DE10201095C1 - Device for the automatic laying of balises in the track bed - Google Patents
Device for the automatic laying of balises in the track bedInfo
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Abstract
Eine Vorrichtung zur schnellen und präzisen Verlegung von Balisen im Gleisbett ist gekennzeichnet durch ein Schienenfahrzeug (1) mit einem Verlegeroboter (3), der einen Balisengreifer, eine Bohreinrichtung, eine Dübel-/Anker-Positioniereinrichtung und eine Verschraubungseinrichtung aufweist.A device for fast and precise laying of balises in the track bed is characterized by a rail vehicle (1) with a laying robot (3) which has a balise gripper, a drilling device, a dowel / anchor positioning device and a screwing device.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Verlegung von Balisen im Gleisbett.The invention relates to a device for automatic Laying balises in the track bed.
Bisher werden die Bali sen, deren Aufbau und Funktion beispielsweise aus Hornemann, Klaus: Eurobalise zur Geschwindigkeitsüberwachung von Nei- Tech-Zügen, Signal + Draht (90), 12/98, Seite 37-41 und Brau ner, Jens-Peter: Euro-Balise S21 von Siemens für den Fernver kehr, Signal+Draht (89), 5/97, Seite 5-10 bekannt sind, an den durch die signaltechnische Projektierung vorgegebenen Einbauorten manuell im Gleis verlegt. Diese Prozedur ist ex trem aufwendig, weil je nach Schwellentyp unterschiedliche Montageverfahren erforderlich sind. Im Hinblick auf eine schwingungsgesicherte Montage müssen Dübel-, Schraubanker- oder Klebeverfahren eingesetzt werden. Wegen montagespezifi scher Besonderheiten, beispielsweise Weichenbereich oder Schwellenneigung, kann sich die Notwendigkeit ergeben, den Verlegeort um einige Meter vor oder zurück zu setzen. Diese Abweichung vom vorgegebenen Montageort wird bisher bei den Einträgen im Streckenatlas nicht berücksichtigt. In Bahnhofs bereichen ist es üblich, nur den Fußpunkt der Balisen auf dem Hauptgleis zu referenzieren und diesen Referenzeintrag im Streckenatlas auch für Parallelgleise zu verwenden, obwohl die abgerollte Wegstrecke entsprechend länger ist. Auf diese Weise entstehen Ungenauigkeiten der Ortungsreferenz, welche von Bedeutung sind, weil die fahrzeugeigenen Ortungseinrich tungen bei Balisenüberfahrt stets auf den eingetragenen Refe renzpunkt rekalibriert werden und daher diese Ungenauigkeiten nicht kompensieren können. So far, the Bali sen, their structure and function from Hornemann, Klaus: Eurobalise for speed monitoring of Nei-Tech trains, Signal + Draht ( 90 ), 12/98, page 37-41 and Brauner, Jens-Peter: Euro -Balise S21 from Siemens for long-distance traffic, Signal + wire ( 89 ), 5/97, page 5-10 are known, manually installed in the track at the installation locations specified by the signaling engineering. This procedure is extremely complex because different installation procedures are required depending on the type of threshold. With regard to vibration-proof installation, dowel, screw anchor or adhesive methods must be used. Due to special assembly-specific features, such as the switch area or threshold inclination, it may be necessary to move the installation location forward or backward by a few meters. This deviation from the specified installation location has not been taken into account in the entries in the route atlas. In station areas, it is common to only reference the base point of the balises on the main track and to use this reference entry in the route atlas for parallel tracks, although the distance traveled is correspondingly longer. In this way, inaccuracies in the location reference arise, which are important because the vehicle's own location devices are always recalibrated to the entered reference point when crossing the balise and therefore cannot compensate for these inaccuracies.
Aus der DE 195 48 229 C1 ist ein Verfahren zur Positionsbe stimmung von Gleisverlegemaschinen auf der Basis geodätisch ermittelter Referenzpunkte bekannt, wobei der Abstand der Gleisverlegemaschine von den Referenzpunkten gemessen wird.DE 195 48 229 C1 describes a method for positioning tuning of track laying machines on the basis of geodesic determined reference points known, the distance between the Track laying machine is measured from the reference points.
Nach der DE 198 01 311 A1 wird ein GPS (Gobal Positioning System) verwendet, um Positionsdaten einer schienengebundenen Instandhaltungsmaschine zu ermitteln. Mit einer Videokamera der Instandhaltungsmaschine aufgenommene Bilder des Strecken zustandes lassen sich somit örtlich zuordnen.According to DE 198 01 311 A1, a GPS (Global Positioning System) used to track a rail Maintenance machine to determine. With a video camera images of the route taken by the maintenance machine state can thus be assigned locally.
