DE102016002064A1

DE102016002064A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen, Kommunizieren und Anzeigen einer Einbaumaterialtemperatur

Info

Publication number: DE102016002064A1
Application number: DE102016002064.4A
Authority: DE
Inventors: John Marsolek; Nicholas Oetken
Original assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Current assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Priority date: 2015-02-25
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2016-08-25
Also published as: US9759708B2; US20160245785A1

Abstract

Eine Vorrichtung und ein Verfahren (500) zum Kommunizieren der Temperatur von Einbaumaterial auf einer Fläche, aufweisend das Empfangen von Temperatur- und Positionsinformationen (540) eines Teils des Einbaumaterials, Bestimmen mehrerer Temperaturvorhersagen für das Einbaumaterial, wobei jede mehreren Positionen des Einbaumaterials zugeordnet ist, mit einem Temperatur- und Positionsmodell (530) und Anzeigen der mehreren Temperaturvorhersagen für das Einbaumaterial an den mehreren Positionen des Einbaumaterials (570) bezüglich zumindest einer Maschine (12).

Description

Technisches Gebiet
Die Offenbarung betrifft allgemein Vorrichtungen und Verfahren, die beim Einbau verwendet werden und betrifft insbesondere Vorrichtung und Verfahren, die beim Einbau zum Bestimmen, Kommunizieren und Anzeigen von Positions- und Temperaturdaten des Einbaumaterials während des Einbaus zur Verwendung bei der Leitung von Einbaubetrieben und der Verbesserung der Einbauleistung verwendet werden.
Hintergrund
Eine große Vielfalt an Maschinen zum Einbauen und Verdichten von Einbaumaterial, wie beispielsweise Asphalt, wurde jahrzehntelang verwendet. Der Ausdruck „Asphalt” wird hierin bereit verwendet in Bezug auf die Klasse von Einbaumaterialien, die aus einem Zuschlagsstoff, der mit einem oder mehreren viskosen Materialien, wie beispielsweise Mineralölasphalt, gemischt ist, gebildet sind, unbeschadet anderer Definitionen für „Asphalt”. Ein konventioneller Ansatz für den Einbau einer Fläche, wie beispielsweise einer Straße oder eines Parkplatzes ist es, heißes Einbaumaterial auf einer vorbereiteten Unterlage mit einem Einbaufertiger (Einbaumaschine bzw. Straßenfertiger) zu verteilen, dem Einbaufertiger mit einer oder mehreren Verdichtungsmaschinen zum Verdichten des Materials hin zu einer gewünschten Dichte zu folgen und eine geeignete Oberflächengüte zu erhalten. Am häufigsten wird der Verdichtungsprozess mit Zweiwalzenverdichtungsmaschinen durchgeführt, die einer vordere Walze (Walzenbandage bzw. Trommel) und eine hintere Walze (Walzenbandage bzw. Trommel) aufweisen, die dazu dienen, die Maschine fortzubewegen und den Asphalt hin zu einem geeigneten Zustand über das Gewicht der Verdichtungsmaschine zu verdichten, häufig in Zusammenarbeit mit Walzenvibrationsvorrichtungen. Das Fertigstellen der Verdichtung kann häufig mehrere Durchläufe über die Asphaltdecke mit der Verdichtungsmaschine erfordern.
Ein typisches System zum Einbauen einer Arbeitsfläche, wie beispielsweise eines Parkplatzes oder einer Straße, kann viele unterschiedliche Maschinen aufweisen. Versorgungsmaschinen, wie beispielsweise Haldenlastwagen, können zur Lieferung von Einbaumaterial zum Verteilen und Verdichten auf einer Arbeitsfläche verwendet werden. Die Einbaufertiger können direkt von den Haldenlastwagen versorgt werden oder von anderen Materialtransportfahrzeugen. Die Einbaufertiger verteilen typischerweise das Einbaumaterial und führen eine Vorverdichtung einer „Decke” von Einbaumaterial mit einer an einem Hinterende des Einbaufertigers montierten Bohle durch. In vielen Systemen wird der Einbaufertiger relativ dicht von einer Verdichtungsmaschine (Verdichter), die im Stand der Technik als Vorwalzen bekannt sind, gefolgt. Eine andere Verdichtungsmaschine, die als eine Zwischenwalze bekannt ist, folgt häufig der Vorwalze, und eine Fertigwalze (Fertigglattwalze) kann in einigen Systemen hinter der Zwischenwalze folgen. Unterschiedliche Faktoren können die Effizienz und den Erfolg einer Einbauaufgabe beeinflussen, wie beispielsweise die Bedienererfahrung mit den verschiedenen Maschinen, Umgebungsbedingungen und die Temperatur des Einbaumaterials in den unterschiedlichen Stufen des Einbauprozesses. Das Bearbeiten von Einbaumaterial unter optimalen Temperaturbedingungen ist seit langem als wichtig erkannt, war aber bisher ohne manuelle Messungen durch Unterstützungspersonal schwierig zu gewährleisten und zu überprüfen.
Einbaumaterial wird typischerweise bei relativ hohen Temperaturen aus einer Asphaltfabrik beschafft. Zum Teil in Abhängigkeit von der Distanz, die eine Versorgungsmaschine bis zum Erreichen einer Baustelle fahren muss, Verkehr, der Umgebungstemperatur usw. kann der Asphalt bis zur Ablieferung etwas abkühlen. Der Fortschritt der Einbaufertiger und der Verdichtungsmaschinen kann ebenso variieren und Haldenlastwagen können zum Abladen des Einbaumaterials, wenn sich der Einbau verlangsamt hat, warten müssen. Die Art und Weise, auf die Einbaumaterial zu einem Einbaufertiger geliefert wird, kann sich über die Systeme ebenfalls unterscheiden, zum Beispiel über ein Materialtransportfahrzeugs oder „MTV” gegenüber einer direkten Belieferung von einem Haldenlastwagen. Aufgrund der Variablen, die den Zeitpunkt der unterschiedlichen Vorgänge in einem Einbauverfahren beeinflussen können, kann eine Temperatur des Einbaumaterials, wenn dieses schlussendlich den Einbaufertiger erreicht, zumindest etwas unvorhersehbar sein.
Sobald es in einen Einbaufertiger übergeben wurde, wird das Einbaumaterial dazu neigen, weiter abzukühlen, bevor es auf einer Arbeitsfläche verteilt wird. Das Ausmaß der Abkühlung kann, sobald es in dem Einbaufertiger ist, in Abhängigkeit von der Temperatur des Einbaumaterials bei der Lieferung, Umgebungsfaktoren, ordnungsgemäßem und nicht ordnungsgemäßem Betrieb des Einbaufertigers usw. variieren. In einigen Beispielen kann sich das Einbaumaterial innerhalb eines Einbaufertigers entmischen und daher können relativ kalte und relativ warme Materialtaschen innerhalb der Maschine bestehen, die zu einem unerwarteten Temperaturgradienten in dem Einbaumaterial führen, sobald es auf der Arbeitsfläche verteilt wird. Wenn das Einbaumaterial schlussendlich abgegeben und durch den Einbaufertiger verteilt, mit dessen Bohle behandelt und bereit zum Verdichten durch die unterschiedlichen Verdichtungsmaschinen ist, kann dessen Temperatur erheblich von einer erwarteten Temperatur abweichen und kann sogar ungleichmäßig von einer eingebauten Region zu der nächsten aufgrund des ungewollten Entmischens oder eines schwachen Mischens sein. Wie oben erwähnt, kann die Möglichkeit, mit dem Einbaumaterial unter bestimmten Bedingungen, wie beispielsweise einer optimalen Temperatur, zu arbeiten, häufig von überragender Wichtigkeit sein.
Zum Beispiel kann es in Abhängigkeit von der jeweiligen Mischung des Einbaumaterials einen Temperaturbereich aufweisen, der im Stand der Technik als die „weiche Zone” bekannt ist, in der ein Verdichtungsversuch wenig Aussicht auf Erfolg hat. Wenn Einbaumaterial sich in der weichen Zone befindet, kann es anfällig für Verschiebebewegungen sein und als eine Folge kann sich eine „Welle” vor der Verdichtungsmaschinenwalze bilden. In der Einbautechnik ist es wohlbekannt, dass eine erfolgreiche Verdichtung in einer von potenziell mehreren „optimalen Temperaturzonen” stattfinden kann, wenn die Einbaumaterialtemperatur entweder über der weichen Zone oder unter der weichen Zone aber über einer Minimaltemperatur ist. Idealerweise folgen die oben erwähnten Vorwalzen (Vorverdichtungswalzen) dem Einbaufertiger dicht genug, dass sie das Einbaumaterial verdichten, bevor es bis zu der weichen Zone oder der Minimaltemperatur abgekühlt ist. Zwischenwalzen folgen typischerweise genügend weit hinter der Vorwalze, damit das Einbaumaterial unter die weiche Zone zu der Zeit, zu der die Zwischenwalze einen jeweiligen Streifen Einbaumaterial erreicht hat, abgekühlt ist. Typischerweise ist es auch wünschenswert, dass die Fertigwalze verwendet wird, bevor das Einbaumaterial unter einer Minimaltemperatur, bei der das Einbaumaterial zu hart wird, abgekühlt ist.
Klebrige, zähflüssige Eigenschaften von heißem Einbaumaterial kann dieses dazu bringen, dort an Einbau- und Verdichtungsausstattung anzuhaften, wo relativ kalte Maschinenkomponenten in Berührung mit dem Einbaumaterial kommen. Diese Neigung von heißem Einbaumaterial, an Maschinenoberflächen anzuhaften, ist im Allgemeinen eine Funktion der Wärmeübertragung aus dem Einbaumaterial. Das Einbaumaterial kann erstarren und die Viskosität (Zähflüssigkeit) dort erhöhen, wo es durch die Berührung mit Maschinenoberflächen abgekühlt wird. Umso größer die Temperaturdifferenz zwischen dem Einbaumaterial und den Maschinenoberflächen ist, desto größer ist die Neigung des Einbaumaterials anzuhaften.
Während Einbaumaterial durch einen Straßenfertiger bzw. Deckenfertiger gelegt bzw. eingebaut wird, wird typischerweise eine als eine Bohle bekannte Komponente des Einbaufertigers zum Vorbereiten des Einbaumaterials für die Verdichtung verwendet. Bohlen weisen häufig ein metallisches Werkzeug (Gerät) mit einer Fläche, die über eine Schichtung bzw. Anhäufung von auf einer Arbeitsfläche abgelegtem Einbaumaterial zum Ebenen und leichten Verdichten des Einbaumaterials in Vorbereitung der weiteren Bearbeitung durch eine Verdichtungsmaschine gleitet bzw. schwimmt, auf. Die Wirksamkeit der Bohle und die schlussendliche Qualität des Einbauauftrags kann dort beeinflusst werden, wo das Einbaumaterial an der Bohle anhaftet, anstatt gleichmäßig über die Bohlenflächen zu gleiten. Mit anderen Worten gesagt, kann an der Bohle festgeklebtes Einbaumaterial die Fähigkeit der Bohle beeinflussen, eine Einbaumaterialdecke bereitzustellen, die zum Endbearbeiten mit einer Verdichtungsmaschine geeignet ist. Unregelmäßigkeiten in der Einbaumaterialdecke, die vor der (den) Verdichtungsmaschine(n) abgelegt wird, kann zur Unebenheit in der später verdichteten Oberfläche führen.
Zusätzlich zu den Herausforderungen, in erster Linie erfolgreich einzubauen, haben viele Verwaltungsbereiche jetzt Datenaufzeichnungen verfügt, die sich auf die Einbaumaterialtemperatur und Maschinenaktivitäten während eines Einbaubetriebs beziehen. Aufzeichnungen von solchen Betriebsvorgängen auf einer Einbaubaustelle ermöglichen Einbauunternehmen, zu dokumentieren, dass der Einbau innerhalb der Anforderungen durchgeführt wurde und beziehen sich häufig auf eine Vertragsgültigkeit und -boni sowie bauliche Aspekte der Vorhersage und Fehlersuche bzw. Forensik. Ein Standardverfahren für diesen Typ der Datenaufzeichnung wurde bisher vornehmlich auf manuelle Beobachtung und Aufzeichnung der Temperatur des Einbaumaterials während der Bearbeitung einer bestimmten Fläche gestützt.
Ein Weg zum Überwachen der Straßenbelagstemperatur für den Verdichtungsbetrieb ist im US-Patent mit der Nummer 6,749,364 mit dem Titel „Temperaturmessung zum Steuern von Einbau- und Verdichtungsbetrieben” (engl. „Temperature Sensing for Controlling Paving and Compaction Operations” offenbart. Das US-Patent mit der Nummer 6,749,364 offenbart ein Straßenbelagstemperaturüberwachungssystem in einem Straßenfertigerfahrzeug mit einem Temperatursensor und einer Anzeigevorrichtung, die ein durch den Temperatursensor gesendetes elektrisches Signal empfangen und eine dem Signal entsprechende grafische Darstellung erzeugen kann.
Was folglich benötigt wird, ist eine Vorrichtung und ein Verfahren, zum Bestimmen, Kommunizieren und Anzeigen der Einbaumaterialtemperatur in Verbindung mit einem Temperaturvorhersage- und Positionsmodell für Bediener von Einbau- und Verdichtungsmaschinen.
Zusammenfassung
Gemäß einem Aspekt ist eine Vorrichtung offenbart, die dazu ausgebildet, eine Temperaturvorhersage für ein Einbaumaterial an mehreren Positionen zu bestimmen und anzuzeigen, wobei die Vorrichtung einen Prozessor, der dazu ausgebildet ist, Temperatur- und Positionsinformationen eines Teils des Einbaumaterials zu empfangen, der Prozessor ferner dazu ausgebildet ist, mehrere Temperaturvorhersagen für das Einbaumaterial mit einem Temperatur- und Positionsmodell, wobei jede der mehreren Temperaturvorhersagen mehreren Positionen des Einbaumaterials zugeordnet ist, zu bestimmen, und eine Anzeige, die dazu ausgebildet ist, die mehreren Temperaturvorhersagen für das Einbaumaterial an den mehreren Positionen des Einbaumaterials bezüglich zumindest einer Maschine anzuzeigen, aufweist.
