-
Die Erfindung betrifft ein System zur Funkortung eines Transportfahrzeugs für Container innerhalb eines Arbeitsbereichs, mit einem Funkortungssystem umfassend mehrere aktive terrestrisch angeordnete und Positionsdaten sendende Ortsmarken, die Positionsdaten empfangende Antennen, mindestens einem die empfangenen Positionsdaten verarbeitenden Empfänger und mit mindestens einem Transportfahrzeug für Container mit mindestens einer der Antennen mit Empfänger und einem die Positionsdaten in Fahranweisungen für das Transportfahrzeug umsetzenden Navigationsrechner.
-
Transportfahrzeuge im Sinne der vorliegenden Erfindung sind als Schwerlastfahrzeuge ausgebildete Flurförderfahrzeuge, die für die Handhabung und/oder den Transport von Containern, insbesondere als rein innerbetriebliche beziehungsweise interne Fahrzeuge in Containerterminals zum Umschlag von Containern, ausgelegt sind. Die zu transportierenden beziehungsweise handzuhabenden Container können dementsprechend insbesondere im Fall von ISO-Containern im beladenen Zustand bis zu 40 t wiegen und normierte oder zumindest standardisierte Längen von zum Beispiel 10, 20, 40, 45, 53 oder 60 Fuß aufweisen. Die beiden letztgenannten Längen werden bisher als nicht ISO genormte Container ausschließlich in Nordamerika eingesetzt. In diesem Zusammenhang werden unter ISO-Containern genormte Großraum- beziehungsweise Seefrachtcontainer verstanden, die im internationalen Warenverkehr zum Einsatz kommen. In diesem Zusammenhang können Container auch andere normierte oder zumindest standardisierte Ladungsträger wie beispielsweise Wechselaufbauten, insbesondere Wechselbehälter oder Wechselbrücken, sein.
-
Derartige Transportfahrzeuge werden auch als Terminal Truck oder Terminal Tractor bezeichnet, da sie zusammen mit einem oder mehreren Anhängern als eine Art Sattelzug eingesetzt werden. Die Ladefläche der Anhänger ist von Führungselementen begrenzt. Die zueinander beabstandeten Führungselemente werden auch als Einweiser bezeichnet und führen einen aufzunehmenden Container beziehungsweise dessen Eckbeschläge auf die Ladefläche. Hierfür erstrecken sich die Führungselemente mit ihren Führungsflächen schräg nach außen und oben von der Ladefläche weg. Derartige Transportfahrzeuge sind beispielsweise aus
DE 10 2012 108 768 A1 bekannt.
-
Aus der Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2007 016 156 U1 ist ein Portalhubstapler mit automatischer Lenkung zum Transportieren und Stapeln von Containern bekannt, die eingesetzt wird, um einen Fahrer des Portalhubstaplers beim Fahren beziehungsweise Lenken zu unterstützen. Diese automatische Lenkung umfasst einen vorne an einem der Fahrträger und somit seitlich versetzt zu dem jeweiligen überfahrenen Container angeordneten Laserscanner, aus dessen Messsignalen ein Abstand zwischen dem Fahrträger und einer Seitenwand des Containers bestimmt wird. Dies geschieht, indem der Laserscanner Laserstrahlen in horizontale Richtungen in einem Winkelbereich zwischen der Längsachse des Fahrträgers und der Seitenwand des Containers von etwa 55 Grad sendet und diese von einem Hindernis beispielsweise in Form der Seitenwand vor und seitlich des Fahrträgers reflektiert werden. Aus einem Laufzeitunterschied zwischen gesendetem und reflektiertem Strahl wird dann die Entfernung zu dem Hindernis berechnet. Die so gemessenen Entfernungen zur Seitenwand des vorgelagerten Containers und die zugehörigen Messwinkel werden dann an eine elektronische Steuerung übermittelt, die hieraus den Abstand zwischen Fahrträger und Seitenwand des Containers berechnet. Diese Abstände werden für die automatische Lenkung verwendet und hiervon ausgehend Soll-Lenkwinkel zum Einschlagen der Räder berechnet und an einen Lenkrechner übermittelt, der das Einschlagen der Räder steuert.
-
Neben dieser automatischen Lenkung mittels Laserscanner sind von der Navigation von fahrerlosen Flurförderfahrzeugen auch die folgenden Einzelsysteme oder Kombinationen bekannt: Satellitennavigation (differentielles GPS), Radarnavigation, Trägheitsnavigation (Gyroskope), Transpondernavigation (mit im Boden eingelassen Transpondern oder Magneten und Antennen am Fahrzeug) oder Leitdrahtnavigation.
