BE1027160B1

BE1027160B1 - Method and device for operating overburden and conveying machines which can be used in particular in open-cast mining

Info

Publication number: BE1027160B1
Application number: BE20195212A
Authority: BE
Inventors: Daniele Naro
Original assignee: Thyssenkrupp Ind Solutions Ag; Thyssenkrupp Ag
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2019-04-03
Publication date: 2020-11-03
Also published as: BE1027160A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum kollisionsfreien Betrieb einer insbesondere im Tagebau einsetzbaren Abbau-/Förderanlage, welche wenigstens ein Abbaugerät (100) zum Erzeugen von Schüttgut und wenigstens ein erstes Fördergerät (105) zum Abtransportieren des abgebauten Schüttgutes umfasst, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass aktuelle Positions- und/oder Winkeldaten (203) für das wenigstens eine Abbaugerät (100) und das wenigstens eine erste Fördergerät (105) erfasst werden, dass die erfassten Positions- und/oder Winkeldaten (203) bevorzugt in eine Situationsklasse klassifiziert werden, und dass anhand des Klassifizierungsergebnisses eine möglicherweise bevorstehende, kollisionskritische Betriebssituation erkannt wird (205).The present invention relates to a method and a device for the collision-free operation of a mining / conveyor system that can be used in particular in open-cast mining, which comprises at least one mining device (100) for generating bulk material and at least one first conveyor device (105) for transporting the excavated bulk material, in particular it is provided that current position and / or angle data (203) for the at least one excavation device (100) and the at least one first conveyor device (105) are recorded, that the recorded position and / or angle data (203) are preferably in a situation class be classified, and that a possibly imminent, collision-critical operating situation is recognized based on the classification result (205).

Description

Beschreibung Verfahren und Einrichtung zum Betrieb von insbesondere im Tagebau einsetzbaren Abraum- und FôrdermaschinenDescription Method and device for operating overburden and conveyor machines that can be used in particular in open-cast mining

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Erkennen bzw.The invention relates to a method for recognizing or

Vermeiden von Kollisionen bei vorwiegend im Tagebau einsetzbaren, mobilen und/oder stationären Abraum- und Fôr- dermaschinen, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Gegenstand der vorliegenden Er- findung sind auch ein Computerprogramm, ein maschinenlesbarer Datenträger zur Speiche- rung des Computerprogramms und eine Einrichtung, mittels derer das erfindungsgemäße Verfahren durchführbar ist.Avoidance of collisions in mobile and / or stationary overburdening and conveying machines that are mainly used in opencast mining, according to the preamble of claim 1. The present invention also relates to a computer program, a machine-readable data carrier for storing the computer program and a Device by means of which the method according to the invention can be carried out.

Stand der Technik Für mobile Arbeits- bzw.State of the art For mobile work or

Baumaschinen, z.B.Construction machinery, e.g.

Bagger, existieren heutzutage visuelle Anzei- gesysteme, die in der Fahrerkabine installiert sind und den Bediener bei seinen planungsge- mäßen Arbeiten unterstützen, indem sie z.B. die momentane Position und Orientierung der Maschine anzeigen.Excavators, nowadays there are visual display systems that are installed in the driver's cab and support the operator in his planned work, e.g. show the current position and orientation of the machine.

Zudem wird insbesondere bei Baggern die Stellung eines Arbeitsarms, d.h. die Koordinaten eines entsprechenden Tool Center Points (TCP) des Arbeitsarms sowie die Stellung eines Werkzeugs angezeigt.In addition, the position of a working arm, i. E. the coordinates of a corresponding tool center point (TCP) of the working arm and the position of a tool are displayed.

Die meisten dieser Anzeigesysteme können durch Kombination mit einem Satellitennavigationssystem auch die globale Position der Maschine anzeigen.Most of these display systems can also show the global position of the machine when combined with a satellite navigation system.

Hier betroffene Arbeitsmaschinen sind sehr groß und insbesondere bei Rangier- fahrten für einen Bediener schwer einzusehen und/oder einzuschätzen.The working machines affected here are very large and, in particular, difficult for an operator to see and / or assess when maneuvering.

Gleichzeitig können auf einer Baustelle oder in einem Tagebau viele solche großen und unübersichtlichen Ar- beitsmaschinen zum Einsatz kommen.At the same time, many such large and confusing work machines can be used on a construction site or in an open-cast mine.

Darüber hinaus ist ein Datenaustausch zwischen ähnlichen Maschinen untereinander, z.B. im industriellen Umfeld unter der Bezeichnung „Machine-2-Machine“-Communication oder im Automobilbereich unter der Bezeichnung „Car-to-Car“-Communication (Car2Car, C2C) oder „Vehicle-to-Vehicle“-Communication (V2V) bekannt geworden.In addition, data exchange between similar machines, e.g. in the industrial environment under the name “Machine-2-Machine” communication or in the automotive sector under the name “Car-to-Car” communication (Car2Car, C2C) or “Vehicle-to-Vehicle” communication (V2V) .

So geht aus DE 10 2013 212 683 A1 ein Verfahren zum Erkennen bzw.For example, DE 10 2013 212 683 A1 describes a method for recognizing or

Verhindern einer Kollision von Arbeitsmaschinen hervor, wobei das Verfahren einen Schritt des Einlesens ei- nes Ego-Positionssignals und zumindest eines Positionssignals einer weiteren Arbeitsma- schine, einen Schritt des Bestimmens einer Kollisionswarnung unter Verwendung des Ego- Positionssignals und des Positionssignals sowie einen Schritt des Bereitstellens der Kollisi- onswarnung umfasst.Preventing a collision of work machines, the method including a step of reading in an ego position signal and at least one position signal of a further work machine, a step of determining a collision warning using the ego position signal and the position signal, and a step of providing the collision warning includes.

Dabei repräsentiert das Ego-Positionssignal eine geografische Positi-The ego position signal represents a geographical position

on der Arbeitsmaschine und das Positionssignal eine geografische Position der jeweils wei- teren Arbeitsmaschine, wobei die Kollisionswarnung ein Signal mit einer Information über ei- ne bevorstehende Kollision darstellt.on the work machine and the position signal a geographic position of the respective further work machine, the collision warning representing a signal with information about an impending collision.

Eine solche Kollision kann einen Zusammenstoß zwischen zwei oder mehreren Arbeitsma- schinen oder einer oder mehrerer Arbeitsmaschinen z.B. mit einer Böschung, Materialan- sammlung, mit einem Findling, mit einer Rampe oder einem An- oder Abhang, mit einer oder mehreren Personen, mit einem oder mehreren Tieren oder mit größeren Anpflanzungen, z.B. Bäumen oder Baumgruppen, bedeuten. Bei einer Kollision kann eine Arbeitsmaschine mit einer weiteren stationären, semimobilen oder mobilen Arbeitsmaschine zusammenstoRen. Aus DE 10 2014 221 803 A1 geht zudem ein Verfahren zum Bestimmen einer momentan vorliegenden Fahrsituation eines Fahrzeugs hervor auf einem vorgegebenen Fahrzeugum- feld basierende Umfelddaten erfasst werden, Merkmale aus den Umfelddaten mittels einer Mustererkennung extrahiert werden, eine Klassifikation der momentan vorliegenden Fahrsi- tuation ausschließlich basierend auf den mittels der Mustererkennung extrahierten Merkma- len durchgeführt wird und das Ergebnis der Klassifikation bereitgestellt wird. Da die Klassifi- kation der momentan vorliegenden Fahrsituation ausschließlich basierend auf den mittels der Mustererkennung extrahierten Merkmalen beruht, ist eine darüber hinausgehende Muster- analyse nicht notwendig, um noch weitere Informationen aus dem erfassten Fahrzeugumfeld zu extrahieren. Das Verfahren führt somit unmittelbar auf einem vorhandenen Umfeldmodell beruhend eine Situationsklassifikation durch. Die Klassifikation kann dabei basierend auf ei- nem Verfahren zur Szenenkategorisierung aus Bildern durchgeführt werden, wobei ein ,De- ep Learning”-Verfahren angewendet wird. Hierbei wird, basierend auf Sensordaten, ein Bele- gungsbild des Umfeldes ermittelt.Such a collision can be a collision between two or more work machines or one or more work machines e.g. with an embankment, accumulation of material, with a boulder, with a ramp or an attachment or slope, with one or more people, with one or more animals or with larger plantings, e.g. Trees or groups of trees. In the event of a collision, a work machine can collide with another stationary, semi-mobile or mobile work machine. DE 10 2014 221 803 A1 also provides a method for determining a currently present driving situation of a vehicle. Environment data based on a specified vehicle environment is recorded, features are extracted from the environment data by means of pattern recognition, a classification of the currently present driving situation only is carried out based on the features extracted by means of the pattern recognition and the result of the classification is provided. Since the classification of the currently prevailing driving situation is based exclusively on the features extracted by means of the pattern recognition, a pattern analysis going beyond this is not necessary in order to extract further information from the recorded vehicle surroundings. The method thus carries out a situation classification directly based on an existing environment model. The classification can be carried out on the basis of a method for categorizing scenes from images, with a “De-ep Learning” method being used. An occupancy image of the surroundings is determined based on sensor data.

Ferner geht aus DE 10 2009 024 066 A1 ein Verfahren zur Situationserkennung bzw. Klassi- fizierung von bildtechnisch überwachten Szenen hervor. Die Situationserkennung dient zur Verkehrsüberwachung oder zur Überwachung von Produktionsprozessen in Fabrikanlagen, wobei auch die automatisierte Erkennung komplexer dynamischer Situationen ermöglicht wird. Dabei werden Bildpixel einer Bildfolge von Bildern zu Bildsegmenten zusammengefasst und optische Flüsse für mehrere Bildsegmente berechnet. Eine Klassifizierung der Bildfolge in eine Situationsklasse erfolgt in Abhängigkeit von einem zeitlichen Verlauf der berechneten optischen Flüsse. Die Klassifizierung erfolgt z.B. anhand eines „Hidden-Markov“-Modells (HMM), bei dem zur Situationserkennung Übergangswahrscheinlichkeiten von einem Zu- stand zum nächsten in einer Abfolge von Zuständen betrachtet werden. Dabei sind verborge- ne Zustände durch die Statistik der möglichen Kombinationen von optischen Flüssen derFurthermore, DE 10 2009 024 066 A1 reveals a method for situation recognition or classification of scenes monitored by image technology. The situation recognition is used for traffic monitoring or for the monitoring of production processes in factories, whereby the automated recognition of complex dynamic situations is made possible. Image pixels of an image sequence of images are combined to form image segments and optical flows are calculated for several image segments. The image sequence is classified into a situation class as a function of a temporal course of the calculated optical flows. The classification takes place e.g. using a “Hidden Markov” model (HMM), in which transition probabilities from one state to the next in a sequence of states are considered to identify the situation. Thereby, hidden states are the statistics of the possible combinations of optical flows

Bildsegmente beeinflusst. Falls Kombinationen von optischen Flüssen auftreten, die nicht in diese statistische Verteilung fallen, wird eine Warnmeldung ausgegeben. Um ein HMM zu erstellen oder zu trainieren, werden in Situationsklassen vorklassifizierte Sequenzen von op- tischen Flüssen der Bildsegmente verwendet.Image segments affected. If combinations of optical flows occur that do not fall into this statistical distribution, a warning message is issued. In order to create or train an HMM, sequences of optical flows of the image segments preclassified in situation classes are used.