Gemäß einem anderen Aspekt ist ein Verfahren zum Bestimmen und Anzeigen einer Temperaturvorhersage für ein Einbaumaterial an mehreren Positionen offenbart, wobei das Verfahren das Empfangen von Temperatur- und Positionsinformationen eines Teils des Einbaumaterials mit einem Prozessor, das Bestimmen mehrerer Temperaturvorhersagen für das Einbaumaterial, wobei jede mehreren Positionen des Einbaumaterials zugeordnet ist, mit einem Temperatur- und Positionsmodell mit dem Prozessor, und das Anzeigen der mehreren Temperaturvorhersagen für das Einbaumaterial an den mehreren Positionen des Einbaumaterials bezüglich zumindest einer Maschine mit einer Anzeige aufweist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt ein System, in dem ein Einbaufertiger ein Einbaumaterial auf einer durch mehrere Verdichtungsmaschinen zu verdichtende Fläche gemäß einem Aspekt der Offenbarung ablegt.
2 zeigt ein System, in dem ein Einbaufertiger ein Einbaumaterial auf einer Fläche ablegt, die durch mehrere Verdichtungsmaschinen zu verdichten ist, von denen eine in eine weiche Zone eintritt.
3 zeigt ein System, in dem ein Einbaufertiger ein Einbaumaterial auf einer Fläche ablegt, die durch mehrere Verdichtungsmaschinen zu verdichten ist, die eine weiche Zone gemäß einem Aspekt der Offenbarung vermeiden.
4 zeigt eine Bedienerschnittstelle mit einer Anzeigevorrichtung, die Temperaturzonen und die Einbau- und Verdichtungsmaschinen relativ zu den Temperaturzonen gemäß einem Aspekt der Offenbarung anzeigt.
5 stellt ein Verfahren des Anzeigens und Kommunizierens der Temperatur- und Positionsdaten, die sich auf das Verdichten von Einbaumaterial in Verbindung mit einem Positionstemperaturmodell beziehen, gemäß einem Aspekt der Offenbarung im Detail dar.
6 zeigt eine detaillierte Ansicht der Komponenten der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der Offenbarung.
7 zeigt eine beispielhafte Ansicht der Temperatur- und Positionsinformationen, die auf der Anzeigevorrichtung gemäß einem Aspekt der Offenbarung angezeigt werden.
Detaillierte Beschreibung
1 zeigt einen Betrieb bzw. Betriebsvorgang, in dem ein Einbaufertiger Einbaumaterial auf eine durch mehrere Verdichtungsmaschinen zu verdichtende Fläche gemäß einem Aspekt der Offenbarung ablegt bzw. einbaut. Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Einbaubetrieb 10 gemäß der Offenbarung gezeigt. Der Einbaubetrieb 10 kann eine oder mehrere Maschinen, zum Beispiel mehrere unterschiedliche Maschinen, oder sogar mehrere identische Maschinen gemäß bestimmter Aspekte, aufweisen. Jede der Maschinen des Einbaubetriebs ist dazu ausgebildet, auf ein Einbaumaterial einzuwirken bzw. mit diesem zu interagieren, wobei typischerweise ein bestimmter Typ von Arbeit daran ausgeführt wird. Gemäß einem beispielhaften Aspekt kann der Einbaubetrieb 10 einen Einbaufertiger (Einbaumaschine bzw. Straßenfertiger(-maschine)) 12 und drei Verdichtungsmaschinen (Verdichter) 14, 16 und 18 aufweisen. Die (Boden-)Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 können Asphaltverdichter, Luftreifenverdichteter oder dergleichen sein, und können jeweils ein vorderes Bodeneingriffsbauteil 31b–d, ein hinteres Bodeneingriffselement 33b–d und eine Leistungsquelle (nicht gezeigt), die das vordere Bodeneingriffsbauteil 31b–d und/oder das hintere Bodeneingriffselement 33b–d antreibt, aufweisen. Eine oder mehrere Versorgungsmaschinen 90, wie beispielsweise ein Haldenlastwagen, ein Materialtransportfahrzeug usw., kann vorgesehen sein, die Einbaumaterial zu den anderen Maschinen des Einbaubetriebs 10 zum Einbauen einer Arbeitsfläche zuführen.
Während nur bestimmte Maschinen gezeigt sind, sollte erkannt werden, dass für vergleichsweise große Einbauaufträge zusätzliche Einbaufertiger 12, zusätzliche Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18, zusätzliche Versorgungsmaschinen 90 usw. Teil des Einbaubetriebs 10 sein können. Zudem können, während gemäß vieler Aspekte der Einbaubetrieb 10 beim Einbauen einer bestimmten Arbeitsfläche, wie beispielsweise eines Streifens bzw. einer Strecke einer Straße, eines Parkplatzes usw., verwendet wird, gemäß anderer Aspekte zusätzliche Maschinen bei anderen Arbeitsflächen Teil eines großen integrierten Einbaubetriebs, der die Maschinen des in 1 gezeigten Einbaubetriebs 10 aufweist, sein können. Zum Beispiel könnten zwei oder mehr „Einbauzüge”, wobei jeder mehrere Maschinen aufweist, die in verschiedenen Abschnitten einer Straße positioniert sind, billigerweise alle als Teil eines hierin betrachteten Einbaubetriebs in Erwägung gezogen werden. Gemäß weiterer anderer Aspekte können die Bestimmungs-, Kommunikations- und Anzeigeaspekte der Offenbarung in einem Einbaubetrieb mit nur einer einzelnen Maschine ausgebildet sein. In allen Versionen ist die Offenbarung dazu gedacht, wesentliche Vorteile gegenüber Einbaubetrieben des Standes der Technik mit Blick auf Echtzeitoptimierung der Einbauqualität und Fehler- und Vorhersageanalyse von Einbauparametern, wie weiter hierin beschrieben ist, zur Verfügung zu stellen.
Gemäß dem dargestellten Aspekt kann der Einbaufertiger 12 einen Rahmen 20, der einen Satz Bodeneingriffselemente 22 (zum Beispiel Räder oder Raupen), die an diesem montiert sind, sowie eine Bohle 24 zum Bearbeiten des Einbaumaterials auf eine herkömmliche Weise aufweisen. Der Einbaufertiger 12 kann ferner einen Aufnahmebehälter bzw. Einfülltrichter 21 zum Aufnehmen von mittels der Versorgungsmaschinen 90 oder einer anderen Versorgungsmaschine zugeführtem Einbaumaterial und ein Förderersystem 23, das Einbaumaterial von dem Aufnahmebehälter 21 zu der Bohle 24 überführen kann, aufweisen. Der Einbaufertiger 12 kann einen Empfänger 28a aufweisen, der an dem Rahmen 20 montiert ist und der elektronische Signale umfassend Positionsdaten für den Einbaufertiger 12 empfangen kann. Die über den Empfänger 28a empfangenen Positionsdaten können geographische Positionsdaten wie beispielsweise hierin definierte Satellitenpositionsbestimmungssystemsignale, Lokalpositionsbestimmungssignale oder Positionsdaten, die eine Position des Einbaufertigers 12 relativ zu anderen Maschinen des Einbaubetriebs 10 angeben, aufweisen. Alarmbefehle, Navigationsbefehle, wie beispielsweise Startbefehle, Stoppbefehle, Maschinengeschwindigkeitsbefehle, Förderergeschwindigkeitsbefehle, Bewegungsrichtungsbefehle usw., können auch über den Empfänger 28a empfangen werden sowie Datensignale von anderen Maschinen des Einbaubetriebs 10 aufweisend hierin beschriebe Einbaumaterialtemperaturdaten und Maschinenpositionsdaten. Der Einbaufertiger 12 kann ferner eine Signalvorrichtung, wie beispielsweise einen Sender 30a, zum Ausgeben von Datensignalen, Ausgeben von Steuersignalen zu anderen Maschinen oder dergleichen aufweisen, die an dem Rahmen 20 montiert (befestigt) ist. Eine Anzeigevorrichtung 38, wie beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige-(LCD)Vorrichtung, kann an dem Rahmen montiert oder an einem anderen Ort in dem Einbaufertiger 12 zum Betrachten durch einen Bediener positioniert sein. Es sollte beachtet werden, dass der Empfänger 28a und der Sender 30a als ein Sendeempfänger kombiniert werden können.
Gemäß einem Aspekt kann die Anzeigevorrichtung 38 dazu ausgebildet sein, eine Karte einer Arbeitsfläche anzuzeigen, die Symbole, Einbaumaterialtemperatur usw. aufweist und die eine oder mehrere der Maschinen des Einbaubetriebs 10 relativ zu Temperaturzonen des Einbaumaterials an der Oberfläche, auf die das Einbaumaterial aufgetragen wird, darstellt. Die Anzeigevorrichtung 38 kann eine Kathodenstrahlröhre (CRC), eine Leuchtdiodenanzeige (LED), eine Elektrolumineszenzanzeige (ELD), ein Plasmaanzeigepanel (PDP), ein LCD, eine organische Leuchtdiodenanzeige (OLED) oder jegliche andere Anzeigetechnologie sein. Die Information kann simultan angezeigt werden oder der Benutzer kann mit einer Eingabevorrichtung, wie beispielsweise Knöpfen oder, wenn die Anzeige ein Berührungsbildschirm (Touchscreen) ist, mit Symbolen auf der Anzeige zum Wechseln durch die verschiedenen Informationstypen zur Anzeige, interagieren. Die Anzeigevorrichtung 38 kann ein Touchscreen sein. Gemäß einem beispielhaften Aspekt kann die Touchscreenanzeige eine Gegenwart und Position einer Berührung eines Benutzers innerhalb der Anzeigefläche erfassen, zum Beispiel, ein Berühren der Anzeigevorrichtung 38 mit einem Finger, einem Eingabestift (Stylus) oder einer Hand.
In einem Betrieb kann die Anzeigevorrichtung 38 verschiedene mit Anwendungen zur Ausführung zugeordneten Objekte anzeigen. Zum Beispiel kann ein Benutzer die Anzeigevorrichtung 38 zum Interagieren mit Objekten auf der Anzeigevorrichtung 38 berühren. D. h., das Berühren eines Objekts kann eine dem Objekt zugeordnete Anwendung ausführen, die in dem computerlesbaren Medium oder Speicher 34 gespeichert ist. Zusätzlich oder alternativ kann das Berühren eines Objekts ein Menü mit Optionen, die von dem Benutzer auszuwählen sind, öffnen. Die Anzeigevorrichtung 38 kann mehrere Objekte aufweisen, mit denen ein Benutzer interagieren kann. Zudem kann die Anzeigevorrichtung 38 mehrere Bildschirme (Bildschirmmasken) aufweisen, wobei die Anzeigevorrichtung 38 jeweils einen Bildschirm anzeigt. Der Benutzer kann mit der Anzeigevorrichtung 38 zum Bewegen eines Bildschirms zur Ansicht auf der Anzeigevorrichtung 38 interagieren. Verschiedene Objekte können auf jedem der Bildschirme positioniert sein. Die Touchscreenanzeige kann als ein widerstandsgesteuerter Touchscreen, ein Oberflächenakustikwellen-Touchscreen, ein kapazitiver Touchscreen, Eigenkapazitätssensoren, Infrarotsensoren, Dispersionssignaltechnologie, Akustikpulserkennung oder dergleichen implementiert sein.
Die Anzeigevorrichtung 38 kann allgemein dazu ausgebildet sein, eine grafische Benutzerschnittstelle (GUI) anzuzeigen, die eine einfach zu benutzende visuelle Schnittstelle zwischen einem Benutzer und dem Betriebssystem oder der Anwendung (den Anwendungen), die auf der Anzeigevorrichtung 38 laufen, bereitstellt. Im Allgemeinen präsentiert die GUI Programme, Dateien und Betriebsoptionen mit grafischen Bilder. Während des Betriebs, kann der Benutzer verschiedene grafische Bilder, die auf der Anzeigevorrichtung 38 angezeigt werden, zum Initiieren von diesen zugeordneten Funktionen und Aufgaben, auswählen und aktivieren.
Die Anzeigevorrichtung 38 kann auch zum Anzeigen einer Temperatur und Position des Einbaumaterials in einer Arbeitsfläche aus Gründen, die sich aus der nachfolgenden Beschreibung ergeben, ausgebildet sein. Die Temperatur- und Positionsinformationen können Temperaturzonen zeigen, die der Temperatur des Einbaumaterials an unterschiedlichen Standorten bzw. Positionen zusammen mit dem Standort des Einbaufertigers 12 und der Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 entsprechen. Die Temperatur- und Positionsinformationen können einzig auf der Temperatur des Einbaumaterials an (vor-)gegebenen Standorten basieren oder kann auch die Zusammensetzung des Einbaumaterials, dessen Temperatur bei Abholung von dem Lieferanten, die Zeit bis zur Lieferung, die Deckendicke, die Umgebungslufttemperatur, Temperatur und Feuchtegehalt des darunterliegenden Bodens oder anderer Tragschichten, Windgeschwindigkeit, Sonneneinstrahlung, Niederschlag, Luftfeuchtigkeit, ob Einbaumaterial direkt zu den Einbaufertigern von Haldenlastwagen geliefert wird und dergleichen berücksichtigen. Die Temperatur- und Positionsinformationen können automatisch bestimmt und basierend auf der Messung von relevanten Daten aktualisiert werden oder können in die Anzeigevorrichtung 38 eingegeben werden und auf einem Positionstemperaturmodell basieren. Die Positions- und Temperaturdaten können zu der Anzeigevorrichtung 38 übertragen werden und die Anzeigevorrichtung 8 kann die Daten in eine Anzeige auf der Anzeigevorrichtung 38 umwandeln. Dieses Verfahren kann zum kontinuierlichen oder periodischen Bestimmen des Temperatur- und Positionsmodells wiederholt werden.
Ein computerlesbares Medium oder ein computerlesbarer Speicher 34, wie beispielsweise RAM, ROM, Flash-Speicher, eine Festplatte usw., kann auch an dem Rahmen 20 oder an anderer Stelle in dem Einbaufertiger 12 montiert sein. Gemäß einem Aspekt kann der computerlesbare Speicher 34 Programmanweisungen aufweisen, die darauf aufgezeichneten computerausführbaren Code zum Ausführen von einer oder mehreren der weiter hierin beschriebenen Steuerfunktionen der Offenbarung aufweisen. Der computerlesbare Speicher 34 kann auch dazu ausgebildet sein, elektronische Daten, die einem Betrieb des Einbaubetriebs 10 zugeordnet sind, aufzuweisen, die in diesem über eine Speicherschreibvorrichtung aufgezeichnet wurden, aufweisend, zum Beispiel, Temperaturdaten für das Einbaumaterial, mit dem der Einbaubetrieb 10 interagiert, Positionsdaten, Zeitdaten und Hubanzahldaten (Höhenanzahl bzw. Schichtanzahl). Gemäß einem Aspekt kann der computerlesbare Speicher 34 Temperaturdaten, die von einem Temperatursensor 26a, der zum Beispiel an der Bohne 24 montiert ist, gesammelt wurden und die während des Betriebs in diesen aufgezeichnet wurden sowie Maschinenpositionsdaten, die über den Empfänger 28a empfangen wurden, aufweisen. Der Sensor 26a kann optische Temperatursensoren, wie beispielsweise Infrarotkameras, aufweisen, wohingegen gemäß anderer Aspekte, der Sensor 26a einen nicht-optischen Sensor, wie beispielsweise ein digitales oder analoges Thermometer, aufweisen kann. Der Sensor 26a kann analog oder digital sein oder kann ein Thermistor, ein Thermoelement, eine Infrarotkamera, eine integrierte Infrarotsensorschaltung oder dergleichen sein. Zudem kann der Sensor 26a als mehrere Sensoren implementiert sein.