-
Aus der europäischen Patentschrift
EP 1 547 196 B1 ist ein Funkortungssystem mit einem terrestrischen Netzwerk mehrerer aktiver Ortsmarken und eines Empfängers bekannt, welcher Positionssignale der Ortsmarken über eine spezielle Richtantenne empfängt. Dieses Funkortungssystem und hiervon verwendete Algorithmen sind vom Grundsatz mit einem GPS-Ortungssystem vergleichbar, wobei anstatt von Satelliten ortsfeste Sender in Form der sogenannten aktiven Ortsmarken verwendet werden. Das Funkortungssystem kann ein GPS-Ortungssystem ergänzen oder unabhängig hiervon eingesetzt werden, wenn ein GPS-Ortungssystem nicht vorhanden oder unzuverlässig ist. Die aktiven Ortsmarken sind terrestrisch an definierten und somit absolut bekannten Positionen und im Vergleich zu Satelliten in einem geringeren Abstand zueinander netzwerkartig angeordnet. Durch die somit lokale Ausführung eines mit einem GPS-Ortungssystem vergleichbaren Funkortungssystems und die damit verbundene geringere Distanz zwischen den jeweiligen Sendern in Form der aktiven Ortsmarken und dem Empfänger mit der Richtantenne ist es möglich, Positionssignale zu erhalten und zu verwenden, die um ein Vielfaches stärker sind als GPS-Signale. Ein Einsatz im Innenbereich, Außenbereich, in der Stadt, in Lagern und Industrieanlagen ist daher möglich. Die Positionssignale werden jeweils als vorbestimmte Sequenzen mit einem Zeitmultiplexverfahren (TDMA für Time Division Multiple Access) in einem festen Zeitabschnitt je aktiver Ortsmarke übertragen und diese werden von einem Empfänger über die Richtantenne empfangen. Ein weiterer grundsätzlicher Vorteil liegt in der speziellen Richtantenne zum Empfang der Positionssignale, die als TDMA adaptive Richtantenne (TDMA Adaptive Directional Antenna Array) bekannt ist und welche im Zusammenhang mit einer besonderen Betriebsweise über den Empfänger in der Lage ist, Mehrwegsausbreitungen der Positionssignale von den aktiven Ortsmarken herauszufiltern. Hierzu wird ein Richtungsverstärkungsmuster erzeugt, das in einer Vielzahl von Richtungen sukzessiv gesteuert werden kann. Hierdurch kann die Richtantenne örtlich auf eine gerade sendende Ortsmarke beziehungsweise das gerade empfangene Positionssignal ausgerichtet werden. Diese Richtantenne ist über den Empfänger mit dem Netzwerk der Ortsmarken örtlich synchronisiert, das heißt sie kann sukzessive in eine Vielzahl von Richtungen ausgerichtet werden. Die örtliche Synchronisation erfolgt auf Basis von Positionsdaten der Ortsmarken, Ausrichtungsdaten der Richtantenne, welche durch ein Trägheitsnavigationssystem bestimmt werden, sowie Positionsdaten der Richtantenne, einer Netzwerkzeit und eventuellen Propagations-Verzögerungszeiten. Durch die Verwendung einer lokalen Netzwerkzeit ist das System von einer Zeitgebung durch Satelliten und damit verbundenen eventuellen Ungenauigkeiten unabhängig. Ferner findet eine zeitliche Synchronisierung zwischen den Positionssignalen der aktiven Ortsmarken statt. Dies geschieht selbstständig, das heißt ohne Unterstützung durch Satelliten, externe Kontrollmechanismen oder eines Referenznetzwerks. Die Ortsmarken senden dabei in einer festgelegten Reihenfolge, so dass jedem Sender ein Zeitfenster für die Übertragung zugeordnet ist. Durch diese vorteilhaften Eigenschaften dieses Funkortungssystems mit aktiven Ortsmarken können Funk-Mehrwegsausbreitungen vermindert und das Signal-Rausch-Verhältnis verbessert werden. Dies hat eine hohe Messgenauigkeit für die Position zur Folge. Bei herkömmlichen Funkortungssystemen kann es zu sogenanntem Mehrwegsausbreitungen und hiermit verbundenen Mehrwegsempfang kommen. Dieser wird durch optische Effekte wie Reflexion, Brechung und Streuung, und damit verbundenen Vervielfältigungen des Positionssignals und hieraus resultierenden Ungenauigkeiten in der Positionsbestimmung hervorgerufen. Des Weiteren kann dieses Funkortungssystem mit geringem Aufwand um Ortsmarken erweitert werden, beispielsweise um einen größeren Arbeitsbereich abzudecken.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes System zur Funkortung eines Transportfahrzeugs für Container innerhalb eines Arbeitsbereichs zu schaffen.
-
Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 und 3 angegeben.
-
Erfindungsgemäß wird ein verbessertes System zur Funkortung eines Transportfahrzeugs für Container innerhalb eines Arbeitsbereichs, mit einem Funkortungssystem umfassend mehrere aktive terrestrisch angeordnete und Positionsdaten sendende Ortsmarken, die Positionsdaten empfangende Antennen, mindestens einem die empfangenen Positionsdaten verarbeitenden Empfänger und mit mindestens einem Transportfahrzeug für Container mit mindestens einer der Antennen mit Empfänger und einem die Positionsdaten in Fahranweisungen für den Transportfahrzeug umsetzenden Navigationsrechner, dadurch geschaffen, dass das Transportfahrzeug eine Zugmaschine für einen Anhänger mit einer Ladefläche für Container ist, an der Zugmaschine mindestens zwei Antennen angeordnet sind, die mindestens zwei Antennen voneinander beabstandet sind und der Navigationsrechner neben der Position der Zugmaschine auch die Ausrichtung der Zugmaschine bezogen auf ein Koordinatensystem des Arbeitsbereichs aus den Positionsdaten der mindestens zwei Antennen ermittelt. Die Ausrichtung bezieht sich somit auch auf eine Fahrtrichtung im Sinne einer Soll-Fahrtrichtung der Zugmaschine. Durch die Verwendung von zwei Antennen kann vorteilhafter Weise auch die Ausrichtung des Transportfahrzeugs bestimmt werden, wenn das Transportfahrzeug auch einen an die Zugmaschine gekoppelten Anhänger umfasst. Dadurch ist insbesondere in Bezug auf die Handhabung von Containern eine Ausrichtung des Transportfahrzeugs zu den Umschlaggeräten für ein gezieltes Abstellen oder Aufnehmen der Container auf oder von dem Anhänger des Transportfahrzeugs erleichtert. In diesem Zusammenhang kann der Navigationsrechner den von einer Sensorik ermittelten Knickwinkel zwischen der Längsachse der Zugmaschine und der Längsachse des Anhängers verwenden, um auch die Position und Ausrichtung des Anhängers zu bestimmen. Fahrer eines Transportfahrzeugs können beim Lenken unterstützt werden oder das Transportfahrzeug kann insgesamt automatisch geführt werden. Hiermit geht dann eine optimale Platzausnutzung von Fahrspuren in dem Arbeitsbereich und Vermeidung von Kollisionen mit anderen Objekten, beispielsweise anderen Transportfahrzeugen, einher. Ein weiterer Vorteil der Verwendung von zwei Antennen ist auch darin zu sehen, dass Funkortungssysteme grundsätzlich Ungenauigkeiten wie Mehrwegausbreitung und Mehrdeutigkeit von Positionslösungen unterliegen. Durch die Kombination von zwei Antennen und somit von zwei Messsystemen in festem Abstand zueinander und der zugehörigen Positionsdaten kann die Genauigkeit als auch die Zeit für die Bestimmung einer genauen Positionslösung wesentlich verbessert werden.