Offenbarung der Erfindung Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke kann darin gesehen werden, zur Ermögli- chung eines automatisierten Betriebs einer insbesondere im Tagebau einsetzbaren, aus we- nigstens einem Abraumbagger und wenigstens einer Fördermaschine bestehenden Abbau- bzw. Abraumanlage, ein aktives und prädiktives Kollisionsschutzverfahren vorzusehen. Eine solche prädiktive Schutzfunktion soll insbesondere während des Betriebs entsprechender Gewinnungs- und Fördermaschinen sowie von im Tagebau eingesetzten Hilfsgeräten ggf. bestehende Schutzmaßnahmen dahingehend weiterzuentwickeln, um den autonomen Be- trieb der jeweiligen Arbeitsmaschinen bzw. eine entsprechend automatisierte Abraum- bzw. Bahnplanung zu ermöglichen.DISCLOSURE OF THE INVENTION The idea on which the invention is based can be seen in providing an active and predictive collision protection method to enable automated operation of a mining or excavation system, which can be used in particular in opencast mining and consists of at least one excavator and at least one hoisting machine . Such a predictive protective function should, in particular, further develop existing protective measures during the operation of corresponding mining and hoisting machines as well as auxiliary equipment used in open-cast mining, in order to enable the autonomous operation of the respective work machines or a correspondingly automated overburden or path planning.

Die prädiktive Schutzfunktion kann auf einer zuverlässigen Hinderniserkennung beruhen. Dabei kann ein Hindernis geräteimmanent, d.h. durch mögliche Kollision von Gerätebestand- teilen, anlagenimmanent, d.h. durch mögliche Kollision zwischen Einzelgeräten, oder gegen- über der Umgebung bestehen. Die Erfassung eines Hindernisses kann modellbasiert, d.h. indirekt abgeleitet werden oder direkt sensorisch erfolgen und dabei mittels einer geeigneten Nachbearbeitung („post processing“) der erfassten Sensordaten spezifiziert werden.The predictive protective function can be based on reliable obstacle detection. An obstacle can be inherent in the device, i.e. due to possible collision of device components, intrinsic to the system, i.e. possible collision between individual devices or with the environment. The detection of an obstacle can be model-based, i.e. be derived indirectly or take place directly by sensors and are specified by means of suitable post processing of the recorded sensor data.

Im Gegensatz dazu ist bei dem im Stand der Technik bekannten manuellen Betrieb der Ar- beitsmaschinen und entsprechenden Abraumanlagen im Tagebau das Einschätzungsvermô- gen und die Überwachung dem jeweiligen Geräteführer überlassen, diese Aspekte im Sinne einer Kollisionsvorbeugung bzw. -vermeidung bei der Steuerung der Geräte einzubeziehen.In contrast to this, with the manual operation of the work machines and corresponding overburden systems in opencast mining known in the prior art, the ability to assess and monitor is left to the respective device operator to include these aspects in the control of the devices in the sense of collision prevention or avoidance .

Die so erfassten Sensordaten ermöglichen die informationsbasierte Unterstützung eines Ma- schinenführers oder Maschinenoperators dahingehend, dass möglicherweise drohende Kolli- sionen frühzeitig angezeigt werden und zusätzliche Empfehlungen an den Maschinenführer bzw. Operator und/oder Aktionen/Eingriffe in die Steuerung der jeweiligen Arbeitsmaschine erfolgen. So kann ein die Kollision verhinderndes Ausweichmanöver der jeweiligen Arbeits- maschine bzw. einer Arbeitsausrüstung der Arbeitsmaschine empfohlen oder bereits auto- matisch durchgeführt werden, z.B. ein unbedingter Stopp der Gerätebewegung bei expliziter Kollisionsgefahr, bzw. eine geeignete Änderung der Bewegungsrichtung, oder eine geeigne-The sensor data recorded in this way enable information-based support for a machine operator or machine operator to the effect that any impending collisions are indicated early and additional recommendations are made to the machine operator or operator and / or actions / interventions in the control of the respective work machine. An evasive maneuver to prevent the collision of the respective work machine or work equipment of the work machine can be recommended or already carried out automatically, e.g. an unconditional stop of the device movement if there is an explicit risk of collision, or a suitable change in the direction of movement, or a suitable

te Umstellung von Betriebsparametern der Arbeitsmaschine oder an der Szene beteiligter weiterer Maschinen oder Geräte zur Prävention etwa erkannter Kollisionsrisiken.te changeover of operating parameters of the work machine or other machines or devices involved in the scene to prevent any collision risks that have been identified.

Es ist hierbei anzumerken, dass die genannten Empfehlungen oder Eingriffe gemäß der Er- findung auch unter Berücksichtigung von produktionsorientierten Optimierungszielen erfol- gen können. Dabei kann der prädiktive bzw. präventive Kollisionsschutz unter Berücksichti- gung einer weiteren Einsatzplanung und/oder Produktionsoptimierung erfolgen.It should be noted here that the named recommendations or interventions according to the invention can also take place while taking production-oriented optimization goals into account. The predictive or preventive collision protection can take place taking into account further operational planning and / or production optimization.

Das vorgeschlagene Verfahren zum kollisionsverhindernden Betrieb einer insbesondere im Tagebau einsetzbaren Abbau-/Förderanlage, welche wenigstens ein Abbaugerät zum Erzeu- gen von Schüttgut und wenigstens ein erstes Fördergerät zum Abtransportieren des abge- bauten Schüttgutes umfasst, sieht insbesondere vor, dass aktuelle Positions- und/oder Win- keldaten für das wenigstens eine Abbaugerät und das wenigstens eine erste Fördergerät er- fasst werden, dass die erfassten Positions- und/oder Winkeldaten klassifiziert werden, und dass anhand des Klassifizierungsergebnisses eine möglicherweise bevorstehende, kollisi- onskritische Betriebssituation erkannt wird.The proposed method for the collision-preventing operation of a mining / conveying system that can be used in particular in open-cast mining, which comprises at least one dismantling device for producing bulk material and at least one first conveyor device for transporting the excavated bulk material, provides in particular that current position and / or angle data for the at least one excavation device and the at least one first conveyor device are recorded, that the recorded position and / or angle data are classified, and that a possibly imminent, collision-critical operating situation is recognized on the basis of the classification result.

Es ist hierbei hervorzuheben, dass das erste Fördergerät durch einen Förderbrückenwagen realisiert sein kann oder durch ein an dem Abbaugerät angeordneten Entladeausleger, mit- tels dessen z.B. ein Gerät oder Fahrzeug für den Abtransport des Schüttgutes beschickt wer- den kann. In dem zuletzt genannten Szenario ist somit kein Förderbrückenwagen erforder- lich.It should be emphasized here that the first conveyor device can be implemented by a conveyor bridge carriage or by an unloading boom arranged on the dismantling device, by means of which e.g. a device or vehicle can be loaded for the removal of the bulk material. In the last-mentioned scenario, no conveyor bridge wagon is required.

Es ist ferner hervorzuheben, dass die vorliegende Erfindung auch bei einer Abbau- bzw. Fôr- deranlage anwendbar bzw. einsetzbar ist, bei welcher der Materialtransport in beiden Trans- portrichtungen möglich ist. So kann anstelle des Abbaugerätes ein „Absetzgerät“ zum Abset- zen bzw. zum Abwerfen von schüttfähigem Material an der Abbaufront vorgesehen sein. Gemäß einem weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass anhand erfasster Positions- und/oder Winkeldaten eine Klassifizierung in eine Situati- onsklasse durchgeführt wird. Auf einer bereits erfolgten Klassifizierung beruhend können ak- tuell erfasste Positions- und/oder Winkeldaten mittels der entsprechend klassifizierten Situa- tionsklassen klassiert werden und anhand des Klassierungsergebnisses auf eine bevorste- hende, kollisionskritische Betriebssituation geschlossen werden.It should also be emphasized that the present invention can also be used or used in a mining or conveying system in which the material transport is possible in both transport directions. For example, instead of the dismantling device, a “dismantling device” can be provided on the dismantling front for placing or throwing off loose material. According to a further aspect of the proposed method, it can be provided that a classification into a situation class is carried out on the basis of acquired position and / or angle data. Based on a classification that has already taken place, currently recorded position and / or angle data can be classified using the appropriately classified situation classes and an imminent, collision-critical operating situation can be deduced from the classification result.

Es ist hierbei anzumerken, dass der genannte Verfahrensschritt der „Klassierung“ mittels der Situationsklassen in dem vorliegenden Zusammenhang sowohl den Bereich des „MachineIt should be noted here that the aforementioned method step of “classification” by means of the situation classes in the present context includes both the area of the “machine

Learning“ mittels künstlicher Intelligenz, z.B. mittels eines künstlichen neuronalen Netzwerks, als auch einen generisch angelegten Entscheidungsfindungs- und Optimierungsalgorithmus umfassen kann, bei dem anhand von sensorisch erfassten Umgebungsdaten Entscheidun- gen für den weiteren Betrieb von hier betroffenen Geräten bzw. Maschinen getroffen werden. 5 Gemäß einem weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass Betriebsdaten erzeugt werden, mittels derer dass wenigstens eine Abbaugerät und das wenigstens eine erste Fördergerät kollisionsverhindernd angesteuert werden. Die kollisions- verhindernde Ansteuerung kann dadurch erfolgen, dass geeignete Ausweichmanöver und/oder eine Abschaltung wenigstens einer Aktorik eines der beteiligten Abbau-/Förderge- räte durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzlich können dazu kollisionsverhindernde Fahrbefehle und/oder Schwenkbewegungen des wenigstens einen Abbaugerätes sowie des wenigstens einen ersten Fördergerätes durchgeführt werden.Learning "using artificial intelligence, e.g. by means of an artificial neural network, as well as a generically applied decision-making and optimization algorithm, in which decisions for the further operation of the devices or machines concerned are made on the basis of environmental data recorded by sensors. According to a further aspect of the proposed method, it can be provided that operating data are generated by means of which that at least one dismantling device and the at least one first conveyor device are controlled to prevent collisions. The collision-preventing control can take place in that suitable evasive maneuvers and / or switching off at least one actuator system of one of the dismantling / conveying devices involved is carried out. Alternatively or additionally, collision-preventing travel commands and / or pivoting movements of the at least one dismantling device and of the at least one first conveying device can be carried out.

