DE102020117380A1

DE102020117380A1 - System und verfahren zum aufladen von maschinen

Info

Publication number: DE102020117380A1
Application number: DE102020117380.6A
Authority: DE
Inventors: John L. Marsolek
Original assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Current assignee: Caterpillar Paving Products Inc
Priority date: 2019-07-08
Filing date: 2020-07-01
Publication date: 2021-01-14
Also published as: US20210008997A1; CN112198841B; CN112198841A; US11207995B2

Abstract

Ein Verfahren umfasst das Veranlassen, mit Hilfe einer Steuerung (122), des Betriebs einer ersten Verdichtungsmaschine (114a) auf einer Baustelle (112), der zumindest teilweise auf einem Baustellenplan (200) basiert. Das Verfahren umfasst darüber hinaus das Bestimmen, mit Hilfe der Steuerung (122), eines Rückweges (254), der sich von einer aktuellen Position (252) der ersten Maschine (114a) zu einer Ladezone (194) erstreckt, die sich auf der Baustelle (112) befindet, und das Bestimmen, mit Hilfe der Steuerung (122), einer Rückkehrenergie, die erforderlich ist, damit die erste Maschine (114a) den Rückweg (254) zurücklegt. Das Verfahren umfasst darüber hinaus das Veranlassen, mit Hilfe der Steuerung (122), dass, die erste Maschine (114a) den Rückweg (254) von der aktuellen Position (252) zur Ladezone (194) zurücklegt, basierend auf der Rückkehrenergie und/oder einer Menge der verfügbaren Energie, die in einer Energiespeichervorrichtung (190) der ersten Maschine (114a) gespeichert ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Straßenfertigungssystem. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf ein Straßenfertigungssystem, das ein Steuersystem umfasst, das zum Steuern des Betankens und/oder Wiederaufladens verschiedener Maschinen konfiguriert ist.
Hintergrund
LKWs, Straßenfertigungsmaschinen, Verdichtungsmaschinen und andere Straßenfertigungsvorrichtungen werden häufig verwendet, um eine Vielzahl von Aufgaben im Zusammenhang mit einer Baustelle auszuführen. Zum Beispiel können ein oder mehrere LKWs verwendet werden, um Straßenfertigungsmaterial von einer Straßenfertigungsmaterialanlage zu einer Baustelle zu transportieren, so dass das Straßenfertigungsmaterial von einer oder mehreren Straßenfertigungsmaschinen entlang einer Arbeitsfläche der Baustelle verteilt werden kann. Eine oder mehrere Verdichtungsmaschinen können hinter der Straßenfertigungsmaschine folgen und können betrieben werden, um das frisch verlegte Straßenfertigungsmaterial auf eine gewünschte Dichte oder Steifheit zu verdichten. Diese Straßenfertigungsvorrichtungen können mit Dieselkraftstoff, Batteriestrom, Solarenergie, Brennstoffzellen oder auf andere Weise betrieben werden, und in einigen Beispielen können eine oder mehrere der oben beschriebenen Maschinen autonom oder halbautonom gesteuert werden. Unabhängig von der Art und Weise, in der solche Straßenfertigungsvorrichtungen mit Strom versorgt oder gesteuert werden, erfordert die Verwendung solcher Straßenfertigungsvorrichtungen auf einer Baustelle das Auftanken und/oder Aufladen der Vorrichtungen zu verschiedenen Zeiten während des Arbeitstages. Das Auftanken und/oder Aufladen dieser Vorrichtungen muss effektiv koordiniert werden, um Arbeitsunterbrechungen zu minimieren und die Effizienz auf der Baustelle zu maximieren.
Ein beispielhaftes System zur Koordinierung der Aktivitäten von Straßenfertigungsmaschinen ist in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2013/0290062 (im Folgenden als Referenz '062 bezeichnet) beschrieben. Insbesondere beschreibt die Referenz '062 ein System zur Implementierung eines computergestützten Verfahrens zur Koordinierung von Aktivitäten im Zusammenhang mit der Straßenfertigung einer Fahrbahn. Die Referenz '062 beschreibt beispielsweise einen Server, der für die Kommunikation zwischen Systemkomponenten konfiguriert ist. Wie in der Referenz '062 erläutert, erhält der Server möglicherweise eine Mitteilung von einem LKW, aus der hervorgeht, dass eine Charge Straßenfertigungsmaterial auf die Fahrbahn gebracht wurde, und eine solche Kommunikation kann automatisch von einem LKW-Computersystem in Verbindung mit einem GPS-Empfänger (Global Positioning System) auf dem LKW erzeugt werden. Die Referenz '062 beschreibt jedoch nicht die Verwaltung des Betankens und/oder Wiederaufladens verschiedener Straßenfertigungsvorrichtungen auf der Baustelle. Infolgedessen können in regelmäßigen Abständen Arbeitsunterbrechungen auftreten, die beispielsweise durch das Auftanken solcher Straßenfertigungsvorrichtungen verursacht werden, worunter die Gesamteffizienz des in der Referenz '062 beschriebenen Systems leiden kann.
Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zielen darauf ab, die oben beschriebenen Mängel zu überwinden.
Zusammenfassung
In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Verfahren Folgendes: Empfangen, mit Hilfe einer Steuerung, von ersten Informationen, die auf einen mit einer Baustelle verbundenen Straßenfertigungsplan hinweisen, Empfangen, mit Hilfe einer Steuerung, von zweiten Informationen, die auf einen Umfang der Baustelle hinweisen, und Erzeugen, mit Hilfe der Steuerung, eines Baustellenplans, der zumindest teilweise auf den ersten Informationen und den zweiten Informationen basiert. Das Verfahren umfasst darüber hinaus das Veranlassen, mit Hilfe der Steuerung, des Betriebs einer ersten autonomen Maschine auf der Baustelle, zumindest teilweise basierend auf dem Baustellenplan. Das Verfahren umfasst ferner Folgendes: Bestimmen, mit Hilfe der Steuerung, eines Rückwegs, der sich von einer aktuellen Position der ersten Maschine zu einer Ladezone auf der Baustelle erstreckt, und Bestimmen, mit Hilfe der Steuerung, einer Rückkehrenergie, die erforderlich ist, damit die erste Maschine den Rückweg zurücklegt. Das Verfahren umfasst ferner, dass die erste Maschine mit Hilfe der Steuerung veranlasst wird, den Rückweg von der aktuellen Position zur Ladezone basierend auf der Rückkehrenergie und/oder einer Menge der verfügbaren Energie, die in einer Energiespeichervorrichtung der ersten Maschine gespeichert ist, zurückzulegen.
In einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Straßenfertigungssystem eine Verdichtungsmaschine, die konfiguriert ist, um auf Straßenfertigungsmaterial auf einer Baustelle einzuwirken, wobei die Verdichtungsmaschine zumindest teilweise von einer Energiespeichervorrichtung angetrieben wird. Das Straßenfertigungssystem umfasst zudem einen Positionssensor, der an die Verdichtungsmaschine angeschlossen und so konfiguriert ist, dass er eine aktuelle Position der Verdichtungsmaschine auf der Baustelle ermittelt. Das Straßenfertigungssystem umfasst ferner eine Ladezone auf der Baustelle, wobei die Ladezone eine Ladestation aufweist, die konfiguriert ist, um Energie zur Energiespeichervorrichtung zu leiten. Zusätzlich umfasst das Straßenfertigungssystem eine Steuerung, die konfiguriert ist, um mehrere Operationen auszuführen. In solchen Beispielen umfasst die Vielzahl von Operationen Folgendes: Erstellen eines Baustellenplans, der zumindest teilweise auf einem mit der Baustelle verbundenen Straßenfertigungsplan basiert, Veranlassen des Betriebs der Verdichtungsmaschine auf der Baustelle zumindest teilweise basierend auf dem Baustellenplan, und Bestimmen eines Rückweges, der sich von der aktuellen Position der Verdichtungsmaschine zur Ladezone erstreckt. Die Vielzahl von Operationen umfasst auch das Bestimmen einer Rückkehrenergie, die die Verdichtungsmaschine benötigt, um den Rückweg zurückzulegen. Die Vielzahl von Vorgängen umfasst ferner das Veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine den Rückweg von der aktuellen Position zur Ladezone basierend auf der Rückkehrenergie und/oder einer Menge der verfügbaren Energie, die in der Energiespeichervorrichtung gespeichert ist, zurücklegt.
In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Steuersystem Folgendes: eine erste Steuerung, eine zweite Steuerung, die auf einer Verdichtungsmaschine auf einer Baustelle angeordnet ist, und einen Positionssensor, der auf der Verdichtungsmaschine angeordnet und funktionsfähig mit der zweiten Steuerung verbunden ist, wobei der Positionssensor so konfiguriert ist, dass er eine aktuelle Position der Verdichtungsmaschine auf der Baustelle ermittelt. Das Steuersystem umfasst auch eine dritte Steuerung, die betriebsbereit mit einer Ladestation einer Ladezone verbunden ist, die auf der Baustelle angeordnet ist, wobei die Ladestation so konfiguriert ist, dass sie Strom zu einer Energiespeichervorrichtung der Verdichtungsmaschine leitet. Das Steuersystem umfasst ferner ein Netzwerk, das konfiguriert ist, um Signale zwischen der ersten Steuerung, der zweiten Steuerung und der dritten Steuerung zu übertragen. In solchen Beispielen ist die erste Steuerung so konfiguriert, dass sie der zweiten Steuerung über das Netzwerk erste Anweisungen gibt, die bei Ausführung durch die zweite Steuerung den Betrieb der Verdichtungsmaschine auf der Baustelle zumindest teilweise basierend auf einem Baustellenplan veranlassen. Die erste Steuerung ist darüber hinaus so konfiguriert, dass sie Betriebsinformationen über das Netzwerk empfängt, wobei die Betriebsinformationen die aktuelle Position der Verdichtungsmaschine auf der Baustelle und eine Menge verfügbarer Energie, die in einer Energiespeichervorrichtung der Verdichtungsmaschine gespeichert ist, enthalten. Die erste Steuerung ist darüber hinaus für Folgendes konfiguriert: Bestimmen eines Rückweges, der sich von der aktuellen Position der Verdichtungsmaschine zur Ladezone erstreckt, und Bestimmen einer Rückkehrenergie, die die Verdichtungsmaschine benötigt, um den Rückweg zurückzulegen. Die erste Steuerung ist ferner so konfiguriert, dass sie der zweiten Steuerung über das Netzwerk zweite Anweisungen gibt, die bei Ausführung durch die zweite Steuerung veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine den Rückweg von der aktuellen Position zur Ladezone basierend auf der Rückkehrenergie und/oder der Menge der verfügbaren Energie zurücklegt.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines Straßenfertigungssystems mit einer Ladezone gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
2 ist eine schematische Darstellung einer Baustelle, auf der eine oder mehrere Maschinen des in 1 gezeigten Straßenfertigungssystems verwendet werden können.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren zeigt, das dem in 1 gezeigten Straßenfertigungssystem zugeordnet ist.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein weiteres beispielhaftes Verfahren zeigt, das dem in 1 gezeigten Straßenfertigungssystem zugeordnet ist.

Detaillierte Beschreibung
Wo immer es möglich ist, werden in den Zeichnungen dieselben Bezugszeichen verwendet, um auf dieselben oder ähnliche Teile Bezug zu nehmen. Unter Bezugnahme auf 1 kann ein Beispielsystem eine oder mehrere Maschinen umfassen, die für Straßenfertigungs-, Bau-, Landwirtschafts-, Bergbau- oder andere Vorgänge konfiguriert sind. Ein solches System kann beispielsweise ein Straßenfertigungssystem 100 umfassen. Wie in 1 gezeigt, kann ein beispielhaftes Straßenfertigungssystem 100 eine oder mehrere Straßenfertigungsmaterialanlagen 102 und mehrere Maschinen wie einen oder mehrere LKWs 104 und/oder eine oder mehrere Straßenfertigungsmaschinen 106 umfassen. Zum Beispiel kann die Straßenfertigungsmaterialanlage 102 verschiedene Vorrichtungen umfassen, die zum Erhitzen, Produzieren, Erfassen, Lagern und/oder Übertragen von Straßenfertigungsmaterial 108 wie Asphalt konfiguriert sind. Zum Beispiel können ein oder mehrere LKWs 104 mit einer gewünschten Menge an Straßenfertigungsmaterial 108 in der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 beladen werden. Der eine oder die mehreren LKWs 104 können so konfiguriert sein, dass sie auf verschiedenen Fahrwegen fahren, die sich von der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 beispielsweise zu einer Arbeitsfläche 110 einer Baustelle 112 und/oder allgemein zur Baustelle 112 erstrecken. Solche Fahrwege können eine oder mehrere teilweise oder vollständig geformte Straßen, Autobahnen, Brücken, Nebenstraßen oder andere Oberflächen umfassen, die von Bau- und/oder Straßenfertigungsmaschinen befahrbar sind, und eine solche beispielhafte Baustelle 112 kann beispielsweise ein Baugelände, eine Straßenbaustelle, einen Parkplatz oder eine andere Art von Einsatzort umfassen. Sobald ein LKW 104 das Straßenfertigungsmaterial 108 an die Baustelle 112 geliefert hat, kann der LKW 104 das Straßenfertigungsmaterial 108 auf einen Trichter oder eine andere Komponente der Straßenfertigungsmaschine 106 übertragen, und die Straßenfertigungsmaschine 106 kann das Straßenfertigungsmaterial 108 auf das Arbeitsmaterial 108 in Form einer im Wesentlichen flachen, im Wesentlichen glatten Straßenfertigungsmaterialschicht aufbringen und/oder auf andere Weise auf der Arbeitsfläche 110 auftragen. Das Straßenfertigungssystem 100 kann darüber hinaus eine oder mehrere andere Maschinen umfassen, wie eine oder mehrere Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118, die Neumischtransferfahrzeuge, Radlader, Bagger, Raupentraktoren, Motorgrader und/oder andere Bau-, Bergbau-, Straßenfertigungs- oder Landwirtschaftsmaschinen (nicht gezeigt). In solchen Beispielen können die eine oder mehreren Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118 konfiguriert sein, um die Schicht des Straßenfertigungsmaterials 108 auf eine gewünschte Dichte zu verdichten. Es versteht sich, dass die Konsistenz, Dichte und/oder Qualität der Schicht aus Straßenfertigungsmaterial maximiert werden kann, wenn die Straßenfertigungsmaschine 106 so gesteuert wird, dass sie mit einer im Wesentlichen konstanten Geschwindigkeit und ohne Anhalten arbeitet. Dementsprechend können Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung verwendet werden, um das Auftanken und/oder Wiederaufladen der LKWs 104, der Straßenfertigungsmaschinen 106, der Verdichtungsmaschinen 14, 116, 118 und/oder anderer Komponenten des Straßenfertigungssystems 100 auf einer im wesentlichen kontinuierlichen Basis und im wesentlichen in Echtzeit zu überwachen, zu verwalten und/oder auf andere Weise zu steuern, um Arbeitsunterbrechungen der Straßenfertigungsmaschine zu vermeiden. Das Steuern von Komponenten des Straßenfertigungssystems 100 auf diese Weise kann Arbeitsunterbrechungen minimieren, wodurch die Qualität der Schicht und die Gesamteffizienz des Straßenfertigungssystems 100 verbessert werden.
In beispielhaften Ausführungsformen kann die Straßenfertigungsmaterialanlage 102 Straßenfertigungsmaterial 108 wie Asphalt aus Bitumen, Zuschlagstoffen und anderen Materialien oder Füllstoffen herstellen. Das Straßenfertigungsmaterial 108 wird häufig in Chargen hergestellt, wobei jede Charge in einem separaten Lager- oder Aufbewahrungsort, beispielsweise einem Silo, gelagert oder aufbewahrt wird, bis es an einer Ladestation auf einen LKW 104 geladen wird. Jeder Aufbewahrungsort kann dazu bestimmt sein, Straßenfertigungsmaterial 108 für eine bestimmte Baustelle 112 zu lagern oder zu halten, und Straßenfertigungsmaterial 108 innerhalb eines bestimmten Aufbewahrungsortes wird periodisch auf einen LKW 104 zum Transport zur Baustelle 112 geladen. Die Eigenschaften jeder Charge, die an einem Aufbewahrungsort gelagert wird, können basierend auf den gewünschten Eigenschaften für einen bestimmten Straßenfertigungsauftrag festgelegt werden. Zum Beispiel können die Ölmenge und die Größe des Aggregats basierend auf den gewünschten Eigenschaften des Straßenfertigungsmaterials 108 und den Anforderungen jeder Straßenfertigungsarbeit eingestellt werden. Es versteht sich, dass in zusätzlichen Ausführungsformen das hier beschriebene Straßenfertigungsmaterial 108 auch Beton oder andere solche Materialien umfassen kann.