Während der Sensor 26a so gezeigt ist, dass er über der Bohle 24 montiert ist, sodass er eine Temperatur des auf einer Arbeitsfläche abgelegten und bei Fortschreiten des Einbaus hinter der Bohle 24 positionieren Einbaumaterials abtasten (scannen) kann, ist die Offenbarung nicht darauf beschränkt. Gemäß anderer Aspekte kann der Sensor 26a an verschiedenen Positionen in dem Einbaufertiger 12 montiert sein und kann sogar eine Einbaumaterialtemperatur innerhalb des Einbaufertigers 12 messen. Die Sensoren 26b, 26c und 26d können beispielsweise in den Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 zum Messen der Einbaumaterialtemperatur, wenn die Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 über das Einbaumaterial fahren, montiert sein. Ferner kann jeder der Sensoren 26a, 26b, 26c und 26d jeweils als mehrere Sensoren implementiert sein, die eine Temperatur von mehreren unterschiedlichen Flächen beziehen.
Ein Einbausteuersystem 11, von dem der computerlesbare Speicher 34 ein Teil sein kann, kann auch vorgesehen sein, das eine elektronische Steuereinheit 32 aufweist, die mit jedem von dem Empfänger 28a, dem Sender 30a, der Anzeigevorrichtung 38, dem Speicher 34 und dem Sensor 26a gekoppelt bzw. verbunden ist. Die elektronische Steuereinheit 32 kann ein Steuermodul aufweisen, das die oben genannte Speicherschreibvorrichtung aufweist. Das Einbausteuersystem 11 ist untenstehend genauer beschrieben.
Die Verdichtungsmaschine 14 kann eine „Vor-”Walze aufweisen, die gewöhnlich relativ dicht hinter dem Einbaufertiger 12 folgen wird, sodass sie das von dem Einbaufertiger 12 verteilte Einbaumaterial verdichten kann, während das Einbaumaterial noch relativ heiß und innerhalb der optimalen Temperaturzone ist (gezeigt in 4 und 7 als 96). Das Verdichten mit den Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18, wenn das Einbaumaterial noch relativ heiß und innerhalb der optimalen Temperaturzone 96 ist, kann der Verdichtungsmaschine 14 erlauben, einen relativ großen Anteil der Gesamtverdichtung, die für eine bestimmte Höhe bzw. Hub von Einbaumaterial gewünscht ist, auszuführen, da relativ heißeres Einbaumaterial relativ einfach fließt und daher relativ einfach verdichtet werden kann. Gemäß einem Aspekt kann die Verdichtungsmaschine 14 primär zum Verdichten des Einbaumaterials, das noch nicht bis hin zu einem „weiche Zone”- bzw. „Empfindlichkeitszone”-Temperaturbereich abgekühlt ist, verwendet werden. Wie oben beschrieben ist, ist die „weiche Zone” ein Temperaturbereich, bei dem sich Einbaumaterial vor einer Walze der sich fortbewegenden Verdichtungsmaschine 14 bewegt oder aufschiebt, was im Allgemeinen zu einem unerwünschten Verdichtungsversuch führt. Der aktuelle bzw. tatsächliche Temperaturbereich, bei dem ein Einbaumaterial innerhalb der weichen Zone sein wird, wird von der jeweiligen Einbaumaterialmischung abhängen und kann gemäß einem Aspekt in die weiche Zone eintreten, wenn die Temperatur in einem Bereich ist, der basierend auf den Eigenschaften des Einbaumaterials variieren kann. Einbaumaterial kann unter der weichen Zone sein, wenn dessen Temperatur innerhalb eines anderen Bereichs fällt. Folglich wird es typischerweise wünschenswert sein, Einbaumaterial mit der Verdichtungsmaschine 14 zu verdichten, wenn die Temperatur innerhalb eines richtigen bzw. geeigneten Bereichs ist.
Die Verdichtungsmaschine 14 kann ferner einen Empfänger 28b aufweisen, der Positionssignale und/oder Steuerbefehle, wie beispielsweise Maschinennavigationssignale, ähnlich zu dem Einbaufertiger 12 empfangen kann. Der Empfänger 28b kann beispielsweise eine kabellose Antenne und eine zugeordnete Schaltung, die für eine Datenübertragung unter Verwendung zumindest eines Datenübertragungsprotokolls, wie beispielsweise Wi-Fi, Bluetooth, einen hierin definierten Kommunikationskanal und/oder dergleichen und/oder Kombinationen davon, ausgebildet ist (sind), aufweisen.
Die Verdichtungsmaschine 14 kann auch einen Sensor 26b aufweisen, der an dieser montiert ist und der eine Temperatur des Einbaumaterials, mit dem die Verdichtungsmaschine 14 interagiert oder mit dem sie interagiert hat, misst, wiederum ähnlich zu dem des Einbaufertigers 12. Der Sensor 26b kann auch eine Umgebungstemperatur messen und kann ferner dazu ausgebildet sein, andere Daten, wie beispielsweise die Zusammensetzung des Einbaumaterials, dessen Temperatur bei Abholung von dem Lieferanten, die Zeit bis zur Lieferung, die Deckendicke, die Umgebungslufttemperatur, Temperatur und Feuchtegehalt des darunterliegenden Bodens oder einer anderen Tragschicht, die Windgeschwindigkeit, Sonneneinstrahlung, Niederschlag, Luftfeuchtigkeit, ob das Einbaumaterial direkt zu dem Einbaufertiger von den Haldenlastwagen geliefert wird und dergleichen messen.
Ein Sender 30b kann auch an der Verdichtungsmaschine 14 zum Übertragen von Positionsdaten, die eine relative oder geographische Position der Verdichtungsmaschine 14 angeben, sowie von elektronischen Daten, wie beispielsweise Temperaturdaten, die über den Sensor 26b aufgenommen wurden, montiert sein. Gemäß einigen Aspekten kann die Verdichtungsmaschine 14 eine Vibrationsvorrichtung aufweisen, wie Einbaufachleuten bekannt sein wird.
Die Verdichtungsmaschine 16 kann eine Zwischenwalze aufweisen, die Einbaumaterial verdichtet, das bereits zumindest einmal durch die Verdichtungsmaschine 14 verdichtet wurde. Die Verdichtungsmaschine 16 kann auch einen Empfänger 28c, einen Sensor 26c und einen Sender 30c aufweisen, die jeweils Funktionen aufweisen, die ähnlich zu den entsprechenden Merkmalen der anderen hierin beschriebenen Maschinen sein können. Typischerweise ist es wünschenswert, das Einbaumaterial mit der Verdichtungsmaschine 16 zu verdichten, nachdem das Einbaumaterial auf eine Temperatur unter der weichen Zone und innerhalb einer der optimalen Temperaturzonen 96 abgekühlt ist. Die Verdichtungsmaschine 16 kann eine Vorrichtung zum Messen einer Ebenheit (Glätte) und/oder Steifigkeit des Einbaumaterials aufweisen, die Einbaufachleuten bekannt ist, und der Sender 30c kann zum Übertragen von Daten, die Ebenheits- und/oder Steifigkeitsdaten zur Verwendung in der Systemsteuerung und/oder Vertragsprüfung bzw. -bestätigung usw., wie hierin beschrieben ist, ausgestattet sein.
Gemäß dem dargestellten Aspekt überträgt jede der Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 Temperatur- und Positionsdaten, die über die elektronische Steuereinheit 32 verarbeitet und zum Anzeigen einer Temperatur- und Positionskarte über die Anzeigevorrichtung 38 verwendet werden können und ferner beim Steuern einer Maschinenpositionierung, des Betriebs und anderer hierin beschriebener Faktoren verwendet werden können. Der Einbaufertiger 12 kann als eine Kommandozentrale dienen, in der der Einbaufortschritt, der Maschinenstandort und die Einbaumaterialtemperatur überwacht wird und Daten aufgezeichnet werden. Der Einbaubetrieb 10 könnte allerdings alternativ so ausgebildet sein, dass jegliche der anderen Maschinen einer oder mehreren dieser Funktionen dient und gemäß einigen Aspekten kann eine Fernkommandozentrale verwendet werden. Folglich kann der Standort und die Verteilung der unterschiedlichen Teile der Messausrüstung, Datenverarbeitung und -aufzeichnung, Kartenanzeige usw. sich wesentlich von dem in 1 dargestellten Aspekt unterscheiden.
Die Verdichtungsmaschine 18 kann gleichermaßen einen Empfänger 28d und einen Sender 30d aufweisen. Die Verdichtungsmaschine 18 kann eine Fertigwalze aufweisen, die eine Fertigverdichtung des Einbaumaterials in einer bestimmten Höhe durchführt und kann relativ dicht hinter der Verdichtungsmaschine 16 folgen. In einigen Beispielen kann es gewünscht sein, das Einbaumaterial mit der Verdichtungsmaschine 18 zu verdichten, bevor es unter eine Temperatur in dem Bereich von ungefähr 50°C bis ungefähr 65°C abgekühlt ist. Auch dort wo Einbaumaterial bis zu einem bestimmten relativen Verdichtungszustand verdichtet ist, kann, wenn die Verdichtung bei einer zu niedrigen Temperatur stattfindet, die Zusammensetzung in dem Einbaumaterial brechen, was Lücken bzw. Hohlräume erzeugt, die die Langzeitlebensfähigkeit der verdichteten Oberfläche negativ beeinflussen können. Zu diesem Zweck kann die Verdichtungsmaschine 18 auch einen Sensor 26d zum Überprüfen, ob die Fertigverdichtung bei einer geeigneten Einbaumaterialtemperatur stattfindet, aufweisen.
Wie oben beschrieben ist, kann das Überwachen und Datenaufzeichnen mit Bezug zu dem Einbaubetrieb 10 an einer Vielzahl von Standorten stattfinden, entweder an Bord einer der Maschinen 12, 14, 16, 18, 90 oder in einer separaten Kommandozentrale. Es wird in Erwägung gezogen, dass für zumindest bestimmte Einbauaufträge, der Einbaubetrieb 10 mit einer oder mehreren Steuerstationen, die separat von jeder der entsprechenden Maschinen vorgesehen sind, verwendet werden kann. Eine Steuerstation 80 kann ein Teil des Einbaubetriebs 10 sein, die einen Computer aufweisen kann, der von einem Einbauvorarbeiter, Techniker usw. überwacht wird, und Signale (zum Beispiel Temperatur- und Positionsdaten) von irgendeiner oder allen Maschinen des Einbaubetriebs 10 empfangen kann und zum Ausgeben der Temperatur- und Positionsdaten zu irgendeiner oder allen Maschinen des Einbaubetriebs 10 ausgebildet sein kann. Wie oben beschrieben ist, kann das Einbausteuersystem 11 eine elektronische Steuereinheit zum Verarbeiten von elektronischen Daten, die während des Betriebs des Einbaubetriebs 10 erzeugt werden, und zum Ausgeben von geeigneten Temperatur- und Positionsinformationen sowie zum Abspeichern von elektronischen Daten aufweisen. Die Steuerstation 80 kann als eine Alternativ- oder Zusatzkommandozentrale dienen, in der Personal den Einbaufortschritt, die Maschinenposition, die Einbaumaterialtemperatur und dergleichen überwachen kann. Zu diesem Zweck kann die Steuerstation 80 auch einen Empfänger 86, eine elektronische Steuerung 82, einen Speicher 84 und einen Sender 85 aufweisen. Die elektronische Steuerung 82 kann auch eine Speicherschreibvorrichtung 83 aufweisen, die dazu ausgebildet ist, elektronische Daten von jeglicher der Maschinen 12, 14, 16, 18 oder 90 in den Speicher 84 aufzuzeichnen.
Die Steuerstation 80 kann auch dazu ausgebildet sein, mit Versorgungsmaschinen und/oder sogar einer Asphaltfabrik zum Beschleunigen oder Verlangsamen der Einbaumaterialproduktion, Lieferung usw. basierend auf dem Fortschritt des Einbaubetriebs 10 kommunizieren. Gemäß einem verwandten Aspekt kann die Steuerstation 80 dazu verwendet werden, den Versorgungsmaschinenverkehr durch Leiten von Versorgungsmaschinen zu einem bestimmten Einbaufertiger des Einbaubetriebs 10 oder durch Leiten von Versorgungsmaschinen zu einer bestimmten Auftragsbaustelle zu steuern. Zum Beispiel kann es wünschenswert sein, wenn eine Auftragsbaustelle oder ein bestimmter Einbaufertiger aus irgendeinem von einer Vielzahl von Gründen angehalten ist, die Versorgungsmaschinen zu Standorten zu leiten, bei denen Einbaumaterial gebraucht wird oder bei denen überschüssiges Einbaumaterial am besten aufgenommen werden kann, anstatt die Versorgungskette anzuhalten. Es sollte erkannt werden, dass jegliche oder alle der Steuer- und Datenaufzeichnungsaspekte des Einbaubetriebs 10 in der Steuerstation 80 über einen Laptopcomputer, ein PDA, ein Mobiltelefon, einen Tabletcomputer und dergleichen stattfinden können. Folglich kann das Einbausteuersystem 11 zumindest teilweise in der Steuerstation 80 anstatt in einer der Maschinen des Einbaubetriebs 10 positioniert sein. Die Steuerstation 80 kann in Zweiwege-Kommunikation mit zumindest einem Teil der Maschinen des Einbaubetriebs 10 und auch in Einweg- oder Zweiwege-Kommunikation mit Maschinen und Personal, das einer Versorgungskette für das Einbaumaterial zugeordnet ist, stehen. Zusätzliche Stationen (nicht gezeigt), wie beispielsweise eine Qualitätssteuerstation und eine Prüfungsstation können auch verwendet werden. In einigen Beispielen kann eine Qualitätssteuerstation zum Aufzeichnen von Daten, die sich auf Vergleiche zwischen vorermittelten Einbauanforderungen und tatsächlichen Einbauparametern beziehen. Die Qualitätssteuerstation kann auch zum Durchführen von jeglichen notwendigen Veränderungen in dem Systembetrieb zwischen den Einbauverfahrensstufen verwendet werden, zum Beispiel Veränderungen in dem Betrieb und/oder der Geschwindigkeit, dem Abstand usw. der Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18.