Gemäß einem weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass bei der Klassifizierung oder Klassierung wenigstens folgende Betriebsdaten berücksich- tigt werden: - Die Position des wenigstens einen Abbaugerätes, - der Drehwinkel eines Entladeauslegers des Abbaugerätes, - die Position des wenigstens einen ersten Fördergerätes, - der Drehwinkel des wenigstens einen ersten Fördergerätes. Gemäß einem weiteren Aspekt des vorgeschlagenen Verfahrens kann auch vorgesehen sein, dass zur Kollisionsverhinderung zusätzlich die Position wenigstens eines zweiten För- dergerätes und/oder die Position eines Hindernisses berücksichtigt werden.According to a further aspect of the proposed method it can be provided that at least the following operating data are taken into account in the classification or classification: - The position of the at least one dismantling device, - The angle of rotation of an unloading arm of the dismantling device, - The position of the at least one first conveyor device, - The angle of rotation of the at least one first conveyor device. According to a further aspect of the proposed method, it can also be provided that the position of at least one second conveyor device and / or the position of an obstacle are also taken into account in order to prevent a collision.

Das erfindungsgemäßen Verfahren bzw. die entsprechende Logik oder Algorithmus können regelungsbasiert sein, wobei das Steuerungsverhalten des gesamten Geräteverbunds in ei- ner Regelungsstruktur abgebildet wird und somit nicht für alle Betriebssituationen der Förder- anlage starr vorgegeben wird. Der entsprechende Regelungsalgorithmus kann zusätzlich generischer Natur sein und/oder selbstlernend ausgebildet sein, z.B. mittels eines künstli- chen neuronalen Netzwerks (KNN).The method according to the invention or the corresponding logic or algorithm can be control-based, the control behavior of the entire device network being mapped in a control structure and thus not being rigidly specified for all operating situations of the conveyor system. The corresponding control algorithm can additionally be of a generic nature and / or be designed to be self-learning, e.g. by means of an artificial neural network (ANN).

Es ist anzumerken, dass mittels des vorgeschlagenen Verfahrens auch bestehende, bereits — automatisierte Abraumanlagen mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens nachträglich ver- bessert werden können, wobei z.B. zusätzlich eine genannte Prozesssimulation durchgeführt werden kann.It should be noted that the proposed method can also be used to subsequently improve existing, already automated overburden systems using the method according to the invention, whereby e.g. a process simulation can also be carried out.

Die erfindungsgemäß ebenfalls vorgeschlagene Einrichtung ist eingerichtet, eine hier betrof- fene Abraumanlage, insbesondere die räumliche Bewegung und/oder räumliche Ausrichtung der jeweils beteiligten Abraum- und/oder Fördergeräte während des Abbau- bzw. Abraum- prozesses, mittels des vorgeschlagenen Verfahrens automatisiert zu steuern. Gemäß einem Aspekt der vorgeschlagenen Einrichtung werden die Arbeitsmaschinen und weiteren Geräte einer Abraumanlagen mit Sensoren zur Positions- und Umfelderfassung ausgestattet, um Rückschlüsse auf immanente sowie umgebungsbasierte Hindernisse zie- hen zu können. Diese Sensorik kann direkt mittels einer Radarantenne, Laser-basiert („Li- Dar“), direkt mittels einer optischen IR-Kamera, oder mittels elektromagnetischer Sensorik (Transponder) realisiert werden. Auch ein Einsatz weiterer Sensorik auf Basis alternativer physikalischer Effekte ist denkbar, soweit dieser Einsatz die Anreicherung eines Umfeld- und Situationsmodells bezüglich einer Kollisionsüberwachung mit Meta-Daten zusätzlich anreichern kann. Hierbei ist hervorzuhe- ben, dass als Sensorik grundsätzlich jegliche im Stand der Technik bekannte Sensorik ein- setzbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine dezentral arbeitende Sensorik, z.B. mit einem drohnenbasierten Überflug einer hier betroffenen Abraumanlage erfasste Kartierungs- daten, Berücksichtigung finden. Alternativ oder zusätzlich kann indirekt eine modellbasierte Ermittlung der relevanten Positio- nen der beteiligten Maschine bzw. Geräte anhand geräteimmanenter Positions- und Be- triebsdaten (GPS, Winkelencoder, externe optische Erkennung durch Bilderkennung) erfol- gen. Es ist anzumerken, dass eine umgebungsorientierte, automatisierte Kollisionserkennung bzw. -verhinderung eine möglichst lückenlose und insbesondere echtzeitbasierte Umfeld- bzw. Umgebungserfassung erfordert.The device also proposed according to the invention is set up to automatically control an overburden system concerned here, in particular the spatial movement and / or spatial alignment of the respective overburden and / or conveyor devices involved during the mining or overburden process, using the proposed method . According to one aspect of the proposed device, the working machines and other devices of an overburden system are equipped with sensors for position and environment detection in order to be able to draw conclusions about intrinsic and environment-based obstacles. This sensor system can be implemented directly by means of a radar antenna, laser-based ("Li-Dar"), directly by means of an optical IR camera, or by means of electromagnetic sensors (transponders). The use of additional sensors based on alternative physical effects is also conceivable, provided that this use can additionally enrich an environment and situation model with regard to collision monitoring with meta-data. It should be emphasized here that basically any sensor system known in the prior art can be used as the sensor system. Alternatively or additionally, a decentralized sensor system, e.g. with a drone-based overflight of an overburden facility affected here, are taken into account. As an alternative or in addition, a model-based determination of the relevant positions of the participating machines or devices using device-inherent position and operating data (GPS, angle encoder, external optical recognition through image recognition) can take place. It should be noted that an environment-oriented, Automated collision detection or prevention requires the most complete and, in particular, real-time-based detection of the surroundings or surroundings.

Zusätzlich kann durch Kombination von nach verschiedenen physikalischen Prinzipien arbei- tenden Sensoren auch eine kontinuierliche Verifikation von erkannten möglichen Kollisionen sowie eine zusätzliche Sicherheit aufgrund von Redundanz bereitgestellt werden. So kann dabei eine kontinuierliche Prüfung der Datenkonsistenz durchgeführt werden.In addition, by combining sensors that work according to different physical principles, continuous verification of detected possible collisions and additional security due to redundancy can be provided. In this way, a continuous check of the data consistency can be carried out.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorgeschlagenen Einrichtung kann eine Sensorik zur Er- zeugung von Sensordaten, eine Datenverarbeitungseinheit zur Durchführung einer genann-According to a further aspect of the proposed device, a sensor system for generating sensor data, a data processing unit for carrying out a named

ten Klassifizierung bzw. Klassierung zur Erzeugung von Betriebsdaten vorgesehen sein, wo- bei mittels den erzeugten Betriebsdaten das wenigstens eine Abbaugerät und das wenigs- tens eine erste Fördergerät kollisionsverhindernd durch eine Steuerung bzw. Steuereinheit angesteuert werden.th classification or classification for generating operating data can be provided, with the at least one dismantling device and the at least one first conveying device being controlled by a control or control unit to prevent collisions by means of the generated operating data.

Die Erfindung kann insbesondere in einer im Übertagebau oder Untertagebau erfolgenden Erzgewinnung, Braunkohle- oder Steinkohlegewinnung, oder Steingewinnung, oder Gewin- nung von für die Zementherstellung erforderlichen, schüttfähigen Materialien einsetzbaren Abbau- bzw. Abraumanlage zur Anwendung kommen. Zudem ist die Erfindung überall dort anwendbar, wo kontinuierliche Fördertechnik zum Transport von Schüttgut eingesetzt wird. Das erfindungsgemäße Computerprogramm ist eingerichtet, jeden Schritt des Verfahrens durchzuführen, insbesondere wenn es auf einem Rechengerät oder einem Steuergerät ab- läuft. Es ermöglicht die Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einem elek- tronischen Steuergerät, ohne an diesem bauliche Veränderungen vornehmen zu müssen. Hierzu ist der maschinenlesbare Datenträger vorgesehen, auf welchem das erfindungsgemä- he Computerprogramm gespeichert ist. Durch Aufspielen des erfindungsgemäßen Compu- terprogramms auf eine Einrichtung bzw. ein entsprechendes elektronisches Steuergerät wird die erfindungsgemäße Einrichtung erhalten, welches eingerichtet ist, um eine hier betroffene Abraumanlage mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens zu betreiben. Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen. In den Zeichnungen sind übereinstimmende oder funktional gleichwirkende Elemente bzw. Merkmale mit übereinstimmenden Bezugszeichen versehen.The invention can be used in particular in an ore extraction, lignite or hard coal extraction, or stone extraction, or extraction of pourable materials required for cement production that can be used in ore extraction or overburden. In addition, the invention can be used wherever continuous conveyor technology is used to transport bulk goods. The computer program according to the invention is set up to carry out every step of the method, in particular when it runs on a computing device or a control device. It enables the implementation of the method according to the invention on an electronic control device without having to make structural changes to it. For this purpose, the machine-readable data carrier is provided on which the computer program according to the invention is stored. By uploading the computer program according to the invention to a device or a corresponding electronic control device, the device according to the invention is obtained which is set up to operate an overburden system in question by means of the method according to the invention. Further advantages and configurations of the invention emerge from the description and the accompanying drawings. In the drawings, elements or features that are identical or functionally equivalent are provided with identical reference symbols.

Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläutern- den Merkmale nicht nur in der jeweiligen angegebenen Kombination, sondern auch in ande- ren Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegen- den Erfindung zu verlassen.It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respective specified combination, but also in other combinations or on their own without departing from the scope of the present invention.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Figur 1zeigt eine schematische Draufsicht auf eine typische räumliche Anordnung eines Abraum- bzw. Schaufelradbaggers zusammen mit entsprechenden Fördergeräten an einer in einem Tagebau vorliegenden Abbau- bzw. Abraumkante, mit einem im Arbeitsbereich des Schaufelradbaggers angeordneten, beispielhaften Hindernis.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a schematic top view of a typical spatial arrangement of an overburden or bucket wheel excavator together with corresponding conveying devices on an excavation or overburden edge present in an open pit, with an exemplary obstacle arranged in the working area of the bucket wheel excavator.