Das in 1 gezeigte Straßenfertigungssystem 100 kann auch ein Steuersystem 120 und eine oder mehrere Systemsteuerungen 122 umfassen. In einigen Beispielen kann sich das Steuersystem 120 und/oder die Systemsteuerung 122 in der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 befinden. In solchen Beispielen kann das Steuersystem 120 und/oder die Systemsteuerung 122 auch Komponenten umfassen, die entfernt von der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 angeordnet sind, wie beispielsweise auf einer der Maschinen des Straßenfertigungssystems 100, auf der Baustelle 112 und/oder in einer entfernten Kommandozentrale (nicht gezeigt). In anderen Beispielen kann das Steuersystem 120 und/oder die Systemsteuerung 122 entfernt von der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 und/oder entfernt von der Baustelle 112 angeordnet sein, wie beispielsweise in der oben genannten entfernten Kommandozentrale. In jedem der hier beschriebenen Beispiele kann die Funktionalität der Systemsteuerung 122 so verteilt werden, dass bestimmte Vorgänge in der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 ausgeführt werden und andere Vorgänge aus der Ferne ausgeführt werden. Beispielsweise können einige Operationen der Systemsteuerung 122 auf der Baustelle 112, in einem oder mehreren der LKWs 104, in einer oder mehreren der Straßenfertigungsmaschinen 106 usw. ausgeführt werden. Es versteht sich, dass die Systemsteuerung 122 Folgendes umfassen kann: eine Komponente des Straßenfertigungssystems 100, die Straßenfertigungsmaterialanlage 102, einen oder mehrere der LKWs 104, eine oder mehrere der Straßenfertigungsmaschinen 106, eine oder mehrere der Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118, eine Komponente einer separaten Mobilvorrichtung (z. B. ein Mobiltelefon, ein Tablet, ein Laptop usw.) und/oder das Steuersystem 120.
Die Systemsteuerung 122 kann eine elektronische Steuerung sein, die auf logische Weise arbeitet, um Operationen auszuführen, Steueralgorithmen auszuführen, Daten und andere gewünschte Operationen zu speichern und abzurufen. Die Systemsteuerung 122 kann Speicher, sekundäre Speichervorrichtungen, Prozessoren und andere Komponenten zum Ausführen einer Anwendung umfassen oder darauf zugreifen. Der Speicher und die sekundären Speichervorrichtungen können in Form eines Nur-Lese-Speichers (ROM) oder eines Direktzugriffsspeichers (RAM) oder einer integrierten Schaltung vorliegen, auf die die Steuerung zugreifen kann. Der Systemsteuerung 122 können verschiedene andere Schaltungen zugeordnet sein, wie beispielsweise eine Stromversorgungsschaltung, eine Signalaufbereitungsschaltung, eine Treiberschaltung und andere Arten von Schaltungen.
Die Systemsteuerung 122 kann eine einzelne Steuerung sein oder kann mehr als eine Steuerung umfassen (wie zusätzliche Steuerungen, die jedem der LKWs 104, jeder der Straßenfertigungsmaschinen 106, Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118 und/oder anderen Maschinen des Straßenfertigungssystems 100 zugeordnet sind), die dafür konfiguriert sind, verschiedene Funktionen und/oder Merkmale des Straßenfertigungssystems 100 zu steuern. Wie hierin verwendet, bedeutet der Begriff „Steuerung“ im weitesten Sinne eine oder mehrere Steuerungen und/oder einen oder mehrere Mikroprozessoren, die dem Straßenfertigungssystem 100 zugeordnet sein können, und die bei der Steuerung verschiedener Funktionen und Vorgänge der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 und der Maschinen des Straßenfertigungssystems 100 zusammenarbeiten können. Die Funktionalität der Systemsteuerung 122 kann unabhängig von der Funktionalität in Hardware und/oder Software implementiert werden. Die Systemsteuerung 122 kann sich auf eine oder mehrere Datenkarten stützen, die sich auf die Betriebsbedingungen und die Betriebsumgebung des Straßenfertigungssystems 100 beziehen, die in dem Speicher der Systemsteuerung 122 gespeichert sein können. Jede dieser Datenkarten kann eine Sammlung von Daten in Form von Tabellen, Grafiken und/oder Gleichungen umfassen, um die Leistung und Effizienz des Straßenfertigungssystems 100 und seines Betriebs zu maximieren.
Die Komponenten des Steuersystems 120 können mit einer der Komponenten des Straßenfertigungssystems 100 über ein Netzwerk 124 in Verbindung stehen und/oder auf andere Weise funktionsfähig mit diesen verbunden sein. Das Netzwerk 124 kann ein lokales Netzwerk („LAN“), ein größeres Netzwerk wie ein Weitverkehrsnetz („WAN“) oder eine Sammlung von Netzwerken wie das Internet sein. Protokolle für die Netzwerkkommunikation, wie z. B. TCP/IP, können verwendet werden, um das Netzwerk 124 zu implementieren. Obwohl hierin beschrieben wird, dass Ausführungsformen ein Netzwerk 124 wie das Internet verwenden, können andere Verteilungstechniken implementiert werden, die Informationen über Speicherkarten, Flash-Speicher oder andere tragbare Speichervorrichtungen übertragen.
Es versteht sich auch, dass die Straßenfertigungsmaterialanlage 102, die verschiedenen LKWs 104, die Straßenfertigungsmaschinen 106, die Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118 und/oder andere Komponenten des Straßenfertigungssystems 100 entsprechende Steuerungen umfassen können und dass jede der jeweiligen Steuerungen in Kommunikation sein kann und/oder auf andere Weise über das Netzwerk 124 funktionsfähig verbunden sein kann. Beispielsweise kann das Netzwerk 124 eine Komponente eines drahtlosen Kommunikationssystems des Straßenfertigungssystems 100 umfassen und als Teil eines solchen drahtlosen Kommunikationssystems können die Straßenfertigungsmaterialanlage 102, der eine oder die mehreren LKWs 104, die Straßenfertigungsmaschine 106, die eine oder mehreren Verdichtungsmaschinen 114, 116, 116 und/oder andere Komponenten des Straßenfertigungssystems 100 entsprechende Kommunikationsvorrichtungen 126 umfassen. Solche Kommunikationsvorrichtungen 126 können konfiguriert sein, um eine drahtlose Übertragung einer Vielzahl von Signalen, Anweisungen und/oder Informationen zwischen der Straßenfertigungsmaterialanlage 102, den LKWs 104, den Straßenfertigungsmaschinen 106, den Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118 und der Systemsteuerung 122 zu ermöglichen, sowie um die Kommunikation mit anderen Maschinen und Systemen zu ermöglichen, die von der Straßenfertigungsmaterialanlage 102, den LKWs 104, den Straßenfertigungsmaschinen 106, den Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118 und/oder der Baustelle 112 entfernt sind. Beispielsweise können solche Kommunikationsvorrichtungen 126 einen Sender umfassen, der konfiguriert ist, um Signale an einen Empfänger einer oder mehrerer anderer solcher Kommunikationsvorrichtungen 126 zu senden. In solchen Beispielen kann jede Kommunikationsvorrichtung 126 auch einen Empfänger umfassen, der zum Empfangen solcher Signale konfiguriert ist. In einigen Beispielen können der Sender und der Empfänger einer bestimmten Kommunikationsvorrichtung 126 als Sendeempfänger oder eine andere solche Komponente kombiniert werden. In jedem der hier beschriebenen Beispiele können solche Kommunikationsvorrichtungen 126 auch die Kommunikation mit einem oder mehreren Tablets, Computern, Mobiltelefonen/drahtlosen Telefonen, persönlichen digitalen Assistenten, Mobilvorrichtungen oder anderen elektronischen Vorrichtungen 128 ermöglichen, die sich auf der Baustelle 112, in der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 und/oder entfernt von der Baustelle 112 oder der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 befinden. Solche elektronischen Vorrichtungen 128 können beispielsweise Mobiltelefone und/oder Tablets von Projektmanagern (z. B. Vorarbeitern) umfassen, die die täglichen Straßenfertigungsarbeiten auf der Baustelle 112 und/oder in der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 überwachen.
Das Netzwerk 124, die Kommunikationsvorrichtungen 126 und/oder andere Komponenten des oben beschriebenen drahtlosen Kommunikationssystems können jedes gewünschte System oder Protokoll implementieren oder verwenden, einschließlich eines von mehreren Kommunikationsstandards. Die gewünschten Protokolle ermöglichen die Kommunikation zwischen der Systemsteuerung 122, einer oder mehreren der Kommunikationsvorrichtungen 126 und/oder anderen gewünschten Maschinen oder Komponenten des Straßenfertigungssystems 100. Beispiele für drahtlose Kommunikationssysteme oder Protokolle, die von dem hier beschriebenen Straßenfertigungssystem 100 verwendet werden können, umfassen ein drahtloses persönliches Bereichsnetzwerk wie Bluetooth RTM, (z. B. IEEE 802.15), ein lokales Netzwerk wie IEEE 802.1 1b oder 802.11g, ein Mobilfunknetz oder ein anderes System oder Protokoll zur Datenübertragung. Andere drahtlose Kommunikationssysteme und -konfigurationen werden in Betracht gezogen. In einigen Fällen kann drahtlose Kommunikation direkt zwischen dem Steuersystem 120 und einer Maschine (z. B. einer Straßenfertigungsmaschine 106, einem LKW 104 usw.) des Straßenfertigungssystems 100 oder zwischen solchen Maschinen gesendet und empfangen werden. In anderen Fällen kann die Kommunikation automatisch weitergeleitet werden, ohne dass eine erneute Übertragung durch entferntes Personal erforderlich ist.
In beispielhaften Ausführungsformen können eine oder mehrere Maschinen des Straßenfertigungssystems 100 (z. B. der eine oder die mehreren LKWs 104, die Straßenfertigungsmaschine 106, die eine oder die mehreren Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118 usw.) einen Positionssensor 130 umfassen, der konfiguriert ist, um eine Position und/oder eine Ausrichtung der jeweiligen Maschine zu bestimmen. In solchen Ausführungsformen kann die Kommunikationsvorrichtung 126 der jeweiligen Maschine konfiguriert sein, um Signale zu erzeugen und/oder zu senden, die solche bestimmten Positionen und/oder Orientierungen beispielsweise der Systemsteuerung 122 und/oder den anderen jeweiligen Maschinen des Straßenfertigungssystems 100 anzeigen. In einigen Beispielen können die Positionssensoren 130 der jeweiligen Maschinen eine Komponente des globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) oder eines globalen Positionierungssystems (GPS) umfassen und/oder einschließen. Alternativ können Universelle Totalstationen (UTS) verwendet werden, um die jeweiligen Positionen der Maschinen zu lokalisieren. In beispielhaften Ausführungsformen können einer oder mehrere der hier beschriebenen Positionssensoren 130 einen GPS-Empfänger, einen Sender, einen Sendeempfänger, Laserprismen und/oder eine andere solche Vorrichtung umfassen, und der Positionssensor 130 kann mit einem oder mehreren GPS-Satelliten 132 und/oder UTS in Verbindung stehen, um eine jeweilige Position der Maschine zu bestimmen, mit der der Positionssensor 130 kontinuierlich, im Wesentlichen kontinuierlich oder in verschiedenen Zeitintervallen verbunden ist. Eine oder mehrere zusätzliche Maschinen des Straßenfertigungssystems 100 können auch mit dem einen oder den mehreren GPS-Satelliten 132 und/oder UTS in Verbindung stehen, und solche GPS-Satelliten 132 und/oder UTS können auch konfiguriert sein, um die jeweiligen Positionen solcher zusätzlichen Maschinen zu bestimmen. In jedem der hier beschriebenen Beispiele können Maschinenpositionen, die durch die jeweiligen Positionssensoren 130 bestimmt werden, von der Systemsteuerung 122 und/oder anderen Komponenten des Straßenfertigungssystems 100 verwendet werden, um Aktivitäten der LKWs 104, der Straßenfertigungsmaschine 106, der Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118 und/oder anderer Komponenten des Straßenfertigungssystems 100 zu koordinieren. Zum Beispiel können Maschinenpositionen, die durch die jeweiligen Positionssensoren 130 bestimmt werden, von der Systemsteuerung 122 und/oder anderen Komponenten des Straßenfertigungssystems 100 verwendet werden, um Fahrwege, Rückwege, Fortschritt (z. B. einen Fertigstellungsprozentsatz), der mit einem Baustellenplan verbunden ist, eine Rückkehrenergie, die für eine oder mehrere Maschinen des Straßenfertigungssystems 100 erforderlich ist, um einen Rückweg zurückzulegen, und/oder andere hier beschriebene Parameter zu bestimmen. Solche Parameter können nützlich sein, um Arbeitsunterbrechungen zu minimieren und/oder zu vermeiden, die beispielsweise durch Auftanken und/oder Aufladen einer oder mehrerer Maschinen des Straßenfertigungssystems 100 verursacht werden.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 1 kann die Straßenfertigungsmaterialanlage 102 verschiedene Materialzufuhrkomponenten, Mischer, Heizungen und/oder andere Vorrichtungen umfassen, die konfiguriert sind, um die Herstellung von Straßenfertigungsmaterial 108 zur Verwendung in verschiedenen Straßenfertigungsvorgängen zu unterstützen. Eine solche Ausrüstung kann zum Beispiel einen oder mehrere Förderer oder andere Vorrichtungen umfassen, die konfiguriert sind, um Straßenfertigungsmaterial 108 zu einem oder mehreren Straßenfertigungsmaterialsilos 134 oder anderen Aufbewahrungsorten zur Lagerung darin zu transportieren. Die Straßenfertigungsmaterialanlage 102 kann auch eine oder mehrere Ladestationen 136 umfassen, die konfiguriert sind, um das Straßenfertigungsmaterial 108 von dem einen oder den mehreren Straßenfertigungsmaterialsilos 134 zu einem LKW 104 zu übertragen. In solchen Beispielen kann ein Straßenfertigungsmaterialsilo 134 einen oder mehrere Sensoren 138 umfassen, die konfiguriert sind, um eine Temperatur des Straßenfertigungsmaterials 108, das in dem Straßenfertigungsmaterialsilo 134 gespeichert ist, und/oder eine Menge an Straßenfertigungsmaterial 108, die in dem Straßenfertigungsmaterialsilo 134 gespeichert ist (z. B. einen Füllstand des Straßenfertigungsmaterialsilos 134), zu bestimmen. In ähnlicher Weise kann eine Ladestation 136 einen oder mehrere Sensoren 140 umfassen, die konfiguriert sind, um das Vorhandensein und/oder die Position eines LKWs 104, einen Zeitpunkt, zu dem der LKW 104 an der Ladestation 136 ankam, eine Zeit, zu der der LKW 104 die Ladestation 136 verließ, eine Menge (z. B. ein Gewicht) des in den LKW 104 geladenen Straßenfertigungsmaterials 108 und/oder andere Betriebsparameter zu bestimmen. In einigen Beispielen kann der Sensor 140 eine Waage oder einen anderen Massensensor umfassen, der konfiguriert ist, um das Gewicht des LKWs 104 beim Befahren der Ladestation 136, das Gewicht des LKWs 104, nachdem Straßenfertigungsmaterial in den LKW 104 geladen wurde, und/oder eine Gewichtsänderung des LKWs 104 zu bestimmen.
Die Straßenfertigungsmaterialanlage 102 kann auch ein oder mehrere Waagenhäuser, Bedienstationen oder andere Stationen 142 zur Verwendung durch das Personal der Straßenfertigungsmaterialanlage umfassen. Zum Beispiel können, wie im Phantom in 1 gezeigt, eine oder mehrere solcher Stationen 142 eine Straßenfertigungsmaterialanlagensteuerung 144 umfassen, die der oben beschriebenen Systemsteuerung 122 im Wesentlichen ähnlich und/oder gleich ist. In einigen Beispielen kann die Straßenfertigungsmaterialanlagensteuerung 144 eine Komponente des Steuersystems 120 umfassen. In jedem der hier beschriebenen Beispiele können die Straßenfertigungsmaterialanlagensteuerung 144 und/oder andere Komponenten der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 konfiguriert sein, um Aktivitäten der verschiedenen LKWs 104, die in die Straßenfertigungsmaterialanlage 102 einfahren und diese verlassen, zu überwachen, aufzuzeichnen und/oder zu kommunizieren.
Wie oben erwähnt, können die LKW 104 des Straßenfertigungssystems 100 dazu dienen, Straßenfertigungsmaterial 108 zwischen der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 und einer oder mehreren der Straßenfertigungsmaschinen 106, die sich auf der Baustelle 112 befinden, zu transportieren. Jeder LKW 104 kann ein Fahrgestell 146, das eine Antriebsmaschine wie einen Motor trägt, und eine Kabine 148, in der ein Bediener positioniert sein kann, um Eingabeanweisungen zum Betreiben des LKWs 104 bereitzustellen, umfassen. Der Motor ist betriebsmäßig mit einem bodeneingreifenden Antriebsmechanismus wie Rädern verbunden und treibt diesen an. Eine Materialtransporteinheit wie ein Kippkörper 150 ist schwenkbar auf dem Chassis 146 montiert und empfängt eine Nutzlast (z. B. Straßenfertigungsmaterial 108), die von einer Position zu einer anderen befördert werden soll.
