EP1362758A1 - Vorrichtung zur automatischen Verlegung von Balisen im Gleisbett - Google Patents

Vorrichtung zur automatischen Verlegung von Balisen im Gleisbett Download PDF

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EP1362758A1
EP1362758A1 EP03090127A EP03090127A EP1362758A1 EP 1362758 A1 EP1362758 A1 EP 1362758A1 EP 03090127 A EP03090127 A EP 03090127A EP 03090127 A EP03090127 A EP 03090127A EP 1362758 A1 EP1362758 A1 EP 1362758A1
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balise
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laying
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Andreas Prof. Rehkopf
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Siemens AG
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Siemens AG
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    • B61L2205/00—Communication or navigation systems for railway traffic
    • B61L2205/04—Satellite based navigation systems, e.g. global positioning system [GPS]

Definitions

  • 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 extreme complex, because different depending on the type of threshold Assembly procedures are required. With a view to vibration-proof assembly must be anchor, screw anchor or Adhesive processes are used. Because of assembly specific Special 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.
  • the invention has for its object a generic Specify device that is much faster and more accurate Relocation of the balises allowed, with a reduction the assembly effort and the corresponding costs becomes.
  • the task with the characteristic Features of claim 1 solved.
  • a Laying robot which is controlled by a process computer, there is a considerable saving in terms of the time required for assembly and in terms of costs.
  • the laying robot a very high and constant, virtually location-independent Installation quality can be guaranteed.
  • the laying robot can be a standard hydraulic robot.
  • 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.
  • balise testing and programming device is used for this both for the initial start-up of the balise and for regular use Checking them as part of a maintenance plan.
  • 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.
  • the location module can be equipped with a double displacement encoder, Double DGPS (Differential Global Positioning System), Location calculator for the rolled route and two-dimensional Coordinate acquisition, for example according to Gauß-Krüger, be provided.
  • Double DGPS Different Global Positioning System
  • Location calculator for the rolled route and two-dimensional Coordinate acquisition, for example according to Gauß-Krüger.
  • the process computer can continue with an automatic Vehicle control must be connected.
  • the advance of automatic Laying device to the next balise laying location can be automated in this way.
  • the figure shows a schematic representation of the most important Components of an automatic balise laying device.
  • the central component for an automatic balise laying device is a process computer 1 that 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 controlling / monitoring peripheral systems having.
  • a control system kernel with input-output control 6 a laying robot 7 is connected.
  • the networking of the process computer 1 with the installation robot 7 and other peripheral systems preferably via a CAN or a PROFI bus 8.
  • Others peripheral systems are, in particular, automatic vehicle control 9, a location module 10, a communication system 11, an operator station PC 12 and a balise programming Test device 13.
  • the process computer 1 can be as one of the web specifications Corresponding standard industrial PC with 19-inch housing be trained.
  • the first function block 2 comprises central data and program management for all components of the system. In addition to system-specific data, here also route-specific data in the OnBoard database via GSMR radio module 14 read in by means of the operator station PC 12.
  • the GSMR radio module 14 has two GSMR mobiles for reasons of redundancy 15 equipped.
  • the first function block 2 contains in addition, the management of current location data, the the locating module 10 delivers.
  • the location module 10 is based in particular on a double DGPS (Differential Global Positioning System) 16 in conjunction with a double-way pulse encoder 17th
  • DGPS Different Global Positioning System
  • the second function block 3 essentially contains disposition algorithms and fixed data for balise project planning, programming and testing. Current Beauty data will be out taken from the first function block 2.
  • the robot control essentially takes place from the third Function block 4 out. There are 4 corresponding ones in this block planning and route-specific requirements as well fixed data saved. Current assembly, material and Laying data is made up of the first 2 and the second function block 3 read in or read back into these blocks.
  • the fourth function block 5 is for control and monitoring of the peripheral systems provided. This applies in particular the automatic vehicle control 9 for independent starting the next balise laying point. The breakpoint will 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 calculated as the actual size. Minor path deviations at a distance from the robot platform to the starting point can from the gripper arm movement or positioning of the laying robot 7 be balanced.
  • the automatic balise laying device also allows the balise laying also the reference location for one Route atlas with maximum accuracy and programming the balises and their examination, for example with regard to for plausibility in comparison to given balise projects.
  • the invention is not limited to the above Embodiment. Rather, there are a number of variations conceivable, which is also fundamentally different Execution make use of the features of the invention.

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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 durch 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. <IMAGE>

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-, Schraubankeroder 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.
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.
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.
Der Prozessrechner ist in Funktionsblöcke zur Daten- und Programmverwaltung, zur Balisendisposition, zur Roboteransteuerung und zur Ansteuerung/Überwachung von Peripheriesystemen gegliedert.
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.
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.
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.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die Figur zeigt eine schematisierte Darstellung der wichtigsten Komponenten einer automatischen Balisenverlegevorrichtung.
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 Balisenprgrammierund 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.
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.
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.
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.
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.

Claims (3)

  1. Vorrichtung zur automatischen Verlegung von Balisen im Gleisbett,
    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.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessrechner (1) über den vierten Funktionsblock (5) mit einem Ortungsmodul (10) und/oder einer automatischen Fahrzeugsteuerung (9), und/oder einem Kommunikationssystem (11) und/oder einem Bedienplatz-PC (12) verbunden ist.
  3. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Prozessrechner (1) mit dem Verlegeroboter (7) und gegebenenfalls den Peripheriesystemen über ein Bussystem (8) verbunden ist.
EP03090127A 2002-05-17 2003-04-25 Vorrichtung zur automatischen Verlegung von Balisen im Gleisbett Withdrawn EP1362758A1 (de)

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