DE10223099A1 - Device for the automatic laying of balises in the track bed - Google Patents
Device for the automatic laying of balises in the track bedInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Verlegung von Balisen im Gleisbett. Eine im Wesentlichen selbsttätig arbeitende und im Hinblick auf die Erstellung eines Streckenatlas besonders präzise Verlegevorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Verlegeroboter (7) mit einem Prozessrechner (1) verbunden ist, wobei der Prozessrechner (1) einen ersten Funktionsblock (2) zur Daten- und Programmverwaltung, einen zweiten Funktionsblock (3) zur Balisen-Disposition, insbesondere hinsichtlich Balisenprojektierung und ortbezogener Balisenprogrammierung, einen dritten Funktionsblock (4) zur Roboteransteuerung und einen vierten Funktionsblock (5) zur Ansteuerung/Überwachung von Peripheriesystemen aufweist.The invention relates to a device for the automatic laying of balises in the track bed. A laying device that operates essentially automatically and is particularly precise with regard to the creation of a route atlas is characterized in that a laying robot (7) is connected to a process computer (1), the process computer (1) having a first function block (2) for data and program management, a second function block (3) for balise disposition, in particular with regard to balise project planning and location-based balise programming, a third function block (4) for robot control and a fourth function block (5) for control / monitoring of peripheral systems.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Verlegung von Balisen im Gleisbett. Bisher werden die Balisen an den durch die signaltechnische Projektierung vorgegebenen Einbauorten manuell im Gleis verlegt. Diese Prozedur ist extrem aufwendig, weil je nach Schwellentyp unterschiedliche Montageverfahren erforderlich sind. Im Hinblick auf eine schwingungsgesicherte Montage müssen Dübel-, Schraubanker- oder Klebeverfahren eingesetzt werden. Wegen montagespezifischer Besonderheiten, beispielsweise Weichenbereich oder Schwellenneigung, kann sich die Notwendigkeit ergeben, den Verlegeort um einige Meter vor oder zurück zu setzen. Diese Abweichung vom vorgegebenen Montageort wird bisher bei den Einträgen im Streckenatlas nicht berücksichtigt. In Bahnhofsbereichen ist es üblich, nur den Fußpunkt der Balisen auf dem Hauptgleis zu referenzieren und diesen Referenzeintrag im Streckenatlas auch für Parallelgleise zu verwenden, obwohl die abgerollte Wegstrecke entsprechend länger ist. Auf diese Weise entstehen Ungenauigkeiten der Ortungsreferenz, welche von Bedeutung sind, weil die fahrzeugeigenen Ortungseinrichtungen bei Balisenüberfahrt stets auf den eingetragenen Referenzpunkt rekalibriert werden und daher diese Ungenauigkeiten nicht kompensieren können. Die genannten Teilvorgänge laufen nicht in einem Arbeitsgang ab und erfordern hohen manuellen Aufwand. The invention relates to a device for automatic Laying balises in the track bed. So far the balises to those specified by the signaling engineering Installation locations manually laid in the track. This procedure is extremely complex, because different depending on the type of threshold Assembly procedures are required. With a view to vibration-proof assembly must be dowel, screw anchor or adhesive process can be used. Because of assembly-specific features, for example switch area or Threshold inclination, the need may arise Place to move a few meters forwards or backwards. This Deviation from the specified installation location has so far been in the Entries in the route atlas not taken into account. In Station areas, it is common to only see the base of the balises on the To refer to the main track and this reference entry in Route atlas can also be used for parallel tracks, though the unrolled distance is correspondingly longer. To this Inaccuracies in the location reference arise, which are important because the vehicle's own Locating devices when crossing balises always on the registered Reference point are recalibrated and therefore these inaccuracies cannot compensate. The sub-processes mentioned are running does not go off in one pass and require high manual Expenditure.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung anzugeben, die eine wesentlich schnellere und genauere Verlegung der Balisen gestattet, wobei eine Verringerung des Montageaufwandes und der entsprechenden Kosten angestrebt wird. The invention has for its object a generic Specify device that is much faster and more precise laying of the balises allowed, one Reduction of the assembly effort and the corresponding costs is sought.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Verwendung eines Verlegeroboters, der von einem Prozessrechner gesteuert ist, ergibt sich eine erhebliche Einsparung hinsichtlich des Zeitaufwandes für die Montage und hinsichtlich der Kosten. Außerdem kann davon ausgegangen werden, dass durch den Verlegeroboter eine sehr hohe und gleichbleibende, quasi ortsunabhängige Verlegequalität garantiert werden. Der Verlegeroboter kann ein Standard-Hydraulikroboter sein. According to the invention the task with the characteristic Features of claim 1 solved. By using a Laying robot, which is controlled by a process computer, there is a considerable saving in terms of Time spent on assembly and in terms of costs. It can also be assumed that the Installation robot a very high and constant, quasi location-independent laying quality can be guaranteed. The laying robot can be a standard hydraulic robot.