Jeder LKW 104 kann ein LKW-Steuersystem 152 und eine LKW-Steuerung 154 umfassen, die im Allgemeinen dem Steuersystem 120 bzw. der Systemsteuerung 122 ähnlich oder identisch sind. Das LKW-Steuersystem 152 und die LKW-Steuerung 154 können sich in dem LKW 104 befinden und können auch Komponenten umfassen, die entfernt vom LKW 104 angeordnet sind, wie beispielsweise in einer der anderen Maschinen des Straßenfertigungssystems 100, in der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 oder in einer Kommandozentrale (nicht gezeigt). Zum Beispiel kann die LKW-Steuerung 154 einen oder mehrere Prozessoren, eine oder mehrere Festplatten, Speicher oder andere Speichervorrichtungen und/oder andere Komponenten umfassen. Die Funktionalität der LKW-Steuerung 154 kann so verteilt werden, dass bestimmte Funktionen auf dem LKW 104 ausgeführt werden und andere Funktionen entfernt ausgeführt werden. In einigen Beispielen kann das LKW-Steuersystem 152 und/oder die LKW-Steuerung 154 eine autonome und/oder halbautonome Steuerung des Transport-LKW 104 ermöglichen. Wie hierin verwendet, kann eine „autonome“ Maschine des Straßenfertigungssystems 100 eine Maschine umfassen (z. B. einen LKW 104, eine Straßenfertigungsmaschine 106, eine Verdichtungsmaschine 114, 116, 118 usw.), die konfiguriert ist, um einen Fahrweg zurückzulegen und/oder verschiedene Aufgaben oder Vorgänge (z. B. Heben, Entleeren, Straßenfertigung, Verdichten von Straßenfertigungsmaterial usw.) ohne Bedienersteuerung oder Eingabe auszuführen. In solchen Beispielen kann die Systemsteuerung 122 und/oder eine entsprechende Steuerung der autonomen Maschine solche Maschinenoperationen im Wesentlichen vollständig basierend auf Anweisungen, gespeicherter Logik/Programmen, Lernalgorithmen oder anderen Komponenten steuern. Wie hierin verwendet, kann eine „halbautonome“ Maschine des Straßenfertigungssystems 100 eine Maschine umfassen, die konfiguriert ist, um einen Fahrweg zurückzulegen und/oder verschiedene Aufgaben oder Operationen auszuführen, nachdem sie eine Eingabe und/oder Genehmigung von einem Bediener erhalten hat. In solchen Beispielen kann die Systemsteuerung 122 und/oder eine entsprechende Steuerung der halbautonomen Maschine solche Maschinenoperationen basierend auf Anweisungen, gespeicherter Logik/Programmen, Lernalgorithmen oder anderen Komponenten in Kombination mit dem Empfang einer oder mehrerer Eingaben von einem Bediener im Wesentlichen vollständig steuern.
Der LKW 104 kann auch mit mehreren Sensoren ausgestattet sein, die mit der LKW-Steuerung 154 und/oder mit der Systemsteuerung 122 verbunden sind und/oder auf andere Weise mit dieser in Verbindung stehen. Solche Sensoren können konfiguriert sein, um Daten bereitzustellen, die verschiedene Betriebsparameter des LKWs 104, die dem LKW 104 und/oder der Baustelle 112 zugeordneten Systeme und/oder eine andere Umgebung, in der der LKW 104 arbeitet, (direkt oder indirekt) anzeigen. In jedem der hier beschriebenen Beispiele können solche Sensoren im Allgemeinen Komponenten des LKW-Steuersystems 152, des Steuersystems 120 und/oder des Straßenfertigungssystems 100 umfassen. Zum Beispiel kann, wie oben erwähnt, der LKW 104 mit einem Positionssensor 130 ausgestattet sein, der konfiguriert ist, um eine Position und/oder eine Ausrichtung des LKWs 104 zu erfassen, zu erkennen und/oder auf andere Weise zu bestimmen. Der Positionssensor 138 kann mehrere einzelne Sensoren umfassen, die zusammenarbeiten, um Positionssignale zu erzeugen und an die LKW-Steuerung 154 und/oder an die Systemsteuerung 122 zu liefern, die die Position und/oder die Ausrichtung des LKWs 104 anzeigen. In einigen Beispielen kann der Positionssensor 130 an der Kabine 148, dem Fahrgestell 146 und/oder einer anderen Komponente des LKWs 104 befestigt sein. In anderen Beispielen kann der Positionssensor 130 jedoch entfernbar an dem LKW 104 angebracht und/oder beispielsweise in der Kabine 148 des LKWs 104 während des Betriebs des LKWs 104 angeordnet sein. In einigen Beispielen kann der LKW 104 auch einen Lastsensor 156 umfassen, der konfiguriert ist, um die Last oder Menge des Straßenfertigungsmaterials 108, das in dem Kippkörper 150 angeordnet ist, zu erfassen, zu messen und/oder auf andere Weise zu bestimmen. Der LKW 104 kann ferner einen Temperatursensor 158 umfassen, der konfiguriert ist, um die Temperatur der Last (z. B. Straßenfertigungsmaterial 108) innerhalb des Kippkörpers 150 zu erfassen, zu messen und/oder auf andere Weise zu bestimmen.
Die Straßenfertigungsmaschine 106 kann einen Rahmen 160, an dem ein Satz bodeneingreifender Räder oder Schienen 162 angebracht ist, sowie eine Glättbohle 164 zum Verteilen des Straßenfertigungsmaterials 108 über eine Breite der Arbeitsfläche 110 umfassen. Die Straßenfertigungsmaschine 106 kann ferner einen Trichter 166 zum Speichern von Straßenfertigungsmaterial 108, das von dem LKW 104 oder einer anderen Versorgungsmaschine geliefert wird, und ein Fördersystem, das Straßenfertigungsmaterial 108 vom Trichter 166 zum Glättbohle 164 überträgt, umfassen. Die Straßenfertigungsmaschine 106 kann ferner eine Anzeige 168 umfassen, beispielsweise eine LCD-Anzeige. Die Anzeige 168 kann zur Anzeige für einen Bediener an dem Rahmen 160 angebracht sein. In einer beispielhaften Ausführungsform kann die Anzeige 168 konfiguriert sein, um eine Karte der Baustelle 112, einschließlich Symbolen oder anderen visuellen Zeichen, anzuzeigen, die die Arbeitsfläche 110, die Straßenfertigungsmaschine 106, den LKW 104, eine oder mehrere der Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118 und/oder andere Komponenten des Straßenfertigungssystems 100 darstellen.
Die Straßenfertigungsmaschine 106 kann auch ein Straßenfertigungsmaschinensteuersystem 170 und eine Straßenfertigungsmaschinensteuerung 172 umfassen, die im Allgemeinen dem Steuersystem 120 bzw. der Systemsteuerung 122 ähnlich oder identisch sind. Das Straßenfertigungsmaschinensteuersystem 170 und die Straßenfertigungsmaschinensteuerung 172 können sich auf der Straßenfertigungsmaschine 106 befinden und können auch Komponenten umfassen, die entfernt von der Straßenfertigungsmaschine 106, wie auf einer der anderen Maschinen des Straßenfertigungssystems 100, in der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 oder in einer Kommandozentrale (nicht gezeigt), angeordnet sind. Beispielsweise kann die Straßenfertigungsmaschinensteuerung 172 einen oder mehrere Prozessoren, eine oder mehrere Festplatten, einen Speicher oder andere Speichervorrichtungen und/oder andere Komponenten umfassen. Die Funktionalität der Straßenfertigungsmaschinensteuerung 172 kann so verteilt werden, dass bestimmte Funktionen an der Straßenfertigungsmaschine 106 ausgeführt werden und andere Funktionen entfernt ausgeführt werden. In einigen Beispielen können das Straßenfertigungsmaschinensteuersystem 170 und/oder die Straßenfertigungsmaschinensteuerung 172 eine autonome und/oder halbautonome Steuerung der Straßenfertigungsmaschine 106 ermöglichen.
Die Straßenfertigungsmaschine 106 kann auch mit mehreren Sensoren ausgestattet sein, die mit der Straßenfertigungsmaschinensteuerung 172 und/oder mit der Systemsteuerung 122 verbunden sind und/oder auf andere Weise mit dieser kommunizieren. Solche Sensoren können konfiguriert sein, um Daten bereitzustellen, die (direkt oder indirekt) verschiedene Betriebsparameter der Straßenfertigungsmaschine 106, von Systemen, die der Straßenfertigungsmaschine 106 zugeordnet sind, und/oder der Baustelle 112, und/oder von anderen Umgebungen, in denen die Straßenfertigungsmaschine 106 arbeitet, anzeigen. In jedem der hier beschriebenen Beispiele können solche Sensoren im Allgemeinen Komponenten des Steuersystems 170 der Straßenfertigungsmaschine, des Steuersystems 120 und/oder des Steuersystems 100 umfassen. Zum Beispiel kann die Straßenfertigungsmaschine 106 zusätzlich zu dem oben beschriebenen Positionssensor 130 und der Kommunikationsvorrichtung 126 auch einen Temperatursensor 174 umfassen, der beispielsweise auf oder in der Nähe der Glättbohle 164 montiert ist. Der Temperatursensor 174 kann positioniert und/oder anderweitig konfiguriert sein, um die Temperatur der Schicht aus Straßenfertigungsmaterial 108 zu bestimmen, die auf die Arbeitsfläche 110 durch die Glättbohle 164 aufgetragen wird.
Wie oben erwähnt, kann das Straßenfertigungssystem 100 eine oder mehrere Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118 umfassen, die konfiguriert sind, um die von der Straßenfertigungsmaschine 106 aufgetragene Schicht aus Straßenfertigungsmaterial 108 zu verdichten. In einigen Beispielen kann die Verdichtungsmaschine 114 einen „Durchschlag“-Verdichter mit einer Durchschlagstrommel 176 umfassen, und die Verdichtungsmaschine 114 kann so konfiguriert sein, dass sie relativ genau hinter der Straßenfertigungsmaschine 106 folgt, so dass die Durchschlagstrommel 176 das von der Straßenfertigungsmaschine 106 verteilte Straßenfertigungsmaterial 108 verdichten kann, während das Straßenfertigungsmaterial 108 noch relativ heiß ist. Das Verdichten mit der Verdichtungsmaschine 114, wenn das Straßenfertigungsmaterial 108 noch relativ heiß ist, ermöglicht es der Durchschlagstrommel 176 der Verdichtungsmaschine 114, einen relativ großen Anteil der Gesamtverdichtung durchzuführen, die für eine bestimmte Auftragungsmenge des Straßenfertigungsmaterials 108 gewünscht wird, da relativ heißer Asphalt im Straßenfertigungsmaterial 108 relativ leicht fließen kann und somit leicht verdichtet wird.
Zusätzlich zu der Kommunikationsvorrichtung 126 und dem oben beschriebenen Positionssensor 130 kann die Verdichtungsmaschine 114 ferner eine beliebige Anzahl zusätzlicher Sensoren umfassen, die konfiguriert sind, um die Verdichtungsmaschine 114 bei der Ausführung verschiedener Straßenfertigungsaufgaben (z. B. Verdichtung) zu unterstützen. Zum Beispiel können solche Sensoren einen oder mehrere Beschleunigungsmesser oder Vibrationssensoren umfassen, die konfiguriert sind, um das Vibrationsniveau (z. B. Stöße pro Meter) zu erfassen, das von der Durchschlagstrommel 176 ausgeübt wird. Die Verdichtungsmaschine 114 kann auch einen darauf montierten Temperatursensor 178 umfassen, der dafür konfiguriert ist, eine Temperatur des Straßenfertigungsmaterials 108, mit dem die Verdichtungsmaschine 114 interagiert oder mit dem sie interagiert hat, zu erfassen, zu messen und/oder auf andere Weise zu bestimmen. In einigen Beispielen kann der Temperatursensor 178 dem Temperatursensor 174 der Straßenfertigungsmaschine 106 im Wesentlichen ähnlich und/oder gleich sein.
Die Verdichtungsmaschine 116 kann der Verdichtungsmaschine 114 im Wesentlichen ähnlich und/oder gleich sein. In einigen Beispielen kann die Verdichtungsmaschine 116 einen „Zwischenverdichter“ umfassen und kann eine Zwischentrommel 180 umfassen, die das Straßenfertigungsmaterial 108 verdichtet, das bereits mindestens einmal von der Verdichtungsmaschine 114 verdichtet wurde. Die Verdichtungsmaschine 116 kann einen Sensor oder eine andere Vorrichtung umfassen, die konfiguriert ist, um eine Glätte und/oder Steifheit des Straßenfertigungsmaterials 108 zu erfassen. Zusätzlich kann die Verdichtungsmaschine 116 die oben beschriebene Kommunikationsvorrichtung 126 und den Positionssensor 130 sowie eine beliebige Anzahl zusätzlicher Sensoren umfassen, die konfiguriert sind, um die Verdichtungsmaschine 116 bei der Ausführung verschiedener Straßenfertigungsaufgaben (z. B. Verdichtung) zu unterstützen. Zum Beispiel können solche Sensoren einen oder mehrere Beschleunigungsmesser oder Vibrationssensoren umfassen, die konfiguriert sind, um das Vibrationsniveau (z. B. Stöße pro Meter) zu erfassen, das von der Zwischentrommel 180 ausgeübt wird. Die Verdichtungsmaschine 116 kann auch einen darauf montierten Temperatursensor 182 umfassen, der konfiguriert ist, um eine Temperatur des Straßenfertigungsmaterials 108 zu erfassen, zu messen und/oder auf andere Weise zu bestimmen, mit dem die Verdichtungsmaschine 116 interagiert oder mit dem sie interagiert hat. In einigen Beispielen kann der Temperatursensor 182 dem Temperatursensor 174 der Straßenfertigungsmaschine 106 im Wesentlichen ähnlich und/oder gleich sein.
Die Verdichtungsmaschine 118 kann ebenfalls der Verdichtungsmaschine 114 im Wesentlichen ähnlich und/oder gleich sein. In einigen Beispielen kann die Verdichtungsmaschine 118 einen „Endbearbeitungsverdichter“ umfassen und kann eine Endbearbeitungstrommel 184 umfassen, die konfiguriert ist, um ein endgültiges Zusammendrücken des Straßenfertigungsmaterials 108 durchzuführen. In solchen Beispielen kann die Verdichtungsmaschine 118 so konfiguriert sein, dass sie der Verdichtungsmaschine 116 relativ genau folgt. In einigen Fällen ist es wünschenswert, das Straßenfertigungsmaterial 108 mit der Verdichtungsmaschine 118 vor dem Abkühlen unter eine Temperatur im Bereich von etwa 50 Grad Celsius bis etwa 65 Grad Celsius zu verdichten. Zu diesem Zweck kann die Verdichtungsmaschine 118 auch einen Temperatursensor 186 umfassen, um zu überprüfen, ob die endgültige Verdichtung bei einer geeigneten Straßenfertigungsmaterialtemperatur stattfindet. Wie oben in Bezug auf die Verdichtungsmaschinen 114, 116 erwähnt, kann die Verdichtungsmaschine 118 auch eine Kommunikationsvorrichtung 126 und einen Positionssensor 130, sowie eine beliebige Anzahl zusätzlicher Sensoren umfassen, die konfiguriert sind, um die Verdichtungsmaschine 118 bei der Ausführung verschiedener Straßenfertigungsaufgaben (z. B. Verdichtung) zu unterstützen. Solche Sensoren können beispielsweise einen oder mehrere Beschleunigungsmesser oder Vibrationssensoren umfassen.
Wie oben erwähnt, können eine oder mehrere Maschinen des Straßenfertigungssystems 100 entsprechende Steuerungen umfassen, die konfiguriert sind, um verschiedene Operationen der Maschine zu steuern. Solche Steuerungen können beispielsweise verwendet werden, um die Steuerung der hier beschriebenen autonomen und/oder halbautonomen Maschinen des Straßenfertigungssystems 100 zu unterstützen. Beispielsweise können eine oder mehrere der Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118 eine entsprechende Steuerung 188 umfassen, und die Steuerung 188 kann der oben beschriebenen LKW-Steuerung 154 und/oder der Straßenfertigungsmaschinensteuerung 172 im Wesentlichen ähnlich und/oder gleich sein. Beispielsweise kann die Steuerung 188 eine Verdichtungsmaschinensteuerung umfassen, und die Steuerung 188 kann sich auf der einen oder den mehreren Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118 befinden. Die Steuerung 188 kann auch Komponenten umfassen, die entfernt von einer oder mehreren der Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118 angeordnet sind, wie beispielsweise auf einer der anderen Maschinen des Straßenfertigungssystems 100, in der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 oder in einer Kommandozentrale (nicht gezeigt). Zum Beispiel kann die Steuerung 188 einen oder mehrere Prozessoren, eine oder mehrere Festplatten, Speicher oder andere Speichervorrichtungen und/oder andere Komponenten umfassen. Die Funktionalität der Steuerung 188 kann so verteilt sein, dass bestimmte Funktionen auf einer oder mehreren der Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118 ausgeführt werden und andere Funktionen entfernt ausgeführt werden. In einigen Beispielen kann die Steuerung 188 eine autonome und/oder halbautonome Steuerung der jeweiligen Verdichtungsmaschine 114, 116, 118 ermöglichen, mit der sie betriebsbereit verbunden ist.
Ferner kann jede Maschine des Straßenfertigungssystems 100 von einem oder mehreren Dieselmotoren, Benzinmotoren, Druckerdgasmotoren, Elektromotoren, Brennstoffzellen oder anderen Antriebsmaschinen angetrieben werden. In solchen Beispielen muss die Antriebsmaschine der jeweiligen Maschine möglicherweise regelmäßig betankt und/oder aufgeladen werden, um den Betrieb fortzusetzen. Dementsprechend kann jede Maschine des hier beschriebenen Straßenfertigungssystems 100 eine oder mehrere Energiespeichervorrichtungen 190 umfassen, die konfiguriert sind, um Energie oder andere Materialien zu speichern, die von der Antriebsmaschine der jeweiligen Maschine verbraucht werden, um Energie zu erzeugen. In einigen Beispielen, wie in Beispielen, in denen die Antriebsmaschine der Maschine einen Dieselmotor, einen Benzinmotor, einen Druckerdgasmotor oder eine andere solche Komponente umfasst, kann die Energiespeichervorrichtung 190 einen oder mehrere Kraftstofftanks umfassen, die zum Speichern von Dieselkraftstoff, Benzin, Druckerdgas oder anderen derartigen Materialien konfiguriert sind. In Beispielen, in denen die Antriebsmaschine einen Elektromotor umfasst, kann die Energiespeichervorrichtung 190 eine oder mehrere wiederaufladbare Batterien umfassen, die konfiguriert sind, um elektronische Ladung zu speichern und dem Elektromotor steuerbar elektrischen Strom bereitzustellen. In Beispielen, in denen die Antriebsmaschine eine Brennstoffzelle umfasst, kann die Energiespeichervorrichtung 190 einen oder mehrere Wasserstofftanks umfassen, die zum Speichern von komprimiertem Wasserstoff konfiguriert sind. Es versteht sich, dass in zusätzlichen beispielhaften Ausführungsformen andere Energiespeichervorrichtungen 190 verwendet werden können. Zur Vereinfachung der Beschreibung und sofern nicht anders angegeben, werden die hier diskutierten Energiespeichervorrichtungen 190 als wiederaufladbare Batterien beschrieben, sofern nicht anders angegeben. In solchen Beispielen können die jeweiligen Antriebsmaschinen (z. B. die Antriebsmaschinen der Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118) Elektromotoren umfassen. In solchen Beispielen können eine oder mehrere der Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118 manuell betriebene Maschinen, autonome Maschinen oder halbautonome Maschinen umfassen.