Qualitätssteuerungsveränderungen können über Computer oder durch einen Techniker stattfinden. Eine (Über-)Prüfungsstation kann auch auf einer Baustelle zum Aufzeichnen von Informationen, die sich auf Einbauanforderungen und Einbauqualität usw. beziehen, zum Begutachten durch Personal, das sich von dem Einbauunternehmen unterscheidet, implementiert sein.
Wie oben angesprochen ist, kann der Einbaubetrieb 10 erhebliche Verbesserungen gegenüber früheren Einbaubetrieben mit Blick auf das Bereitstellen von Echtzeittemperatur- und Positionsinformationen des Einbaubetriebs sowie das Sammeln von Informationen, die sich auf die Einbauqualität beziehen, bereitstellen. Dies kann teilweise durch die Erkenntnis, dass die Temperatur des Einbaumaterials in unterschiedlichen Stufen eines Einbauvorgangs vorhergesagt und kommuniziert werden kann, ermöglicht werden und Anpassungen des Einbaubetriebs können entsprechend in Echtzeit zum Optimieren der Qualität dort, wo eine gemessene Temperatur sich von einer erwarteten Temperatur unterscheidet, gemacht werden. Dies unterscheidet sich von früheren Strategien, die sich auf das Anpassen des Betriebs für zukünftige Arbeit erst nach dem Bestimmen, dass das Einbauverfahren nicht optimal durchgeführt wurde, fokussiert haben. Die hierin dargelegten Einsichten ermöglichen auch das Festlegen bzw. Ermitteln eines Plans für einen Einbaubetrieb sogar bevor die Arbeit begonnen wird, auf eine Art und Weise, die so berechnet ist, dass die beste Chance zum Einhalten der Anforderungen bereitgestellt wird. Es legt auch einen neuen Standard fest, mit dem während des Einbaus aufgezeichnete Daten verglichen werden können, nachdem eine Einbauaufgabe abgeschlossen ist, zum Beispiel zum Zweck der Vorhersage und Fehlersuche und zur Verfeinerung von Planungsstrategien für den Einbau in der Zukunft.
Der Betrieb des Einbaubetriebs 10 kann auf dem Verwenden von elektronischen Daten, aufweisend Temperaturdaten, die über einen oder mehrere Sensoren 26a–d empfangen wurden, Standortdaten von jeder der Maschinen von einem Satellitenpositionsbestimmungssystem und der Verwendung eines Positionstemperaturvorhersagemodells für Einbaumaterial, das in dem computerlesbaren Speicher 34 aufgezeichnet ist oder eingegeben wird, basieren. Insbesondere können Daten, wie beispielsweise tatsächliche Temperaturdaten, mit Daten, die durch das Positionstemperaturmodell vorhergesagt wurden, verwendet werden. Wie weiter hierin beschrieben ist, kann dort, wo die gemessenen Temperaturdaten sich von erwarteten oder optimalen Daten unterscheiden, das Positionstemperaturvorhersagemodell aktualisiert werden und ein Betrieb des Einbaubetriebs 10 kann angepasst werden. Gemäß einem Aspekt kann das Positionstemperaturmodell in dem computerlesbaren Speicher 34 des Einbausteuersystem 11 aufgezeichnet sein und die elektronische Steuereinheit 32 kann die gemessenen Daten zum Aktualisieren des Positionstemperaturvorhersagemodells verwenden, sodass genauere vorhergesagte oder optimale Daten zur Verfügung stehen. Gemäß einem anderen Aspekt kann das Positionstemperaturmodell zumindest teilweise durch Messen von relevanten Umgebungsdaten oder Downloaden (Herunterladen) von relevanten Daten von einer anderen Quelle automatisch bereitgestellt werden. Wie oben beschrieben ist, kann das Modell allerdings in einem computerlesbaren Speicher 34 an einem anderen Standort aufgezeichnet sein und die Datenverarbeitung kann durch eine andere Steuereinheit ausgeführt werden, wie beispielsweise der Steuereinheit 80 oder in einer Maschine des Einbaubetriebs 10, die sich von dem Einbaufertiger 12 unterscheidet.
Wie hierin verwendet, sollte der Ausdruck „Positionstemperaturmodell” so verstanden werden, dass er jegliches Modell aufweist, das zum Vorhersagen einer erwarteten Einbaumaterialtemperatur an einer identifizierten oder identifizierbaren Position zu einer vorgegebenen Zeit verwendet werden kann. Die Position kann eine Position auf bzw. an einer Einbauoberfläche, innerhalb einer Versorgungsmaschine, eine Position innerhalb des Einbaufertigers 12 oder eine Position auf bzw. an einer Einbaumaterialdecke sein. Die Position kann eine Position relativ zu einer oder mehreren der Maschinen des Einbaubetriebs 10 sein oder es kann eine geographische Position sein. Die Daten können nur die Temperaturdaten des Einbaumaterials an vorgegebenen Standorten aufweisen oder können andere Faktoren, wie beispielsweise die Zusammensetzung des Einbaumaterials, dessen Temperatur bei Abholung von dem Lieferanten, die Zeit bis zur Lieferung, die Deckendicke, die Umgebungslufttemperatur, Temperatur und Feuchtegehalt des darunterliegenden Bodens oder einer anderen Tragschicht, Windgeschwindigkeit, Sonneneinstrahlung, Niederschlag, Luftfeuchtigkeit, ob Einbaumaterial direkt zu Einbaufertigern von Haldenlastwagen geliefert wird und dergleichen, berücksichtigen.
Von dem Zeitpunkt an, zu dem Einbaumaterial eine Asphaltfabrik verlässt, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem es durch die letzte Maschine eines Einbaubetriebs bearbeitet oder beurteilt wird, wird es typischerweise abkühlen, wenngleich mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Die mathematische Darstellung der Abkühlgeschwindigkeit ist als eine Kühlgeschwindigkeitskurve bekannt und kann als ein Teil des Positionstemperaturvorhersagemodells zum Anzeigen der vorhergesagten Position und Temperatur auf der Anzeigevorrichtung 38 verwendet werden. Jegliche der vielen möglichen Positionen innerhalb der unterschiedlichen Maschinen oder überall auf der eingebauten Fläche ist eine Position, an der die Temperatur des Einbaumaterials über das Positionstemperaturmodell vorhergesagt werden kann, und eine gemessene Temperatur wird damit zum Aktualisieren des vorhergesagten Positionstemperaturmodells verglichen. Folglich würde eine computergenerierte Vorhersage einer Einbaumaterialtemperatur an einer einzelnen Position die beabsichtigte Definition des „Positionstemperaturmodells” erfüllen. Zum Beispiel könnte eine computerbasierte Vorhersage einer Einbaumaterialtemperatur von X innerhalb von Y Metern von einem hinteren Ende einer Bohle 24 während eines Einbaus ein Positionstemperaturmodell sein. Gleichermaßen könnte eine computerbasierte Vorhersage einer Einbaumaterialtemperatur von Z innerhalb des Aufnahmebehälters 21 des Einbaufertigers 12 auch ein Positionstemperaturmodell sein. Jedes dieser Beispiele und viele andere in Erwägung gezogene Beispiele weisen eine identifizierbare bzw. feststellbare Position auf, an der die Einbaumaterialtemperatur vorhergesagt, mit einer tatsächlichen Temperatur zum Anpassen des Modells verglichen und das Positionstemperaturmodell aktualisiert werden kann. Computergenerierte Vorhersagen der Einbaumaterialtemperatur an vielen Positionen würden auch die beabsichtigte Definition des Positionstemperaturmodells erfüllen. Zum Beispiel können Ausgaben der Einbaumaterialtemperatur von den Sensoren 26a–c einer Position einer Einbaumaterialdecke relativ zu einer Position der entsprechenden Maschine oder relativ zu einer kartierten Position basierend auf einem Betriebs- und Positionsbestimmungsplan zugeordnet sein.
Die Verwendung eines hier beschriebenen Positionstemperaturmodells verglichen mit tatsächlichen Temperaturdaten zum Anpassen des Modells und eine Aktualisierung des Positionstemperaturmodells können die Identifizierung bzw. Feststellung von Situationen, in denen die Einbaumaterialtemperatur bei einem oder innerhalb eines zulässigen Bereichs einer erwarteten Temperatur an einer vorgegebenen Position sowie von Situationen, in denen sich die Einbaumaterialtemperatur von einer erwarteten oder optimalen Temperatur an einer vorgegebenen Position unterscheiden kann, ermöglichen. Das Positions- und Temperaturmodell kann einzig die Einbaumaterialtemperatur an vorgegebenen Standorten berücksichtigen oder kann auch andere Faktoren berücksichtigen, wie beispielsweise die Zusammensetzung des Einbaumaterials, dessen Temperatur bei Abholung von dem Lieferanten, die Zeit bis zur Lieferung, die Deckendicke, die Umgebungslufttemperatur, Temperatur und Feuchtegehalt des darunterliegenden Bodens oder einer anderen Tragschicht, Windgeschwindigkeit, Sonneneinstrahlung, Niederschlag, Luftfeuchtigkeit, ob das Einbaumaterial direkt zu den Einbaufertigem von Haldenlastwagen geliefert wird und dergleichen. Diese Informationen können kommuniziert, angezeigt und zum Vorteil genutzt werden zum Anpassen eines Betriebs einer oder mehrerer der Maschinen des Einbaubetriebs 10, wie beispielsweise Maschinengeschwindigkeit, Maschinenabstand, Förderergeschwindigkeit, Frequenz und/oder Amplitude der Vibrationen von einer Vibrationsverdichtungsmaschine, Maschinenpfad usw. Der ausgewählte Maschinentyp für die Verdichtung könnte auch auf diesen Informationen basieren, wie beispielsweise die Verwendung einer Zwischenwalze anstatt einer Fertigwalze. Der Vergleich zwischen den tatsächlichen Temperaturdaten und den vorhergesagten Temperaturdaten kann auch in einem computerlesbaren Speicher für die Vertragsprüfung bzw. -bestätigung, Vorhersagen der Straßenleistung und Haltbarkeit über die Zeit, forensische Analysen von Einbaufehlern und dergleichen aufgezeichnet werden. Auf diese Weise behandelt die Offenbarung jede der zwei Belangen von primärer Wichtigkeit für das Einbaugewerbe, die Bereitstellung von Temperatur- und Positionsinformationen für den Maschinenbetrieb zum Erreichen eines optimalen Betriebs zum Erreichen oder Überschreiten einer gewünschten Qualität und das Erstellen einer zuverlässigen Aufzeichnung, die nachweist, ob Anforderungen für eine bestimmte Einbauaufgabe eingehalten wurden, sowie, wie weit eine Einbauaufgabe sich von den Anforderungen unterscheiden kann.
Gemäß einem Aspekt kann das Positionstemperaturmodell ein Temperaturabfallmodell verwenden, das eine erwartete Temperatur eines Einbaumaterials an einer vorgegebenen Position basierend auf einem erwarteten Temperaturabfall über die Zeit vorhersagt. Die Geschwindigkeit, mit der erwartet wird, wie eine Temperatur des Einbaumaterials abfällt, kann basierend auf einer Vielfalt von Faktoren variieren. Dies kann solche Faktoren wie beispielsweise die Zusammensetzung des Einbaumaterials, dessen Temperatur bei Abholung von dem Lieferanten, die Zeit bis zur Lieferung, die Deckendicke, die Umgebungslufttemperatur, Temperatur und Feuchtegehalt des darunterliegenden Bodens oder einer anderen Tragschicht, Windgeschwindigkeit, Sonneneinstrahlung, Niederschlag, Luftfeuchtigkeit, Wetter, ob das Einbaumaterial direkt zu den Einbaufertigern von den Haldenlastwagen geliefert wird und dergleichen, aufweisen.
Gemäß einem Aspekt kann das Positionstemperaturmodell vor dem Beginn der Arbeit durch Eingeben von Werten für einen oder mehrere der vorherigen Parameter oder möglicherweise andere initialisiert werden. Sobald das Positionstemperaturmodell initialisiert ist, kann eine erwartete Temperatur an einen oder mehreren Positionen innerhalb eines oder relativ zu einem der Einbaufertiger des Einbaubetriebs 10 oder an einer Position auf der Decke basierend auf dem Modell vorhergesagt werden. In einem Beispiel kann das Positionstemperaturmodell zum Vorhersagen einer Einbaumaterialtemperatur direkt hinter jeder der Maschinen 12, 14, 16 und 18 verwendet werden. Eine Temperaturvorhersagekarte einer Arbeitsfläche, aufweisend Einbaumaterialtemperaturen an jeder der ausgewählten Positionen hinter den Maschinen 12, 14, 16 und 18 kann erstellt werden, zum Beispiel über die Anzeigevorrichtung 38. Sobald der Einbau beginnt, können Temperaturen an jeder der ausgewählten Positionen über die Sensoren 26a–d gemessen werden, und ein Vergleich kann durch das elektronische Steuermodul 32 oder die Anzeigevorrichtung 38 zwischen der gemessenen und der vorhergesagten Temperatur durchgeführt werden. Die erhaltenen Daten können aktualisiert, vereinfacht und durch die Anzeigevorrichtung 38 angezeigt werden.