-
Im Sinne der Erfindung ist das Umsetzen der Positionsdaten in Fahranweisungen für das Transportfahrzeug durch den Navigationsrechner so zu verstehen, dass je nach Betrieb des Transportfahrzeugs manuell, halbautomatisch oder automatisch die Fahranweisungen in geeigneter Weise zur Verfügung gestellt werden, d. h. beispielsweise dem Fahrer als Anzeige oder einer automatischen Fahrzeugsteuerung als Sollwerte. Die Kombination von zwei Antennen und zwei Messsystemen ist daher besonders vorteilhaft für die automatische Fahrzeugsteuerung, da diese sehr präzise Positions- und auch Orientierungsdaten im Sinne der Ausrichtung erfordert. Auch ist eine hohe Genauigkeit der Bestimmung der Positionsdaten erforderlich für die automatische Navigation des Transportfahrzeugs auf einer vorgegebenen Route innerhalb des Arbeitsbereichs. Um Kollisionen innerhalb des Arbeitsbereichs zu vermeiden, ist daher eine Bestimmung der genauen Position des Transportfahrzeugs in einer möglichst geringen Zeit erforderlich.
-
In vorteilhafter Weise ist vorgesehen, dass die Ortsmarken Positionssignale als vorbestimmte Sequenzen mit einem Zeitmultiplexverfahren aussenden.
-
Besonders vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Antenne als TDMA adaptive Richtantenne ausgebildet ist. Hierdurch wird eine Ungenauigkeit durch Mehrwegausbreitung von Funksignalen vermindert.
-
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht eines Transportfahrzeugs,
- 2 eine schematische Ansicht eines Terminals zum Umschlag von Containern unter Einsatz der Transportfahrzeuge gemäß 1,
- 2a eine schematische Ansicht eines alternativen Terminals zum Umschlag von Containern unter Einsatz der Transportfahrzeuge gemäß 1 und
- 3 eine Draufsicht auf das Transportfahrzeug aus 1 innerhalb eines schematisch dargestellten Funkortungssystems mit aktiven Ortsmarken
-
Die 1 zeigt eine schematische Seitenansicht eines automatisch geführten Transportfahrzeugs 1 für Container 2. Das Transportfahrzeug 1 ist beispielhaft als Sattelzug ausgebildet und umfasst dementsprechend eine auch als Terminal Truck bezeichnete Zugmaschine 3 sowie einen daran angekoppelten Anhänger 4 in Form eines Aufliegers. Derartige Sattelzüge weisen in der Schwerlastausführung ein Gesamtzuggewicht von bis zu 200 t auf. Auch die Zugmaschine 3 für sich genommen und ohne Anhänger 4 stellt ein Transportfahrzeug 1 dar.
-
Das Transportfahrzeug 1 ist über Räder 5 frei auf einer Flurfläche 6 und damit flurgebunden, jedoch nicht schienengebunden verfahrbar. Dementsprechend ist das Transportfahrzeug 1 von Schienenfahrzeugen zu unterscheiden. Die Räder 5 sind jeweils mit einer Bereifung versehen, die vorzugsweise eine mit Luft befüllte Gummibereifung im Sinne von Pneus ist. Außerdem umfasst das Transportfahrzeug 1 einen Fahrantrieb mit mindestens einem als Elektromotor ausgebildeten Motor und einem Getriebe, um hierüber die Räder 5 anzutreiben. Der Motor und das Getriebe sind zur besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt. Grundsätzlich ist anstelle eines Elektromotors auch ein Verbrennungsmotor denkbar. Die Räder 5 sind in üblicher Weise an zwei Achsen 6a, 6b im Bereich der Zugmaschine 3 angeordnet. Wenn das Transportfahrzeug 1 als Sattelzug ausgebildet ist, sind auch an zumindest einer weiteren dritten Achse 6c des als Auflieger ausgebildeten Anhängers 4 Räder 5 angeordnet. Grundsätzlich ist es auch möglich, andere Achszahlen und Achsanordnungen mit entsprechender Anzahl von Rädern 5 vorzusehen, wenn dies technisch erforderlich ist.