Es ist üblich, die Verlegung, Programmierung, Kalibrierung und Prüfung der Balisen dem Auftragnehmer zu überlassen. Die genannten Teilvorgänge laufen nicht in einem Arbeitsgang ab und erfordern hohen manuellen Aufwand.It is common to lay, program, calibrate and examination of the balises to be left to the contractor. The mentioned sub-processes do not run in one work step and require a lot of manual effort.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung anzugeben, die eine wesentlich schnellere und ge nauere Verlegung der Balisen gestattet, wobei eine Verringe rung des Montageaufwandes und der entsprechenden Kosten ange strebt wird.The invention has for its object a generic Specify device that is a much faster and ge more precise laying of the balises allowed, with a reduction installation costs and the corresponding costs strives.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Verwendung eines Verlegeroboters, der mit einem Schienenfahrzeug zu den Verle georten transportiert wird, ergibt sich eine erhebliche Ein sparung hinsichtlich des Zeitaufwandes für die Montage und hinsichtlich der Kosten. Außerdem kann davon ausgegangen wer den, dass durch den Verlegeroboter eine sehr hohe und gleich bleibende, quasi ortsunabhängige Verlegequalität garantiert werden. Als Schienenfahrzeug kann beispielsweise eine Fahrla fette als Standardschienenfahrzeug oder auch ein Pritschen- Straßenfahrzeug mit Schienenrolleinrichtung verwendet werden. Der Verlegeroboter kann ein Standard-Hydraulikroboter sein.According to the invention the task with the characteristic Features of claim 1 solved. By using a Laying robot that uses a rail vehicle to install the is transported locally, there is a significant on saving in terms of time spent on assembly and in terms of cost. You can also assume who that by the laying robot a very high and the same permanent, virtually location-independent laying quality guaranteed become. As a rail vehicle, for example, a Fahrla fat as a standard rail vehicle or a flatbed Road vehicle with rail roller device can be used. The laying robot can be a standard hydraulic robot.
Das Schienenfahrzeug ist mit einem Leitsystem zur Steuerung diverser Parameter und peripherer Systeme versehen. Insbeson dere kann durch das Leitsystem auch die Vorortprogrammierung der zu verlegenden Balisen gesteuert werden. Über eine Kopp lungseinrichtung ist das Leitsystem mit mindestens einer Or tungseinrichtung verbunden. Das Ortungssystem kann mit fester oder ausschwenkbarer Mitlaufachse und aus Redundanzgründen zweifachem Wegimpulsgeber, Doppel-DGPS (Differencial Global Position System), Ortungsrechner für die abgerollte Wegstre cke und zweidimensionaler Koordinatenerfassung, beispielswei se nach Gauß-Krüger, versehen sein. Durch die exakte Ortsmes sung des tatsächlichen Verlegeortes sind hochgenaue Referenz eintragungen im Streckenatlas möglich. Die Erhöhung der Ka libriergüte führt zu einer Erhöhung der Ortungsgenauigkeit insgesamt. Bei gleichbleibenden Vorgaben für die Ungenauig keitsgrenzen der Balisenverlegung, die zur Gewährleistung der signaltechnischen Sicherheit ausreichen, ergibt sich eine viel höhere Genauigkeit der Eigenortung der die Balisen pas sierenden Züge. Der Referenzeintrag für den Balisenort stimmt mit dem tatsächlichen Balisenort sehr weitgehend überein, so dass dieser Referenzeintrag für den Abgleich von auf den Zü gen mitgeführten Ortungssystemen bestens geeignet ist.The rail vehicle is equipped with a control system for control various parameters and peripheral systems. Insbeson The control system can also do on-site programming of the balises to be installed. About a kopp lungseinrichtung is the control system with at least one Or connected device. The location system can be fixed or pivoting idle axis and for redundancy reasons double displacement encoder, double DGPS (Differencial Global Position System), location calculator for the rolled off road corner and two-dimensional coordinate acquisition, for example se according to Gauss-Kruger. Through the exact local measurement The actual installation location is a highly accurate reference entries in the route atlas possible. The increase in Ka Quality of the calibration leads to an increase in the location accuracy all in all. With the same specifications for the inaccurate Limits of laying the balises to ensure the sufficient signal safety, there is a much higher accuracy of self-location of the balises trains. The reference entry for the balise location is correct very closely match the actual balise location, so that this reference entry for the comparison of on the train against the location systems carried along.