Der Prozessrechner ist in Funktionsblöcke zur Daten- und Programmverwaltung, zur Balisendisposition, zur Roboteransteuerung und zur Ansteuerung/Überwachung von Peripheriesystemen gegliedert. The process computer is in function blocks for data and Program management, for balis disposition, for Robot control and for controlling / monitoring peripheral systems divided.
Insbesondere ist ein Funktionsblock für die ortsbezogene Vorortprogrammierung und Prüfung der zu verlegenden Balisen vorgesehen. Das Balisen-Prüf- und Programmiergerät dient dabei sowohl zur Erstinbetriebnahme der Balise als auch zur turnusmäßigen Überprüfung derselben im Rahmen eines Wartungsplanes. In particular, a function block for location-based On-site programming and testing of the balises to be installed intended. The balise testing and programming device is used for this for the first commissioning of the balise as well as for Regular inspection of the same as part of a maintenance plan.
Über ein Bussystem nach Anspruch 3 ist der Prozessrechner nach Anspruch 2 mit verschiedenen Peripheriesystemen, insbesondere einem Ortungsmodul, einer automatischen Fahrzeugsteuerung, einem Kommunikationssystem und einem Bedienplatz-PC verbunden. Das Ortungsmodul kann aus Redundanzgründen mit zweifachem Wegimpulsgeber, Doppel-DGPS (Differential Global Positioning System), Ortungsrechner für die abgerollte Wegstrecke und zweidimensionaler Koordinatenerfassung, beispielsweise nach Gauß- Krüger, versehen sein. Durch die exakte Ortsmessung des tatsächlichen Verlegeortes sind hochgenaue Referenzeintragungen im Streckenatlas möglich. Die Erhöhung der Kalibriergüte führt zu einer Erhöhung der Ortungsgenauigkeit insgesamt. Bei gleichbleibenden Vorgaben für die Ungenauigkeitsgrenzen der Balisenverlegung, die zur Gewährleistung der signaltechnischen Sicherheit ausreichen, ergibt sich eine viel höhere Genauigkeit der Eigenortung der die Balisen passierenden Züge. Der Referenzeintrag für den Balisenort stimmt mit dem tatsächlichen Balisenort sehr weitgehend überein, so dass dieser Referenzeintrag für den Abgleich von auf den Zügen mitgeführten Ortungssystemen bestens geeignet ist. The process computer is based on a bus system according to claim 3 Claim 2 with different peripheral systems, in particular a location module, an automatic vehicle control, a communication system and an operator station PC. For reasons of redundancy, the location module can be double Displacement encoder, double DGPS (Differential Global Positioning System), location calculator for the rolled distance and two-dimensional coordinate acquisition, for example according to Gauss Kruger, be provided. Through the exact location measurement of the actual installation location are highly precise reference entries possible in the route atlas. The increase in the calibration quality leads to increase the overall positioning accuracy. at constant specifications for the inaccuracy limits of the Balise laying, to ensure the signaling Sufficient security results in a much higher one Accuracy of the self-location of the trains passing through the balises. The Reference entry for the balise location agrees with that actual balise location very largely match, so this Reference entry for the comparison of those carried on the trains Location systems is ideally suited.