-
Das Transportfahrzeug 1 beziehungsweise dessen Zugmaschine 3 umfasst ein Fahrgestell 7, an dem die Räder 5 über die vordere erste Achse 6a und die hintere zweite Achse 6b gelagert sind. Zudem ist im hinteren Bereich des Fahrgestells 7 eine Sattelplatte 8 angeordnet, die Bestandteil einer Sattelkupplung ist. Die Sattelplatte 8 kann über einen hydraulischen Antrieb heb- und senkbar ausgebildet sein, so dass die Zugmaschine 3 den Anhänger 4 aktiv und selbstständig an- beziehungsweise abkuppeln kann. Der hydraulische Hub der Sattelplatte 8 ermöglicht es, Sattellasten bis 45 t anzuheben. Auch ein andersartiges An- und Abkuppeln des Anhängers 4 ohne hydraulische Hubmöglichkeit ist denkbar, beispielsweise durch einen manuell betätigbaren Kupplungsmechanismus. Die Sattelplatte 8 kann auch derart gelenkartig ausgebildet sein, dass kein regelmäßiges Trennen von Zugmaschine 3 und Anhänger 4 vorgesehen ist und somit Zugmaschine 3 und Anhänger 4 dauerhaft zu einer festen Einheit in Form eines Sattelzugs verbindet. Außerdem trägt das Fahrgestell 7 eine Batterie 9, die den oder die Elektromotoren des Fahrantriebs des Transportfahrzeugs 1 speist und mit diesem mitbewegt wird. Die Batterie 9 ist vorzugsweise als wieder aufladbare Lithium-Ionen-Batterie oder als Bleibatterie ausgebildet und oberhalb des Fahrgestells 7 oder unterhalb desselben beispielsweise zwischen den beiden Achsen 6a, 6b angeordnet, um einen einfachen Austausch mit einer geladenen Batterie 9 zu ermöglichen. Alternativ kann auch an dem Anhänger 4 eine zusätzliche Batterie 9 zur Speisung des Fahrantriebs angeordnet und hierfür mit dem Fahrantrieb elektrisch verbunden sein.
-
Der als Auflieger ausgebildete Anhänger 4 weist keine am der Zugmaschine 3 zugewandten Ende angeordnete vordere Achse, sondern nur eine oder mehrere hintere Achsen 6c auf, die am von der Zugmaschine 3 abgewandten Ende unter einem Rahmen 10 des Anhängers 4 gelagert sind. Eine Art vordere Achse des Anhängers 4 wird jedoch durch die hintere Achse 6b der Zugmaschine 3 gebildet. Auch weist der Anhänger 4 nicht dargestellte und an seinem der Zugmaschine 3 zugewandten vorderen Ende angeordnete Stützen auf. Die Stützen sind zum Abstellen des Anhängers 4 nach erfolgtem Abkuppeln und je nach Ausgestaltung der Sattelplatte 8 zum Auf- und Absatteln eines als Auflieger ausgebildeten Anhängers 4 an der Zugmaschine 3 vorgesehen. Außerdem weist der Anhänger 4 keinen eigenen Antrieb auf.
-
Des Weiteren weist das Transportfahrzeug 1 beziehungsweise dessen Anhänger 4 auf seinem Rahmen 10 eine im Wesentlichen ebene Ladefläche 11 für Container 2 auf. In der 2 sind in Fahrtrichtung F des Transportfahrzeugs 1 gesehen hintereinander zwei als ISO-Container ausgebildete Container 2 mit einer Länge von etwa 20 Fuß abgestellt. ISO-Container im oben definierten Sinne haben genormte Eckbeschläge. Die Eckbeschläge können beispielsweise von dem als so genannter Spreaderrahmen ausgebildeten Lastaufnahmemittel eines Krans ergriffen werden um den ISO-Container von der Ladefläche 11 anzuheben oder auf dieser abzustellen.
-
Um einen zu transportierenden Container 2 und im Fall von ISO-Containern insbesondere dessen Eckbeschläge beim Absetzen auf der Ladefläche 11 führen und in Bezug auf die Ladefläche 11 ausrichten zu können, wird die Ladefläche 11 an ihren Seiten von mehreren Führungselementen 11a begrenzt. Die Führungselemente 11a weisen hierfür Führungsflächen mit einem schrägen Verlauf auf. Hierbei erstrecken sich die Führungsflächen von der Ladefläche 11 nach oben und außen weg gerichtet und zu der Ladefläche 11 nach unten und innen hin gerichtet. Vorzugsweise sind die Führungselemente 11a paarweise an gegenüberliegenden Seiten, insbesondere Längsseiten und/oder Schmalseiten, der Ladefläche 11 angeordnet. Die Führungsflächen eines Paars von Führungselementen 11a bilden eine Art Trichter, deren schräger Verlauf sich zur Ladefläche 11 hin verjüngt, um die Führungs- und Ausrichtfunktion zu realisieren. Dementsprechend erweitern sich die Führungsflächen eines Paars von Führungselementen 11a von der Ladefläche 11 nach oben weggerichtet.