Gemäß Anspruch 2 ist der Verlegeroboter nicht nur mit den primären Montagewerkzeugen ausgestattet, sondern übernimmt zusätzliche Funktionen, zum Beispiel messtechnischer Art oder eine Kalibrierung oder eine Videoüberwachung. Dadurch ergibt sich eine weitere Rationalisierung des Montageablaufes. According to claim 2, the laying robot is not only with the primary assembly tools, but takes over additional functions, for example measuring technology or a calibration or video surveillance. This gives further rationalization of the assembly process.
Das Leitsystem kann gemäß Anspruch 3 weiterhin mit einer au tomatischen Fahrzeugsteuerung verbunden sein. Das Vorrücken der automatischen Verlegevorrichtung bis zum nächsten Bali senverlegeort kann auf diese Weise automatisiert werden.The control system can according to claim 3 further with an au automatic vehicle control. The advance the automatic laying device to the next Bali In this way, the installation location can be automated.
Nach Anspruch 4 kann das Leitsystem darüber hinaus mit einem Balisen-Prüf- und Programmiergerät verbunden sein. Das Bali sen-Prüf- und Programmiergerät dient dabei sowohl zur Erstin betriebnahme der Balise als auch zur turnusmäßigen Überprü fung derselben im Rahmen eines Wartungsplanes.According to claim 4, the control system can also with Balise testing and programming device. The Bali sen testing and programming device is used both for the first time Commissioning of the balise as well as for regular checking the same as part of a maintenance plan.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines figürlich darge stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention is illustrated below with reference to a figure presented embodiment explained in more detail.
Die Figur zeigt eine schematisierte Darstellung der wichtigs ten Komponenten einer automatischen Balisenverlegevorrich tung.The figure shows a schematic representation of the important components of an automatic balise laying device tung.
Es ist ersichtlich, dass die automatische Balisenverlegevor richtung im wesentlichen aus einem Standard-Schienenfahrzeug 1 und einem Verlegeroboter 3 besteht. Der Verlegeroboter 3 besitzt einen Greifarm und einen Balisengreifer sowie Vor richtungen zum Bohren, Dübeln und Schrauben sowie zur senso rischen Messwerterfassung, optischen Kalibrierung und Video- Montageüberwachung. Das Standard-Schienenfahrzeug 1 ist mit einem Pritschenaufbau 2 mit Aufnahmen für Verlegematerial und den Verlegeroboter 3 versehen. Ein Leitsystem 4 umfasst eine Bedieneinrichtung, Steuer- und Regelungseinrichtung, ein Dis positionssystem zur Planung von Material, Montageabläufen und Wartungsintervallen sowie eine Lageerfassung mit Verlegeplan- Kontrolleinrichtung, Balisenprogrammierung und Kopplung zur Fahreinrichtung, zu einem Ortungssystem 5 und Funkübertra gungsmittel zur Kommunikation mit einer Leitzentrale. Das Or tungssystem 5 basiert insbesondere auf einem Doppel-DGPS (Differencial Global Position System). Eine automatische Fahrsteuerung 6 ist an das Leitsystem 4 gekoppelt. Ebenfalls an das Leitsystem gekoppelt ist ein Balisenprüf- und Program miergerät 7. Die automatische Balisenverlegevorrichtung ges tattet neben der Balisenverlegung auch die Referenzortbestim mung für einen Streckenatlas mit maximaler Genauigkeit und gegebenenfalls die Programmierung der Balisen sowie deren Prüfung, beispielsweise im Hinblick auf Plausibilität im Ver gleich zu vorgegebenen Balisenprojektierungen.It can be seen that the automatic balise laying device essentially consists of a standard rail vehicle 1 and a laying robot 3 . The installation robot 3 has a gripper arm and a balise gripper, as well as devices for drilling, doweling and screwing, as well as for sensor-based measured value acquisition, optical calibration and video assembly monitoring. The standard rail vehicle 1 is provided with a platform body 2 with receptacles for the laying material and the laying robot 3 . A control system 4 comprises an operating device, control and regulating device, a disposition system for planning material, assembly processes and maintenance intervals, as well as a position detection with routing plan control device, balise programming and coupling to the driving device, to a location system 5 and radio transmission means for communication with a control center. Location system 5 is based in particular on a double DGPS (Differential Global Position System). An automatic driving control 6 is coupled to the control system 4 . A balise testing and programming device 7 is also coupled to the control system. In addition to the balise laying, the automatic balise laying device also permits the reference location determination for a route atlas with maximum accuracy and, if necessary, the programming of the balises and their checking, for example with regard to plausibility in comparison with predetermined balise projections.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das vorstehend ange gebene Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Va rianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders gearte ter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch ma chen.The invention is not limited to the above given embodiment. Rather, a number of Va Rianten conceivable, which is fundamentally different ter execution of the features of the invention use ma chen.
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