Der Prozessrechner kann weiterhin mit einer automatischen Fahrzeugsteuerung verbunden sein. Das Vorrücken der automatischen Verlegevorrichtung bis zum nächsten Balisenverlegeort kann auf diese Weise automatisiert werden. The process computer can continue with an automatic Vehicle control must be connected. The advance of the automatic laying device to the next balise laying location can be automated in this way.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention is illustrated below with reference to a figure illustrated embodiment explained in more detail.
Die Figur zeigt eine schematisierte Darstellung der wichtigsten Komponenten einer automatischen Balisenverlegevorrichtung. The figure shows a schematic representation of the most important components of an automatic Bali Enver positioning device.
Die zentrale Komponente für eine automatische Balisenverlegevorrichtung ist ein Prozessrechner 1, der einen ersten Funktionsblock 2 zur Daten- und Programmverwaltung, einen zweiten Funktionsblock 3 zur Balisen-Disposition, einen dritten Funktionsblock 4 zur Roboteransteuerung und einen vierten Funktionsblock 5 zur Ansteuerung/Überwachung von Peripheriesystemen aufweist. An den Prozessrechner 1 ist über ein Leitsystem- Kernel mit Ein-Ausgabe-Steuerung 6 ein Verlegeroboter 7 angeschlossen. Die Vernetzung des Prozessrechners 1 mit dem Verlegeroboter 7 und weiteren peripheren Systemen erfolgt dabei vorzugsweise über einen CAN- oder einen PROFI-Bus 8. Weitere periphere Systeme sind insbesondere eine automatische Fahrzeugsteuerung 9, ein Ortungsmodul 10, ein Kommunikationssystem 11, ein Bedienplatz-PC 12 sowie ein Balisenprgrammier- und Prüfgerät 13. Der Prozessrechner 1 kann als ein den Bahn- Spezifikationen entsprechender Standard-Industrie-PC mit 19- Zoll-Gehäuse ausgebildet sein. Als Betriebssystem können die üblichen Standards eingesetzt werden, beispielsweise Windows, NT oder Linux. Die Funktionsblöcke 2, 3, 4 und 5 können in einem objektorientierten Software-Programm, insbesondere in C++, realisiert sein. Der erste Funktionsblock 2 umfasst dabei eine zentrale Daten- und Programmverwaltung für alle Komponenten des Systems. Neben systemfesten Daten werden hier auch streckenspezifische Daten in die OnBoard-Datenbank via GSMR-Funkmodul 14 mittels des Bedienplatz-PC 12 eingelesen. Das GSMR-Funkmodul 14 ist aus Redundanzgründen mit zwei GSMR- Mobiles 15 ausgestattet. Der erste Funktionsblock 2 beinhaltet darüber hinaus die Verwaltung aktueller Ortungsdaten, die das Ortungsmodul 10 liefert. Das Ortungsmodul 10 basiert insbesondere auf einem Doppel-DGPS (Differential Global Positioning System) 16 in Verbindung mit einem Doppel-Weg-Impuls- Geber 17. The central component for an automatic balise laying device is a process computer 1 which has a first function block 2 for data and program management, a second function block 3 for balise disposition, a third function block 4 for robot control and a fourth function block 5 for control / monitoring of peripheral systems , A laying robot 7 is connected to the process computer 1 via a control system kernel with an input / output controller 6 . The networking of the process computer 1 with the installation robot 7 and other peripheral systems is preferably carried out via a CAN or a PROFI bus 8 . Further peripheral systems are, in particular, an automatic vehicle control 9 , a locating module 10 , a communication system 11 , an operator station PC 12 and a balise programming and testing device 13 . The process computer 1 can be designed as a standard industrial PC with a 19-inch housing that corresponds to the railway specifications. The usual standards can be used as the operating system, for example Windows, NT or Linux. Function blocks 2 , 3 , 4 and 5 can be implemented in an object-oriented software program, in particular in C ++. The first function block 2 comprises central data and program management for all components of the system. In addition to system-specific data, route-specific data are also read into the on-board database via GSMR radio module 14 by means of the operator station PC 12 . For redundancy reasons, the GSMR radio module 14 is equipped with two GSMR mobiles 15 . The first function block 2 also includes the management of current location data that the location module 10 provides. The locating module 10 is based in particular on a double DGPS (Differential Global Positioning System) 16 in conjunction with a double-way pulse transmitter 17 .