Figur 2zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäße Verfahrens bzw. der Einrich- tung anhand eines kombinierten Fluss-/Blockdiagramms.FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the method according to the invention or the device using a combined flow / block diagram.

Figur 3zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, modellbasierten Situations- klassierung zur Ermöglichung einer automatisierten Kollisionsüberwachung im Betrieb einer hier betroffenen Abraumanlage bzw.FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a model-based situation classification according to the invention to enable automated collision monitoring in the operation of an overburden facility or

Minenanlage.Mine installation.

Figur 4zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Klassifizierung einer senso- risch erfassten Betriebssituation einer hier betroffenen Abraumanlage bzw.FIG. 4 shows an exemplary embodiment of a classification according to the invention of a sensor-recorded operating situation of an overburden installation or

Minenanlage an- hand eines Zustandsdiagramms.Mine installation based on a state diagram.

Figur 5zeigt ein Ausführungsbeispiel einer modellbasierten Simulation von möglichen Bewe- gungsabläufen von Geräten eines lokalen Fördergeräteverbunds einer hier betroffenen Ab- raumanlage bzw.FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a model-based simulation of possible movement sequences of devices in a local conveyor network of an overburden system or

Minenanlage, anhand der eine Vorhersage der Bewegung des lokalen För- dergeräteverbunds ermöglicht wird.Mine installation that enables the movement of the local hoisting device network to be predicted.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen Das erfindungsgemäße Verfahren zum sicheren bzw. kollisionsverhindernden Betrieb einer hier betroffenen Abraumanlage sowie eine entsprechende Steuereinrichtung werden nachfol- gend am Ausführungsbeispiel der Erzgewinnung an einer Minenanlage mittels eines Schau- felradbaggers beschrieben.DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS The method according to the invention for the safe or collision-preventing operation of an overburden plant concerned here as well as a corresponding control device are described below using the exemplary embodiment of ore extraction at a mine plant using a bucket wheel excavator.

Das Verfahren und die Einrichtung können allerdings auch bei anderweitig eingesetzten Abraumlagen, z.B. zur Stein-/Natursteingewinnung, zur Gewinnung von Braunkohle, oder zur Gewinnung von Rohstoffen für die Zementherstellung, entspre- chend eingesetzt werden.The method and the device can, however, also be used for other excavation layers, e.g. be used accordingly for stone / natural stone extraction, for extraction of lignite, or for extraction of raw materials for cement production.

Eine hier betroffene Abraumanlage besteht meist aus einer Abraummaschine, z.B. einem Schaufelradbagger oder einem Schaufel- bzw.A stripping plant affected here usually consists of a clearing machine, e.g. a bucket wheel excavator or a bucket resp.

Hydraulikbagger, aus einer oder mehreren mobilen Brecheranlagen zum Zerkleinern von schüttfähigem Abraum, sowie in der Umge- bung der Abraummaschine angeordneten mobilen Fördergeräten zum Abtransportieren von an der Abraumkante abgebautem Material, z.B. einem oder mehreren Förderbrückenwagen oder Radladern sowie weiteren mobilen Geräten wie z.B.Hydraulic excavator, consisting of one or more mobile crushing systems for crushing loose overburden, as well as mobile conveying devices arranged in the vicinity of the excavating machine for transporting away material that has been mined at the edge of the spoil, e.g. one or more conveyor bridge cars or wheel loaders as well as other mobile devices such as

Beladewagen oder Bandschleifen- wagen zur Ableitung des Abraums von einem Förderband.Loading wagons or tripods for diverting the spoil from a conveyor belt.

Die räumliche Anordnung bzw.The spatial arrangement or

Ausrichtung der Abraummaschine und der Fördergeräte relativ zueinander wird während ei- nes Abbauvorgangs fortwährend geändert.Alignment of the clearing machine and the conveying devices relative to one another is continuously changed during a mining process.

Bereits dadurch können sich mögliche Kollisio- nen zwischen den am Abbauvorgang beteiligten Arbeitsmaschinen ergeben.This alone can result in possible collisions between the working machines involved in the dismantling process.

Die Figur 1 zeigt eine beispielhafte, an einer Abraumkante 130 eines Erzlagers befindlichen Geräteanordnung bzw. einen Geräteverbund aus einem Abbau- bzw.FIG. 1 shows an example of a device arrangement located on an overburden edge 130 of an ore storage facility or a device network consisting of a mining or

Abraumbagger („exca- vator“) 100, vorliegend einem Schaufelradbagger, einem Förderbrückenwagen („belt wagon“) 105 mit einem Zuladeausleger („receiving boom”) 110 und einem Entladeausleger („dischar- ge boom”) 115, sowie einem in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf einer Fahrschiene angeordneten Schüttgutwagen („hopper car“) 120. Zusätzlich ist schematisch ein in dem Ar- beitsbereich des Schaufelradbaggers 100 angeordnetes, aus einer Baumgruppe gebildetes Hindernis 125 dargestellt.Overburden excavator (“excavator”) 100, in the present case a bucket wheel excavator, a conveyor bridge wagon (“belt wagon”) 105 with a loading boom (“receiving boom”) 110 and an unloading boom (“discharging boom”) 115, as well as one in the In the present exemplary embodiment, bulk goods wagons (“hopper car”) 120 arranged on a rail. In addition, an obstacle 125 formed from a group of trees and arranged in the working area of the bucket wheel excavator 100 is shown schematically.

Es ist hierbei anzumerken, dass als Hindernis bzw.It should be noted here that as an obstacle or

Hindernisse insbesondere auch weitere, zumindest vorübergehend im Bereich der Abraumkante befindli- che Fahrzeuge oder auch Personen in Betracht kommen können.Obstacles, in particular, other vehicles or even people located at least temporarily in the area of the spoil edge can also come into consideration.

Der Schaufelradbagger 100 weist in an sich bekannter Weise ein in der horizontalen Boden- ebene (= Zeichenebene) sowie meist auch senkrecht dazu drehbar gelagertes Schaufelrad 135 auf.The bucket wheel excavator 100 has, in a manner known per se, a bucket wheel 135 that is rotatably mounted in the horizontal floor plane (= plane of the drawing) and mostly also perpendicular thereto.

Durch eine Drehbewegung des Schaufelrads 135 insbesondere in der Bodenebene entsprechend einer ersten Pfeilrichtung 140 und einen sukzessiven Vorschub des Schaufel- rades 135, bzw. entsprechend des Abraumbaggers 100, in einer zweiten Pfeilrichtung 145 an der Abraum- bzw.A rotary movement of the bucket wheel 135, in particular in the ground plane in accordance with a first arrow direction 140 and a successive advance of the bucket wheel 135, or in accordance with the excavation excavator 100, in a second arrow direction 145 on the overburden or

Abbaukante 130 wird schüttfähiges Material abgebaut bzw. abgeräumt.Dismantling edge 130, pourable material is dismantled or cleared away.

Das von dem Schaufelradbagger 100 abgebaute Material bzw.The material or material excavated by the bucket wheel excavator 100

Schüttgut wird von einem das Schaufelrad 135 tragenden Schaufelradausleger 150 über ein erstes Förderband 155 und über ein mit dem ersten Förderband 155 zusammenwirkendes, an einem Entladeausleger des Schaufelradbaggers 100 angeordnetes zweites Förderband 160 an einem ersten Über- gabepunkt 165 an den Förderbrückenwagen 105 übergeben.Bulk material is transferred from a bucket wheel arm 150 carrying the bucket wheel 135 via a first conveyor belt 155 and via a second conveyor belt 160, which interacts with the first conveyor belt 155 and is arranged on an unloading arm of the bucket wheel excavator 100, at a first transfer point 165 to the conveyor bridge car 105.

Der erste Übergabepunkt 165 muss während des Abbau- bzw.The first transfer point 165 must be during the dismantling or

Abraumbetriebs des Schaufelradbaggers 100, d.h. insbe- sondere bei seinem Vorschub in der zweiten Pfeilrichtung 145 bei einer gleichzeitigen Rotati- onsbewegung des Schaufelrads 135, fortwährend mit dem Zuladeausleger 110 des Förder- brückenwagens 105 in räumliche Übereinstimmung gebracht werden, damit bei der Überga- be kein Schüttgut von dem zweiten Förderband 160 und/oder dem Zuladeausleger 110 her- unterfällt.Overburden operation of the bucket wheel excavator 100, i. in particular when it is advanced in the second arrow direction 145 with a simultaneous rotational movement of the paddle wheel 135, it is continuously brought into spatial correspondence with the loading arm 110 of the conveyor bridge wagon 105 so that no bulk material is transferred from the second conveyor belt 160 and / or the loading arm 110 falls down.

Daher besteht hier ein nicht unerhebliches Kollisionsrisiko des Schaufelradbaggers 100 und des Förderbrückenwagens 105 bzw. von deren Auslegern 110 mit umgebenden Ma- schinen, Geräten, Personen oder dem beispielhaft gezeigten Hindernis 125. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel stellt auch die Ausrichtung des Entladeauslegers 115 des Förderbrückenwagens 105 gegenüber dem Schüttgutwagen 120 einen ebenfalls nicht fixen, zweiten Ubergabepunkt 170 dar, da der Schüttgutwagen 120 in der Vorschub- richtung 145 des Schaufelradbaggers 100 ebenfalls nachgeführt werden muss.There is therefore a not inconsiderable risk of collision between the bucket wheel excavator 100 and the conveyor bridge wagon 105 or their booms 110 with surrounding machines, devices, people or the obstacle 125 shown as an example. In the present exemplary embodiment, the alignment of the unloading boom 115 of the conveyor bridge wagon 105 is also important opposite the bulk goods wagon 120 represents a second transfer point 170 which is also not fixed, since the bulk goods wagon 120 also has to be tracked in the feed direction 145 of the bucket wheel excavator 100.