Eine oder mehrere Maschinen des Straßenfertigungssystems 100 können auch eine Kopplungsvorrichtung 192 umfassen, die betriebsmäßig mit der Energiespeichervorrichtung 190 der jeweiligen Maschine verbunden ist. In solchen Beispielen kann die Kopplungsvorrichtung 192 konfiguriert sein, um Energie oder andere Materialien aufzunehmen, die von der Antriebsmaschine der jeweiligen Maschine zur Stromerzeugung verbraucht werden. Zum Beispiel kann in Beispielen, in denen die Antriebsmaschine einen Dieselmotor umfasst, die Kopplungsvorrichtung 192 ein Fluidventil, eine Düse, einen Schlauch und/oder eine andere Fluidkopplung mit einer im wesentlichen fluiddichten Dichtung umfassen und konfiguriert sein, um eine Strömung von Dieselkraftstoff aufzunehmen. In solchen Beispielen kann die Kopplungsvorrichtung 192 konfiguriert sein, um einen empfangenen Dieselkraftstoffstrom zum Kraftstofftank oder einer anderen Energiespeichervorrichtung 190 der Maschine zu leiten. Alternativ kann in Beispielen, in denen die Antriebsmaschine einen Elektromotor umfasst, die Kopplungsvorrichtung 192 eine oder mehrere magnetische und/oder leitende Laschen, Anschlüsse, Buchsen oder andere Komponenten umfassen, die so konfiguriert sind, dass sie elektrischen Strom mit einer gewünschten Spannung oder über einen Spannungsbereich empfangen. In solchen Beispielen kann die Kopplungsvorrichtung 192 konfiguriert sein, um den empfangenen Strom zu den wiederaufladbaren Batterien oder einer anderen Energiespeichervorrichtung 190 der Maschine zu leiten.
Wie in 1 gezeigt, kann das Straßenfertigungssystem 100 auch eine oder mehrere Ladezonen 194 umfassen, und jede Ladezone 194 kann eine oder mehrere Ladestationen 196 umfassen. In solchen Beispielen kann eine Ladezone 194 einen Bereich, einen Teil oder einen Abschnitt der Baustelle 112 umfassen, und solche Ladezonen 194 können einen oder mehrere Zäune, Tore oder andere Grenzen aufweisen, die mindestens einen Teil eines Umfangs der Ladezone 194 definieren. Eine oder mehrere der Ladestationen 196 können zumindest teilweise in jeder Ladezone 194 angeordnet sein. Solche Ladestationen 196 können konfiguriert sein, um eine Zufuhr von Kraftstoff, elektrischem Strom, komprimiertem Wasserstoff, Druckerdgas und/oder anderen Materialien oder Energie zu einer Maschine des Straßenfertigungssystems 100 zu leiten. In solchen Beispielen können die Ladestationen 196 eine Zufuhr solcher Materialien oder Energie umfassen. Die Ladestationen 196 können auch eine oder mehrere Kopplungsvorrichtungen 199 umfassen, die konfiguriert sind, um sich mit der Kopplungsvorrichtung 192 der Maschine zu verbinden. Solche Kopplungsvorrichtungen 199 können ein oder mehrere Fluidventile, Düsen, Schläuche und/oder andere Fluidkopplungen umfassen, die konfiguriert sind, um einen Fluidstrom zu liefern. In anderen Beispielen können die Kopplungsvorrichtungen 199 eine oder mehrere magnetische und/oder leitende Laschen, Anschlüsse, Buchsen oder andere Komponenten umfassen, die konfiguriert sind, um elektrischen Strom bei einer gewünschten Spannung oder über einen Spannungsbereich bereitzustellen.
Jede Ladestation 196 kann auch eine Steuerung 197 und eine Kommunikationsvorrichtung 198 umfassen. In solchen Beispielen kann die Steuerung 197 dem Steuersystem 122 im Wesentlichen ähnlich und/oder gleich sein, und die Kommunikationsvorrichtung 198 kann der Kommunikationsvorrichtung 126 im Wesentlichen ähnlich und/oder gleich sein. Die Ladestation 196 kann somit konfiguriert sein, um Anweisungen von der Systemsteuerung 122 (über die Kommunikationsvorrichtung 198) zu empfangen, und die Steuerung 197 der Ladestation 196 kann konfiguriert sein, um zu veranlassen, dass die Ladestation 196 bei Ausführung solcher Anweisungen einen Fluss von Fluid oder elektrischem Strom zu einer Maschine des Straßenfertigungssystems 100 liefert. In einigen Ausführungsformen kann die Ladestation 196 auch einen oder mehrere Motoren oder andere Aktuatoren umfassen, die betriebsmäßig mit der Steuerung 197 verbunden sind. Solche Aktuatoren können beispielsweise mit einem beweglichen Arm, einer Welle, einer Stange oder einer anderen beweglichen Struktur verbunden sein Die Kopplungsvorrichtung 199 kann mit der beweglichen Struktur verbunden sein, so dass die Kopplungsvorrichtung 199 relativ zu einem stationären Gehäuse der Ladestation 196 beweglich ist. In solchen Ausführungsformen kann der Aktuator die Kopplungsvorrichtung 199 bewegen, ausrichten und/oder auf andere Weise positionieren, um die Kopplungsvorrichtung 199 mit einer entsprechenden Kopplungsvorrichtung 192 einer Maschine, die an der Ladestation 196 vorhanden ist, zu verbinden. Zusätzlich kann in einigen Ausführungsformen die Ladestation 196 einen oder mehrere Sensoren oder andere Vorrichtungen umfassen, die mit der Steuerung in Verbindung stehen und konfiguriert sind, um eine fehlerhafte Verbindung zwischen der Kopplungsvorrichtung 199 der Ladestation 196 und einer entsprechenden Kopplungsvorrichtung 192 der Maschine, die an der Ladestation 196 vorhanden ist, zu erfassen. Beispielsweise kann ein solcher Sensor einen Durchflusssensor oder einen ähnlichen Sensor umfassen, der konfiguriert ist, um ein Fluidleck zu erfassen, zu erkennen und/oder auf andere Weise zu bestimmen, wenn die Kopplungsvorrichtung 199 der Ladestation 196 mit der Kopplungsvorrichtung 192 gekoppelt ist. Zusätzlich oder alternativ kann ein solcher Sensor einen Erdschlusssensor oder einen anderen Sensor umfassen, der konfiguriert ist, um ein Erdungsproblem, einen offenen Stromkreis oder eine andere fehlerhafte elektrische Verbindung zu erkennen. In jedem der hier aufgeführten Beispiele können solche Sensoren so konfiguriert sein, dass sie beim Erkennen einer solchen fehlerhaften Verbindung ein Signal an die Steuerung 197 senden. Die Steuerung 197 kann konfiguriert sein, um beispielsweise zu veranlassen, dass die Ladestation 196 den Fluss von flüssigem Kraftstoff stoppt und/oder den Stromfluss in Reaktion auf ein solches Signal stoppt. Die Steuerung 197 kann auch konfiguriert sein, um eine Warnung oder eine andere Nachricht an die Steuerung 122, ein oder mehrere elektronische Vorrichtungen 128 und/oder eine oder mehrere Maschinen des Straßenfertigungssystems 100 als Reaktion auf ein solches Signal bereitzustellen.
2 ist ein beispielhaftes schematisches Diagramm, das verschiedene Komponenten des Straßenfertigungssystems 100 detaillierter darstellt. Zum Beispiel zeigt 2 eine visuelle Darstellung eines beispielhaften Baustellenplans 200. Eine solche visuelle Darstellung des Baustellenplans 200 kann eine oder mehrere Linien, Punkte, Pfeile, Formen und/oder andere visuelle Zeichen umfassen, die einem Fahrweg 202 einer bestimmten Maschine (z. B. einer Verdichtungsmaschine 114a, 114b, 114c usw.) des Straßenfertigungssystems 100, einer Startposition 204 des Fahrwegs 202, einer Endstelle 206 des Fahrwegs 202, einem oder mehreren Pfeilen 208, 209, die die jeweiligen Fahrtrichtungen entlang des Fahrwegs 202 angeben, sowie anderen Informationen entsprechen und/oder diese anzeigen. Eine beispielhafte visuelle Darstellung des Baustellenplans 200 kann auch eine oder mehrere Linien, Punkte, Pfeile, Formen und/oder andere visuelle Zeichen umfassen, die Beschleunigung, Verzögerung und verschiedenen Segmenten, Durchgängen, Kurven oder anderen Manövern entsprechen, die von der bestimmten Maschine (z. B. der in 2 gezeigten Verdichtungsmaschine 114a) des Straßenfertigungssystems 100 vorgenommen werden sollen, wenn die Maschine den Fahrweg 202 zurücklegt.
Beispielsweise kann, wie in 2 gezeigt, ein beispielhafter Fahrweg 202 ein oder mehrere Segmente umfassen, die durch die Arbeitsfläche 110 definiert sind. In einigen Beispielen kann der Fahrweg 202 mehrere aufeinanderfolgende Segmente umfassen, die sich entlang der Arbeitsfläche 110 erstrecken. Insbesondere umfasst der in 2 gezeigte beispielhafte Fahrweg 202 ein erstes Segment 210, eine erste Kurve 212, ein zweites Segment 214, eine zweite Kurve 216, ein drittes Segment 318, eine dritte Kurve 220, ein viertes Segment 222, a vierte Kurve 224, ein fünftes Segment 226, eine fünfte Kurve 228, ein sechstes Segment 230, eine sechste Kurve 232 und ein siebtes Segment 234. In einigen Beispielen und abhängig von der Form, Größe und/oder anderen Konfiguration der Arbeitsfläche 110 können eines oder mehrere der im Fahrweg 202 enthaltenen Segmente im Wesentlichen parallel zueinander sein. Es versteht sich auch, dass jeder der hier beschriebenen beispielhaften Fahrwege 202 mehr als oder weniger als die Anzahl von Segmenten, Kurven und/oder anderen Komponenten des in 2 dargestellten Fahrwegs 202 umfassen kann. Zusätzlich kann die Verdichtungsmaschine 114a in Vorwärts- und/oder Rückwärtsrichtung entlang eines der Segmente (z. B. Segmente 210, 214, 218, 222, 226, 230, 234) und/oder Kurven fahren, die in dem Fahrweg 202 enthalten sind. Ferner kann jede der Kurven (z. B. Kurven 212, 216, 220, 224, 228, 232), die in dem Fahrweg 202 enthalten sind, „K“ -Kurven, „S“ -Kurven und/oder irgendeine andere Art von Drehmanöver sein. Wie in 2 gezeigt, kann sich die Verdichtungsmaschine 114a beispielsweise von links nach rechts (d. h. in Pfeilrichtung 208) entlang des Segments 210 bewegen und die Richtung umkehren, um sich entlang der Kurve 212 zu bewegen. Die Verdichtungsmaschine 114a kann sich dann in Pfeilrichtung 208 zu einem Umfang 236 der Arbeitsfläche 110 bewegen. Beispielsweise kann der Umfang 236 mehrere Grenzen 238, 240, 242, 244 umfassen, und die Verdichtungsmaschine 114a kann sich entlang des Segments 214 in Pfeilrichtung 208 zur Grenze 244 bewegen. Bei Erreichen der Grenze 244 kann sich die Verdichtungsmaschine 114a in Pfeilrichtung 209 entlang des Segments 214 bewegen, bis sie die Grenze 242 erreicht und/oder in die Kurve 216 fährt. Ein ähnlicher Vorgang kann für jede der im Fahrweg 202 enthaltenen Kurven (z. B. Kurven 216, 220, 224, 228, 232) wiederholt werden. Darüber hinaus kann in jedem der hier beschriebenen Beispiele die Verdichtungsmaschine 114a so gesteuert werden, dass sie innerhalb des Umfangs 236 bleibt. Beispielsweise kann der Fahrweg 202 die Verdichtungsmaschine 114a daran hindern, den Umfang 236 zu kreuzen und/oder zu verlassen. Alternativ kann die Baustelle 112 eine Manöverzone 246 umfassen, die mindestens einen Teil des Umfangs 236 (oder in einigen Beispielen den gesamten Umfang 236) im Wesentlichen umgibt. Die Manöverzone 246 kann einen Bereich der Baustelle 112 umfassen, der für die Maschinenfahrt konfiguriert ist, und in solchen Ausführungsformen kann die Verdichtungsmaschine 114a eine oder mehrere Kurven fahren (z. B. Kurven 212, 216, 220, 224, 228, 232) oder andere Manöver innerhalb der Manöverzone 246 ausführen. In solchen Beispielen kann die Manöverzone 246 mindestens einen Teil des Fahrwegs 202 definieren.
In jedem der hier beschriebenen Beispiele kann die Steuerung 122 den Fahrweg 202 und/oder andere Komponenten des Baustellenplans 200 auf verschiedene Arten bestimmen. Beispielsweise kann die Steuerung 112 (z. B. von einem Bediener, Vorarbeiter oder einer anderen Person, die dem Straßenfertigungssystem 100 zugeordnet ist) Informationen empfangen, die einen Straßenfertigungsplan anzeigen, der die Verdichtungsanforderungen oder - Spezifikationen umreißt, die mit dem Straßenfertigungsmaterial 108, das auf die Arbeitsfläche 110 aufgetragen wird, verbunden sind. Solche Verdichtungsanforderungen können spezifizieren, dass die Verdichtungsmaschine 114a eine vorbestimmte Anzahl von Malen (z. B. 2 Mal, 3 Mal, 4 Mal usw.) entlang des Fahrweges 202 (z. B. von der Startposition 204 zur Endposition 204) fahren muss. Zusätzlich oder alternativ können solche Verdichtungsanforderungen erfordern, dass das Straßenfertigungsmaterial 108 auf eine minimale Dichte oder Steifheit verdichtet wird. In solchen Beispielen kann die Steuerung 112 den Baustellenplan 200 zumindest teilweise basierend auf dem empfangenen Straßenfertigungsplan erzeugen. Wie nachstehend beschrieben wird, kann die Systemsteuerung 122 auch Informationen empfangen, die den Umfang 236, die Position der Ladezone 194 und/oder andere Informationen anzeigen, und in solchen Beispielen kann die Systemsteuerung 122 den Baustellenplan 200 zumindest teilweise basierend auf solchen zusätzlichen Informationen erzeugen.
Unter fortgesetzter Bezugnahme auf 2 und wie oben erwähnt, können eine oder mehrere der hier beschriebenen Ladestationen (z. B. Ladestationen 196a, 196b, 196c usw.) konfiguriert sein, um verschiedene Maschinen (z. B. die Verdichtungsmaschinen 114a, 114b, 114c usw.) des Straßenfertigungssystems 100 nach Bedarf zu betanken und/oder wieder aufzuladen, um einen im Wesentlichen kontinuierlichen koordinierten Betrieb solcher Maschinen auf der Baustelle 112 aufrechtzuerhalten und die Effizienz zu maximieren. In solchen Beispielen können die Systemsteuerung 122 und/oder die Steuerung der jeweiligen Maschine (z. B. die Steuerung 188 der Verdichtungsmaschine 114a) konfiguriert sein, um einen oder mehrere Rückwege zu bestimmen, die sich von einer aktuellen Position der Maschine zur Ladezone 194 erstrecken. In Bezug auf die in 2 gezeigte Verdichtungsmaschine 114a können in einigen Beispielen die Systemsteuerung 122 und/oder die Steuerung 188 eine solche Bestimmung treffen, wenn die Verdichtungsmaschine 114a die Startposition 204 erreicht. In solchen Beispielen kann die Systemsteuerung 122 beim Erreichen der Startposition 204 bestimmen, ob in der Batterie oder einer anderen Speichervorrichtung 190 der Verdichtungsmaschine 114a eine ausreichende Menge an verfügbarer Energie gespeichert ist, um den gesamten Fahrweg 202 zurückzulegen und nach Erreichen der Endstelle 206 zur Ladezone 194 zurückzukehren. Wenn in solchen Beispielen die Systemsteuerung 122 feststellt, dass in der Speichervorrichtung 190 der Verdichtungsmaschine 114a eine ausreichende Menge an verfügbarer Energie gespeichert ist, um den gesamten Fahrweg 202 zurückzulegen, kann die Systemsteuerung 122 veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine 114a den Fahrweg 202 gemäß dem Baustellenplan 202 zurücklegt, ohne dass ein periodisches Aufladen erforderlich ist. Wenn andererseits die Systemsteuerung 122 feststellt, dass in der Speichervorrichtung 190 der Verdichtungsmaschine 114a nicht genügend verfügbare Energie gespeichert ist, um den gesamten Fahrweg 202 zurückzulegen, kann die Systemsteuerung 122 in einigen Ausführungsformen den Baustellenplan 200 neu konfigurieren, um einen kürzeren Fahrweg 202 aufzunehmen, so dass die Verdichtungsmaschine 114a den kürzeren Fahrweg 202 zurücklegen kann, ohne dass ein periodisches Aufladen erforderlich ist. Wenn die Systemsteuerung 122 in solchen Beispielen feststellt, dass die Speichervorrichtung 190 derzeit nicht über eine ausreichende Menge an verfügbarer Energie verfügt, um den gesamten Fahrweg 202 zurückzulegen, aber dass die Speichervorrichtung 190 bei voller Ladung ausreichend verfügbare Energie darin gespeichert hätte, kann die Systemsteuerung 122 alternativ veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine 114a in die Ladezone 194 zurückkehrt, um die Energiespeichervorrichtung 190 vollständig aufzuladen. Jedes der oben angegebenen Beispielszenarien kann dazu beitragen, den im Wesentlichen kontinuierlichen Betrieb der Verdichtungsmaschine 114a aufrechtzuerhalten, sobald sie beginnt, den Fahrweg 202 zurückzulegen.