Gemäß einem Aspekt kann das elektronische Steuermodul 32 dazu ausgebildet sein, ein Signal zu erzeugen, das auf einem Vergleich von Temperaturdaten, die über eine oder mehrere der Temperatursensoren 26a–d empfangen wurden, mit einer durch das Positionstemperaturmodell vorhergesagten Temperatur für die Positionen, die mit den Temperatursensoren 26a–d gescannt wurden, basieren. Das Signal kann ein Anzeigesignal zu der Anzeigevorrichtung 38 aufweisen, das dem Personal, das eine auf der Anzeigevorrichtung 38 angezeigte Karte betrachtet, angibt, dass ein Unterschied zwischen der gemessenen Temperatur und der Temperaturvorhersage besteht. Das Signal kann auch ein Maschinennavigationssignal aufweisen, das einen Bediener in einer der Maschinen 12, 14, 16 und 18 anweist, zu starten, zu stoppen, zu beschleunigen, zu verlangsamen, die Richtung zu ändern, eine Überfahrt über eine bestimmte Fläche der Decke zu wiederholen usw. Gemäß einem bestimmten Aspekt können die Signale zum Anweisen von zwei oder mehr der Maschinen 12, 14, 16 und 18 zum Anpassen des relativen Abstands zwischen diesen zum Vermeiden des Verdichtens einer Fläche der Decke, die innerhalb eines vordefinierten Temperaturbereichs, wie beispielsweise der weichen Zone, ist oder zum Gewährleisten, dass eine bestimmte Fläche der Decke verdichtet wird, während sie in einem vorbestimmten Temperaturbereich ist, übertragen. Gegebenenfalls kann ein Maschinennavigationssignal als Nachricht an alle über den Sender 30a gesendet werden. Das Signal kann auch ein Steuersignal zu Fortbewegungselementen des Einbaufertigers 12 zum Anpassen der Geschwindigkeit und möglicherweise auch des Förderersystems 23 zum Anpassen der Geschwindigkeit zum Berücksichtigen von Veränderungen der Geschwindigkeit des Einbaufertigers 12 aufweisen. In weiteren anderen Beispielen könnte das Signal zu der Versorgungsmaschine 90 zum Angeben eines erwarteten Bedarfswechsels für Einbaumaterial, zu einer Asphaltfabrik zum Anfragen einer Produktionsänderung usw. übertragen werden.
Die Signale, die in Redaktion auf das Vergleichen der gemessenen Temperaturdaten mit den vorhergesagten Positionstemperaturmodelldaten erzeugt werden, könnten auch einfach in dem Speicher, wie beispielsweise dem computerlesbaren Speicher 34, aufgezeichnet werden. Solche Signale können ein Signal, das angibt, dass die Anforderungen erfüllt sind, oder ein Signal, das angibt, dass die Anforderung nicht erfüllt sind, aufweisen. Zum Beispiel kann die elektronische Steuereinheit 32 oder die Anzeigevorrichtung 38 ein Protokoll bzw. eine Aufzeichnung von Temperaturdaten für eine Position direkt hinter dem Einbaufertiger 12 erstellen, sodass demonstriert wird, das Einbaumaterial an der ausgewählten Position durchgehend mit einem vorgegebenen (festgelegten) Bereich während eines gesamten Einbaubetriebs für Vertragsprüfungszwecke übereingestimmt hat. Gemäß einigen Aspekten können Temperaturkartendaten für eine gesamte Baustelle, für mehrere Höhen des Einbaumaterials, aufweisend Maschinenpositionsdaten, in dem computerlesbaren Speicher 34 aufgezeichnet werden, sodass eine gesamte Temperaturhistorie für eine Einbauaufgabe ermittelt wird. Die hierin beschriebenen Modellvergleichsdaten, die den Temperaturdaten entsprechen, können auch aufgezeichnet werden. Die gemessene Einbaumaterialsteifigkeit und eine Einbaumaterialebenheit kann auch aufgezeichnet werden. In bestimmten Versionen kann die Offenbarung einem Einbauunternehmer oder -prüfer erlauben, exakt nachzuweisen, welche Temperatur jeder Bereich der Decke während jeglicher vorgegebener Zeit hatte, wie die modellvorhergesagte Temperatur für diesen Bereich der Decke war und wo jede Maschine des Einbaubetriebs 10 zu der vorgegebenen Zeit war, was eine detaillierte Analyse der Einbauaufgabe vom Beginn bis zum Ende ermöglicht.
Wie oben angegeben ist, kann das Positionstemperaturmodell auch beim Planen einer bestimmten Einbauaufgabe verwendet werden. Zum Beispiel kann in einigen Beispielen der optimale Abstand und/oder die optimale Geschwindigkeit der Maschinen des Einbaubetriebs 10 basierend auf der Abkühlgeschwindigkeit des Einbaumaterials variieren. Dort wo durch das Modell vorhergesagt wird, dass Einbaumaterial relativ schnell abkühlt, zum Beispiel aufgrund von niedrigen Umgebungstemperaturen, kann es wünschenswert sein, dass die Maschinen 12, 14, 16 und 18 sich schneller und relativ dichter zusammen bewegen, sodass ermöglicht wird, dass die Verdichtung stattfindet, bevor das Einbaumaterial unter eine vorgegebene Temperatur abkühlt. Dort wo durch das Modell vorhergesagt wird, dass das Einbaumaterial relativ langsam abkühlt, zum Beispiel aufgrund einer hohen Umgebungstemperatur, kann es wünschenswert sein, dass die Maschinen 12, 14, 16 und 18 sich langsamer und/oder relativ weiter voneinander entfernt bewegen.
Während die Bedingungen bei Beginn einer Einbauaufgabe zum Initialisieren des Positionstemperaturmodells und zum Erstellen eines Plans bezüglich der Maschinenpositionierung, Maschinengeschwindigkeit usw. verwendet werden können, können sich die Bedingungen verändern. Zum Beispiel können sich die Zusammensetzung des Einbaumaterials, dessen Temperatur bei Abholung von dem Lieferanten, die Zeit bis zur Lieferung, die Deckendicke, die Umgebungslufttemperatur, Temperatur und Feuchtegehalt des darunterliegenden Bodens oder einer anderen Tragschicht, Windgeschwindigkeit, Sonneneinstrahlung, Niederschlag, Luftfeuchtigkeit, ob das Einbaumaterial direkt zu den Einbaufertigern von den Haldenlastwagen geliefert wird, usw. alle während des Verlaufs des Arbeitstags verändern, was die Gültigkeit und/oder Genauigkeit des Positionstemperaturmodells beeinflusst. In einigen Beispielen kann das Positionstemperaturmodell zum Berücksichtigen von sich verändernden Bedingungen durch Eingeben von aktualisierten Modellparametern oder automatisches Messen von diesen mit den Sensoren 26a–d aktualisiert werden. Der Plan kann daher gemäß dem aktualisierten Modell verändert werden und der Einbaubetrieb 10 kann gemäß dem aktualisierten Plan durch Ausgeben geeigneter Positionstemperaturinformationen, Navigationssignale, Geschwindigkeitssignale usw. zum Anpassen des Betriebs betrieben werden.
Unter Bezugnahme auf 2 sind die Maschinen 12, 14, 16 und 18 des Einbaubetriebs 10 in Bezug zu einer Arbeitsfläche W gezeigt. Der Einbaufertiger 12 hat eine Decke von Einbaumaterial auf der Arbeitsfläche W verteilt und jede der Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 folgt hinter dem Einbaufertiger 12 und verdichtet nach und nach die Decke. Die Verdichtungsmaschine 14 kann relativ dicht hinter dem Einbaufertiger 12 folgen, sodass sie einen Bereich der Decke, Zone A in 2, verdichtet, der bei einer Temperatur über einer Temperatur einer weichen Zone 92 und in einer optimalen Temperaturzone 96 ist (gezeigt in 7). Ein Bereich der Decke, der hinter der Verdichtungsmaschine 14 ist, kann tatsächlich in der weichen Zone 92 sein, was durch eine Zone T in 2 dargestellt ist. In dieser Hinsicht kann ohne jegliche Informationen die Verdichtungsmaschine 16 hinter dem Einbaufertiger 12 folgen, teilweise innerhalb der weichen Zone 92 oder sich an die weiche Zone 92 annähernd. Dies führt zu einer ungewünschten Verdichtung.
Andererseits kann das Implementieren des Einbaubetriebs 10, der die offenbarte Vorrichtung und/oder das offenbarte Verfahren verwendet, ein Verdichten in dem Bereich der Decke innerhalb der weichen Zone 92 verhindern. Wie oben angegeben ist, können die Maschinen des Einbaubetriebs 10 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit oder mit einem vorgegebenen Abstand usw. betrieben werden, die bzw. der auf einem erwarteten Temperaturabfall des Einbaumaterials basiert. Mit anderen Worten gesagt, wird der Einbaubetrieb 10 typischerweise auf eine irgendwie geplante Art und Weise vorgehen, die auf den erwarteten Temperaturen des Einbaumaterial in unterschiedlichen Stufen in dem Einbauverfahren basiert, wie durch das Positionstemperaturmodell vorhergesagt wird. Die Maschine 16 kann weiter hinter der Verdichtungsmaschine 14, wie in
3 gezeigt ist, folgen, sodass dem Einbaumaterial ermöglicht wird, unter die weiche Zone abzukühlen, und kann einen relativ kälteren Bereich der Decke, gezeigt als Zone B in 3, verdichten. Die Zone B kann innerhalb einer optimalen Temperaturzone 96 sein. Die Verdichtungsmaschine 18 kann hinter der Maschine 16 zum Verdichten des noch kälteren Bereichs der Decke, Zone C, die noch nicht unter einer minimalen vorgegebenen Temperatur abgekühlt ist, positioniert sein. Wenn zum Beispiel die Verdichtungsmaschine 18 der Verdichtungsmaschine 16 um einen Abstand folgt, der weit genug hinter der Verdichtungsmaschine 16 ist, dass die Verdichtungsmaschine 18 die Zone C nicht erreicht, bis die Zone C zu kalt zum Verdichten wird, kann der Abstand zwischen der Verdichtungsmaschine 16 und der Verdichtungsmaschine 18 so angepasst werden, dass die Verdichtungsmaschine 18 die Zone C verdichten kann, während die Zone C noch innerhalb einer optimalen Temperaturzone 96 ist.
Eine Karte eines jeweiligen Bereichs einer Arbeitsfläche kann über die Anzeigevorrichtung 38 des Einbaufertigers 12 oder eine andere Anzeige an einem anderen Standort angezeigt werden. Jede der Maschinen 12, 14, 16 und 18 kann auch auf der Karte dargestellt sein (wie in 4 und 7 gezeigt ist), sodass ein Bediener oder Vorarbeiter die Temperatur des Einbaumaterials in Bezug zu der Position der unterschiedlichen Maschinen sehen kann, basierend auf Positionssignalen von jeder der Maschine. Folglich kann 3 eine Implementation einer solchen Karte sein, bei der die Einbaumaterialtemperatur auf der Arbeitsfläche W und der Maschinentyp und -standort auf der Anzeigevorrichtung 38 angezeigt wird. Eine andere Anzeigestrategie, wie beispielsweise eine zweidimensionale Vogelperspektivansicht, die Einbaumaterial in unterschiedlichen Farben entsprechend den unterschiedlichen Temperaturen darstellt, kann auch verwendet werden, wie beispielsweise in 4 und 7 gezeigt ist.
Die Maschinen 12, 14, 16, 18 können die Temperatur des Einbaumaterials kontinuierlich oder zumindest periodisch scannen (abtasten), während der Einbauvorgang fortschreitet. Jegliche geeignete Strategie zum Messen der Einbaumaterialtemperatur kann verwendet werden. Gemäß einem Aspekt können die Sensoren 26a–d zum Hin- und Herschwenken gedreht werden, wobei die Regionen der Decke direkt hinter der entsprechenden Maschine entlang einer Breite der Decke, die ungefähr identisch mit der Maschinenbreite ist, gescannt werden. Da die Maschinen 12, 14, 16 und 18 sich typischerweise vorwärts entlang einer Arbeitsfläche bewegen, kann die tatsächlich gescannte Fläche einen Zickzackpfad hin und her hinter der entsprechenden Maschine aufweisen, aufweisend wesentlich weniger als den gesamten Bereich der Decke, mit der die entsprechende Maschine interagiert. Für die Zwecke der Verarbeitung der Temperaturdaten sowie das Anzeigen der Temperaturdaten an einen Bediener oder Vorarbeiter usw. und das Abspeichern der Temperaturdaten kann die Arbeitsfläche in Segmente senkrecht zu dem Maschinenpfad mit einer Breite gleich der Maschinenbreite aufgeteilt sein. Jedes der Segmente kann dessen Temperatur basierend auf den Punkten des Scanpfads, der das betreffende Segment schneidet, bestimmt haben. Mit anderen Worten gesagt, kann, während der Zickzackpfad tatsächlich nur einen relativ kleinen Bereich der Decke scannen wird, die Temperatur eines gesamten Segments einer Decke senkrecht zu dem Maschinenpfad, der soeben bearbeitet wurde, durch die relativ kleine Anzahl an Punkten, möglicherweise nur einen, des Zickzackpfads, der tatsächlich jedes Segment schneidet, geschätzt werden. Ein Vorteil dieser Strategie ist das ein relativ einfacher und preiswerter Temperatursensor verwendet werden kann, wie beispielsweise ein nicht-optischer Sensor, und die gesamte Datenmenge kann wesentlich geringer sein als diejenige, die benötigt wird, wenn versucht wird, Temperaturinformationen für eine Gesamtarbeitsfläche aufzuzeichnen.
Es kann in einigen Beispielen auch wünschenswert sein, Wärmebilder einer Gesamtarbeitsfläche durch Scannen einer Vielzahl von Standorten einer Decke, mit denen eine Maschine interagiert hat oder dabei ist, zu interagieren, aufzunehmen und dann jedem der Standorte zu Positionsdaten zuzuordnen. Zum Beispiel könnte eine Wärmebildkamera oder dergleichen oder mehrere Punktsensoren eingangs Daten erstellen, die der zweidimensionalen Fläche der Decke entsprechen. Danach könnte jeder Datenpunkt, zum Beispiel jeder Pixel eines Wärmebilds, einem Positionsbestimmungssystem, wie beispielsweise einem Satellitenpositionsbestimmungssystem, zugeordnet werden. Ein Computer, wie beispielsweise die elektronische Steuereinheit 32, kann dann Daten von der gesamten Fläche als Temperaturdaten mit den entsprechenden Positionsdaten abspeichern. Jedem Datensatz von Temperaturdaten und Positionsdaten können auch Zeitdaten zugeordnet werden, sodass jede gemessene Fläche einer Decke eine Temperaturkoordinate, eine Positionskoordinate und eine Zeitkoordinate haben könnte. Wo mehrere Höhen bzw. Hübe von Einbaumaterial verwendet werden, könnte auch eine Höhenanzahlkoordinate verwendet werden. Die Datensätze könnten dann abgerufen werden, sodass einem Techniker usw. ermöglicht wird, später Anzeigen einer vollständigen Wärmehistorie einer eingebauten Arbeitsfläche anzusehen. Die Datensätze könnten auch auf der Anzeigevorrichtung 38 zur Analyse oder Verarbeitung angezeigt werden.