Denn die je- weils freie Übergabe des Schüttguts an den beiden Ubergabepunkten 165, 170 während desBecause the free transfer of the bulk material at the two transfer points 165, 170 during the

Vorschubs des Schaufelradbaggers 100 in der zweiten Pfeilrichtung 145 erfordert eine steti- ge Anpassung bzw. Nachjustierung der jeweiligen beiden Übergabepunkte 165, 170, und zwar zwischen dem Schaufelradbagger 100 und dem Förderbrückenwagen 105 einerseits und zwischen dem Förderbrückenwagen und dem Schüttgutwagen 120 andererseits. Daher kann es auch an dem zweiten Übergabepunkt 170 zu kritischen bzw. bedrohlichen Fahr- zeug- oder Personenkollisionen kommen. Es ist hierbei anzumerken, dass der Schüttgutwagen 120 in dem vorliegenden Ausführungs- beispiel ein schienengebundenes Transportfahrzeug, z.B. einen Güterwagen eines entspre- chenden Schienentransportnetzes darstellt. Allerdings kann der Abtransport des Schüttgutes auch mittels Radladerfahrzeugen, z.B. Großmuldenkippern, erfolgen. Insbesondere auch durch solche Radladerfahrzeuge kann es zu kritischen bzw. bedrohlichen Fahrzeug- oder Personenkollisionen kommen.Advancing the bucket wheel excavator 100 in the second arrow direction 145 requires constant adjustment or readjustment of the respective two transfer points 165, 170, namely between the bucket wheel excavator 100 and the conveyor bridge wagon 105 on the one hand and between the conveyor bridge wagon and the bulk goods wagon 120 on the other hand. Therefore, critical or threatening collisions with vehicles or people can also occur at the second transfer point 170. It should be noted here that the bulk goods wagon 120 in the present exemplary embodiment is a rail-mounted transport vehicle, e.g. represents a freight wagon of a corresponding rail transport network. However, the removal of the bulk material can also be carried out by means of wheel loader vehicles, e.g. Large dump trucks. In particular, such wheel loader vehicles can lead to critical or threatening vehicle or personal collisions.

Es ist ferner anzumerken, dass der Schaufelradbagger 100, gemäß einer alternativen Gerä- teanordnung bzw. gemäß einem alternativen Anwendungsszenario, den Schüttgutwagen 120 mittels eines an dem Schaufelradbagger 100 angeordneten Entladeauslegers auch di- rekt mit Schüttgut beschicken kann, wobei in diesem Szenario kein Förderbrückenwagen 105 dazwischen angeordnet sein muss. Ein solches Szenario kommt meist dann in Betracht, wenn der räumliche Abstand zwischen dem Schaufelradbagger 100 und dem Schüttgutwa- gen 120 im vorgesehenen Betrieb stets so gering ist, dass eine direkte Übergabe des von dem Schaufelradbagger 100 gelieferten Schüttgutes, d.h. auch ohne ein zwischengeschalte- tes Fördergerät, möglich ist.It should also be noted that the bucket wheel excavator 100, according to an alternative device arrangement or according to an alternative application scenario, can also directly load the bulk goods wagon 120 by means of an unloading arm arranged on the bucket wheel excavator 100, with no conveyor bridge wagon 105 in this scenario must be arranged in between. Such a scenario usually comes into consideration when the spatial distance between the bucket wheel excavator 100 and the bulk goods wagon 120 in the intended operation is always so small that a direct transfer of the bulk goods delivered by the bucket wheel excavator 100, i.e. is also possible without an intermediate conveyor device.

Die genannten Sicherheitsanforderungen beim Betrieb einer in Figur 1 gezeigten Förderanla- ge können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Einrichtung mittels einer geeigne- ten Sensorik und durch automatisierte kollisionsverhindernde Anpassungen, z.B. an den ge- nannten Übergabepunkten 165, 170, wirksam erfüllt werden. Als Sensorik werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in der Figur 3 gezeigte GPS-Sensoren 300 — 330 ange- nommen.The mentioned safety requirements for the operation of a conveyor system shown in FIG. 1 can be met with the method and the device according to the invention by means of a suitable sensor system and automated adaptations to prevent collisions, e.g. at the aforementioned transfer points 165, 170 are effectively fulfilled. In the present exemplary embodiment, GPS sensors 300-330 shown in FIG. 3 are assumed to be sensors.

Die Zuverlässigkeit des hierin beschriebenen Verfahrens bzw. der Einrichtung wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel durch ein lernfähiges Verfahren, z.B. mittels eines künstli- chen neuronalen Netzes (KNN), zusätzlich verbessert. In dem vorliegenden Ausführungsbei- spiel werden als Eingangsgrößen des KNN die folgenden, mittels einer genannten Sensorik 300 — 330 erfassten Betriebsgrößen der Abraumanlage berücksichtigt und auf deren Grund-In the present exemplary embodiment, the reliability of the method or device described herein is determined by an adaptive method, e.g. using an artificial neural network (ANN), additionally improved. In the present exemplary embodiment, the following operating variables of the overburden system recorded by means of a named sensor system 300-330 are taken into account as input variables of the ANN and based on their basic

lage eine Klassifizierung oder Klassierung einer vorliegenden Betriebssituation vorgenom- men: - Die aktuelle Position des Schaufelradbaggers 100, - der aktuelle Drehwinkel des Entladeauslegers 160 des Schaufelradbaggers 100, - die aktuelle Position des Förderbrückenwagens 105, - der aktuelle Drehwinkel des Förderbrückenwagens 105. Es ist hierbei anzumerken, dass bevorzugt sowohl relative als auch absolute Positions- und/oder Winkeldaten erfasst und ausgewertet werden.The current position of the bucket wheel excavator 100, the current angle of rotation of the unloading boom 160 of the bucket wheel excavator 100, the current position of the conveyor bridge wagon 105, the current rotation angle of the conveyor bridge wagon 105. It is here It should be noted that both relative and absolute position and / or angle data are preferably recorded and evaluated.

Bei der Klassifizierung des Anlagenzustandes auf der Grundlage der vorliegenden Betriebs- größen bzw. Betriebsdaten, und zwar in Bezug auf mögliche Kollisionen von Anlagenteilen untereinander sowie von Anlagenteilen mit nicht zur Anlage gehörigen Objekten, wird für die aktuelle Betriebssituation eine entsprechende, momentane Situationsklasse erzeugt. Diese Situationsklasse lässt sich anhand der in Figur 1 gezeigten Abraumanlage bzw. dort enthal- tenen Förderkette veranschaulichen und betrifft somit den gesamten, in Figur 1 gezeigten Geräteverbund.When classifying the system status on the basis of the available operating parameters or operating data, specifically with regard to possible collisions between system parts and between system parts and objects that do not belong to the system, a corresponding, current situation class is generated for the current operating situation. This situation class can be illustrated with the aid of the overburden system shown in FIG. 1 or the conveyor chain contained there and thus relates to the entire device network shown in FIG.

Hierbei ist anzumerken, dass bei einer hier betroffenen Abraumanlage insbesondere das Er- fordernis besteht, dass mehrere der genannten Betriebsgrößen bzw. der entsprechenden Messgrößen gleichzeitig geregelt werden müssen. Daher kann mit den aus der klassischen Automatisierungstechnik bekannten Methoden der linearen Regelungstechnik, z.B. eines PI- Reglers, ein optimaler Betrieb einer solchen Anlage nicht sichergestellt werden.It should be noted here that, in the case of an overburden plant affected here, there is a particular requirement that several of the specified operating parameters or the corresponding measured parameters must be controlled simultaneously. Therefore, with the methods of linear control technology known from classic automation technology, e.g. a PI controller, optimal operation of such a system cannot be guaranteed.

Bei der Klassifizierung der Betriebssituation werden die Messwerte der genannten Betriebs- größen, d.h. Positions- und/oder Winkeldaten, analysiert und klassifiziert 203 bzw. zu Klas- sen zusammengefasst. Anhand des Klassifizierungsergebnisses wird eine potenziell bevor- stehende, kollisionskritische Betriebssituation erkannt 205. Die Klassifizierung kann z.B. an- hand von an sich bekannten Clustermethoden, z.B. anhand des bekannten „k-mean“-Ansat- zes, erfolgen. Eine jeweils so gebildete Klasse beschreibt dann eine spezifische Betriebssi- tuation der Anlage mit einem bestimmten Kollisionsrisiko.When classifying the operating situation, the measured values of the specified operating parameters, i.e. Position and / or angle data, analyzed and classified 203 or combined into classes. On the basis of the classification result, a potentially imminent, collision-critical operating situation is recognized 205. The classification can e.g. using cluster methods known per se, e.g. using the well-known “k-mean” approach. Each class formed in this way then describes a specific operating situation of the system with a certain risk of collision.

Nach der Klassifikation der Betriebssituation im Hinblick auf mögliche Kollisionen wird diese Betriebssituation in einen konkreten Anlagenzustand übergeführt. Diese Zustandsüberfüh- rung ist in der Figur 4 illustriert. Der Anlagenzustand berücksichtigt dabei, neben der aktuel- len Betriebssituation, zusätzlich vorangegangene Anlagenzustände. Dadurch lässt sich dieAfter the operating situation has been classified with regard to possible collisions, this operating situation is converted into a specific system state. This state transition is illustrated in FIG. In addition to the current operating situation, the system status also takes into account previous system statuses. This allows the

Betriebssituation über einen längeren Zeitraum auswerten. Darüber hinaus erlaubt die Zu- standsüberführung eine Synchronisation zwischen verschiedenen Anlagenteilen. Die techni- sche Implementierung der Zustandsüberführung erfolgt in dem vorliegenden Ausführungs- beispiel in an sich bekannter Weise mittels entsprechender Zustandsmaschinen.Evaluate the operating situation over a longer period. In addition, the status transfer allows synchronization between different system parts. In the present exemplary embodiment, the technical implementation of the status transfer takes place in a manner known per se by means of corresponding status machines.

Das in Figur 4 gezeigte Zustandsdiagramm geht aus von einem Ausgangszustand 400 (‚SO‘) der Anlage. In einem durch einen ersten Zustandsübergang 420 (,21°) hervorgerufenen Zwi- schenzustand 405 (,S1°) ergeben sich in dem vorliegenden Beispiel zwei mögliche Folgezu- stände 410, 415 (‚S2‘ und ‚S3‘). Anhand der Klassifikation einer vorliegenden Betriebssituati- on ergibt sich entweder anhand eines zweiten Zustandsübergangs 425 (‚Z2‘) der erste Fol- gezustand 410 (,S2°) oder anhand eines dritten Zustandsübergangs 430 (‚Z3‘) der zweite Folgezustand 415 (,S3°).The state diagram shown in FIG. 4 is based on an initial state 400 (“SO”) of the system. In an intermediate state 405 (, S1 °) brought about by a first state transition 420 (, 21 °), two possible subsequent states 410, 415 (“S2” and “S3”) result in the present example. On the basis of the classification of an existing operating situation, either the first subsequent state 410 (, S2 °) or the second subsequent state 415 (, S3) using a third state transition 430 (“Z3”) result from a second state transition 425 (“Z2”) °).