In weiteren Beispielen kann der Fahrweg 202 und/oder andere Aspekte des Baustellenplans 200 eine Länge, Größe oder einen Maßstab aufweisen, so dass selbst eine vollständig geladene Energiespeichervorrichtung 190 möglicherweise nicht die Kapazität hat, genug Energie zu speichern, um die Verdichtungsmaschine für den gesamten Fahrweg 202 ohne Auftanken/Aufladen anzutreiben. In solchen Beispielen und während die Verdichtungsmaschine 114a den Fahrweg 202 zurücklegt, kann die Systemsteuerung 122 bei Erreichen eines Teils des Umfangs 236, der der Ladezone 194 am nächsten liegt (z. B. der Grenze 242) und/oder auf andere Weise benachbart zu einer oder mehreren Kurven (z. B. Kurven 216, 224, 232) des Fahrweges 202 liegt, bestimmen, ob in der Energiespeichervorrichtung 190 der Verdichtungsmaschine 114a eine ausreichende Menge an verfügbarer Energie gespeichert ist, um die nächsten zwei aufeinanderfolgenden Segmente des Fahrwegs 202 zurückzulegen. Zum Beispiel und zu Diskussionszwecken, wenn die Verdichtungsmaschine 114a, die sich in Pfeilrichtung 209 entlang des Segments 222 bewegt, eine Stelle 248 neben dem Umfang 236 und am Ende des Segments 222 erreicht, kann die Systemsteuerung 122 bestimmen, ob die in der Energiespeichervorrichtung 190 gespeicherte verfügbare Energiemenge größer oder gleich einer Gesamtenergiemenge ist, die erforderlich ist, um das Segment 226 in Pfeilrichtung 208, die Kurve 228, das Segment 230 in Pfeilrichtung 209 und einen Rückweg 262, der sich von einem Ende des Segments 230 zur Ladezone 194 erstreckt, zurückzulegen. Die Systemsteuerung 122 kann eine solche Gesamtenergiemenge basierend auf beispielsweise der Gesamtentfernung der Segmente 226, 230, der Kurve 228 und dem Rückweg 262 und einer bekannten Energiemenge, die von der Verdichtungsmaschine 114a benötigt wird, um eine festgelegte Entfernung (z. B. Kw/Meile) zurückzulegen, bestimmen. Eine solche bekannte Energiemenge kann beispielsweise einen laufenden Durchschnitt umfassen, der auf dem jüngsten Betrieb der Verdichtungsmaschine 114a, einem geschätzten Energiebedarf der Maschine usw. basiert. Wenn die in der Energiespeichervorrichtung 190 gespeicherte verfügbare Energiemenge größer oder gleich einer solchen Gesamtenergiemenge ist, kann die Systemsteuerung 122 veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine 114a das Segment 226, die Kurve 228 und das Segment 230 zurücklegt. Wenn die Menge an verfügbarer Energie, die in der Energiespeichervorrichtung 190 gespeichert ist, geringer ist als die Gesamtmenge an Energie, kann die Systemsteuerung 122 veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine 114a einen Rückweg 250 zurücklegt, der sich von der Position 248 zur Ladestation 194 erstreckt.
In zusätzlichen Ausführungsformen kann die Systemsteuerung 122 ähnliche Bestimmungen basierend auf einer oder mehreren aktuellen Positionen der Verdichtungsmaschine 114a in regelmäßigen Zeitintervallen und/oder anderen Steuerstrategien vornehmen. Beispielsweise kann die Systemsteuerung 122 die Menge der verfügbaren Energie, die in der Energiespeichervorrichtung 190 gespeichert ist, im Wesentlichen in Echtzeit und/oder im Wesentlichen kontinuierlich überwachen. Zum Beispiel und zu Diskussionszwecken, wenn die Verdichtungsmaschine 114a, die sich in Pfeilrichtung 208 entlang des Segments 226 bewegt, eine Position 252 erreicht, kann die Systemsteuerung 122 bestimmen, ob die in der Energiespeichervorrichtung 190 gespeicherte verfügbare Energiemenge größer oder gleich einer Gesamtenergiemenge ist, die erforderlich ist, um einen Rückweg 254 zurückzulegen, der sich von der aktuellen Position 252 der Verdichtungsmaschine 114a erstreckt. In solchen Beispielen kann der Rückweg 254 einen Rest des Segments 226, ein Segment 256, das sich im Wesentlichen parallel zur Grenze 244 innerhalb der Manöverzone 246 erstreckt, und ein Segment 235, das sich vom Segment 256 zur Ladezone 194 erstreckt, umfassen. Wenn die in der Energiespeichervorrichtung 190 gespeicherte verfügbare Energiemenge größer oder gleich einer solchen Gesamtenergiemenge ist, kann die Systemsteuerung 122 veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine 114a den Fahrweg 200 (z. B. das Segment 226, die Kurve 228, das Segment 230 usw.) gemäß und/oder basierend auf dem Baustellenplan 200 weiter zurücklegt. Wenn die Menge an verfügbarer Energie, die in der Energiespeichervorrichtung 190 gespeichert ist, geringer ist als die Gesamtmenge an Energie, kann die Systemsteuerung 122 veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine 114a den Rückweg 254 zurücklegt, der sich von der Position 252 zur Ladestation 194 erstreckt.
Als weiteres Beispiel und zu Diskussionszwecken, wenn die Verdichtungsmaschine 114a, die sich in Pfeilrichtung 209 entlang des Segments 230 bewegt, eine Position 258 erreicht, kann die Systemsteuerung 122 bestimmen, ob die in der Energiespeichervorrichtung 190 gespeicherte verfügbare Energiemenge größer oder gleich einer Gesamtenergiemenge ist, die erforderlich ist, um einen Rückweg 260 zurückzulegen, der sich von der aktuellen Position 258 der Verdichtungsmaschine 114a erstreckt. In solchen Beispielen kann der Rückweg 260 einen Rest des Segments 230 umfassen, und der Rückweg 262 (oben beschrieben) erstreckt sich vom Segment 230 zur Ladezone 194. Wenn die in der Energiespeichervorrichtung 190 gespeicherte verfügbare Energiemenge größer oder gleich einer solchen Gesamtenergiemenge ist, kann die Systemsteuerung 122 veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine 114a den Fahrweg 200 (z. B. das Segment 230, die Kurve 232, das Segment 234 usw.) gemäß und/oder basierend auf dem Baustellenplan 200 weiter zurücklegt. Wenn die in der Energiespeichervorrichtung 190 gespeicherte verfügbare Energiemenge geringer ist als die Gesamtmenge an Energie, kann die Systemsteuerung 122 veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine 114a den Rückweg 260 zurücklegt, der sich von der Position 258 zur Ladestation 194 erstreckt. In jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen kann die Systemsteuerung 122 auch eine oder mehrere zusätzliche Verdichtungsmaschinen (z. B. Verdichtungsmaschinen 114b, 114c), die innerhalb der Ladezone 194 angeordnet sind und ausreichend verfügbare Energie aufweisen, die in den jeweiligen Energiespeichervorrichtungen 190 dieser Maschinen gespeichert ist, veranlassen, die Ladezone 194 zu verlassen, zumindest teilweise basierend darauf, dass die Verdichtungsmaschine 114a einen ausgewählten Rückweg zurücklegt. Auf diese Weise kann die Systemsteuerung 122 veranlassen, dass die Verdichtungsaktivitäten auf der Baustelle 112 im Wesentlichen ununterbrochen fortgesetzt werden, selbst wenn eine Verdichtungsmaschine 114a aufgeladen/betankt werden muss. Solche Steuerstrategien können Arbeitsunterbrechungen minimieren und die Effizienz des Straßenfertigungssystems 100 optimieren.
3 zeigt ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren 300 zeigt, das dem Straßenfertigungssystem 100 zugeordnet ist. Insbesondere zeigt das Flussdiagramm von 3 ein beispielhaftes Verfahren zum Koordinieren der Aktivitäten mehrerer Maschinen, die dem oben beschriebenen Straßenfertigungssystem 100 zugeordnet sind, um solche Maschinen aufzuladen und/oder zu betanken und gleichzeitig Arbeitsunterbrechungen zu minimieren und/oder im Wesentlichen zu beseitigen. Das Beispielverfahren 300 ist als eine Sammlung von Schritten in einem logischen Flussdiagramm dargestellt, das Operationen darstellt, die in Hardware, Software oder einer Kombination davon implementiert werden können. Im Kontext von Software stellen die Schritte computerausführbare Anweisungen dar, die im Speicher gespeichert sind. Wenn solche Anweisungen beispielsweise von der Steuerung 122 ausgeführt werden, können solche Anweisungen die Steuerung 122, verschiedene Komponenten des Steuersystems 120, die Steuerung 144 der Straßenfertigungsmaterialanlage, die LKW-Steuerung 154, die Straßenfertigungsmaschinensteuerung 172, die Steuerung 188, die Steuerung 197 und/oder andere Komponenten des Straßenfertigungssystems 100 veranlassen, die angegebenen Vorgänge auszuführen. Diese computerausführbaren Anweisungen können Routinen, Programme, Objekte, Komponenten, Datenstrukturen und dergleichen umfassen, die bestimmte Funktionen ausführen oder bestimmte abstrakte Datentypen implementieren. Die Reihenfolge, in der die Operationen beschrieben werden, soll nicht als Einschränkung ausgelegt werden, und eine beliebige Anzahl der beschriebenen Schritte kann in beliebiger Reihenfolge und/oder parallel kombiniert werden, um den Prozess zu implementieren. Zu Diskussionszwecken und sofern nicht anders angegeben, wird das Verfahren 300 unter Bezugnahme auf das Straßenfertigungssystem 100, das Steuersystem 120, die Straßenfertigungsmaterialanlage 102 und/oder andere in 1 und 2 gezeigte Elemente beschrieben. Insbesondere, obwohl ein Teil und/oder das gesamte Verfahren 300 von der LKW-Steuerung 154, der Straßenfertigungsmaschinensteuerung 172, der Straßenfertigungsmaterialanlagensteuerung 144, der elektronischen Vorrichtung 128, der Steuerung 188 und/oder anderen Komponenten des Straßenfertigungssystems 100 ausgeführt werden kann, sofern nicht anders angegeben, wird das Verfahren 300 zur Erleichterung der Beschreibung nachstehend in Bezug auf die Systemsteuerung 122 beschrieben.
Mit Bezug auf 3 kann bei 302 die Systemsteuerung 122 erste Informationen empfangen, die dem der Baustelle 112 entsprechenden Straßenfertigungsplan zugeordnet sind und/oder diesen anzeigen. In solchen Beispielen kann der Straßenfertigungsplan Informationen umfassen, die die Tiefe eines durch die Arbeitsfläche 110 gebildeten Schnittbereichs, die Breite des Schnittbereichs und die gewünschte Steifheit und/oder die Dichte der Schicht des Straßenfertigungsmaterials 108, das innerhalb des Schnittbereichs (z. B. auf der Arbeitsfläche 110) aufgetragen werden soll, angeben. Der Straßenfertigungsplan kann ferner die Art des Straßenfertigungsmaterials 108 (z. B. die Zusammensetzung des Straßenfertigungsmaterials 108) umfassen, das auf die Arbeitsfläche 110 aufgetragen werden soll, sowie eine erforderliche Anzahl von Verdichtungsmaschinendurchläufen, eine gewünschte Anzahl von Stößen pro Meter, die einer oder mehreren der Verdichtungsmaschinen 114, 116 zugeordnet ist, und/oder andere Parameter, die die fertige Schicht des Straßenfertigungsmaterials 108 regeln, die von dem Straßenfertigungssystem 100 hergestellt werden soll. In solchen Beispielen kann die Systemsteuerung 122 bei 302 die ersten Informationen in elektronischer Form von einem Vorarbeiter auf der Baustelle 112, von einem Bediener oder einem anderen Mitarbeiter der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 oder von einer anderen Quelle erhalten. Zum Beispiel kann bei 302 ein Vorarbeiter oder ein anderer Bediener des Straßenfertigungssystems 100 den Straßenfertigungsplan oder andere derartige Informationen manuell oder elektronisch unter Verwendung einer Tastatur, eines Touchscreens oder einer anderen Bedienerschnittstelle der Systemsteuerung 122 und/oder der elektronischen Vorrichtung 128 eingeben. Es versteht sich, dass der Straßenfertigungsplan und/oder andere Informationen, die bei 302 empfangen werden, für einen vorbestimmten Zeitraum (z. B. eine Acht-Stunden-Schicht, eine Ein-Stunden-Schicht usw.) anwendbar sein können.
Bei 304 kann die Systemsteuerung 122 zweite Informationen empfangen, die den Umfang 236 anzeigen. Wie oben erwähnt, kann der Umfang 236 einen Umfang der Arbeitsfläche 110 umfassen, und in einigen Beispielen kann der Umfang 236 einen Umfang der Baustelle 112 umfassen. Zum Beispiel können in einigen Beispielen die zweiten Informationen, die bei 304 empfangen werden, eine Karte der Baustelle 112 umfassen, die die verschiedenen Grenzen 238, 240, 242, 244, die den Umfang 236 der Arbeitsfläche 110 und/oder anderer Bereiche der Arbeitsstelle 112 definieren, umfasst und/oder auf andere Weise identifiziert. Insbesondere kann ein solcher Straßenfertigungsplan Informationen umfassen (z. B. GPS-Koordinaten oder andere lokale/globale Positionsinformationen), die die Position, Ausdehnung und/oder andere Konfigurationen der Grenzen 238, 240, 242, 244, die den Umfang 236 definieren, angeben. Die zweiten Informationen, die bei 304 empfangen werden, können ferner Informationen (z. B. GPS-Koordinaten oder andere lokale/globale Positionsinformationen) umfassen, die die Position der Ladezone 194 und/oder der einen oder mehreren Ladestationen 196a, 196b, 196c angeben, die sich in der Ladezone 194 befinden.
Bei 306 kann die Systemsteuerung 122 dritte Informationen empfangen. Diese dritte Informationen können zum Beispiel Folgendes angeben: die Menge der LKWs 104, die der Baustelle 112 zugewiesen sind, die Größe und/oder Kapazität der jeweiligen LKWs 104, die Menge und Art der Verdichtungsmaschinen 114, 116, 118, die der Baustelle 112 zugeordnet sind, die Menge der Straßenfertigungsmaschinen 106, die der Baustelle 112 zugeordnet sind, die erwartete Straßenfertigungsmaterialproduktionsrate der Straßenfertigungsmaterialanlage 102, die der Baustelle 112 entspricht, die Entfernung von der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 zur Baustelle 112, die erwartete verstrichene Zeit, die ein LKW 104 benötigt, um von der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 zur Baustelle 112 zu fahren, und/oder ähnliche Informationen. In einigen Beispielen können die dritten Informationen, die bei 306 empfangen werden, auch die Menge, Art und/oder Identität einer oder mehrerer Verdichtungsmaschinen (z. B. Verdichtungsmaschinen 114b, 114c) umfassen, die gegenwärtig an den jeweiligen Ladestationen 196a, 196c der Ladezone 194 angeordnet sind. Ähnlich wie bei den oben in Bezug auf 302 beschriebenen ersten Informationen kann die Systemsteuerung 122 bei 304 und 306 diese zweiten und dritten Informationen in elektronischer Form von einem Vorarbeiter auf der Baustelle 112, von einem Bediener oder einem anderen Mitarbeiter der Straßenfertigungsmaterialanlage 102 oder aus einer anderen Quelle erhalten. Beispielsweise kann bei 304 und 306 ein Vorarbeiter oder ein anderer Bediener des Straßenfertigungssystems 100 die oben angegebenen ersten und zweiten Informationen manuell oder elektronisch unter Verwendung einer Tastatur, eines Touchscreens oder einer anderen Bedienerschnittstelle der Systemsteuerung 122 und/oder der elektronischen Vorrichtung 128 eingeben.