Es wird ferner in Erinnerung gerufen, dass die gemessene Einbaumaterialtemperatur mit einer durch das Positionstemperaturmodell vorhergesagten Einbaumaterialtemperatur verglichen und auf der Anzeigevorrichtung 38 angezeigt werden kann. Der Vergleich kann zum Beispiel mit der elektronischen Steuereinheit 32 stattfinden, die typischerweise Signale ausgibt, die einem Unterschied (einer Differenz) zwischen dem Positionstemperaturmodell und den von einem oder mehreren der Sensoren 26a–d gesammelten Temperaturdaten entspricht. Während des Einbaubetriebs 10 können sich Situationen entwickeln, in denen eine oder mehrere der Maschinen des Einbaubetriebs 10 mit Einbaumaterial arbeitet, das nicht bei einer optimalen Temperatur für den bestimmten Typ von Arbeit ist oder nicht innerhalb einer optimalen Temperaturzone 96 ist. Zum Beispiel kann durch Messen der Einbaumaterialtemperatur, Maschinenposition und so weiter aufgedeckt werden, dass eine der Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 versucht, Einbaumaterial zu verdichten, das in der weichen Zone (92 in 4) oder einer kalten Zone (94 in 4) ist, oder in Richtung zu Einbaumaterial fährt, das in der weichen Zone 92 oder der kalten Zone 94 ist. Wenn eine der Verdichtungsmaschinen 14, 16 oder 18 innerhalb der weichen Zone 92 oder der kalten Zone 94 ist, kann das elektronische Steuermodul 32 eine Nachricht zu der Anzeigevorrichtung 38 und zu den Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 senden, die dies angibt. Wenn eine der Verdichtungsmaschinen 14, 16 oder 18 sich einer weichen Zone 92 oder einer kalten Zone 94 nähert, kann die elektronische Steuereinheit 32 eine Nachricht zu der Anzeigevorrichtung 38 und zu den Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 senden, die die verbleibende Zeit angibt, bevor die Verdichtungsmaschine 14, 16 oder 18 die weiche Zone 92 oder die kalte Zone 94 erreicht.
Unter Bezugnahme auf 3 ist eine beispielhafte Darstellung des Einbaubetriebs 10 gezeigt, bei dem die Verdichtungsmaschine 16 Einbaumaterial bearbeitet, das so bestimmt ist, dass es in der Zone T ist, die weiche Zone 92 für die jeweilige Einbaumaterialmischung. Ähnlich zu der Darstellung von 2 sollte erkannt werden, dass ein Bediener, Vorarbeiter usw. eine Karte ähnlich zu 3 ansehen kann, aber auch jegliche andere geeignete grafische Darstellung des relevanten Bereichs einer Arbeitsfläche und der Maschine(n) 12, 14, 16 und 18 innerhalb des Bereichs ansehen könnte.
Wenn bestimmt wird, dass eine oder mehrere der Maschinen 12, 14, 16 und 18 des Einbaubetriebs 10 mit Einbaumaterial, das zu heiß oder zu kalt ist, arbeitet oder dabei ist, gleich damit zu arbeiten, kann ein Steuersignal beispielsweise zu den Maschinen 12, 14, 16 und 18 über die elektronische Steuereinheit 32, über den Sender 30a und/oder zu der Anzeigevorrichtung 38 ausgegeben werden. Gemäß einem Aspekt könnte das Steuersignal ein Maschinennavigationssignal aufweisen, dass die betroffene Maschine anweist, in dem dargestellten Fall die Verdichtungsmaschine 16, anzuhalten, deren Geschwindigkeit zu verringern, einen bestimmten Abstand von der Verdichtungsmaschine 14 zu halten oder eine Vielzahl anderer Tätigkeiten durchzuführen. Der Fall, in dem die Verdichtungsmaschine 16 Einbaumaterial, das innerhalb der weichen Zone 92 ist, verdichtet, kann beispielsweise dort auftreten, wo sich die Verdichtungsmaschine über einer vorgegebenen Geschwindigkeit bewegt und anfängt, zu dicht an die Verdichtungsmaschine 14 zu gelangen, sodass das Einbaumaterial nicht genügend Zeit hat, abzukühlen, nachdem es mit der Verdichtungsmaschine 14 verdichtet wurde. Solch eine Situation kann auch dort auftreten, wo sich Umgebungsbedingungen verändern und das Einbaumaterial langsamer als erwartet abkühlt, zum Beispiel dort, wo die Umgebungstemperatur über den Verlauf eines Arbeitstages erheblich ansteigt. Die Kommunikation und Veränderung des Einbaubetriebs kann auch manuell bei der Bestimmung, dass eine oder mehrere der Maschinen des Einbaubetriebs 10 mit einem Einbaumaterial, das zu heiß oder zu kalt ist, arbeitet oder dabei ist, gleich damit zu arbeiten, verändert werden und die Bestimmung kann auf darauf basieren, was auf der Anzeigevorrichtung 38 gezeigt ist.
Während das Vermeiden der weichen Zone 92 des Einbaumaterials als eine praktische Implementierung der Offenbarung angesehen wird, bestehen eine Vielzahl anderer Beispiele, bei denen der Einbaubetrieb 10 zum Berücksichtigen von Einbaumaterialtemperaturen, die sich von erwarteten Temperaturen unterscheiden, gesteuert werden kann. Zum Beispiel kann dort, wo die Einbaumaterialtemperatur direkt hinter dem Einbaufertiger 12 als zu kalt bestimmt wird, die elektronische Steuereinheit 32 Steuersignale zu dem Förderersystem 23 zum Erhöhen von dessen Geschwindigkeit der Einbaumaterialzuführung zu der Bohle 24 ausgeben und kann auch Steuersignale zu einem Fortbewegungssystem (Antriebssystem) (nicht gezeigt) des Einbaufertigers 12 zum Erhöhen der Betriebsgeschwindigkeit der Bodeneingriffselemente 22 zum Erhöhen der Maschinenbewegungsgeschwindigkeit ausgeben. Gleichzeitig könnten Maschinengeschwindigkeitssignale zu anderen Maschinen des Einbaubetriebs 10 zum Berücksichtigen einer erhöhten Einbaugeschwindigkeit ausgegeben werden. Signale können auch zu Versorgungsmaschinen oder sogar einer Asphaltfabrik zum Beschleunigen der Geschwindigkeit, mit dem der Einbaubetrieb 10 mit Einbaumaterial versorgt wird, gesendet werden.
Unter Bezugnahme auf 1 und 4 kann die elektronische Steuereinheit 32 mit der Anzeigevorrichtung 38 in einer Bedienerschnittstelle, die einen Einbaufertiger 12, Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18, die weiche Zone 92 des Asphalts, die Zone, in der die Asphalttemperatur zu kalt ist (zum Beispiel die „kalte Zone” 94), die optimalen Temperaturzonen 96, in denen der Asphalt zu verdichten ist, und dergleichen anzeigen kann, kommunizieren. Die Anzeigevorrichtung 38 kann Informationen und Bilder basierend auf Daten, die durch die elektronische Steuereinheit 32 gesammelt wurden oder in diese eingegeben wurden, anzeigen. Die elektronische Steuereinheit 32 kann auch mit dem Einbaufertiger und den Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18, die in dem gleichen oder unterschiedlichen Abschnitten der Straße arbeiten, kommunizieren. Jeder Einbaufertiger 12 kann mit einer Anzeigevorrichtung 38 zum Kommunizieren mit jeder Verdichtungsmaschine 14, 16 und 18 in dem gleichen Projekt oder Streifen der Straße kommunizieren. Gemäß einem anderen Aspekt kann jeder Straßenfertiger 12 mit einer oder mehreren Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 in einer Master-Slave-Beziehung stehen, die durch die elektronische Steuereinheit 32 und die Anzeigevorrichtung 38 gesteuert wird. Gemäß einem weiteren anderen Aspekt kann ein Einbaufertiger 12 alle Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 in einem Projekt mit der elektronischen Steuereinheit 32 und der Anzeigevorrichtung 38 steuern. Gemäß einem weiteren anderen Aspekt kann jeder Einbaufertiger 12 und jede Verdichtungsmaschine 14, 16 und 18 eine Anzeigevorrichtung 38 aufweisen.
Die Anzeigevorrichtung 38 kann die Position von einer oder mehreren Einbaufertigern 12 und den Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 anzeigen. Der Einbaufertiger 12 kann von einem oder mehreren Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 begleitet werden. Aufgrund der variierenden Temperatur des einzubauenden Einbaumaterials kann die Anzeigevorrichtung 38 die Temperaturen von unterschiedlichen Teilen der Oberfläche anzeigen. Zusätzlich kann die Anzeigevorrichtung 38 Zonen bestimmen und anzeigen, in denen das Einbaumaterial zu heiß oder zu kalt zum Verdichten ist. Gemäß einem Aspekt kann die Anzeigevorrichtung 38 eine weiche Zone 92 anzeigen, die eine Temperatur oder einen Temperaturbereich darstellt, bei der bzw. in dem kein Einbaumaterial verdichtet werden sollte. Gemäß einem anderen Aspekt kann die Anzeigevorrichtung 38 eine Temperatur oder einen Temperaturbereich bestimmen und anzeigen, bei der bzw. in dem das Einbaumaterial zu kalt zum Verdichten ist. Die weiche Zone 92 oder die Zone 94, in der das Einbaumaterial zu kalt zum Verdichten ist, kann durch die Anzeigevorrichtung 38 angezeigt werden, sodass der Bediener eines Einbaufertigers oder der Verdichtungsmaschine 14 den Einbaubetrieb oder Verdichtungsbetrieb anpassen kann. Die weiche Zone 92 und die kalte Zone 94 können auf der Anzeigevorrichtung 38 durch Anzeigen farbiger Flächen, die die Zonen markieren, in denen das Einbaumaterial nicht zum Verdichten geeignet ist, angezeigt werden. Die farbigen Zonen, die den Anfang und das Ende jeder Zone zeigen, können in der gleichen Farbe oder in unterschiedlichen Farben sein. Während es bevorzugt sein kann, keine Farbgradienten zum Darstellen der Nähe jeglicher Maschine zu suboptimalen Einbauzonen darzustellen, können andere Aspekte solche Gradienten auf der Anzeigevorrichtung 38 anzeigen.
Die elektronische Steuereinheit 32 und die Anzeigevorrichtung 38 können auch mit Einbaufertigern 12 und den Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 zum automatischen Steuern des Betriebs der Maschinen kommunizieren, sodass sie nicht einbauen oder verdichten können, wenn das Einbaumaterial nicht innerhalb des optimalen Verdichtungstemperaturbereich oder der optimalen Verdichtungstemperaturbereiche ist.
Gemäß einem anderen Aspekt kann die elektronische Steuereinheit 32 eine optimale Temperaturzone 96 bestimmen, in der eine Verdichtung geschehen kann. Diese Bestimmung kann unter Verwendung eines Algorithmus basierend auf der Abkühlgeschwindigkeitskurve des Einbaumaterials durchgeführt werden. Die elektronische Steuereinheit 32 kann auch mehrere optimale Temperaturzonen 96 bestimmen und kann diese auf der Anzeigevorrichtung 38 relativ zu dem Einbaufertiger 12 und den Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 anzeigen. Wenn die elektronische Steuereinheit 32 bestimmt, dass die Temperatur des Einbaumaterials innerhalb einer optimalen Temperaturzone unter Verwendung der Temperatur- und Positionsdaten und des vorhergesagten Positionstemperaturmodells ist, kann die elektronische Steuereinheit 32 oder die Anzeigevorrichtung 38 zu dem Einbaufertiger 12 und zu den Verdichtungsmaschinen 14 kommunizieren, dass sie Einbau- und Verdichtungsvorgänge durchführen können. Gemäß einem anderen Aspekt kann die elektronische Steuereinheit 32 den Betrieb des Einbaufertigers 12 und der Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 zum Verhindern von Einbau- und Verdichtungsbetrieben fernsteuern, wenn die elektronische Steuereinheit 32 unter Verwendung der Temperatur- und Positionsdaten und dem vorhergesagten Positionstemperaturmodell bestimmt, dass die Temperatur des Einbaumaterials nicht innerhalb einer optimalen Temperaturzone 96 ist. Unter Bezugnahme auf 4 kann die Anzeigevorrichtung 38 dazu ausgebildet sein, die optimalen Temperaturzonen 96 entweder mit Farben oder ohne Farben zu deren Unterscheidung auf der Anzeigevorrichtung 38 von den weichen Zonen 92 und den kalten Zonen 94 anzeigen.
Es kann auch wünschenswert sein, einen Abstand zwischen den Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 und dem Einbaufertiger 12 zum Erzeugen einer optimal ebenen Oberfläche vorzugeben. Wenn beispielsweise die Verdichtungsmaschine 14 zu dicht an dem Einbaufertiger 12 ist, kann sie auf Einbaumaterial der Decke treffen, das noch nicht auf eine geeignete Temperatur zum Verdichten abgekühlt ist. Wenn sich die Verdichtungsmaschine 14 zu weit hinter dem Einbaufertiger 12 bewegt, kann sie mit Einbaumaterial arbeiten, das zu stark für eine optimale Verdichtung abgekühlt ist. In beiden Fällen kann das Bearbeiten des Einbaumaterials, das nicht bei einer optimalen Temperatur ist, zu einer unsachgemäßen Verdichtung führen, was sofort oder schlussendlich zu einem Einbau führt, der eine suboptimale Ebenheit aufweist. Auf eine verwandte Art kann die Bewegungsgeschwindigkeit der Verdichtungsmaschine 14 durch die Benutzerschnittstelle 70 zum Halten eines vorgegebenen Abstandes zwischen der Verdichtungsmaschine 14 und dem Einbaufertiger 12 basierend auf dem vorhergesagten Positionstemperaturmodell vorgegeben werden. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Verdichtungsmaschine 14 kann durch einen Betriebs- und Positionsplan, der zu der elektronischen Steuereinheit 32 und/oder der Anzeigevorrichtung 38 zugeführt wird und zur Anzeige auf der Anzeigevorrichtung 38 verfügbar ist, eingestellt werden. Es kann wünschenswert sein, den Betrieb und die Position der Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 basierend auf der Position der Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 und der Temperatur des Einbaumaterials auf der eingebauten Fläche basierend auf dem vorhergesagten Positionstemperaturmodell (Positionstemperaturvorhersagemodell) anzupassen.