Es wird nun angenommen, dass einer der beiden möglichen Folgezustände 410 (,S2”), 415 (S3° eine Kollisionssituation beinhaltet, z.B. der Folgezustand 415 (‚S3‘). Eine solche Kollisi- onssituation kann z.B. ein im weiteren Betrieb der Anlage wahrscheinlich bevorstehender Zusammenstoß zwischen dem in Figur 1 gezeigten Entladeausleger 160 des Schaufelrad- baggers 100 und dem Zuladeausleger 110 des Förderbrückenwagens 105 sein.It is now assumed that one of the two possible subsequent states 410 (, S2 ”), 415 (S3 °) contains a collision situation, eg the subsequent state 415 (“ S3 ”). Such a collision situation can, for example, become probable during further operation of the system imminent collision between the unloading boom 160 of the bucket wheel excavator 100 shown in FIG. 1 and the loading boom 110 of the conveyor bridge wagon 105.

Nachdem der momentane Betriebszustand der Anlage und ein wahrscheinlicher Folgezu- stand der Anlage mit einer möglichen Kollision in der beschriebenen Weise bestimmt worden sind, erfolgt zunächst eine Auswahl von für den vorliegenden Anlagenzustand geeigneter Regelungsstrategien zur wirksamen Verhinderung einer solchen Kollision. Diese Auswahl kann z.B. durch die Auswahl von Sollwerten für die jeweiligen Regelungen der einzelnen Ge- räte, oder gemeinsam für sämtliche Geräte des Geräteverbunds der Abraumanlage, erfol- gen.After the current operating status of the system and a likely subsequent status of the system with a possible collision have been determined in the manner described, control strategies suitable for the current system status are first selected to effectively prevent such a collision. This selection can e.g. by selecting setpoints for the respective controls of the individual devices, or jointly for all devices in the device network of the overburden system.

Die Figur 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäBen Verfahrens bzw. der Ein- richtung anhand eines kombinierten Block-/Flussdiagramms.FIG. 2 shows an exemplary embodiment of the method or the device according to the invention on the basis of a combined block / flow diagram.

Das gezeigte Verfahren basiert in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zu Vereinfa- chungszwecken auf einer Sensorik 200 nur zur Erfassung von relevanten Ortsdaten, z.B. von Ortsdaten der an den in Figur 1 gezeigten Übergabepunkten 165, 170 beteiligten Abbau- bzw. Fördergeräte 100, 105, 120 sowie von in der Umgebung des Schaufelradbaggers 100 sich möglicherweise befindlichen weiteren Hindernissen (z.B. das in Figur 1 gezeigte Hinder- nis 125).In the present exemplary embodiment, the method shown is based, for purposes of simplification, on a sensor system 200 only for the acquisition of relevant location data, e.g. of location data of the mining or conveying devices 100, 105, 120 involved in the transfer points 165, 170 shown in FIG. 1 as well as of other obstacles that may be in the vicinity of the bucket wheel excavator 100 (e.g. the obstacle 125 shown in FIG. 1).

Die Sensorik 200 umfasst in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wenigstens zwei Trans- ponder und/oder ein „LiDar“-Radarsystem, welche z.B. in den Bereichen der Übergabepunk- te 165, 170 der jeweils beteiligten Fördergeräte 100, 105, 120 angeordnet sind (siehe Figur 1). Alternativ können die Positionen bzw. Ausrichtungen der an den Übergabepunkten 165, 170 beteiligten Fördergeräte 100, 105, 120 auch mittels satellitenbasierter GPS-Daten oder optisch ermittelt werden. Mittels der von der Sensorik 200 gelieferten Sensor- bzw. Ortsdaten 203 des Schaufelrad- baggers 100 und des Förderbrückenwagens 105 bezüglich des in Figur 1 gezeigten ersten Übergabepunktes 165 einerseits, sowie bezüglich des zweiten Übergabepunktes 170 Orts- daten des Förderbrückenwagens 105 einerseits und des Schüttgutwagens 120 andererseits, erfolgt eine prädiktive Planung des Abbauprozesses bzw. der entsprechend erforderlichen Nachführung der gesamten Fördergerätekette mittels eines an sich bekannten, insbesondere echtzeitfähigen Industrie-PCs (IPC) 205. Anhand der Sensordaten 203 werden in Echtzeit zur Kollisionsverhinderung geeignete Betriebsdaten für die beteiligten Fördergeräte 100, 105, 120 generiert.In the present exemplary embodiment, the sensor system 200 comprises at least two transponders and / or a “LiDar” radar system, which e.g. are arranged in the areas of the transfer points 165, 170 of the conveyor devices 100, 105, 120 involved in each case (see FIG. 1). Alternatively, the positions or orientations of the conveying devices 100, 105, 120 involved at the transfer points 165, 170 can also be determined by means of satellite-based GPS data or optically. By means of the sensor or location data 203 of the bucket wheel excavator 100 and the conveyor bridge wagon 105 supplied by the sensor system 200 with regard to the first transfer point 165 shown in FIG. 1 on the one hand, and with regard to the second transfer point 170 local data of the conveyor bridge wagon 105 on the one hand and the bulk goods wagon 120 On the other hand, there is a predictive planning of the dismantling process or the corresponding necessary tracking of the entire conveyor chain by means of a known, in particular real-time-capable industrial PC (IPC) 205. On the basis of the sensor data 203, suitable operating data for the involved conveyor 100, 105, 120 generated.

Dabei erfolgt eine modellbasierte Situationsklassierung bzw. —klassifizierung in der vorbe- schriebenen Weise, wobei mögliche Freiheitsgrade bei der Bewegung der beteiligten Förder- geräte 100, 105, 120 berücksichtigt werden.A model-based situation classification or classification takes place in the manner described above, with possible degrees of freedom in the movement of the conveyor devices 100, 105, 120 involved being taken into account.

Auf der Grundlage der so berechneten Klassifizierung werden dann die genannten Betriebs- daten für die beteiligten Fördergeräte 100, 105, 120 erzeugt.On the basis of the classification calculated in this way, the specified operating data for the conveyor devices 100, 105, 120 involved are then generated.

Bei der prädiktiven Planung der Bewegung des gesamten Geräteverbundes werden in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auch mögliche Zeitabläufe bei der Bewegung des Ab- raumbaggers bzw. seines Schaufelrades sowie bei der Bewegung des Förderbrückenwa- gens und den Schüttgutwagens berechnet.In the case of the predictive planning of the movement of the entire device network, possible time sequences for the movement of the excavator or its bucket wheel and for the movement of the conveyor bridge wagon and the bulk material wagon are also calculated in the present exemplary embodiment.

Auf der Grundlage der von dem IPC 205 bereitgestellten Betriebsdaten 207 wird der gesam- te Geräteverbund 100, 105, 120 mittels einer speicherprogrammierbaren Steuerung (PLC) 210 so angesteuert, dass mögliche Kollisionen durch geeignete Ausweichmanöver und/oder durch eine Abschaltung einer betroffenen Aktorik eines der beteiligten Geräte 100, 105, 120 wirksam verhindert werden. Die Ansteuerung erfolgt dabei z.B. anhand entsprechender Fahrbefehle bzw. entsprechender Schwenkbewegungen des Schaufelrades 135 des Schau- felradbaggers 100 sowie der beweglichen Förderbrücke 110, 115 des FörderbrückenwagensOn the basis of the operating data 207 provided by the IPC 205, the entire device network 100, 105, 120 is controlled by means of a programmable logic controller (PLC) 210 in such a way that possible collisions by suitable evasive maneuvers and / or by switching off an affected actuator system of one of the participating devices 100, 105, 120 are effectively prevented. The control takes place e.g. on the basis of corresponding travel commands or corresponding pivoting movements of the bucket wheel 135 of the bucket wheel excavator 100 and the movable conveyor bridge 110, 115 of the conveyor bridge wagon

105.105.

Das Verfahren zur Verhinderung von Kollisionen kann alternativ oder zusätzlich auf einer be- rechneten Modellsimulation eines in der Figur 1 gezeigten (lokalen) Fördergeräteverbunds beruhen. Die genannte Modellrechnung kann zum einen eine modellbasierte Simulation der möglichen Bewegungsabläufe (Kinematik) und damit entsprechende Vorhersage (Prädiktion) der Bewegung des lokalen Fördergeräteverbunds umfassen. Die Vorhersage betrifft dabei insbesondere der bei möglichen Bewegungsabläufen erforderliche Positionen und/oder ent- sprechende räumliche Ausrichtungen der beteiligten Fördergeräte 100, 105, 120.The method for preventing collisions can alternatively or additionally be based on a calculated model simulation of a (local) conveyor device network shown in FIG. The above-mentioned model calculation can include, on the one hand, a model-based simulation of the possible movement sequences (kinematics) and thus corresponding prediction (prediction) of the movement of the local conveyor device network. The prediction relates in particular to the positions and / or corresponding spatial alignments of the conveyor devices 100, 105, 120 involved in possible movement sequences.

Ein Ausführungsbeispiel einer modellbasierten Simulation ist in der Figur 5 schematisch dar- gestellt. In diesem Beispielszenario geht es um eine mögliche Kollision deines Schaufelrad- baggers 500 mit einem im Bereich einer Abbaukante angeordneten bzw. angenommenen Hindernis 530. Der Bagger 500 weist modellgemäß vereinfachend lediglich einen Kettenan- trieb 505 sowie ein an einem Ausleger 510 angeordnetes Schaufelrad 515 auf. Das Schau- felrad 515 ist in der gezeigten Pfeilrichtung 520 schwenkbar, um durch den Schwenkbetrieb an der Abraumkante Material abbauen bzw. abtragen zu können.An exemplary embodiment of a model-based simulation is shown schematically in FIG. This example scenario is about a possible collision of your bucket wheel excavator 500 with an obstacle 530 arranged or assumed in the area of a cutting edge. According to the model, the excavator 500 has only one chain drive 505 and a bucket wheel 515 arranged on a boom 510 for simplification purposes. The bucket wheel 515 can be pivoted in the arrow direction 520 shown in order to be able to break down or remove material from the spoil edge by the pivoting operation.