-
Das Transportfahrzeug 1 ist im oben definierten Sinne automatisch geführt und weist hierfür eine in 2 schematisch dargestellte Fahrzeugsteuerung 12 auf. Mittels der Fahrzeugsteuerung 12 sind die Fahrmanöver des Transportfahrzeugs 1 automatisch steuerbar, indem beispielsweise über ein Leitsystem geplante Transportaufträge ausgeführt und diesbezüglich vorgegebene Fahrtrouten steuerungstechnisch in entsprechende Fahrmanöver umgesetzt werden. In diesem Zusammenhang werden mittels der Fahrzeugsteuerung 12 Lenkvorgänge und Geschwindigkeiten sowie Beschleunigungen des Transportfahrzeugs 1 automatisch gesteuert. Des Weiteren kann das Transportfahrzeug 1 optional von einem Fahrer auch im oben definierten Sinne manuell geführt beziehungsweise gesteuert werden, so dass auch ein Wechsel zwischen manueller und automatischer Führung des Transportfahrzeugs 1 denkbar ist. Für die manuelle Variante ist im vorderen Bereich der Zugmaschine 3 eine Fahrerkabine 13 mit entsprechenden Steuerungsmitteln für einen manuellen Eingriff in die Fahrzeugsteuerung 12 angeordnet. Bei ausschließlich automatisch geführten Transportfahrzeugen 1 kann die Fahrerkabine 13 wie in 1 dargestellt fahrerlos bleiben oder auch weggelassen werden.
-
Um neben einer Position auch eine Ausrichtung des Transportfahrzeugs 1 - vorzugsweise bezogen auf dessen Fahrtrichtung F im Sinne einer Soll-Fahrtrichtung und dementsprechend bezogen auf ortsfeste Koordinaten eines Koordinatensystems des Arbeitsbereichs 22 - in einem Arbeitsbereich 22, beispielsweise in einem Containerstapellager oder in einem bezogen auf das Containerstapellager wasserseitigen Bereich eines Container-Terminals auch unter anderen Transportfahrzeugen 1 bestimmen zu können, befinden sich an einer Oberseite des Transportfahrzeugs 1 mindestens zwei Antennen 15a und 15b, die in Längsrichtung des Transportfahrzeugs 1 gesehen hintereinander und voneinander beabstandet sind. Die Antennen 15a und 15b gehören zu einem Funkortungssystem 14. Bevorzugt sind die Antennen 15a und 15b mittig an der Oberseite der Zugmaschine 3 angeordnet. Die mindestens zwei Antennen 15a und 15b können selbstverständlich auch in einer anderen vordefinierten und bekannten Position, beispielsweise rechts oder links auf dem Fahrgestell 7 an der Zugmaschine 3 angeordnet sein, solange diese in Bezug auf ein Koordinatensystem des Funkortungssystems 14 zur Positionsbestimmung voneinander beabstandet sind. Vorteilhaft ist eine Anordnung einer ersten Antenne 15a zu einer zweiten Antenne 15b an der Zugmaschine 3 mit maximalem Abstand zueinander; die beiden Antennen 15a und 15b können aber auch in geringerem Abstand angeordnet sein. Die hintere Antenne 15b ist oberhalb des bereits der Sattelplatte 8 angeordnet, so dass sie auch bei maximalem Knickwinkel zwischen Zugmaschine 3 und dem Anhänger4 dem Bewegungsbereich des Anhängers 4 nicht beeinträchtigt. Im Falle eines manuell geführten Transportfahrzeugs 1 ist hierbei die Fahrerkabine 13 zwischen beiden Antennen 15a, 15b angeordnet.
-
In der 2 ist schematisch eine Draufsicht auf ein beispielhaft als Hafenterminal ausgebildetes Terminal 23 zum Umschlag von Containern 2 unter Einsatz der vorbeschriebenen Transportfahrzeuge 1 gemäß 1 gezeigt. Hierbei können an einem Kai 16 eines Hafens mehrere Schiffe 24 anlegen, um Container 2 anzuliefern oder abzuholen. Für das Beladen beziehungsweise Löschen der Schiffe 24 sind an dem Kai 16 Umschlaggeräte in Form von Containerbrücken 17 vorgesehen, die auch als Ship-to-Shore Krane (kurz: STS-Kran) bezeichnet werden und deren Ausleger sich einerseits über die Schiffe 24 und andererseits über den Kai 16 erstrecken. Alternativ kann das Beladen beziehungsweise Löschen der Schiffe 24 auch über so genannte Hafenkrane oder Hafenmobilkrane erfolgen, deren Ausleger hierbei um eine vertikale Achse über das entsprechende Schiff 24 verschwenkt wird. Dies gilt insbesondere wenn es sich um kleinere Terminals 23 beziehungsweise Arbeitsbereiche 22 handelt.
-
Das Terminal 23 ist über eine als Zaun oder Mauer ausgebildete Begrenzung 23a von seiner äußeren Umgebung abgegrenzt und nur über Passierbereiche 23b von im öffentlichen Verkehr fahrenden externen Transportfahrzeugen 25, beispielsweise konventionellen Lkw, erreichbar, um Container 2 abzuholen oder anzuliefern. Zum gezielten beziehungsweise kontrollierten Öffnen und Schließen jedes Passierbereichs 23b kann dort auch jeweils eine Sicherheitsschleuse zum An- und Abmelden einschließlich einer Identifikation der ein- und ausfahrenden externen Fahrzeuge und deren Fahrer vorgesehen sein.