Bei 308 kann die Systemsteuerung 122 einen Baustellenplan 200 erzeugen, der zumindest teilweise auf den ersten Informationen, den zweiten Informationen und/oder den dritten Informationen basiert. Zum Beispiel kann, wie oben in Bezug auf 2 beschrieben, ein beispielhafter Baustellenplan 200 einen Fahrweg 202 für die Verdichtungsmaschine 114a umfassen, der sich im Wesentlichen innerhalb des Umfangs 236 der Arbeitsfläche 110 befindet. Der Baustellenplan 200, der von der Systemsteuerung 122 bei 308 erzeugt wird, und insbesondere der Fahrweg 202 des Baustellenplans 200 können konfiguriert sein, um die Verdichtungsaktivitäten und/oder andere Aktivitäten zu optimieren, die an einer oder mehreren Maschinen des Straßenfertigungssystems 100 auf der Baustelle 112 ausgeführt werden. Beispielsweise kann der Fahrweg 202 angeordnet und/oder anderweitig konfiguriert sein, um die Arbeit und/oder Zeit zu minimieren, die von der Verdichtungsmaschine 114a erforderlich ist, um das auf die Arbeitsfläche 110 aufgetragene Straßenfertigungsmaterial 108 zu verdichten. Ein solcher Baustellenplan 200 kann darüber hinaus Folgendes umfassen: eine Geschwindigkeit der Verdichtungsmaschine 114a, eine Schwingungsfrequenz und/oder eine Schwingungsamplitude einer oder beider Trommeln der Verdichtungsmaschine 114a (z. B. der Durchschlagstrommel 176, der Zwischentrommel 180, der Endbearbeitungstrommel 184 usw.), Lenkanweisungen für die autonome/halbautonome Steuerung der Verdichtungsmaschine 114a, Bremsanweisungen für die autonome/halbautonome Steuerung der Verdichtungsmaschine 114a und/oder andere Betriebsparameter der Verdichtungsmaschine 114a. Zusätzlich kann ein solcher Baustellenplan 200 Folgendes umfassen: eine geschätzte Zeit, die erforderlich ist, um den entsprechenden Verdichtungsvorgang abzuschließen, einen geschätzten maximalen Abdeckungsbetrag/Prozentsatz, einen maximalen Betrag akzeptabler Überlappung zwischen aufeinanderfolgenden Segmenten des Fahrwegs 202 und/oder andere Werte oder Metriken, die mit der Verdichtungsoperation verbunden sind. Sämtliche der oben beschriebenen Werte, Metriken, Parameter oder Informationen können von der Steuerung 122 bei 308 bestimmt werden.
Beispielsweise kann die Steuerung 122 bei 308 den Fahrweg 202, die Geschwindigkeit der Verdichtungsmaschine 114a, verschiedene Schwingungsfrequenzen und/oder Schwingungsamplituden und/oder andere Komponenten des Baustellenplans 200 unter Verwendung eines oder mehrerer Baustellenplanmodelle, Algorithmen, neuronaler Netze, Nachschlagetabellen und/oder einer oder mehrerer zusätzlicher Verfahren erzeugen. Die Steuerung 122 kann einen zugeordneten Speicher aufweisen, in dem verschiedene Verdichtungsplanmodelle, ausführbare Erzeugungsmaschinen, Algorithmen, Nachschlagetabellen und/oder andere Komponenten gespeichert sein können, um den Baustellenplan 200, den Fahrweg 202 und/oder die Betriebsparameter der Verdichtungsmaschine 114a basierend auf einer oder mehreren Eingaben zu bestimmen. Solche Eingaben können zum Beispiel Folgendes umfassen: den Umfang und/oder die Breite der Trommeln der Verdichtungsmaschine 114a, die Masse der Verdichtungsmaschine 114a, Informationen, die die Position des Umfangs 236 der Baustellenoberfläche 110 angeben, Informationen, die eine oder mehrere Verdichtungsanforderungen angeben, die für die Baustellenoberfläche 110 spezifisch sind, Steifheit, Dichte, Verdichtbarkeit, Zusammensetzung, Feuchtigkeitsgehalt (z. B. Trockenheit/Nässe) und/oder andere Eigenschaften des Straßenfertigungsmaterials 108 und/oder andere erhaltene Informationen.
In beispielhaften Ausführungsformen kann der Baustellenplan 200 verschiedene Formen annehmen. Beispielsweise kann der Baustellenplan 200 Folgendes umfassen: eine oder mehrere Textdateien, Datendateien, Videodateien, digitale Bilddateien, Wärmebilddateien und/oder jede andere elektronische Datei, die in einem Speicher gespeichert sein kann, der der Steuerung 122 zugeordnet ist, die von der Steuerung 122 ausgeführt werden kann und/oder die von der Steuerung 122 zur Steuerung 188 der Verdichtungsmaschine 114a, zur Steuerung 197 einer Ladestation196a und/oder zu einer elektronischen Vorrichtung 128 über das Netzwerk 124 übertragen werden kann. In einigen Beispielen kann der Baustellenplan 200 eine grafische Darstellung (z. B. ein sichtbares Bild) der Baustelle 112, der Baustellenoberfläche 110, des Umfangs 236, der Verdichtungsmaschine 114a, des Fahrwegs 202, der Fahrtrichtung der Verdichtungsmaschine 114a und/oder andere Gegenstände oder Objekte umfassen, die für einen Bediener der Verdichtungsmaschine 114a nützlich sind, während eine Verdichtungsoperation ausgeführt wird. In jedem der hier beschriebenen Beispiele kann der Baustellenplan 200 verschiedene Informationen umfassen, die den in den Schritten 302 bis 306 empfangenen Informationen und/oder anderen während des Verdichtungsvorgangs empfangenen Informationen entsprechen und/oder diese anzeigen. Ein solcher Baustellenplan 200 kann auch zusätzliche Informationen umfassen, um beispielsweise einen Bediener der Verdichtungsmaschine 114a bei der Einstellung der Betriebsparameter der Verdichtungsmaschine 114a zu unterstützen, um die Leistung und/oder die Effizienz zu optimieren. Ein solcher Baustellenplan 200 kann auch Informationen umfassen, die beispielsweise einem Vorarbeiter auf der Baustelle 112 oder einem Mitarbeiter einer Straßenfertigungsmaterialanlage helfen, die Lieferpläne für LKWs, die Temperaturen der Straßenfertigungsmaterialanlage, den Betrieb anderer Verdichtungs- und/oder Straßenfertigungsmaschinen auf der Baustelle 112 und/oder andere Aspekte des Verdichtungsprozesses zu verwalten, um die Leistung und/oder die Effizienz zu optimieren.
Darüber hinaus kann in jedem der hier beschriebenen Beispiele der Baustellenplan 200 Anweisungen enthalten, die, wenn sie von der Steuerung 188 ausgeführt werden, veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine 114a arbeitet und/oder auf andere Weise gemäß dem Baustellenplan 200 betrieben wird (z. B. den Fahrweg 202 zurücklegt, die Durchschlagstrommel 176 mit einer bestimmten Frequenz und/oder Amplitude betreibt usw.). Der Baustellenplan 200 kann auch Anweisungen umfassen, die, wenn sie von der Steuerung 197 der Ladestation 196b ausgeführt werden, veranlassen, dass die Ladestation 196b die Kopplungsvorrichtung 199 davon mit der Kopplungsvorrichtung 192 der Verdichtungsmaschine 114a verbindet und Kraftstoff und/oder Energie über die Kopplung 199 zur Energiespeichervorrichtung 190 der Verdichtungsmaschine 114a leitet.
In jedem der hier beschriebenen Beispiele kann der Fahrweg 202 des Baustellenplans 200 und/oder einer der hier beschriebenen Rückwege (z. B. ein nachstehend in Bezug auf Schritt: 314 beschriebener beispielhafter Rückweg) einen oder mehrere vorbestimmte Fahrwege umfassen. Solche Fahrwege oder Rückwege können in einem Speicher gespeichert sein, auf den die Steuerung 122 zugreifen kann. Zusätzlich oder alternativ kann die Systemsteuerung 122 einen oder mehrere solcher Fahrwege 202 und/oder Rückwege als Teil des Verfahrens 300 bestimmen. Zum Beispiel kann, wie oben erwähnt, die Systemsteuerung 122 GPS-Koordinaten und/oder andere Informationen empfangen, die die aktuelle Position der Verdichtungsmaschine 114a, die Position, die Ausdehnung und/oder andere Konfigurationen des Umfangs 236 und die Position der Ladezone 194 angeben. Die Systemsteuerung 122 kann solche Informationen als Eingaben in beispielsweise einen oder mehrere Fahrkorridoralgorithmen, Zustandsgitteralgorithmen, Voronoi-Algorithmen oder andere Wegplanungs- oder nichtlineare Optimierungsalgorithmen verwenden. Zum Beispiel kann die Systemsteuerung 122 einen oder mehrere der Fahrwege 202 und den Rückweg unter Verwendung eines Vorhersagemodells bestimmen, das auf einer oder mehreren der folgenden Gleichungen basiert. $\begin{array}{l} min_{\begin{array}{l} ^{u} 1 : N \\ λ M \times N \end{array}} \sum_{k = 1}^{N} {w_{g x} D_{k}^{2} (x_{k}) + w_{g y} D_{k}^{2} (y_{k}) + w_{v} {‖ v_{d} - v_{k} ‖}^{2} \\ + w_{a} {‖ α_{k} ‖}^{2} + w_{y} ω_{k}^{2} + w_{j} {‖ α_{k} - α_{k - 1} ‖}^{2} \\ + w_{h} {(θ_{N} - θ_{d})}^{2} + w_{c} \sum_{j = 1}^{M} λ_{j, k} h {(x_{k}, y_{k} . p_{c}^{j})}^{2} \\ + w_{p} \sum_{j \in V} P (d_{j, k}^{o}, v_{j, k}^{o})} (1 a) \\ s . t z_{k} + 1 = z_{k} + f (z_{k}, u_{k}) T, (1 b) \\ z_{k} + 1 \in Z, u_{k} \in U, λ \in Λ_{M \times N}, (1 c) \\ g (z_{k + 1}) \leq 0, (1 d) \\ k - 0, \dots, N - 1, \end{array}$
In solchen Ausführungsformen kann die beispielhafte Gleichung 1a nach einem oder mehreren Fahrwegen oder sequentiellen Fahrwegsegmenten basierend auf einem zurückgehenden Horizont auflösen, wobei N den Vorhersagehorizont markiert und M die Anzahl der Fahrspuren (z. B. in der Manöverzone 246 und/oder entlang der Baustellenoberfläche 110) ist, innerhalb derer die Verdichtungsmaschine 114 fahren darf. Ferner kann in solchen Ausführungsformen die Beispielgleichung 1b eine oder mehrere Einschränkungen lösen, die durch die Kinematik der Verdichtungsmaschine 114a auferlegt werden; Beispielgleichung 1c kann die Geschwindigkeitsgrenzen der Baustelle 112 und/oder andere Betriebsbeschränkungen der Baustelle 112 definieren, und die Beispielgleichung 1d kann nach einem oder mehreren Kollisionsvermeidungsparametern lösen, die der Verdichtungsmaschine 114 und einem oder mehreren stationären oder sich bewegenden Objekten zugeordnet sind, die auf der Baustelle 112 angeordnet sind. Es versteht sich, dass die oben angegebenen Beispielgleichungen lediglich Beispielgleichungen sind, die verwendet werden können, um mindestens einen Teil des Fahrwegs 202 und/oder des Rückweges zu bestimmen. In zusätzlichen Ausführungsformen können ein oder mehrere zusätzliche und/oder unterschiedliche Algorithmen oder andere Prozesse zum Bestimmen solcher Wege von der Systemsteuerung 122 verwendet werden.
Bei 310 kann die Systemsteuerung 122 einen Betrieb der Verdichtungsmaschine 114a auf der Baustelle 112 zumindest teilweise basierend auf dem Baustellenplan 200 veranlassen. Beispielsweise kann die Steuerung 122 bei 310 den Baustellenplan 200 und/oder Anweisungen, die dem Baustellenplan 200 entsprechen, der Steuerung 188 der Verdichtungsmaschine 114a über das Netzwerk 124 bereitstellen. Beim Empfang des Baustellenplans 200 bei 310 kann die Steuerung 188 veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine 114a zur Startposition 204 fährt und das Segment 210 des Fahrwegs 202 in Pfeilrichtung 208 zurücklegt. Bei 310 kann die Steuerung 188 die Verdichtungsmaschine 188 auch veranlassen, zusätzliche Operationen auszuführen, die im Verdichtungsplan 200 und/oder in den entsprechenden Anweisungen enthalten sind.
Ein oder mehrere Sensoren der Verdichtungsmaschine 114a können kontinuierlich und/oder im Wesentlichen kontinuierlich verschiedene Betriebsparameter der Verdichtungsmaschine 114a während der Ausführung des Baustellenplans 200 bestimmen. Zum Beispiel kann bei 312 der Positionssensor 130 der Verdichtungsmaschine 114a die aktuelle Position der Verdichtungsmaschine 114a in Echtzeit bestimmen. Der Positionssensor 130 kann auch die Geschwindigkeit, Beschleunigung, Verzögerung und/oder andere Betriebsparameter der Verdichtungsmaschine 114a bestimmen. Zusätzlich kann bei 312 die Steuerung 188 und/oder ein oder mehrere Sensoren, die der Energiespeichervorrichtung 190 zugeordnet sind, eine Menge der verfügbaren Energie, die in der Energiespeichervorrichtung 190 gespeichert ist, in Echtzeit bestimmen. In Beispielen, in denen die Energiespeichervorrichtung 190 einen Kraftstofftank umfasst, kann eine solche Menge an verfügbarer Energie beispielsweise einen Kraftstoffstand umfassen. Alternativ kann in beispielhaften Ausführungsformen, in denen die Energiespeichervorrichtung 190 eine oder mehrere wiederaufladbare Batterien umfasst, eine solche Menge an verfügbarer Energie eine Gesamtenergiemenge (z. B. kW, V usw.) umfassen, die durch die Batterien zur Entladung verfügbar ist. In jedem der hier beschriebenen Beispiele kann eine solche Menge an verfügbarer Energie aus Sicherheitsgründen einen zusätzlichen Puffer umfassen, und ein solcher Puffer kann einen Prozentsatz (z. B. 10%, 15%, 20% usw.) der Gesamtkapazität der Energiespeichervorrichtung 190 umfassen. Wenn beispielsweise die Gesamtkapazität der Energiespeichervorrichtung 190 gleich 100 kW ist, kann die Menge der verfügbaren Energie, die von der Steuerung 188 und/oder von einem Sensor, der betriebsmäßig mit der Energiespeichervorrichtung 190 verbunden ist, bestimmt wird, wenn die Energiespeichervorrichtung 190 vollständig aufgeladen ist (und einen Puffer von 10% verwendet), 90 kW betragen (z. B. 100 kW Gesamtkapazität minus 10 kW Sicherheitspuffer). In beispielhaften Ausführungsformen können die aktuelle Position der Verdichtungsmaschine 114a, die aktuelle Geschwindigkeit, die Beschleunigung und/oder die Verzögerung der Verdichtungsmaschine 114a, die Menge der verfügbaren Energie, die in der Energiespeichervorrichtung 190 gespeichert ist, und/oder andere Betriebsparameter hier als „Betriebsinformationen“ bezeichnet werden. Bei 312 kann die Steuerung 188 ein oder mehrere Signale zur Systemsteuerung 122 leiten, die solche Betriebsinformationen anzeigen. Somit kann die Systemsteuerung 122 bei 312 solche Betriebsinformationen in Echtzeit empfangen.
Bei 314 kann die Systemsteuerung 122 zumindest teilweise basierend auf den bei 312 empfangenen Betriebsinformationen einen oder mehrere Rückwege bestimmen, die sich von einer aktuellen Position der Verdichtungsmaschine 114a zu der Ladezone 194 auf der Baustelle 112 erstrecken. Ein solcher Rückweg kann einen direktesten und/oder effizientesten Weg für die Verdichtungsmaschine 114a umfassen, um von einer aktuellen Position zur Ladezone 194 zu fahren, ohne ein Segment oder einen anderen Teil des Fahrwegs 202 zurückzulegen, der zuvor von der Verdichtungsmaschine 114a während ihres aktuellen Durchlaufs des Fahrwegs 202 zurücklegen wurde. Wie oben beschrieben, können in einigen Beispielen die Systemsteuerung 122 und/oder die Steuerung 188 der Verdichtungsmaschine 114a einen solchen Rückweg zu Beginn jedes Abschnitts des Fahrwegs 202, am Ende jedes Abschnitts des Fahrwegs 202 und/oder an verschiedenen Stellen entlang des Fahrwegs 202 bestimmen. In einigen Beispielen kann die Systemsteuerung 122 einen oder mehrere Rückwege bei 314 im Wesentlichen kontinuierlich bestimmen, wenn die Verdichtungsmaschine den Weg 202 zurücklegt. Ferner kann die Systemsteuerung 122 solche Rückwege auf ähnliche Weise bestimmen wie durch den Prozess, durch den der Fahrweg 202 bei 308 bestimmt wird. Beispielsweise kann die Systemsteuerung 122 die aktuelle Position der Verdichtungsmaschine 114a, die Position der Ladezone 194, den Fahrweg 202, die Position der verschiedenen Grenzen 238, 240, 242, 244 des Umfangs 236, die Position, Konfiguration und/oder Ausdehnung der Manöverzone 246 und/oder andere Informationen als Eingaben in einen oder mehrere Algorithmen, neuronale Netze, Nachschlagetabellen und/oder andere Komponenten zur Erzeugung von Fahrwegen verwenden, um einen gewünschten Rückweg zu bestimmen. Es versteht sich, dass in einigen Beispielen zumindest ein Teil des bei 314 bestimmten Rückweges durch eine Manöverzone 246 der Baustelle 112, die mindestens einen Teil des Umfangs 236 umgibt, definiert sein kann und/oder sich innerhalb derselben erstrecken kann, und dass die Verdichtungsmaschine 114 durch Durchlaufen eines solchen Rückweges vermeiden kann, ein oder mehrere Segmente des Fahrweges 202 zurückzulegen, die zuvor von der Verdichtungsmaschine 114a während ihres aktuellen Durchlaufs des Fahrweges 202 zurückgelegt wurden.