Gemäß einer vorliegenden Betriebsplanung bzw. eines geplanten Geräteeinsatzes für den Abbaubetrieb der gezeigten Anlage erfolgt der Vorschub des Baggers 500 in der gezeigten Pfeilrichtung 525. In der gezeigten rechten Endposition 522 des Schaufelrads 515 würde es bei einer weiteren Vorschubbewegung des Baggers in der Pfeilrichtung 525 zu einem Zu- sammenstoß zwischen dem Schaufelrad 515 und dem Hindernis 530 kommen. Zur wirksa- men Verhinderung einer Kollision des Schaufelrads 515 mit dem Hindernis 530 ergeben sich vorliegend drei alternative Betriebs- bzw. Vorschubweisen bzw. Umgehungspfade des Bag- gers 500.According to an existing operational plan or a planned use of equipment for the mining operation of the system shown, the excavator 500 is advanced in the direction of arrow 525 shown. In the right end position 522 of the bucket wheel 515 shown, a further advance movement of the excavator in the direction of arrow 525 would result in a The impeller 515 and the obstacle 530 collide. In order to effectively prevent a collision of the bucket wheel 515 with the obstacle 530, there are three alternative modes of operation or advancement or bypass paths of the excavator 500.

Gemäß einem ersten, möglichen Umgehungspfad 535 führt der Bagger 500 eine nach links ausladende Bewegung aus, wodurch das Schaufelrad 515 in seiner rechten Endposition 522 links an dem Hindernis 530 vorbeigeführt wird und damit nicht mehr mit dem Hindernis 530 kollidieren kann. Vorteilhaft an diesem Umgehungspfad 535 ist, dass keine Ausfallzeit (,dow- ntime”) der Anlage bzw. des Betriebs des Baggers 500 erforderlich ist. Er hat allerdings den Nachteil, dass es zu einem erheblichen räumlichen und zeitlichen Eingriff in den geplanten Abbauprozess kommt, wobei zudem die Abbaugeometrie an der in Figur 1 schematisch ge- zeigten Abbaukante 130 erheblich verändert wird und somit der Abbauprozess entsprechend angepasst werden muss.According to a first possible bypass path 535, the excavator 500 executes a movement extending to the left, whereby the bucket wheel 515 in its right end position 522 is guided past the obstacle 530 on the left and can therefore no longer collide with the obstacle 530. The advantage of this bypass path 535 is that no downtime of the installation or operation of the excavator 500 is required. However, it has the disadvantage that there is a considerable spatial and temporal intervention in the planned degradation process, the degradation geometry at the degradation edge 130 shown schematically in FIG. 1 being changed considerably and the degradation process thus having to be adapted accordingly.

Gemäß einem zweiten, möglichen Umgehungspfad 540 führt der Bagger 500 eine nach rechts abzweigende Bewegung aus, wodurch das Schaufelrad 515 insbesondere in seiner linken Endposition 524 rechts an dem Hindernis 530 vorbeigeführt wird und damit nicht mehr mit dem Hindernis 530 kollidieren kann.According to a second, possible bypass path 540, the excavator 500 executes a movement branching off to the right, as a result of which the bucket wheel 515 is guided past the obstacle 530 on the right, especially in its left end position 524, and can therefore no longer collide with the obstacle 530.

Es ist hierbei allerdings anzumerken, dass das Vor- beiführen des Baggers 500 vor dem Hindernis 530 im Ergebnis zu einer zumindest zeitweili- gen Ausfallzeit („downtime“) der Anlage führt, das der Bagger 500 die Abbaukante 130 im besten Fall verzögert erreicht und erst danach den Abbaubetrieb wieder aufnehmen kann.It should be noted here, however, that the passing of the excavator 500 in front of the obstacle 530 results in at least a temporary downtime of the system, since the excavator 500 reaches the excavation edge 130 with a delay in the best case and only then can then resume mining operations.

Gemäß einer dritten Betriebsweise 545 führt der Bagger 500 rechtzeitig vor Erreichen des Hindernisses 530 einen ‚NOT-Stopp‘, d.h. eine genannte Ausfallzeit („downtime“) der Anlage, durch.According to a third operating mode 545, the excavator 500 carries out an 'EMERGENCY stop' in good time before it reaches the obstacle 530, i.e. a so-called downtime of the system.

Auch dadurch kann eine genannte Kollision mit dem Hindernis 530 wirksam verhin- dert werden.This also makes it possible to effectively prevent the above-mentioned collision with the obstacle 530.

Gegenüber dieser dritten Alternative sind die ersten beiden Alternativen zu be- vorzugen, da diese den weiteren Betrieb des Baggers bzw. der Anlage ermöglichen bzw. ge- währleisten.Compared to this third alternative, the first two alternatives are to be preferred because they enable or guarantee the continued operation of the excavator or the system.

Denn eine genannte Ausfallzeit der gesamten Anlage ist möglichst zu verhin- dern.Because a specified downtime of the entire system is to be prevented as far as possible.

Ein mögliches Kollisionspotenzial kann durch einen Vergleich der von dem Schaufelrad wäh- rend der Auslenkbewegung überschrittenen Fläche Apanung, Pzw. der entsprechenden Einhül- lenden, mit der vom dem Hindernis 530 überdeckten Fläche AHindemis ermittelt werden.A possible collision potential can be determined by a comparison of the area Apanung, Pzw, exceeded by the paddle wheel during the deflection movement. the corresponding envelope, with the area AHindemis covered by the obstacle 530, can be determined.

Eine Kollision wird dabei prädiziert, wenn die Bedingung Akindernis € Apıanung erfüllt ist.A collision is predicted if the condition Akinderis € Apıanung is met.

Ist diese Be- dingung nicht erfüllt, wird keine Kollision prädiziert.If this condition is not met, no collision is predicted.

Zusätzlich kann an dem Abraumbagger 100 eine fotografisch oder ebenfalls sensorisch er- mittelte Umfeld- bzw.In addition, a photographically or sensor-determined environment or

Umgebungserkennung zur räumlichen Überwachung der Abraumkante und insbesondere möglicher Hindernisse, z.B. im Wege stehende geologische Objekte oder die geologische Beschaffenheit an der Abbaufront, z.B.Environment detection for spatial monitoring of the spoil edge and in particular possible obstacles, e.g. Geological objects standing in the way or the geological condition at the mining front, e.g.

Findlinge, relativ große, nicht abbau- bare und/oder mittels der vorliegenden Fördertechnik förderbare bzw. verarbeitbare Ge- steinsvorkommen, oder im Abbau- bzw.Boulders, relatively large rock deposits which cannot be mined and / or which can be conveyed or processed by means of the present conveyor technology, or in mining or processing.

Förderbereich befindliche Personen, vorgesehen sein, um eine kollisionsverhindernde Planung des gesamten Abbau- bzw.Persons located in the conveying area, in order to carry out a collision-preventing planning of the entire dismantling or

Abraumprozesses im Voraus durchführen zu können.To be able to carry out the stripping process in advance.

Die Umfeld- bzw.The environment or

Umgebungserfassung erfolgt durch ein (Ab-)Scannen der Umgebung mit- tels an sich bekannter Sensorik, insbesondere mittels auf unterschiedlichen physikalischen Messprinzipien beruhenden Sensoren.The environment is detected by scanning the environment by means of known sensors, in particular by means of sensors based on different physical measurement principles.

Dabei kann alternativ oder zusätzlich eine lokale Kar- tierung, z.B. mittels optischer Triangulation, erfolgen.As an alternative or in addition, a local mapping, e.g. by means of optical triangulation.

Auf den Ergebnissen dieser Umge- bungserfassung basierend wird eine statische Abbauplanung (sog. ,Minenplan”) erstellt, wel- che systematisch und prozessimmanent keine Kollisionen (mehr) aufweist.Based on the results of this survey of the surroundings, a static dismantling plan (so-called “mine plan”) is created which systematically and inherently does not have any collisions (any more).

Aufgrund der Dy-Due to the dy-

namik einer solchen Planung aufgrund von kontinuierlichen Veränderungen von Randbedin- gungen im Betrieb der Anlage ist es erforderlich, das Kollisionspotential fortwährend zu über- wachen und ggf. weitere kollisionsverhindernde Maßnahmen durchzuführen.Because of such a planning due to continuous changes in boundary conditions in the operation of the plant, it is necessary to continuously monitor the collision potential and, if necessary, to carry out further collision-preventing measures.

Inder Figur 3 ist die anhand der Figur 2 beschriebene, prädiktive Berechnungsmethode an- hand einer mögliche Kollisionen betreffenden Situationsklassierung in größerem Detail dar- gestellt.In FIG. 3, the predictive calculation method described with reference to FIG. 2 is shown in greater detail on the basis of a situation classification relating to possible collisions.

Dabei wird die in der Figur 1 gezeigte, aus einem Abraumbagger, einem Förderbrückenwa- gen und einem Schüttgutwagen bestehende Fördergerätekette bzw. Förderanlage verein- facht dargestellt. Dabei wird das Vorhandensein einer gemäß der Fig. 2 beschriebenen Sen- sorik angenommen, welche in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sieben GPS-Positions- sensoren aufweist. So sind an dem Schaufelradbagger 100 selbst ein erster Sensor 300 so- wie an dem Ende des an dem Schaufelradbaggers 100 vorgesehenen Förderbandes 160 ein zweiter Sensor 305 sowie im Bereich des Schaufelrades 135 ein dritter Sensor 310 angeord- net. Weiter sind an dem Förderbrückenwagen 105 selbst ein vierter Sensor 315, am Ende des Zuladeauslegers 110 ein fünfter Sensor 320 sowie am Ende des Entladeauslegers 115 ein sechster Sensor 325 angeordnet. Zusätzlich ist an dem Schüttgutwagen 120 selbst ein siebter Sensor 330 angeordnet.The conveyor chain or conveyor system shown in FIG. 1 and consisting of an overburden excavator, a conveyor bridge wagon and a bulk goods wagon is shown in a simplified manner. The presence of a sensor system described in accordance with FIG. 2 is assumed, which in the present exemplary embodiment has seven GPS position sensors. A first sensor 300 is arranged on the bucket wheel excavator 100 itself, a second sensor 305 is arranged on the end of the conveyor belt 160 provided on the bucket wheel excavator 100 and a third sensor 310 is arranged in the area of the bucket wheel 135. Furthermore, a fourth sensor 315 is arranged on the conveyor bridge car 105 itself, a fifth sensor 320 at the end of the loading boom 110 and a sixth sensor 325 at the end of the unloading boom 115. In addition, a seventh sensor 330 is arranged on the bulk goods wagon 120 itself.