Gemäß einem Aspekt kann die elektronische Steuereinheit 32 oder die Anzeigevorrichtung 38 basierend auf dem vorhergesagten Positionstemperaturmodell bestimmen, dass eine Verdichtungsmaschine 14 sich einem Einbaumaterial nähert, das nicht innerhalb der optimalen Temperaturzone 96 ist und damit nicht für eine Verdichtung geeignet ist. Die elektronische Steuereinheit 32 oder die Anzeigevorrichtung 38 kann zum Anpassen des Abstands zwischen der Verdichtungsmaschine 14 und dem Einbaufertiger 12 mit der Verdichtungsmaschine 14 und dem Einbaufertiger 12 kommunizieren, sodass die Verdichtungsmaschine 14 kein Einbaumaterial außerhalb der optimalen Temperaturzone 96 verdichtet. Die Kommunikation zwischen der elektronischen Steuereinheit 32, der Anzeigevorrichtung 38, der Verdichtungsmaschine 14 und dem Einbaufertiger 12 kann durch Kommunikation über die elektronische Steuereinheit 32 oder die Anzeigevorrichtung 38, die Bedienerschnittstelle 70, die Sender 30a–b und die Empfänger 28a–b ausgeführt werden. Die Verdichtungsmaschine 14, der Einbaufertiger 12 oder der Bediener der Verdichtungsmaschine 14 und/oder des Einbaufertigers 12 kann in Reaktion auch Betriebe zum Verhindern der Verdichtung auf dem Einbaumaterial, das außerhalb der optimalen Temperaturzonen 96 ist, blockieren bzw. begrenzen.
Unter Bezugnahme auf 5 ist ein Flussdiagramm für das Verfahren 500, das einen beispielhaften Anzeigeablauf gemäß der mit dem Einbaubetrieb 10 verwendeten Offenbarung darstellt. Der Ablauf des Verfahrens 500 beginnt bei Schritt 510 durch Initialisieren des Positionstemperaturmodells. Die Initialisierung des Positionstemperaturmodells kann das Eingeben von Werten für einen oder mehrere Modellparameter, die eine Vorhersage von einer Einbaumaterialtemperatur an jeglichen von einer Vielzahl von möglichen Positionen innerhalb oder relativ zu Maschinen des Einbaubetriebs 10 oder geographischen Position ermöglichen, aufweisen. Faktoren, wie beispielsweise die Zusammensetzung des Einbaumaterials, dessen Temperatur bei Abholung von dem Lieferanten, die Zeit bis zur Lieferung, die Deckendicke, die Umgebungslufttemperatur, die Temperatur und der Feuchtegehalt des darunterliegenden Bodens oder einer anderen Tragschicht, Windgeschwindigkeit, Sonneneinstrahlung, Niederschlag, Luftfeuchtigkeit, Wetter, ob das Einbaumaterial direkt zu den Einbaufertigern von Haldenlastwagen geliefert wird und dergleichen, können alle in das Positionstemperaturmodell eingegeben werden.
Das Verfahren bewegt sich zu Schritt 520 durch Aktivieren der elektronischen Steuereinheit 32. Die Aktivierung kann das Aktivieren des Sensors 26a, des Empfängers 28a, des Senders 30a und der Anzeigevorrichtung 38 aufweisen. Die Aktivierung kann das Eingeben der Betriebs- und Positionspläne, Temperaturdaten und -modelle und dergleichen in die elektronische Steuereinheit 32 und/oder die Anzeigevorrichtung 38 aufweisen. Danach, bei Schritt 530, wird das Positions- und Temperaturmodell bestimmt. Das Modell kann ein relativ einfaches sein, das die Maschinen 12, 14, 16 und 18 und die unterschiedlichen Temperaturzonen, wie beispielsweise die weiche Zone 92, angibt und anzeigt. Das Modell kann eines sein, bei dem ein Abstand zwischen den Maschinen 12, 14, 16 und 18 zum Vermeiden der weichen Zone 92 angezeigt wird. Vergleichsweise stärker differenzierte (komplizierte) Pläne können auch verwendet werden, bei denen mehrere von unterschiedlichen Parameter, wie beispielsweise die Maschinengeschwindigkeit, die Vibrationsamplitude und -frequenz für Vibrationsvorrichtungen einer oder mehreren der Verdichtungsmaschinen, Bohlenaufheizung usw., bestimmt werden können.
Es sollte verstanden werden, dass „Maschinenpositionierung” bzw. „Maschinenpositionsbestimmung” ein Beispiel der vielen unterschiedlichen Faktoren ist, die basierend auf dem Positionstemperaturmodell bestimmt werden können. Gemäß weiterer anderer Aspekte kann anstatt der Initialisierung des Modells immer dann, wenn ein bestimmter Auftrag begonnen wird, ein Einheitsgrößen-Positionstemperaturmodell verwendet werden, das beispielsweise empirisch oder über Computersimulation entwickelt wurde. Die Temperatur- und Positionsplandaten entsprechend dem aufgestellten Plan können in dem Speicher 34, dem Speicher 84 usw. durch die geeignete elektronische Steuereinheit 32 und/oder 82 über eine Speicherschreibvorrichtung, wie beispielsweise die Speicherschreibvorrichtung 83, aufgezeichnet werden. Gemäß einem Aspekt kann das Aufstellen des Plans durch die betreffende elektronische Steuereinheit 32 durchgeführt werden, die die geeigneten Maschinenbetriebsparameter, wie beispielsweise Geschwindigkeit, Position usw., die dem Plan entsprechen und letztlich auf dem Positionstemperaturmodell basieren, berechnen kann. Ein Einheitsgrößenplan basierend auf einem Einheitsgrößen-Positionstemperaturmodell kann auch verwendet werden. Gemäß weiteren anderen Aspekten kann der Plan manuell durch Bediener, Vorarbeiter usw. aufgestellt werden.
Bei Schritt 540 können geeignete Positions- und Temperaturdaten zum Beginnen des Einbaus übertragen und empfangen werden. Die Positions- und Temperaturdaten können die Temperatur des Einbaumaterials an vorgegebenen Standorten, die Standorte der Verdichter 14, 16 und 18, die Zusammensetzung des Einbaumaterials, dessen Temperatur bei Abholung von dem Lieferanten, die Zeit bis zur Lieferung, die Deckendicke, die Umgebungslufttemperatur, die Temperatur und den Feuchtegehalt des darunterliegenden Bodens oder einer anderen Tragschicht, die Windgeschwindigkeit, die Sonneneinstrahlung, den Niederschlag, die Lufttemperatur, das Wetter, ob das immer Material direkt zu den Einbaufertigern von Haldenlastwagen geliefert wird und dergleichen aufweisen. Nachdem die Temperatur- und Positionsdaten empfangen wurden, kann das Verfahren zu dem Schritt 550 fortfahren, bei dem das Positions- und Temperaturmodell basierend auf den bei Schritt 540 empfangenen Daten aktualisiert werden kann. Wie oben beschrieben ist, können die Temperaturdaten Temperaturdaten an Positionen einer Einbaumaterialdecke relativ zu einer der Maschinen 12, 14, 16 und 18 des Einbaubetriebs 10, kartierte Standorte einer Arbeitsfläche, Temperaturdaten für das Einbaumaterial usw. aufweisen.
Wenn eine Einbaumaterialtemperatur innerhalb der optimalen Temperaturzonen 96 ist, kann die elektronische Steuereinheit 32 bei 560 zu der Verdichtungsmaschine 14, 16 und 18 übertragen, dass die Verdichtungsmaschine 14, 16 und 18 das Einbaumaterial verdichten kann. Wenn allerdings der Vergleich zeigt, dass die Temperatur nicht innerhalb der optimalen Temperaturzonen 96 ist, kann die elektronische Steuereinheit 32 bei 560 zu der Verdichtungsmaschine 14, 16 und 18 übertragen, dass die Verdichtungsmaschine 14, 16 und 18 das Einbaumaterial nicht verdichten sollte. Die elektronische Steuereinheit 32 oder die Anzeigevorrichtung 38 kann bei 560 auch Positions- und Temperaturdaten zu anderen Maschinen übertragen. Bei Schritt 570 können die Positions- und Temperaturdaten auf einem oder mehreren Anzeigevorrichtungen 38 in einer oder mehreren Maschinen angezeigt werden. Zum Anzeigen der Daten kann die Anzeigevorrichtung 38 empfangene Daten umwandeln und Algorithmen basierend auf Vorhersagemodellen, Abkühlungskuren usw. ausführen. Eine beispielhafte Ausgabe der Anzeigevorrichtung ist in 4 gezeigt. Das Verfahren 500 kann kontinuierlich die Schritte 530–570 wiederholen und alle Schritte können durch einen oder mehrere Prozessoren in der Bedienerschnittstelle 70, der Anzeigevorrichtung 38 und/oder der elektronischen Steuereinheit 32 ausgeführt werden.
6 zeigt einen Aspekt der Anzeigevorrichtung 38. Die Anzeigevorrichtung 38 kann einen Sendeempfänger 612, ein computerlesbares Medium 616, einen Prozessor 618, eine Ausgabevorrichtung 620, einen Leseschreibspeicher 640, einen Nurlesespeicher 642 und eine Eingabe-/Ausgabevorrichtung 620 aufweisen. Der Sendeempfänger 612 kann dazu ausgebildet sein, mit dem Einbaufertiger 12 oder den Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 zum Kommunizieren der Positions- und Temperaturinformationen in einem hierin definierten Kommunikationskanal kommunizieren. Der Prozessor 618 kann Temperatur- und Positionsdaten sammeln und kann die Temperatur- und Positionsdaten nehmen und sie auf ein Temperaturpositionsmodell bzw. Temperaturpositionsbestimmungsmodell zum Vorhersagen von Temperatur- und Positionsdaten anwenden und die Positions- und Temperaturdaten für die Anzeige auf der Anzeigevorrichtung 38 konfigurieren. Die Positions- und Temperaturdaten können durch den Prozessor 618 für eine vereinfachte Anzeige auf der Anzeigevorrichtung übersetzt werden. Die Positions- und Temperaturdaten können auf die Temperatur des Einbaumaterials an einem vorgegebenen Standort beschränkt sein oder können zusätzliche Faktoren, wie beispielsweise die Zusammensetzung des Einbaumaterials, dessen Temperatur bei Abholung von dem Lieferanten, die Zeit bis zur Lieferung, die Deckendicke, die Umgebungslufttemperatur, die Temperatur und der Feuchtegehalt des darunterliegenden Bodens oder einer anderen Tragschicht, der Windgeschwindigkeit, der Sonneneinstrahlung, dem Niederschlag, der Luftfeuchtigkeit, dem Wetter, ob Einbaumaterial direkt zu den Einbaufertigern von Haldenlastwagen geliefert wird und dergleichen aufweisen.
Der Leseschreibspeicher und der Nurlesespeicher 642 können zum Speichern von Skripten, die der Konfiguration der Anzeigevorrichtung 38 zugeordnet sind, und zum Speichern von Positionstemperaturdaten und -modellen verwendet werden.
7 zeigt eine detailliertere Ansicht der Temperatur- und Positionsinformationen, die auf der Anzeigevorrichtung 38 angezeigt werden können. In einem Beispiel können die Daten auf die Anzeigevorrichtung 38 als eine Karte umgewandelt werden. Der Temperatur- und Positionsplan kann den Standort des Einbaufertigers 12 und der Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 relativ zueinander und zu verschiedenen Temperaturzonen einer eingebauten (Ober-)Fläche zeigen. Der optimale Temperaturbereich 96 kann zusammen mit einer weichen Zone 92 und einer kalten Zone 94 angezeigt werden. Jede Temperaturzone kann mit einem Text vermerkt sein, der die Temperatur der Zonen zeigt oder ob die Zonen zum Einbauen geeignet sind. Die Temperaturzonen können auch auf eine Weise gefärbt sein, sodass angezeigt wird, dass die Zonen zu heiß oder zu kalt zum Einbauen sind (zum Beispiel eine rote Zone für die weiche Zone 92 und eine blaue Zone für eine kalte Zone 94).
Gewerbliche Anwendbarkeit
Unter Bezugnahme auf 1 kann einem Einbaufertiger 12 durch eine oder mehrere Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 gefolgt werden. Während Einbaumaterial durch den Einbaufertiger 12 gelegt (eingebaut) wird, können die Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 durch den Einbaufertiger 12 gelegtes Einbaumaterial verdichten. Die Temperatur des Einbaumaterials kann basierend auf einer Vielzahl von Faktoren variieren. In Abhängigkeit von der jeweiligen Einbaumaterialmischung kann es einen Temperaturbereich aufweisen, der im Stand der Technik als die „weiche Zone” 92 bekannt ist, in der ein Verdichtungsversuch unerwünscht ist. Wenn Einbaumaterial in der weichen Zone 92 ist, ist es anfällig dafür, geschoben zu werden und es kann sich eine „Welle” vor der Verdichterwalze ausbilden. In der Einbautechnik ist es wohlbekannt, dass eine erfolgreiche Verdichtung stattfinden kann, wenn die Einbaumaterialtemperatur entweder über der weichen Zone 92 oder unter der weichen Zone 92, aber nicht innerhalb der weichen Zone 92, ist. Idealerweise folgen oben angesprochene Vorwalzen dem Einbaufertiger dicht genug, dass sie das Einbaumaterial verdichten, bevor es in die weiche Zone 92 abkühlt. Zwischenwalzen folgen typischerweise genügend weit hinter den Vorwalzen, sodass das Einbaumaterial unter die weiche Zone 92 abgekühlt ist, während der Zeit, bis die Zwischenwalze eine jeweilige Strecke des Einbaumaterials erreicht. Es ist auch typischerweise wünschenswert, die Fertigwalze zu verwenden, bevor das Einbaumaterial auf einen Punkt abgekühlt ist, an dem es zu hart wird.
Die Vorrichtung und das Verfahren des Anzeigens und Kommunizierens der Temperatur des Einbaumaterials kann die Kommunikation von Positions- und Temperaturdaten zwischen Maschinen und Bedienern ermöglichen, sodass die Bediener und Maschinen die Verdichtungsverfahren nur ausführen, wenn die Temperatur des Einbaumaterials geeignet ist. Dies kann zu einem erfolgreicheren und effizienteren Einbau- und Verdichtungsverfahren führen.
Unter Bezugnahme auf 1 und 4 kann der Temperatursensor 26a die Temperatur des Einbaumaterials, das auf einer Arbeitsfläche abgelegt wurde, scannen (messen). Währenddessen kann ein Empfänger 28a Positionsdaten von anderen Maschinen von den Sendern 30b, 30c und 30d empfangen. Der Sensor 26a, der Empfänger 28a und der Sender 30a können mit einer elektronischen Steuereinheit 32 verbunden bzw. gekoppelt sein. Die Temperatur- und Positionsdaten können durch die elektronische Steuereinheit 32 verarbeitet, mit Betriebs- und Lageplänen, die auf das Positionstemperaturmodell angewendet werden, verglichen, das Positionstemperaturmodell aktualisiert, analysiert und zum Anzeigen umgewandelt, zu einer Bedienerschnittstelle 70 mit einer Anzeigevorrichtung 38 kommuniziert und auf der Anzeigevorrichtung 38 angezeigt werden.
