerweise nicht konstant, insbesondere unregelmäßig. Das Bestimmen der Anordnung p, © des Gleisobjekts 3, 4 gewährleistest zuverlässig eine präzise Anordnung p, © des Gleisbearbeitungsaggregats 5 und beugt einer Kollision des Gleisbearbeitungsaggregats 5 mit dem Gleisobjekt 3, 4 vor.

Vorzugsweise wird das Gleisobjekt 3, 4 anhand einer Signatur des Messsignals identifiziert. Vorzugsweise sind für unterschiedliche Gleisobjekte 3, 4 individuelle Signaturen erfassbar. Die individuellen Signaturen können in einer Datenbank, insbesondere in der Speichereinheit 26, hinterlegt sein.

Anhand eines Abgleichs der vorbekannten individuellen Signatur mit der

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Signatur des Messsignals des Gleisobjekts 3, 4 kann auf die Beschaffenheit des Gleisobjekts 3, 4 geschlossen werden. Die Beschaffenheit umfasst vorzugsweise den Typ, die Abmessung, das Material und/oder den Zustand, insbesondere den Gütezustand, insbesondere den Verschleißzustand, des Gleisobjekts 3, 4. Beispielsweise kann anhand der Signatur des Messsignals das Material des Gleisobjekts 3, 4 bestimmt werden und/oder anhand des Verschleißzustands des Gleisobjekts 3, 4 kann über die Erforderlichkeit

von Wartungsarbeiten an dem Gleisobjekt 3, 4 entschieden werden.

Das vorstehend beschriebene System 1, insbesondere die Messvorrichtung 2, und das Verfahren gewährleisten, dass die Anordnung p, © des Gleisobjekts 3, 4, insbesondere von Gleisschienen 4 und/oder von Gleisschwellen 3, berührungslos, materialunabhängig, robust, insbesondere störresistent, und präzise, insbesondere mit einer hohen Messauflösung, bestimmt werden kann. Insbesondere wird das Bestimmen der Anordnung p, © von Gleisobjekten 3, 4, insbesondere von Gleisstrukturbauteilen 3, 4, ermöglicht, welche unterhalb der Oberfläche des Gleisbodens 43 angeordnet sind. Hierdurch kann die Bearbeitung des Gleises 6, insbesondere mittels eines Gleisbearbeitungsaggregats 5, insbesondere mittels mindestens einer Stopfeinheit 27, besonders zuverlässig und störungsfrei erfolgen. Die Anordnung p, © eines Gleisbearbeitungsaggregats 5 in dem Gleis 6, insbesondere relativ zu den Gleisobjekten 3, 4 kann zumindest teilweise automatisiert, insbesondere vollständig automatisiert, erfolgen. Ein Bediener des Systems 1 kann entlastet werden. Kollisionen zwischen dem Bearbeitungsaggregat 5

und dem Gleisobjekt 3, 4 werden somit besonders zuverlässig vermieden.

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Claims

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„34 -

Patentansprüche

1. Verfahren zum Bestimmen der Anordnung (p, ©) eines Gleisobjekts (3, 4), insbesondere eines Gleisstrukturbauteils (3, 4), aufweisend die Schritte:

dadurch gekennzeichnet, dass

1.3 das Erfassen des Messsignals das Erfassen von Radarstrahlung um-

fasst.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erfasste Messsignal mit der Anordnung (p, ©) des Gleisobjekts (3, 4) im Bereich eines Gleisbodens (43) korreliert.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erfasste Messsignal mit der Anordnung (p, ©) einer Gleisschwelle

(3) und/oder einer Gleisschiene (4) korreliert.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erfassen des Messsignals das Gleisobjekt (3, 4) mit darauf liegendem Gleisschotter (7) bedeckt ist.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet

durch Steuern eines Gleisbearbeitungsschritts anhand der Anordnung

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10.

11.

12.

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Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleisbearbeitungsschritt das Verdichten eines Schotterbetts (8) umfasst.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der Anordnung (p, ©) des Gleisobjekts (3, 4) in einem zeitlichen Abstand (At) von maximal 120 s nach dem

Erfassen des Messsignals erfolgt.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen des Messsignals an mindestens zwei Messpositionen erfolgt, welche in einer Horizontalrichtung schräg zu einer

Schienenlängsrichtung (15) voneinander beabstandet sind.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Identifizieren des Gleisobjekts (3, 4) anhand einer Signatur des

Messsignals.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen des Messsignals in einem Weichenab-

schnitt des Gleises (6) erfolgt.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Ausstrahlen von Radarstrahlung unterschiedlicher Wellenlän-

gen.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der Anordnung (p, ©) des Gleisobjekts (3, 4) das Bestimmen der Position (p) und der Ausrichtung (@) des Gleisobjekts (3, 4) umfasst.

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13. Messvorrichtung (2) zum Bestimmen der Anordnung (p, ©) eines Gleisobjekts (3, 4), insbesondere eines Gleisstrukturbauteils (3, 4), aufweisend 13.1 eine Sensoreinrichtung (16) zum Erfassen eines mit der Anord-

nung (p, ©) des Gleisobjekts (3, 4) korrelierenden Messsignals, 13.2 eine Auswerteeinrichtung (17) zum Bestimmen der Anordnung (p, ©) des Gleisobjekts (3, 4) anhand des Messsignals, dadurch gekennzeichnet, dass 13.3 die Sensoreinrichtung (16) zum Erfassen von Radarstrahlung aus-

gebildet ist.

14. Messvorrichtung (2) nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Fahrwagen (10) zum Befahren eines Gleises (6), an dem die Sensorein-

richtung (16) und/oder die Auswerteeinrichtung (17) angeordnet sind. 15. System (1), aufweisend

15.1 eine Messvorrichtung (2) nach Anspruch 13 oder 14, und 15.2 mindestens ein Gleisbearbeitungsaggregat (5).