-
Zudem umfasst das Terminal 23 innerhalb der Begrenzung 23a ein Container-Stapellager 18, in dem Container 2 zur kurzzeitigen Zwischenlagerung in mindestens einem auch als Stack bezeichneten Lagerbereich 18a gestapelt werden können. Dies kann der Fall sein, nachdem die Container 2 von den Schiffen 24 abgeladen wurden und bevor sie für den weiteren Transport außerhalb des Terminals 23 auf ein Straßen- oder Schienenfahrzeug geladen oder nachdem sie hiervon angeliefert wurden und bevor sie auf die Schiffe 24 geladen werden. Über die den Kai 16 des Hafens umfassende Flurfläche 6 verfahren die nicht für den öffentlichen Verkehr ausgelegten und zugelassenen internen Transportfahrzeuge 1, um die beispielsweise als ISO-Container ausgebildeten Container 2 zwischen den Containerbrücken 17 und den als Portalkranen ausgebildeten Container-Stapelkranen 19 des Container-Stapellagers 18 des Terminals 23 zu transportieren.
-
Üblicher Weise umfasst das Container-Stapellager 18 in einem derartigen Terminal 23 mehrere Lagerbereiche 18a, die jeweils reihenförmig beziehungsweise rasterartig nebeneinander und voneinander beabstandet angeordnet sind. In jedem Lagerbereich 18a können mehrere Reihen von Containern 2 mit ihren Längsseiten nebeneinander und je Reihe mehrere Container 2 übereinander abgestellt werden. Zum Bewirtschaften des Container-Stapellagers 18 beziehungsweise der jeweiligen Lagerbereiche 18a, das heißt zum dortigen Ein- und Auslagern von Containern 2, ist je Lagerbereich 18a des Container-Stapellagers 18 mindestens ein entsprechender Portalkran vorgesehen, um Container 2 zur Ein- oder Auslagerung in dem Container-Stapellager 18 von den Transportfahrzeugen 1 zu übernehmen oder an diese abzugeben. Die Umschlaggeräte darstellenden Portalkrane überspannen mit ihren von Portalstützen getragenen Kranträgern den entsprechenden Lagerbereich 18a und die darin gestapelten Container 2. Für das Ein- und Auslagern von Containern 2 können die Container-Stapelkrane 19 über den Lagerbereich 18a in dessen Längsrichtung hinweg verfahren. Die Transportfahrzeuge 1 verkehren hierbei in einem Arbeitsbereich 22 innerhalb der Begrenzung 23a des Terminals 23.
-
Innerhalb des Terminals 23 beziehungsweise dessen Arbeitsbereichs 22 erfolgt zum Transport von Containern 2 ein gemeinsamer und gleichzeitiger Betrieb von mindestens einem Transportfahrzeug 1, das im Sinne der obigen Definition ein internes und vorzugsweise automatisch geführtes Fahrzeug ist, und mindestens einem manuell geführten externen Transportfahrzeug 25, das beispielsweise ein für den öffentlichen Straßenverkehr zugelassener konventioneller Lkw oder Sattelzug sein kann. Auch Transportfahrzeuge 1 in der manuellen Variante des in 1 beschriebenen Transportfahrzeugs 1 mit Fahrerkabine 5 können zusätzlich oder alternativ zu der automatisch geführten Variante in dem Arbeitsbereich 22 verkehren. Mittels der internen Transportfahrzeuge 1 erfolgt ein Transport der Container 2 zwischen dem Container-Stapellager 18 beziehungsweise dessen Umschlaggeräten und den am Kai 16 angeordneten Umschlaggeräten in Form der Containerbrücken 17 oder Hafenkrane beziehungsweise Hafenmobilkrane, mit denen die Container 2 zwischen den Transportfahrzeugen 1 und den Schiffen 24 umgeschlagen und dementsprechend die Transportfahrzeuge 1 am Kai 16 be- und entladen werden können. Mittels der externen Transportfahrzeuge 25 können Container 2 vom Container-Stapellager 18 beziehungsweise dessen Umschlaggerät für den weiteren Transport im öffentlichen Verkehr abgeholt oder nach einem Transport im öffentlichen Verkehr zur Zwischenlagerung im Container-Stapellager 18 angeliefert werden. Diese Transporte erfolgen jeweils in einem so genannten Horizontalverkehr.
-
Die den Lagerbereichen 18a als Umschlaggeräte zugeordneten Portalkrane sind in 2 als so genannte gummibereifte Stapelkrane (Rubber-Tyred Gantry Crane - kurz: RTG) oder schienengebundene Stapelkrane (Rail-Mounted Gantry Crane - kurz: RMG) ausgebildet, die entweder von einer in einer Krankabine mitfahrenden Bedienperson manuell geführt beziehungsweise gesteuert werden oder (teil-)automatisiert geführt beziehungsweise gesteuert werden. Dementsprechend wird das in 2 schematisch dargestellte Terminal 23 auch als RMG- beziehungsweise RTG-Terminal bezeichnet. Bei diesem Terminaltyp sind zwischen den sich parallel zum Rand des verlaufenden Kais 16 erstreckenden Lagerbereichen 18a geradlinige und rasterförmig angeordnete ein- oder mehrspurige Gassen L, Q vorgesehenen, in denen die internen Transportfahrzeuge 1 sowie die über den Passierbereich 23b in das Terminal 23 ein- und ausfahrenden externen Transportfahrzeuge 25 verkehren können. Das Beladen und Entladen der Transportfahrzeuge 1, 25 durch die Container-Stapelkrane 19 erfolgt in den entlang der Längsseiten führenden Längsgassen L der Lagerbereiche 18a. Dort sind als Übergabespuren beziehungsweise Übergabebereich dienende Fahrspuren für die Transportfahrzeuge 1, 25 vorgesehen, die von dem jeweiligen Container-Stapelkrane 19 ebenfalls überspannt werden. Durch die in 2 dargestellten abgewinkelten Pfeile wird angedeutet, dass die Transportfahrzeuge 1, 25 über quer und insbesondere senkrecht zum Kai 16 verlaufende Quergassen Q beziehungsweise deren Fahrspuren in die Längsgassen L und die dortigen Übergabespuren hinfahren oder diese wieder verlassen können. Auch kann vorgesehen sein, dass die Container-Stapelkrane 19 mehrere in Längsrichtung benachbarte Lagerbereiche 18a, die durch eine Quergasse Q voneinander beabstandet sind, bewirtschaften und hierfür eine oder mehrere Quergassen Q überfahren. Alternativ kann jedem Lagerbereich 18a mindestens ein Container-Stapelkran 19 zugeordnet sein. Der Bereich des Kais 16 mit den dortigen Umschlaggeräten kann jedoch den internen Transportfahrzeugen 1 vorbehalten sein, weshalb entsprechende Barrieren oder Passierbereiche mit Sicherheitsschleusen innerhalb des Terminals 23 vorgesehen sein können. Dies ist durch die gestrichelte Linie in 2 angedeutet.