Temperatur- und Positionsdaten, die zumindest teilweise auf dem Positionstemperaturmodell basieren, können auf der Anzeigevorrichtung 38 angezeigt werden, sodass ein Bediener bestimmen kann, welche Betriebsfunktion gegebenenfalls verwendet, modifiziert oder blockiert werden sollten. Ein Bediener kann basierend auf den Temperatur- und Positionsdaten, die auf der Anzeigevorrichtung 38 von der elektronischen Steuereinheit 32 angezeigt werden, bestimmen, dass der Abstand zwischen einem Einbaufertiger 12 und jeglichen Verdichtungsmaschinen 14, 16 und 18 angepasst werden sollte, sodass keine Verdichtung durchgeführt wird, wenn die Temperatur des Einbaumaterials außerhalb einer optimalen Temperaturzone 96 ist.
Alternativ kann die elektronische Steuereinheit 32 bestimmen, welche Betriebsfunktion gegebenenfalls verwendet, modifiziert oder blockiert (gesperrt) werden sollte. Die elektronische Steuereinheit 32 kann mit der Bedienerschnittstelle 70 in der gleichen Maschine oder über den Sender 30 mit einer anderen Maschine kommunizieren. Die elektronische Steuereinheit 32 kann demnach mit der Maschine, in der sie sitzt, kommunizieren und diese steuern oder mit anderen Maschinen fernkommunizieren und diese fernsteuern. Diese Betriebssteuerung kann darauf basieren, ob oder ob nicht Temperatur- und Positionsdaten basierend zumindest teilweise auf dem Temperaturlagemodell vorschlagen, dass das verwendete Einbaumaterial innerhalb einer optimalen Temperaturzone 96 ist.
Es wird verstanden werden, dass die vorangegangene Beschreibung Beispiele des offenbarten Systems und der offenbarten Technik angibt. Allerdings wird in Erwägung gezogen, dass andere Implementationen der Offenbarung sich im Detail von den vorangegangenen Beispielen unterscheiden können. Sämtliche Bezugnahmen auf die Offenbarung oder Beispiele davon sind dazu gedacht, auf das an dieser Stelle beschriebene jeweilig Beispiel Bezug zu nehmen und sind nicht dazu gedacht, irgendeine Beschränkung des Umfangs der Offenbarung im Allgemeinen zu implizieren. Sämtliche Ausdrücke von Abgrenzung oder Ablehnung bezüglich bestimmter Merkmale sind dazu gedacht, auf einen Mangel an Bevorzugung für diese Merkmale hinzuweisen, aber diese nicht von dem Umfang der Offenbarung vollständig auszunehmen, wenn dies nicht anderweitig angegeben ist.
Gemäß einem Beispiel kann eine Vorrichtung und/oder ein System dessen Standort zumindest teilweise basierend auf Signalen, die von Raumfahrzeugen (SVs) empfangen wurden, schätzen. Insbesondere kann eine solche Vorrichtung und/oder ein solches System Pseudoentfernungsmessungen aufweisend Schätzungen von Abständen zwischen zugeordneten SVs und einem Navigationssatellitenempfänger beziehen. In einem bestimmten Beispiel kann eine solche Entfernung an einem Empfänger bestimmt werden, der in der Lage ist, Signale von einem oder mehreren SVs als Teil eines Satellitenortungssystems (Satellitenpositionsbestimmungssystems) (SPS) zu verarbeiten. Solch ein SPS kann beispielsweise ein Globales Positionsbestimmungssystem (GPS), Galileo, Glonass, um nur einige zu nennen, oder jegliches zukünftig entwickeltes SPS aufweisen. Zum Bestimmen von dessen Position kann ein Satellitennavigationsempfänger Pseudoentfernungsmessungen von drei oder mehr Satelliten sowie deren Position zum Zeitpunkt der Übertragung beziehen. In Kenntnis der SVs-Orbitalparameter können diese Positionen für jeglichen Zeitpunkt berechnet werden. Eine solche Entfernungsmessung kann dann zumindest teilweise basierend auf der Zeit, die ein Signal von einem SV zu dem Empfänger braucht, multipliziert mit der Lichtgeschwindigkeit, bestimmt werden. Während hierin beschriebene Techniken als Implementationen der Standortbestimmung in GPS und/oder Galileotyp-SPS als bestimmte Darstellungen gemäß bestimmter Beispiele vorgesehen sein können, sollte verstanden werden, dass diese Techniken auch auf andere Typen von SPS anwendbar sein können, und der beanspruchte Gegenstand in dieser Hinsicht nicht beschränkt ist.
Die Offenbarung kann in jeglichem Typ von Computervorrichtung, wie beispielsweise einem Desktopcomputer, einem Personalcomputer, einem Laptop-/Mobilcomputer, einem persönlichen Datenassistenten (PDA), einem Mobiltelefon, einem Tabletcomputer, einer Cloud-Computervorrichtung und dergleichen mit kabelgebundenen/kabellosen Kommunikationsvermögen über die Kommunikationskanäle, implementiert sein.
Ferner sind gemäß den verschiedenen Aspekten der Offenbarung die hierin beschriebenen Verfahren für den Betrieb mit geeigneten Gerätetechnikimplementierungen (Hardwareimplementierungen) aufweisend, aber nicht nur, PCs, PDAs, Halbleiter, anwendungsspezifische integrierte Schaltungen (ASIC), programmierbare logische Anordnungen, Cloud-Computervorrichtungen und anderen Hardwarevorrichtungen, die zum Implementieren der hierin beschriebenen Verfahren konstruiert sind, gedacht.
Es sollte auch erkannt werden, dass die hierin beschriebenen Softwareimplementierungen der Offenbarung optional auf einem körperlichen Speichermedium gespeichert sind, wie beispielsweise einem magnetischen Medium, wie beispielsweise einer Diskette oder einer Kassette, einem magnetooptischen oder optischen Medium, wie beispielsweise einer Diskette, oder einem Solid-State-Medium, wie beispielsweise einer Speicherkarte oder ein anderes Paket, das eines oder mehrere Nurlese-(nichtflüchtige)Speicher, Leseschreibspeicher oder wiederbeschreibbaren (flüchtige) Speicher aufnimmt. Ein digitaler Dateianhang an einer E-Mail oder andere in sich geschlossene Informationsarchive oder Sätze von Archiven werden als ein Verteilungsmedium äquivalent zu einem körperlichen Speichermedium angesehen. Folglich wird die Offenbarung derart betrachtet, dass sie ein körperliches Speichermedium oder ein Verteilungsmedium, wie hierin aufgeführt ist, aufweist und im Stand der Technik bekannte Äquivalente und Nachfolgemedien aufweist, auf denen die hierin vorgesehenen Softwareimplementationen gespeichert sind.
Die Offenbarung kann Kommunikationskanäle aufweisen, die jeglicher Typ von kabelgebundenem oder kabellosem elektronischen Kommunikationsnetzwerk sein kann, wie beispielsweise ein kabelgebundenes/kabelloses lokales Netzwerk (LAN), ein kabelgebundenes/kabelloses persönliches Netzwerk (PAN), ein kabelgebundenes/kabelloses Heimnetzwerk (HAN), ein kabelgebundenes/kabelloses Weitverkehrsnetzwerk (WAN), ein Campusnetzwerk, ein Metropolnetzwerk, ein Privatunternehmensnetzwerk, ein virtuelles Privatnetzwerk (VPN), ein Verbundnetzwerk, ein Backbone-Netzwerk (BBN), ein globales Netzwerk (GAN), das Internet, ein Intranet, ein Extranet, ein Overlay-Netzwerk, einem Mobiltelefonnetzwerk, ein persönlicher Kommunikationsservice (PCS), unter Verwendung von bekannten Protokollen wie dem Globalsystem für Mobilkommunikation (GSM), CDMA (engl. Code-Division Multiple Access), „Long Term Evolution” (LTE), W-CDMA (Breitband-CDMA), ”Wireless Fidelity” (Wi-Fi), Bluetooth und/oder dergleichen und/oder einer Kombination von zwei oder mehr davon.
Zusätzlich können verschiedene Aspekte der Offenbarung in einer nicht-generischen Computerimplementation implementiert sein. Zudem können verschiedene hierin dargelegte Aspekte der Offenbarung die Arbeitsweise der Vorrichtung und des Verfahrens verbessern, wie aus der vorliegenden Offenbarung ersichtlich ist. Ferner umfassen die verschiedenen Aspekte der Offenbarung Computerhardware, die spezifisch zum Lösen der komplexen Probleme, die die Offenbarung betrifft, programmiert ist. Folglich verbessern die verschiedenen Aspekte der Offenbarung die Arbeitsweise der Vorrichtung und des Verfahrens insgesamt in deren bestimmten Implementationen zum Durchführen des durch die Offenbarung dargelegten Verfahrens wie die durch die Ansprüche definiert.
Die Wiedergabe von Wertebereichen hierin ist nur dazu gedacht, als eine Kurzschreibweise für die einzelne Bezugnahme auf jeden einzelnen Wert, der in den Bereich fällt, wenn dies nicht anderweitig hierin angegeben ist, zu dienen, und jeder einzelne Wert ist in die Beschreibung mitaufgenommen, als wenn er einzeln hierin wiedergegeben wäre. Alle hierin beschriebenen Verfahren können in jeglicher geeigneten Reihenfolge durchgeführt werden, wenn dies nicht anderweitig hierin angegeben ist oder anderweitig klar gegen den Kontext spricht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 6749364 [0010, 0010]

Claims

Vorrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine Temperaturvorhersage für ein Einbaumaterial an mehreren Positionen zu bestimmen und anzuzeigen, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Prozessor (618), der dazu ausgebildet ist, Temperatur- und Positionsinformationen eines Teils des Einbaumaterials zu empfangen, wobei der Prozessor (618) ferner dazu ausgebildet ist, mehrere Temperaturvorhersagen für das Einbaumaterial mit einem Temperatur- und Positionsmodell zu bestimmen, wobei jede der mehreren Temperaturvorhersagen mehreren Positionen des Einbaumaterials zugeordnet ist, und eine Anzeige (38), die dazu ausgebildet ist, die mehreren Temperaturvorhersagen für das Einbaumaterial an den mehreren Positionen des Einbaumaterials bezüglich zumindest einer Maschine (12) anzuzeigen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Empfänger (28), der dazu ausgebildet ist, die Temperatur- und Positionsinformationen des Teils des Einbaumaterials zu empfangen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner aufweisend einen Empfänger (28), der dazu ausgebildet ist, die Temperatur- und Positionsinformationen des Teils des Einbaumaterials zu empfangen, wobei die Temperaturinformationen von einem Temperatursensor (26), der dazu ausgebildet ist, eine Einbaumaterialtemperatur an einem jeweiligen Standort zu bestimmen, empfangen wird und wobei die Positionsinformationen von einem Positionssensor, der dazu ausgebildet ist, eine Position des jeweiligen Standorts zu bestimmen, empfangen wird.
Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, ferner aufweisend einen Sender (30), der dazu ausgebildet ist, die Temperatur- und Positionsinformationen des Teils des Einbaumaterials zu einer anderen Vorrichtung zu übertragen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner aufweisend einen Sender (30), der dazu ausgebildet ist, die Temperatur- und Positionsinformationen des Teils des Einbaumaterials zu einer anderen Vorrichtung zu übertragen, wobei die Temperaturinformationen von einem Temperatursensor (26), der dazu ausgebildet ist, eine Einbaumaterialtemperatur an einem jeweiligen Standort zu bestimmen, empfangen wird und wobei die Positionsinformationen von einem Positionssensor, der dazu ausgebildet ist, eine Position des jeweiligen Standorts zu bestimmen, empfangen wird.
Verfahren (500) zum Bestimmen und Anzeigen einer Temperaturvorhersage für ein Einbaumaterial an mehreren Positionen, wobei das Verfahren aufweist: Empfangen von Temperatur- und Positionsinformationen (540) eines Teils des Einbaumaterials mit einem Prozessor (618), Bestimmen mehrerer Temperaturvorhersagen für das Einbaumaterial, wobei jede mehreren Positionen des Einbaumaterials zugeordnet ist, mit einem Temperatur- und Positionsmodell (530) mit dem Prozessor (618), und Anzeigen der mehreren Temperaturvorhersagen für das Einbaumaterial an den mehreren Positionen des Einbaumaterials (570) bezüglich zumindest einer Maschine (12) mit einer Anzeige.
Verfahren (500) nach Anspruch 6, ferner aufweisend das Empfangen der Temperatur- und Positionsinformationen eines Teils des Einbaumaterials (540) mit einem Empfänger (28).
Verfahren (500) nach Anspruch 6, ferner aufweisend das Empfangen der Temperatur- und Positionsinformationen eines Teils des Einbaumaterials (540) mit einem Empfänger (28), wobei die Temperaturinformationen von einem Temperatursensor (26), der dazu ausgebildet ist, eine Einbaumaterialtemperatur an einem jeweiligen Standort zu bestimmen, empfangen wird und wobei die Positionsinformationen von einem Positionssensor, der dazu ausgebildet ist, eine Position des jeweiligen Standorts zu bestimmen, empfangen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ferner aufweisend das Übertragen der Temperatur- und Positionsinformationen (560) eines Teils des Einbaumaterials mit einem Sender (30).
Verdichter (14) aufweisend: ein vorderes Bodeneingriffsbauteil (31), ein hinteres Bodeneingriffsbauteil (33), eine Leistungsquelle zum Antreiben zumindest eines der Bodeneingriffsbauteile, und eine Vorrichtung, die dazu ausgebildet ist, eine Temperaturvorhersage für ein Einbaumaterial an mehreren Positionen zu bestimmen und anzuzeigen, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Prozessor (618), der dazu ausgebildet ist, Temperatur- und Positionsinformationen eines Teils des Einbaumaterials zu empfangen, wobei der Prozessor (618) ferner dazu ausgebildet ist, mehrere Temperaturvorhersagen für das Einbaumaterial mit einem Temperatur- und Positionsmodell zu bestimmen, wobei jede der mehreren Temperaturvorhersagen mehreren Positionen des Einbaumaterials zugeordnet ist, und eine Anzeige (38), die dazu ausgebildet ist, die mehreren Temperaturvorhersagen für das Einbaumaterial an den mehreren Positionen des Einbaumaterials bezüglich zumindest einer Maschine (12) anzuzeigen.