Der zweite Funktionsblock 3 beinhaltet im Wesentlichen Dispositionsalgoritmen und fixed-Daten zur Balisenprojektierung, -programmierung und -prüfung. Aktuelle Balisendaten werden aus dem ersten Funktionsblock 2 entnommen. The second function block 3 essentially contains disposition algorithms and fixed data for balise project planning, programming and testing. Current balise data are taken from the first function block 2 .
Die Roboter-Ansteuerung erfolgt im Wesentlichen aus dem dritten Funktionsblock 4 heraus. Dazu sind in diesem Block 4 entsprechende planungs- und streckenspezifische Vorgaben sowie fixed-Daten gespeichert. Aktuelle Montage-, Material- und Verlegedaten werden aus dem ersten 2 und dem zweiten Funktionsblock 3 eingelesen bzw. in diese Blöcke rückgelesen. Der vierte Funktionsblock 5 ist zur Ansteuerung und Überwachung der Peripheriesysteme vorgesehen. Das betrifft insbesondere die automatische Fahrzeugsteuerung 9 zum selbständigen Anfahren des nächsten Balisenverlegepunktes. Der Haltepunkt wird aus den im zweiten Funktionsblock 3 gespeicherten Balisenverlegedaten als Soll-Größe und den aktuellen Ortungsdaten des Ortungsmoduls 10 als Ist-Größe berechnet. Kleinere Wegabweichungen im Abstand der Roboterplattform zum Verlegeaufpunkt können von der Greifarmbewegung bzw. -positionierung des Verlegeroboters 7 ausgeglichen werden. The robot control essentially takes place from the third function block 4 . For this purpose, corresponding planning and route-specific specifications and fixed data are stored in block 4 . Current assembly, material and installation data are read from the first 2 and the second function block 3 or read back into these blocks. The fourth function block 5 is provided for controlling and monitoring the peripheral systems. This applies in particular to the automatic vehicle control 9 for independently moving to the next balise laying point. The breakpoint is calculated from the balise laying data stored in the second function block 3 as the target size and the current location data of the location module 10 as the actual size. Smaller deviations in the distance between the robot platform and the starting point can be compensated for by the gripper arm movement or positioning of the laying robot 7 .
Die automatische Balisenverlegevorrichtung gestattet neben der Balisenverlegung auch die Referenzortbestimmung für einen Streckenatlas mit maximaler Genauigkeit und die Programmierung der Balisen sowie deren Prüfung, beispielsweise im Hinblick auf Plausibilität im Vergleich zu vorgegebenen Balisenprojektierungen. The automatic balise laying device also allows the balise laying also the reference location for one Route atlas with maximum accuracy and the Programming the balises and testing them, for example in With regard to plausibility in comparison to given Balisenprojektierungen.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das vorstehend angegebene Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders gearteter Ausführung von den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen. The invention is not limited to the above specified embodiment. Rather is a number of Variants conceivable, which are fundamentally different All execution of the features of the invention use do.
Claims (3)
dass ein Verlegeroboter (7) mit einem Prozessrechner (1) verbunden ist, wobei der Prozessrechner (1) einen ersten Funktionsblock (2) zur Daten- und Programmverwaltung,
einen zweiten Funktionsblock (3) zur Balisen-Disposition, insbesondere hinsichtlich Balisenprojektierung und ortbezogener Balisenprogrammierung,
einen dritten Funktionsblock (4) zur Roboteransteuerung und einen vierten Funktionsblock (5) zur Ansteuerung/Überwachung von Peripheriesystemen
aufweist. 1. Device for the automatic laying of balises in the track bed, characterized in that
that a laying robot ( 7 ) is connected to a process computer ( 1 ), the process computer ( 1 ) having a first function block ( 2 ) for data and program management,
a second function block ( 3 ) for balise planning, in particular with regard to balise project planning and location-related balise programming,
a third function block ( 4 ) for robot control and a fourth function block ( 5 ) for control / monitoring of peripheral systems
having.
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