-
In 2a ist ein alternatives Terminal 23 dargestellt, das als so genanntes ASC-Terminal ausgebildet ist. Anders als bei dem in 2 dargestellten Terminal 23 sind die Container-Stapelkrane 19 des Container-Stapellagers 18 hier als Portalkrane in Form so genannter automatisierter und schienengebundener Stapelkrane ausgebildet, die auch als Automated Stacking Crane - kurz: ASC bezeichnet werden. Bei diesem Terminaltyp sind zwischen den Lagerbereichen 18a lediglich schmale Gassen als Fahrwege für die ASCs vorgesehen. Die Fahrwege für umfassen Schienen 26, auf denen der jeweilige ASC verfahren und zwischen deren paarweiser Anordnung jeweils ein Lagerbereich 18a angeordnet ist. Diese Gassen sind nicht für eine Durchfahrt der Transportfahrzeuge 1 und 25 vorgesehen und hierfür in der Regel zu schmal. Anders als bei RMG- beziehungsweise RTG-Terminals erstrecken sich die Lagerbereiche 18a auch nicht entlang und insbesondere parallel, sondern üblicher Weise quer und insbesondere senkrecht zum Kai 16. Auch die Container-Stapelkrane 19 verfahren dementsprechend quer zum Kai 16. Des Weiteren weist das Container-Stapellager 18 des ASC-Terminals keine an den Längsseiten der Lagerbereiche 18a angeordneten Übergabespuren beziehungsweise Übergabebereiche auf. Stattdessen sind an den in Längsrichtung weisenden Längsenden des jeweiligen Lagerbereichs 18a kopfseitige Übergabebereiche vorgesehen. Der Arbeitsbereich 22 umfasst in einem derartigen ASC-Terminal einen bezüglich des Container-Stapellagers 18 wasserseitigen beziehungsweise kaiseitigen Umschlagbereich, der durch die vorbeschriebene Ausgestaltung des ASC-Terminals im regulären Betrieb des Terminals 23 von dem landseitigem Verkehr externer Transportfahrzeuge 25 im landseitigen Umschlagbereich 22a getrennt ist. Lediglich in besonderen Fällen, beispielsweise zu Wartungs- oder Reparaturzwecken, können Fahrzeuge zwischen dem wasserseitigen Umschlagbereich und dem landseitigen Umschlagbereich 22a verkehren, wofür dann Gassen mit ausreichender Breite genutzt werden können. Die Transportfahrzeuge 25 nutzen für die Einfahrt in den Umschlagbereich 22a beziehungsweise die Ausfahrt aus diesem einen Passierbereich 23b im obigen Sinne.
-
Die 3 zeigt eine Draufsicht auf ein Transportfahrzeug 1 innerhalb eines schematisch dargestellten Funkortungssystems 14 mit aktiven Ortsmarken 15c. Das Funkortungssystem 14 ist in dem Terminal 23 aus 2 beziehungsweise 2a und insbesondere dessen jeweiligem Arbeitsbereich 22 eingerichtet.