Bei 316 kann die Systemsteuerung, zumindest teilweise basierend auf den bei 312 empfangenen Betriebsinformationen, eine Rückkehrenergie bestimmen, die erforderlich ist, damit die Verdichtungsmaschine 114a den Rückweg zurücklegt. Eine solche Rückkehrenergie kann basierend auf einer Gesamtentfernung des Rückweges und auf einem laufenden Durchschnitt der von der Verdichtungsmaschine 114a während der Ausführung des aktuellen Baustellenplans 202 verbrauchten Energie bestimmt werden. Zum Beispiel kann bei 316 die Systemsteuerung 122 die Gesamtlänge des Rückweges unter Verwendung von GPS-Koordinaten oder anderen Indikatoren der Position und/oder der Ausdehnung des Rückweges bestimmen. Bei 316 kann die Systemsteuerung 122 auch den durchschnittlichen Stromverbrauch der Verdichtungsmaschine 114a über die Länge des Fahrwegs 202 erzeugen und/oder auf andere Weise bestimmen, der zuvor von der Verdichtungsmaschine 114a während ihres gegenwärtigen Durchlaufs (z. B. kW/Meile) zurücklegen wurde. Die Systemsteuerung 122 kann die Rückkehrenergie bei 316 durch Multiplizieren dieser beiden Werte bestimmen. In weiteren Ausführungsformen können andererseits verschiedene andere Berechnungen oder Prozesse (z. B. Nachschlagetabellen, neuronale Netze usw.) von der Systemsteuerung 122 verwendet werden, um die Rückkehrenergie zu bestimmen.
Bei 318 kann die Systemsteuerung 122 bestimmen, ob die Rückkehrenergie größer oder gleich der Menge an verfügbarer Energie ist, die in der Energiespeichervorrichtung 190 gespeichert ist. Wenn bei 318 die Systemsteuerung 122 bestimmt, dass die Rückkehrenergie größer oder gleich der Menge der verfügbaren Energie ist (318 - Ja), kann die Systemsteuerung 122, zumindest teilweise basierend auf der Feststellung, dass die Rückkehrenergie größer oder gleich der Menge der verfügbaren Energie ist, bei 320 die Verdichtungsmaschine 114a veranlassen, den Rückweg zurückzulegen. Zum Beispiel kann bei 320 die Systemsteuerung 122 ein oder mehrere Signale an die Steuerung 188 über das Netzwerk 124 senden, und solche Signale können Anweisungen umfassen, die, wenn sie von der Steuerung 188 ausgeführt werden, veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine 114a den bei 314 bestimmten Rückweg zurücklegt, anstatt den Fahrweg 202 weiter zurückzulegen. Indem die Verdichtungsmaschine 114a veranlasst wird, den Rückweg bei 320 zurückzulegen, kann die Verdichtungsmaschine 114 die Ladezone 194 erreichen und zu einer verfügbaren Ladestation 196b zum Auftanken/Aufladen fahren. Dieser Vorgang wird in 4 näher beschrieben.
Bei 322 kann die Systemsteuerung 122 eine zweite und/oder eine zusätzliche Verdichtungsmaschine 114b, die sich in der Ladezone 194 befindet, veranlassen, die Ladezone 194 zu verlassen und/oder sich anderweitig davon zu trennen, zumindest teilweise basierend darauf, dass die Verdichtungsmaschine 114a den Rückweg bei 320 zurücklegt. Zum Beispiel kann bei 322 die Systemsteuerung 122 ein oder mehrere Signale an die Steuerung 188 der Verdichtungsmaschine 114b über das Netzwerk 124 senden und solche Signale können Anweisungen umfassen, die, wenn sie von der Steuerung 188 der Verdichtungsmaschine 114b ausgeführt werden, veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine 114b von der Ladestation 196a der Ladezone 194 zur Position entlang des Fahrwegs 202 fährt, bei der die Verdichtungsmaschine 114a gesteuert wurde, den Rückweg bei 320 zurückzulegen. Bei 324 kann die Systemsteuerung 122 einen Betrieb der Verdichtungsmaschine 114b auf der Baustelle 112 zumindest teilweise basierend auf dem Baustellenplan 200 veranlassen. Zum Beispiel kann bei 324 die Systemsteuerung 122 ein oder mehrere Signale an die Steuerung 188 der Verdichtungsmaschine 114b über das Netzwerk 124 senden und solche Signale können Anweisungen umfassen, die, wenn sie von der Steuerung 188 der Verdichtungsmaschine 114b ausgeführt werden, veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine 114b den Fahrweg 202 weiter zurücklegt und das dort angeordnete Straßenfertigungsmaterial 108 gemäß den Verdichtungsanforderungen, Steifigkeitsanforderungen, Fahrgeschwindigkeiten, Schwingungsfrequenzen, Schwingungsamplituden und/oder anderen Parametern des Baustellenplans 200 weiter verdichtet. Auf diese Weise kann die Verdichtungsmaschine 114b die Verdichtungsvorgänge fortsetzen, die zuvor von der Verdichtungsmaschine 114a ausgeführt wurden, während die Verdichtungsmaschine 114a an der Ladestation 196b betankt/wieder aufgeladen wird.
Es versteht sich, dass in einigen Beispielen die Verdichtungsmaschine 114b im Wesentlichen zur gleichen Zeit und/oder in enger zeitlicher Nähe an einer aktuellen Position der Verdichtungsmaschine 114a ankommen und/oder sich dieser nähern kann (z. B. innerhalb von 5 ungefähr Minuten, innerhalb von ungefähr 2 Minuten, innerhalb von ungefähr 1 Minute, innerhalb von ungefähr 30 Sekunden, innerhalb von ungefähr 15 Sekunden usw.), zu der Verdichtungsmaschine 114a beginnt, den Rückweg bei 320 zurückzulegen. In solchen Beispielen können die Bestimmungen, die in einem oder mehreren der Schritte 314, 316, 318 vorgenommen wurden, von der Systemsteuerung 122 basierend auf einer erwarteten oder vorhergesagten zukünftigen Position der Verdichtungsmaschine 114a entlang des Fahrwegs 202 durchgeführt werden. Eine solche zukünftige Position der Verdichtungsmaschine 114a kann eine Position entlang des Fahrweges 202 sein, an der sich die Verdichtungsmaschine 114a befinden wird, wenn die Verdichtungsmaschine 114b innerhalb einer vorbestimmten Entfernung von der Verdichtungsmaschine 114a ankommt (z. B. 30 Meter, 20 Meter, 10 Meter usw.). Dementsprechend kann eine solche zukünftige Position von der Systemsteuerung 122 basierend auf einer erwarteten Fahrzeit der Verdichtungsmaschine 122 und um Arbeitsunterbrechungen auf der Baustelle 112 zu minimieren und/oder im Wesentlichen zu beseitigen, bestimmt werden. Es versteht sich auch, dass bei 324 die Steuerung der Verdichtungsmaschine 114b wie oben in Bezug auf Schritt 312 beschrieben fortgesetzt werden kann.
Wenn bei 318 die Systemsteuerung 122 bestimmt, dass die Rückkehrenergie geringer ist als die Menge der verfügbaren Energie (318 - Nein), kann die Systemsteuerung 122 bei 326 bestimmen, ob die Menge der verfügbaren Energie kleiner oder gleich einem Energieschwellenwert ist. Ein solcher Energieschwellenwert kann eine vorbestimmte Energiemenge (z. B. 1 kW, 2 kW, 5 kW, 10 kW usw.), eine vorbestimmte Kraftstoffmenge (4 Liter, 20 Liter, 40 Liter usw.) und/oder jeden anderen Schwellenwert umfassen, der einen minimalen Sicherheitspuffer für den fortgesetzten Betrieb und die Rücklaufkapazität für die Verdichtungsmaschine 114a auf der Baustelle 112 bereitstellt.
Wenn bei 326 die Systemsteuerung 122 bestimmt, dass die Menge an verfügbarer Energie, die in der Energiespeichervorrichtung 190 der Verdichtungsmaschine 114a gespeichert ist, kleiner oder gleich dem oben beschriebenen Energieschwellenwert ist (326 - Ja), kann die Systemsteuerung 122 bei 320 veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine 114a den Rückweg zumindest teilweise auf der Grundlage der Bestimmung zurücklegt, dass die Menge der verfügbaren Energie kleiner oder gleich dem Energieschwellenwert ist. Zum Beispiel kann bei 326 die Systemsteuerung 122 ein oder mehrere Signale an die Steuerung 188 der Verdichtungsmaschine 114a über das Netzwerk 124 senden, und solche Signale können Anweisungen umfassen, die, wenn sie von der Steuerung 188 ausgeführt werden, veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine 114a den bei 314 bestimmten Rückweg zurücklegt, anstatt den Fahrweg 202 weiter zurückzulegen. Indem die Verdichtungsmaschine 114a wie oben beschrieben veranlasst wird, den Rückweg bei 320 zurückzulegen, kann die Verdichtungsmaschine 114a die Ladezone 194 erreichen und zu einer verfügbaren Ladestation 196b zum Auftanken/Aufladen fahren. Es versteht sich auch, dass, wie oben beschrieben, ab Schritt 320 die Systemsteuerung 122 bei 322 veranlassen kann, dass die in der Ladezone 194 angeordnete Verdichtungsmaschine 114b die Ladezone 194 zumindest teilweise basierend darauf verlässt, dass die Verdichtungsmaschine 114a veranslasst wird, den Rückweg bei 320 zurückzulegen. Ferner kann, wie oben beschrieben, bei 324 die Systemsteuerung 122 den Betrieb der Verdichtungsmaschine 114b auf der Baustelle 112 zumindest teilweise basierend auf dem Baustellenplan 200 veranlassen.
Wenn bei 326 die Systemsteuerung 122 bestimmt, dass die Menge an verfügbarer Energie, die in der Energiespeichervorrichtung 190 der Verdichtungsmaschine 114a gespeichert ist, größer als der oben beschriebene Energieschwellenwert ist (326 - Nein), kann die Systemsteuerung 122 bei 328 bestimmen, ob ein Mindestfortschrittsschwellenwert von der Verdichtungsmaschine 114a erreicht wurde. Ein solcher Mindestfortschrittsschwellenwert kann beispielsweise Folgendes umfassen: eine Mindestverdichtungszeit (z. B. 2 Stunden, 2,5 Stunden, 3 Stunden usw.), eine auf dem Fahrweg zurückgelegte/verdichtete Mindestentfernung (z. B. 1,5 Kilometer, 2 Kilometer, 3 Kilometer usw.), einen minimalen Prozentsatz des Fahrweges 202, der von der Verdichtungsmaschine 114a während ihres aktuellen Durchlaufs zurücklegen wurde (z. B. 20%, 30%, 40%, 50% usw.) und/oder jede andere Angabe des Fortschritts, die mit dem Fahrweg 202 und/oder dem Baustellenplan 200 verbunden ist.
Wenn bei 328 die Systemsteuerung 122 bestimmt, dass ein aktueller Fortschritt, der der Verdichtungsmaschine 114a zugeordnet ist, kleiner als der oben beschriebene minimale Fortschrittsschwellenwert ist (328 - Nein), kann die Steuerung mit Schritt 310 fortgesetzt werden, wobei die Systemsteuerung 122, wie oben beschrieben, den Betrieb der Verdichtungsmaschine 114a gemäß und/oder auf andere Weise basierend auf dem Baustellenplan 200 veranlassen kann. Wenn jedoch bei 328 die Systemsteuerung 122 bestimmt, dass ein aktueller Fortschritt, der der Verdichtungsmaschine 114a zugeordnet ist, größer oder gleich dem oben beschriebenen minimalen Fortschrittsschwellenwert ist (328 - Ja), kann die Steuerung mit Schritt 330 fortgesetzt werden, wobei die Systemsteuerung 122 ähnlich wie in Schritt 310 den Betrieb der Verdichtungsmaschine 114a gemäß und/oder auf andere Weise basierend auf dem Baustellenplan 200 veranlassen kann. Es versteht sich auch, dass ab Schritt 330 die Systemsteuerung 122 bei 322 veranlassen kann, dass die in der Ladezone 194 angeordnete Verdichtungsmaschine 114b die Ladezone 194 basiert zumindest teilweise darauf verlässt, dass die Verdichtungsmaschine 114a den Rückweg bei 320 zurücklegt. Ferner kann, wie oben beschrieben, bei 324 die Systemsteuerung 122 den Betrieb der Verdichtungsmaschine 114b auf der Baustelle 112 zumindest teilweise basierend auf dem Baustellenplan 200 veranlassen. Auf diese Weise kann die Systemsteuerung 122 einen gleichzeitigen und koordinierten Betrieb mehrerer Verdichtungsmaschinen 114a, 114b auf der Baustelle 112 veranlassen. Das in Bezug auf 3 beschriebene Verfahren 300 kann auch ein koordiniertes Auftanken/Wiederaufladen verschiedener Maschinen des Straßenfertigungssystems 100 ermöglichen, um Arbeitsunterbrechungen zu minimieren und die Gesamteffizienz des Straßenfertigungssystems 100 zu maximieren.
4 zeigt ein Flussdiagramm, das ein beispielhaftes Verfahren 400 zeigt, das dem Straßenfertigungssystem 100 zugeordnet ist. Insbesondere zeigt das Flussdiagramm von 4 ein beispielhaftes Verfahren zum Koordinieren der Aktivitäten verschiedener Maschinen, die dem oben beschriebenen Straßenfertigungssystem 100 zugeordnet sind, um solche Maschinen aufzuladen und/oder zu betanken und gleichzeitig Arbeitsunterbrechungen zu minimieren und/oder im Wesentlichen zu beseitigen. Das Beispielverfahren 400 ist als eine Sammlung von Schritten in einem logischen Flussdiagramm dargestellt, das Operationen darstellt, die in Hardware, Software oder einer Kombination davon implementiert werden können. Im Kontext von Software stellen die Schritte computerausführbare Anweisungen dar, die im Speicher gespeichert sind. Wenn solche Anweisungen beispielsweise von der Steuerung 122 ausgeführt werden, können solche Anweisungen die Steuerung 122, verschiedene Komponenten des Steuersystems 120, die Steuerung 144 der Straßenfertigungsmaterialanlage, die LKW-Steuerung 154, die Straßenfertigungsmaschinensteuerung 172, die Steuerung 188, die Steuerung 197 und/oder andere Komponenten des Straßenfertigungssystems 100 veranlassen, die angegebenen Vorgänge auszuführen. Diese computerausführbaren Anweisungen können Routinen, Programme, Objekte, Komponenten, Datenstrukturen und dergleichen umfassen, die bestimmte Funktionen ausführen oder bestimmte abstrakte Datentypen implementieren. Die Reihenfolge, in der die Operationen beschrieben werden, soll nicht als Einschränkung ausgelegt werden, und eine beliebige Anzahl der beschriebenen Schritte kann in beliebiger Reihenfolge und/oder parallel kombiniert werden, um den Prozess zu implementieren. Zu Diskussionszwecken und sofern nicht anders angegeben, wird das Verfahren 400 unter Bezugnahme auf das Straßenfertigungssystem 100, das Steuersystem 120, die Ladezone 194 und/oder andere in 1 und 2 gezeigte Elemente beschrieben. Insbesondere, obwohl ein Teil und/oder das gesamte Verfahren 400 von der LKW-Steuerung 154, der Straßenfertigungsmaschinensteuerung 172, der Straßenfertigungsmaterialanlagensteuerung 144, der elektronischen Vorrichtung 128, der Steuerung 188, der Steuerung 197 und/oder anderen Komponenten des Straßenfertigungssystems 100 ausgeführt werden kann, sofern nicht anders angegeben, wird das Verfahren 400 zur Erleichterung der Beschreibung nachstehend in Bezug auf die Systemsteuerung 122 beschrieben.
Mit Bezug auf 4 kann die Systemsteuerung 122 bei 402 erste Informationen empfangen, die der Verdichtungsmaschine 114a zugeordnet sind, die auf einem Rückweg zur Ladezone 194 fährt. In solchen Beispielen können die ersten Informationen, die bei 402 empfangen werden, unter anderem eine Kennzeichennummer, eine Fahrzeugidentifikationsnummer und/oder andere Informationen umfassen, die die Verdichtungsmaschine 114a eindeutig identifizieren. In solchen Beispielen können die ersten Informationen auch Folgendes umfassen: GPS-Koordinaten und/oder andere Informationen, die eine aktuelle Position der Verdichtungsmaschine 114a angeben, eine aktuelle Geschwindigkeit der Verdichtungsmaschine 114a, eine aktuelle Menge an verfügbarer Energie, die in der Energiespeichervorrichtung 190 der Verdichtungsmaschine 114a gespeichert ist, einen Abstand zwischen der aktuellen Position der Verdichtungsmaschine 114a und der Ladezone 194 (und/oder einer nicht besetzten Ladestation 196b der Ladezone 194) und/oder alle anderen Informationen, die der Verdichtungsmaschine 114a zugeordnet sind. In einigen Beispielen können solche ersten Informationen, die bei 402 empfangen werden, die Betriebsinformationen umfassen, die oben in Bezug auf Schritt: 312 von 3 beschrieben wurden. In jedem der hier beschriebenen Beispiele kann die Steuerung 188 bei 402 ein oder mehrere Signale an die Systemsteuerung 122 liefern, die solche ersten Informationen umfassen.