Es ist anzumerken, dass aus den von der Sensorik 300 - 330 gelieferten Ortsdaten mittels üblicher Trigonometrie auch aktuelle Winkeldaten berechnet werden können. Die Winkelda- ten umfassen insbesondere einen ersten Winkel 335 zwischen der Vorschubrichtung 145 des Schaufelradbaggers und der Ausrichtung des Förderbandes 160, einen zweiten Winkel 340 zwischen der Vorschubrichtung 145 und dem Schaufelradausleger 150, sowie einen drit- ten Winkel 345 zwischen der Vorschubrichtung 350 des Förderbrückenwagens 105 und der Ausrichtung seines Zuladeauslegers 110 bzw. Entladeauslegers 115. Bei dem in Figur 3 gezeigten Abbauszenario ist auch das in Figur 1 bereits gezeigte Hinder- nis 125 eingezeichnet, welches eine Baumgruppe, eine oder mehrere Personen, ein unzu- lässig abgestelltes Fahrzeug, oder dergleichen sein kann. Es ist zudem anzumerken, dass die genannte Sensorik, anstatt mit einzelnen GPS-Sensoren 300 - 330, auch mittels eines Kamerasystems, eines Radarsystems oder mittels eines licht- bzw. laserbasierten Systems (z.B. „LiDar“) sowie entsprechender Auswertung von dabei er- fassten Bilddaten realisiert werden kann.It should be noted that current angle data can also be calculated from the location data supplied by the sensor system 300-330 by means of conventional trigonometry. The angle data include in particular a first angle 335 between the feed direction 145 of the bucket wheel excavator and the alignment of the conveyor belt 160, a second angle 340 between the feed direction 145 and the bucket wheel arm 150, and a third angle 345 between the feed direction 350 of the conveyor bridge wagon 105 and the orientation of its loading boom 110 or unloading boom 115. In the dismantling scenario shown in FIG. 3, the obstacle 125 already shown in FIG. 1 is drawn, which is a group of trees, one or more people, an illegally parked vehicle, or the like can be. It should also be noted that the named sensor system, instead of using individual GPS sensors 300-330, was also recorded by means of a camera system, a radar system or a light or laser-based system (eg “LiDar”) and a corresponding evaluation Image data can be realized.

Bei dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ferner anzumerken, dass bei Gerätean- ordnungen mit zwei oder mehreren Förderbrückenwagen entsprechend weitere Übergabe- punkte zu berücksichtigen sind, z.B. im Falle von zwei Förderbrückenwagen drei Übergabe- punkte mit einem zusätzlichen (hier nicht gezeigten) Übergabepunkt.In the exemplary embodiment shown in FIG. 3, it should also be noted that in the case of device arrangements with two or more conveyor bridge wagons, additional transfer points must be taken into account, e.g. in the case of two conveyor bridge cars, three transfer points with an additional transfer point (not shown here).

Aufgrund der fixen Anordnung des Zuladeauslegers 110 gegenüber dem Entladeausleger 115 des Förderbrückenwagens 105 sind bei der prädiktiven Ermittlung bzw. Planung der Be- wegung der gesamten Förderkette 100, 105, 120 jeweils korrekte Übergabepunkte 165, 170 zu berücksichtigen. Dadurch ist gewährleistet, dass die Endbereiche der beteiligten Förder- geräte 100, 105, 120 an den jeweiligen Übergabepunkten 165, 170 zu jedem Zeitpunkt des Abbauprozesses in vertikaler Richtung so angeordnet sind, z.B. möglichst übereinander, da- mit unterwegs kein Schüttgut verloren geht.Due to the fixed arrangement of the loading boom 110 opposite the unloading boom 115 of the conveyor bridge wagon 105, correct transfer points 165, 170 must be taken into account in the predictive determination or planning of the movement of the entire conveyor chain 100, 105, 120. This ensures that the end areas of the conveyor devices 100, 105, 120 involved at the respective transfer points 165, 170 are arranged in the vertical direction at all times during the dismantling process, e.g. If possible on top of one another, so that no bulk goods are lost on the way.

Die Prädiktion bzw. Planung des Abbauprozesses erfolgt dabei durch geeignete Anpassung der Vorschubgeschwindigkeit in der Bewegungsrichtung 145 des Abraumbaggers 100 in Richtung der Abraumkante 130. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der Ein- richtung wird die Prozessplanung so durchgeführt, dass Kollisionen einer hier betroffenen Abbau- bzw. Fördergerätekette wirksam verhindert werden.The prediction or planning of the mining process is carried out by suitable adaptation of the feed speed in the direction of movement 145 of the overburden excavator 100 in the direction of the overburden edge 130. According to the method or the device according to the invention, the process planning is carried out in such a way that collisions of the mining involved here or conveyor chain can be effectively prevented.

Als weitere bei der Prozessplanung zu berücksichtigende Einflussgröße wird vorliegend die Vorschubgeschwindigkeit in der Richtung 350 und der Ausrichtung des Förderbrückenwa- gens 105 in Bezug auf den Entladeausleger 160 des Abraumbaggers 100 sowie die Position des Schüttgutwagens 120 herangezogen.The feed speed in the direction 350 and the alignment of the conveyor bridge wagon 105 in relation to the unloading boom 160 of the excavator 100 and the position of the bulk goods wagon 120 are used as a further influencing variable to be taken into account in the process planning.

Dadurch ergeben sich bei der Planung bzw. Prädiktion des in Figur 3 veranschaulichten Ab- bauprozesses insgesamt die folgenden Variablen bzw. für die Kollisionsverhinderung rele- vanten Betriebsdaten: - Die Position des Abraumbaggers 100, - der Drehwinkel des Entladeauslegers 160 des Abraumbaggers 100, - die Position des Förderbrückenwagens 105, - der Drehwinkel der Förderbrücke 110, 115 des Förderbrückenwagens 105, - die Position des Schüttgutwagens 120, sowie ggf. zusätzlich - die Position eines ggf. sensorisch erfassten Hindernisses 125.As a result, when planning or predicting the mining process illustrated in FIG. 3, the following variables or operational data relevant for collision avoidance result: the position of the excavator 100, the angle of rotation of the unloading boom 160 of the excavator 100 Position of the conveyor bridge wagon 105, - the angle of rotation of the conveyor bridge 110, 115 of the conveyor bridge wagon 105, - the position of the bulk material wagon 120 and, if applicable, additionally - the position of an obstacle 125 detected by sensors.

Anhand der so gewonnenen Betriebsdaten erfolgt eine Klassierung einer aktuell vorliegen- den Betriebssituation einer hier betroffenen Abbau- bzw. Fördergerätekette mittels entweder eines automatisierten Klassifizierungsverfahrens oder eines automatisierten Klassierungs- verfahrens.The operating data obtained in this way is used to classify a currently existing operating situation of the mining or conveyor chain involved here using either an automated classification method or an automated classification method.

Das Klassifizierungsverfahren kann bekanntermaßen analytisch, numerisch, mittels eines Entscheidungsbaums, oder durch Mustererkennung z.B. mittels eines neuronalen Netzes ausgeführt werden. Mittels des Klassifikationsverfahrens erfolgt dann im vorliegenden Fall in an sich bekannter Weise eine Einteilung (Klassierung) von Betriebssituationen in Klassen mittels eines sog. „Klassifikators“ bzw. eines entsprechenden Algorithmus‘.The classification method can be known analytically, numerically, by means of a decision tree, or by pattern recognition e.g. be carried out by means of a neural network. In the present case, the classification method then uses a so-called “classifier” or a corresponding algorithm ‘to divide (classify) operating situations in a manner known per se.

Im Gegensatz dazu werden bei einem Klassierungsverfahren Betriebssituationen in bereits existierende Klassen eingeordnet. Bei dem Klassierungsverfahren werden genannte, aktuelle Positions- und/oder Winkeldaten der beteiligten Fördergeräte 100, 105, 120 erfasst die so erfassten Positions- und/oder Win- keldaten in der vorbeschriebenen Weise in eine im Vorfeld empirisch ermittelte Situations- klasse klassifiziert. Anhand des Klassifizierungsergebnisses wird dann auf eine bevorstehen- de, kollisionskritische Betriebssituation geschlossen.In contrast to this, with a classification method, operating situations are classified in existing classes. In the classification method, the named current position and / or angle data of the conveying devices 100, 105, 120 involved are recorded, the position and / or angle data recorded in this way are classified into a situation class empirically determined beforehand in the manner described above. Based on the classification result, an imminent, collision-critical operating situation is concluded.

Claims

1. A method for the collision-preventing operation of a mining / conveyor system which can be used in particular in open-cast mining and which comprises at least one mobile and movable mining device (100) for generating bulk material and at least one first conveyor device (105) for transporting the excavated bulk material, thereby indicates that current position and / or angle data (203) for the at least one excavation device (100) and the at least one first conveyor device (105) are recorded and that the position or angle data (203) recorded in this way a possibly imminent, collision-critical operating situation is recognized (205).

2. The method according to claim 1, characterized in that a classification into a situation class is carried out (205) based on the recorded position and / or angle data (203) and that a possibly imminent, collision-critical operating situation is recognized (205) based on the classification result ).

3. The method according to claim 2, characterized in that currently recorded position and / or angle data (203) are classified using the classified situation classes and an imminent, collision-critical operating situation is deduced from the classification result (205).

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that operating data (207) are generated by means of which at least one dismantling device (100) and the at least one first conveying device (105) are controlled (210) to prevent collisions.

5. The method according to claim 4, characterized in that the control (210) takes place deterministically or by means of a control.

6. The method according to claim 4 or 5, characterized in that suitable evasive maneuvers and / or switching off at least one actuator of one of the dismantling / conveying devices (100, 105) involved are carried out for the control (210).

7. The method according to claim 6, characterized in that collision-preventing travel commands and / or pivoting and lifting movements of the at least one mining device (100) and of the at least one first conveyor device (105) are carried out.

8. The method according to claim 2 or 3, characterized in that at least the following operating data are taken into account in the classification or classification: the position of the at least one excavation device (100), - the angle of rotation of an unloading boom (160) of the excavation device (100) - the position of the at least one first conveyor device (105), - the angle of rotation (110, 115) of the at least one first conveyor device (105).

9. The method according to claim 8, characterized in that the position of at least one second conveyor device (120) and / or the position of an obstacle (125) are also taken into account to prevent collisions.

10. Computer program which is set up to carry out each step of a method according to one of claims 1 to 9.

11. Machine-readable data carrier on which a computer program according to claim 10 is stored.

12. Device which is set up, a mining / conveying system which can be used in particular in open-cast mining and which comprises at least one dismantling device (100) for producing bulk material and at least one first conveying device (105) for transporting the dismantled bulk material by means of a To control the method according to one of claims 1 to 8.

13. Device according to claim 12, characterized by a sensor system (200) for generating sensor data (203), a data processing unit (205) for performing a classification or classification according to one of claims 1 to 3 and 7 to 8 and for generating it of operating data (207), by means of which that at least one dismantling device (100) and the at least one first conveying device (105) are controlled by means of a control unit (210) to prevent collisions.