-
Um einem Transportfahrzeug 1 innerhalb des Terminals 23 Fahranweisungen zur Verfügung stellen zu können, die neben einer aktuellen absoluten Position auch die aktuelle Ausrichtung des Transportfahrzeugs 1, das heißt zumindest der Zugmaschine 3 und gegebenenfalls auch des angekoppelten Anhängers 4, beinhalten, ist das Funkortungssystem 14 mit den aktiven Ortsmarken 15c und mindestens zwei Antennen 15a, 15b je Transportfahrzeug 1 vorgesehen. Dieses lokale Funkortungssystem 14 umfasst mehrere Ortsmarken 15c, welche in dem Arbeitsbereich 22 des Transportfahrzeugs 1 in dem Terminal 23 verteilt und somit terrestrisch angeordnet sind. Das Funkortungssystem 14 stimmt vom Aufbau mit dem in der Beschreibungseinleitung als Stand der Technik beschriebenen Funkortungssystem überein. In Bezug auf das Ausführungsbeispiel und die Erfindung wird somit inhaltlich hierauf Bezug genommen. Mit Hilfe des Funkortungssystems 14 wird neben der absoluten Position auch die Ausrichtung der Zugmaschine 3 bestimmt, da die Positionsdaten über die erste Antenne 15a und die zweite Antenne 15b ausgewertet werden. Die Antennen 15a und 15b empfangen getrennt voneinander jeweils Positionsdaten 20 von den Ortsmarken 15c, die dann von einem gemeinsamen Empfänger 15d empfangen und verarbeitet werden. Selbstverständlich kann aber auch jeweils ein Empfänger 15d für die Antenne 15a und ein Empfänger 15d für die Antenne 15b verwendet werden. Die verarbeiteten Positionsdaten werden von dem Empfänger 15d an einen Navigationsrechner 21 weitergeleitet, der hieraus dann Fahranweisungen für das Transportfahrzeug 1 bestimmt, beispielsweise zur automatischen Steuerung des Transportfahrzeugs 1 im Sinne eines fahrerlosen Verfahrens und Lenkens. Hierfür sind in dem Navigationsrechner 21 die Positionen der beiden Antennen 15a, 15b auf dem Transportfahrzeug 1 beziehungsweise der Zugmaschine 3 hinterlegt, um hieraus die aktuelle Ausrichtung des Transportfahrzeugs 1 bestimmen zu können. Um nicht nur die Ausrichtung der Zugmaschine 3, sondern auch eines angekoppelten Anhängers 4 bestimmen zu können, wertet der Navigationsrechner 21 auch die von einer Sensorik zur Ermittlung des Knickwinkels gelieferten Daten aus. Die Positionen der beiden Antennen 15a, 15b können mit Bezug zur Mitte M der Zugmaschine 3 hinterlegt sein. Der Navigationsrechner 21 berechnet aus den aktuellen Positionen der beiden Antennen 15a, 15b, welche beispielsweise jeweils eine x- und eine y-Koordinate in einem Koordinatensystem des Arbeitsbereichs 22 des Transportfahrzeugs 1 umfassen, eine Art Referenzposition der Zugmaschine 3 beziehungsweise deren Mitte M und eine Ausrichtung der Zugmaschine 3 beziehungsweise deren Längsachse im Sinne einer vorwärts gerichteten Fahrtrichtung F innerhalb des Koordinatensystems des Arbeitsbereichs 22. Diese Ausrichtung der Zugmaschine 3 entspricht einem Orientierungswinkel.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der 1, 2 und 3 erläutert. Das Transportfahrzeug 1 wird von dem Fahrer zu einer Aufnahme bzw. Abgabe eines Containers 2, beispielsweise an eine Containerbrücke 17 oder einen Container-Stapelkran 19 gefahren. Der Fahrer verfährt nach Übergabe eines Containers 2 das Transportfahrzeug 1 in eine gewünschte Position innerhalb eines Arbeitsbereichs 22. Dabei wird das Transportfahrzeug 1 vom Fahrer beispielsweise manuell auf die gewünschte Position gelenkt. Der Fahrer kann hierbei über das Funkortungssystem 14 mit Fahranweisungen unterstützt werden, das ihn über eine Anzeige mit Positionsdaten, Ausrichtungsdaten, Zielinformationen und Richtungsinformationen versorgt. Alternativ können neben einer manuellen Führung des Transportfahrzeugs 1 die Fahranweisungen des Funkortungssystems 14 auch für eine automatische Lenkung des Transportfahrzeugs 1 beispielsweise beim Anfahren von Containerbrücken 17 oder Container-Stapelkranen 19 verwendet werden oder auch bei automatisch geführten und somit fahrerlos betreibbaren Transportfahrzeugen 1. Hierbei wird durch die beabstandete Anordnung der Antennen 15a und 15b, sowie die Bestimmung von Positionsdaten 20 an zwei Punkten eine hohe Genauigkeit der Positionsbestimmung erreicht, welche eine präzise Steuerung des automatisch geführten Transportfahrzeugs 1 ermöglicht.
-
Ebenfalls möglich ist eine Navigation des Transportfahrzeugs 1 auf beziehungsweise entlang vorgegebenen Routen innerhalb des Arbeitsbereichs 22. Dabei werden die Positionsdaten 20 des Transportfahrzeugs 1 mit in dem Navigationsrechner 21 hinterlegten Streckeninformationen abgeglichen und bei Abweichung von der vorgegebenen Route kann eine Korrektur erfolgen. Dies kann entweder mit manueller aber bevorzugt mit automatischer Steuerung erfolgen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Transportfahrzeug
- 2
- Container
- 3
- Zugmaschine
- 4
- Anhänger
- 5
- Räder
- 6
- Flurfläche
- 6a
- erste Achse
- 6b
- zweite Achse
- 6c
- dritte Achse
- 7
- Fahrgestell
- 8
- Sattelplatte
- 9
- Batterie
- 10
- Rahmen
- 11
- Ladefläche
- 11a
- Führungselemente
- 12
- Fahrzeugsteuerung
- 13
- Fahrerkabine
- 14
- Funkortungssystem
- 15a
- erste Antenne
- 15b
- zweite Antenne
- 15c
- Ortsmarke
- 15d
- Empfänger
- 16
- Kai
- 17
- Containerbrücke
- 18
- Container-Stapellager
- 18a
- Lagerbereich
- 19
- Container-Stapelkran
- 20
- Positionsdaten
- 21
- Navigationsrechner
- 22
- Arbeitsbereich
- 22a
- landseitiger Umschlagbereich
- 23
- Terminal
- 23a
- Begrenzung
- 23b
- Passierbereich
- 24
- Schiff
- 25
- Transportfahrzeug
- 26
- Schiene
- F
- Fahrtrichtung
- L
- Längsgasse
- M
- Mitte
- Q
- Quergasse
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102012108768 A1 [0003]
- DE 202007016156 U1 [0004]
- EP 1547196 B1 [0006]