Bei 404 kann die Systemsteuerung 122 zweite Informationen empfangen, die der Ladezone 194 zugeordnet sind. Diese zweiten Informationen können beispielsweise unter anderem Folgendes umfassen: eine Nummer und/oder Identität der jeweiligen nicht besetzten Ladestationen (z. B. Ladestation 196b), die sich in der Ladezone 194 befinden, GPS-Koordinaten und/oder andere Informationen, die die Position der jeweiligen unbesetzten Ladestationen, eine Art von Material (z. B. Dieselkraftstoff, Druckerdgas, komprimierter Wasserstoff usw.) angeben; Energie (z. B. elektrische Energie) und/oder andere Ressourcen, die an den jeweiligen Ladestationen der Ladezone 194 verfügbar sind, Konfigurationen der Kopplungsvorrichtungen 199, die den jeweiligen Ladestationen der Ladezone 194 zugeordnet sind, und/oder andere Informationen. In jedem der hier beschriebenen Beispiele können bei 404 die Steuerungen 197 der Ladestationen 196a, 196b, 196c ein oder mehrere entsprechende Signale an die Systemsteuerung 122 liefern, die solche zweiten Informationen umfassen.
Bei 406 kann die Systemsteuerung 122 eine oder mehrere Ladeanforderungen bestimmen, die der Verdichtungsmaschine 114a zugeordnet sind, die gegenwärtig zur Ladezone 194 fährt. Zum Beispiel kann die Systemsteuerung 122 bei 406 Folgendes bestimmen: eine Kapazität der Energiespeichervorrichtung 190, die der Verdichtungsmaschine 114a zugeordnet ist, eine Spannungsanforderung der Energiespeichervorrichtung 190, eine Art, eine Position und/oder eine Konfiguration der Kopplungsvorrichtung 192, die der Verdichtungsmaschine 114a zugeordnet ist, und/oder andere solche Anforderungen. In solchen Beispielen kann die Systemsteuerung 122 solche Ladeanforderungen unter Verwendung eines oder mehrerer Datenprotokolle, Nachschlagetabellen oder anderer Komponenten bestimmen, in denen solche Ladeanforderungen in Verbindung mit den eindeutigen Identifizierungsinformationen oder anderen ersten Informationen, die bei 402 empfangen werden, gespeichert werden können.
Bei 408 kann die Systemsteuerung 122 Anweisungen an eine oder mehrere Ladestationen der Ladezone 194 bereitstellen, die zumindest teilweise auf den bei 406 bestimmten Ladeanforderungen basieren. Solche Anweisungen können Konfigurationsanweisungen umfassen, die, wenn sie von der Steuerung 197 der Ladestation ausgeführt werden, veranlassen, dass die Ladestation Strom an die Energiespeichervorrichtung 190 der Verdichtungsmaschine 114a liefert. Solche Anweisungen können beispielsweise veranlassen, dass ein oder mehrere Motoren oder andere Aktuatoren, die betriebsmäßig mit der Kopplungsvorrichtung 199 verbunden sind, die Kopplungsvorrichtung 199 ausrichten, positionieren, manövrieren und/oder auf andere Weise konfigurieren, so dass sie mit der Kopplungsvorrichtung 192 der Verdichtungsmaschine 114a bei Ankunft der Verdichtungsmaschine 114a an der Ladestation verbunden wird. Solche Anweisungen können auch Spannungsspezifikationen, Stromspezifikationen und/oder andere Spezifikationen umfassen, die eine akzeptable Weise zum Leiten von Energie an die Energiespeichervorrichtung 190 der Verdichtungsmaschine 114a angeben. In einigen Beispielen können die bei 408 bereitgestellten Anweisungen auch eine Zeitdauer (z. B. eine Ladedauer) umfassen, während der die Ladestation gesteuert werden kann, um der Verdichtungsmaschine 114a Kraftstoff, Energie und/oder andere Materialien bereitzustellen. Zum Beispiel kann bei 408 die Systemsteuerung 122 zumindest teilweise basierend auf den zweiten Informationen, die bei 404 empfangen werden, eine nicht besetzte Ladestation (z. B. Ladestation 196b) identifizieren. Bei 408 kann die Systemsteuerung 122 ein oder mehrere Signale, einschließlich der oben beschriebenen Anweisungen, an die nicht besetzte Ladestation 196b liefern. Es versteht sich, dass bei 408 die Steuerung 197 der nicht besetzten Ladestation 196b basierend zumindest teilweise auf solchen Anweisungen eine oder mehrere Operationen ausführen kann (z. B. Ausrichten der Kopplungsvorrichtung 199, um sich mit der Kopplungsvorrichtung 192 der Verdichtungsmaschine 114a bei Ankunft der Verdichtungsmaschine 114a zu paaren).
Bei 410 kann die Systemsteuerung 122 veranlassen, dass die zur Ladezone 194 fahrende Verdichtungsmaschine 114a in die nicht besetzte Ladestation 196b einfährt. Zum Beispiel kann bei 410 die Systemsteuerung 122 ein oder mehrere Signale an die Steuerung 188 der Verdichtungsmaschine 114a senden, die Anweisungen umfassen, die, wenn sie von der Steuerung 188 ausgeführt werden, die Verdichtungsmaschine veranlassen können, in die Ladestation 196b zu fahren, was dazu führen kann, dass die Kopplungsvorrichtung 192 der Verdichtungsmaschine 114a mit der Kopplungsvorrichtung 199 der Ladestation 196b verbunden wird. Zusätzlich können bei 410 die Anweisungen, die der Steuerung 197 der Ladestation 196b bei 408 bereitgestellt werden, dazu führen, dass die Ladestation 196b bei 410 die Energie zur Energiespeichervorrichtung 190 der Verdichtungsmaschine 114a leitet. Auf diese Weise kann das in Bezug auf 4 beschriebene Verfahren 400 angewendet werden, um ein autonomes und/oder halbautonomes Aufladen/Auftanken einer der Maschinen sicherzustellen, die hier in Bezug auf das Straßenfertigungssystem 100 beschrieben werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Die vorliegende Offenbarung stellt Systeme und Verfahren zum Steuern des Betankens und/oder Wiederaufladens verschiedener Maschinen, die in einem Straßenfertigungssystem 100 enthalten sind, auf koordinierte Weise bereit, so dass Arbeitsunterbrechungen minimiert und/oder vermieden werden können. Beispielsweise können solche Systeme und Verfahren es einer Systemsteuerung 122 eines Steuersystems 120 ermöglichen, einen Rückweg zu bestimmen, der sich von einer aktuellen Position einer bestimmten Maschine (z. B. der oben in Bezug auf mindestens 2 beschriebenen Verdichtungsmaschine 114a) zu einer Ladezone, die auf der Baustelle 112 angeordnet ist, erstreckt. Solche Systeme und Verfahren können es der Systemsteuerung 112 auch ermöglichen, eine Rückkehrenergie zu bestimmen, die erforderlich ist, damit die Maschine den Rückweg von ihrer aktuellen Position aus zurücklegt. In Beispielen, in denen bestimmt wird, dass die Rückkehrenergie größer oder gleich einer Menge verfügbarer Energie ist, die in einer Energiespeichervorrichtung 190 der Maschine gespeichert ist, kann die Systemsteuerung 122 veranlassen, dass die Maschine den Rückweg so zurücklegt, dass die Maschine betankt/aufgeladen werden kann. In solchen Beispielen können die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung auch eine zusätzliche Maschine (z. B. die Verdichtungsmaschine 114b) veranlassen, die Ladezone 194 zumindest teilweise basierend darauf zu verlassen, dass die erste Maschine (z. B. die Verdichtungsmaschine 114a) veranlasst wird, den bestimmten Rückweg zurückzulegen. Durch das Freigeben der zusätzlichen Maschine kann der Betrieb der verschiedenen Straßenfertigungssystemmaschinen so koordiniert werden, dass der Betrieb auf der Baustelle 112 im Wesentlichen ununterbrochen erfolgen kann, selbst wenn das Aufladen/Auftanken der jeweiligen Maschinen erforderlich ist.
Der Betrieb der Straßenfertigungsmaschinen des Straßenfertigungssystems 100 auf diese Weise kann die Effizienz auf der Straßenfertigungsbaustelle 112 maximieren. Zusätzlich können solche koordinierten Betankungs-, Auflade- und/oder anderen Vorgänge der Straßenfertigungssystemmaschinen, wie oben in Bezug auf die Verfahren 300, 400 beschrieben, Straßenfertigungs-, Verdichtungs- und/oder andere Arbeitsunterbrechungen während des Straßenfertigungsprozesses minimieren und/oder im Wesentlichen beseitigen, wodurch die Konsistenz und Qualität der resultierenden Schicht aus Straßenfertigungsmaterial 108 verbessert wird.
Während Aspekte der vorliegenden Offenbarung insbesondere unter Bezugnahme auf die obigen Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurden, werden Fachleute verstehen, dass verschiedene zusätzliche Ausführungsformen durch die Modifikation der offenbarten Maschinen, Systeme und Verfahren in Betracht gezogen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Es versteht sich, dass solche Ausführungsformen in den Umfang der vorliegenden Offenbarung fallen, der auf der Grundlage der Ansprüche und etwaiger Äquivalente davon bestimmt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2013/0290062 [0003]

Claims

Verfahren, das Folgendes umfasst: Empfangen, mit Hilfe einer Steuerung (122), von ersten Informationen die einen Straßenfertigungsplan anzeigen, der einer Baustelle (112) zugeordnet ist; Empfangen, mit Hilfe der Steuerung (122), von zweiten Informationen, die einen Umfang (236) der Baustelle (112) anzeigen; Erzeugen, mit Hilfe der Steuerung (122), eines Baustellenplans (200), der zumindest teilweise auf den ersten Informationen und den zweiten Informationen basiert; Veranlassen, mit Hilfe der Steuerung (122), des Betriebs einer ersten autonomen Maschine (114a) auf der Baustelle (112), der zumindest teilweise auf dem Baustellenplan (200) basiert; Bestimmen, mit Hilfe der Steuerung (122), eines Rückweges (254), der sich von einer aktuellen Position (252) der ersten Maschine (114a) zu einer Ladezone (194) erstreckt, die sich auf der Baustelle (112) befindet; Bestimmen, mit Hilfe der Steuerung (122), einer Rückkehrenergie, die erforderlich ist, damit die erste Maschine (114a) den Rückweg (254) zurücklegt; und Veranlassen, mit Hilfe der Steuerung (122), dass, die erste Maschine (114a) den Rückweg (254) von der aktuellen Position (252) zur Ladezone (194) zurücklegt, basierend auf der Rückkehrenergie und/oder einer Menge der verfügbaren Energie, die in einer Energiespeichervorrichtung (190) der ersten Maschine (114a) gespeichert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die ersten Informationen eine gewünschte Steifigkeit des Straßenfertigungsmaterials (108), auf das die erste Maschine (114a) auf der Baustelle (112) einwirkt, und/oder eine gewünschte Anzahl von Durchgängen der ersten Maschine (114a) entlang eines Fahrwegs (202) auf der Baustelle (112) umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen des Baustellenplans (200) das Bestimmen, mit Hilfe der Steuerung (112), eines Fahrwegs (202) der ersten Maschine (114a) zumindest teilweise basierend auf dem Umfang (236) umfasst, wobei der Fahrweg (202) durch eine Arbeitsfläche (110) der Baustelle (112) definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner Folgendes umfasst: Empfangen, mit Hilfe der Steuerung (122), von dritten Informationen, die eine Position der Ladezone (194) und/oder eine Identität einer zweiten autonomen Maschine (114b), die sich innerhalb der Ladezone (194) befindet, anzeigen, wobei die Ladezone (194) mehrere Ladestationen (196a, 196b, 196c) umfasst und sich die zweite autonome Maschine (114b) an einer ersten Ladestation (196a) der Vielzahl von Ladestationen (196a, 196b, 196c) befindet, wobei das Erzeugen des Baustellenplans (200) das Erzeugen des Baustellenplans (200) zumindest teilweise basierend auf den ersten Informationen, den zweiten Informationen und den dritten Informationen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Empfangen, mit Hilfe der Steuerung (122), von Betriebsinformationen von der ersten Maschine (114a) umfasst, wenn die erste Maschine (114a) einen Teil des Baustellenplans (200) ausführt, wobei die Betriebsinformationen die aktuelle Position (252) der ersten Maschine (114a) und die Menge der verfügbaren Energie, die in der Energiespeichervorrichtung (190) gespeichert ist, umfassen.
Straßenfertigungssystem (100), das Folgendes umfasst: eine Verdichtungsmaschine (114a), die konfiguriert ist, um auf Straßenfertigungsmaterial (108) auf einer Baustelle (112) einzuwirken, wobei die Verdichtungsmaschine (114a) zumindest teilweise von einer Energiespeichervorrichtung (190) angetrieben wird; einen Positionssensor (130), der mit der Verdichtungsmaschine (114a) verbunden und konfiguriert ist, um eine aktuelle Position (252) der Verdichtungsmaschine (114a) auf der Baustelle (112) zu bestimmen; eine Ladezone (194), die sich an der Baustelle (112) befindet, wobei die Ladezone (194) eine Ladestation (196a) aufweist, die konfiguriert ist, um Energie zu der Energiespeichervorrichtung (190) zu leiten; und eine Steuerung (122), die konfiguriert ist, um mehrere Operationen auszuführen, die Folgendes umfassen: Erzeugen eines Baustellenplans (200), der zumindest teilweise auf einem mit der Baustelle (112) verbundenen Straßenfertigungsplan basiert; Veranlassen des Betriebs der Verdichtungsmaschine (114a) auf der Baustelle (112), zumindest teilweise basierend auf dem Baustellenplan (200); Bestimmen eines Rückweges (254), der sich von der aktuellen Position (252) der Verdichtungsmaschine (114a) zur Ladezone (194) erstreckt; Bestimmen einer Rückkehrenergie, die erforderlich ist, damit die Verdichtungsmaschine (114a) den Rückweg (254) zurücklegt, und Veranlassen, dass die Verdichtungsmaschine (114a) den Rückweg (254) von der aktuellen Position (252) zur Ladezone (194) zurücklegt, basierend auf der Rückkehrenergie und/oder einer Menge verfügbarer Energie, die in der Energiespeichervorrichtung (190) gespeichert ist.
Straßenfertigungssystem (100) nach Anspruch 6, wobei: die Steuerung (122) eine Steuerung eines Steuersystems (120) umfasst; die Steuerung (122) entfernt von der Baustelle (112) angeordnet ist; die Verdichtungsmaschine (114a) eine autonome Verdichtungsmaschine umfasst; und die Steuerung (122) über ein Netzwerk (124) funktionsfähig mit einer Steuerung (188) der Verdichtungsmaschine (114a) und einer Steuerung (197) der Ladestation (196a) verbunden ist.
Straßenfertigungssystem (100) nach Anspruch 6, wobei die Energiespeichervorrichtung (190) eine wiederaufladbare Batterie umfasst, die Verdichtungsmaschine (114a) eine erste Kopplungsvorrichtung (192) umfasst, die betriebsmäßig mit der Energiespeichervorrichtung (190) verbunden ist, und die Ladestation (196a) eine zweite Kopplungsvorrichtung (199) umfasst, die dafür konfiguriert ist, sich mit der ersten Kopplungsvorrichtung (192) zu verbinden, wobei die mehreren Operationen ferner Folgendes umfassen: Veranlassen, dass die Ladestation (196a) die Energie über die zweite Kopplungsvorrichtung (199) an die Energiespeichervorrichtung (190) weiterleitet.
Straßenfertigungssystem (100) nach Anspruch 6, wobei die Verdichtungsmaschine (114a) eine erste Verdichtungsmaschine umfasst und das System (100) ferner eine zweite Verdichtungsmaschine (114b) umfasst, die innerhalb der Ladezone (194) angeordnet ist, wobei die Vielzahl der Operationen ferner Folgendes umfasst: Bestimmen, dass die Rückkehrenergie größer oder gleich der verfügbaren Energie ist, Veranlassen, dass die erste Verdichtungsmaschine (114a) den Rückweg (254) zurücklegt, zumindest teilweise basierend auf der Bestimmung, dass die Rückkehrenergie größer oder gleich der Menge der verfügbaren Energie ist, und Veranlassen, dass die zweite Verdichtungsmaschine (114b) die Ladezone (194) verlässt, zumindest teilweise basierend darauf, dass die erste Verdichtungsmaschine (114a) veranlasst wird, den Rückweg (254) zurückzulegen.
Straßenfertigungssystem (100) nach Anspruch 6, wobei die Verdichtungsmaschine (114a) eine erste Verdichtungsmaschine umfasst und das System (100) ferner eine zweite Verdichtungsmaschine (114b) umfasst, die innerhalb der Ladezone (194) angeordnet ist, wobei die Vielzahl der Operationen ferner Folgendes umfasst: Bestimmen, dass die Menge der verfügbaren Energie kleiner oder gleich einem Energieschwellenwert ist; Veranlassen, dass die erste Verdichtungsmaschine (114a) den Rückweg (254) zurücklegt, zumindest teilweise basierend auf der Bestimmung, dass die Menge der verfügbaren Energie kleiner oder gleich dem Energieschwellenwert ist, und Veranlassen, dass die zweite Verdichtungsmaschine (114b) die Ladezone (194) verlässt, zumindest teilweise basierend darauf, dass die erste Verdichtungsmaschine (114a) veranlasst wird, den Rückweg (254) zurückzulegen.