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Die Erfindung betrifft ein computergestütztes Verfahren zum Betreiben wenigstens einer Pistenraupe für einen Arbeitseinsatz pro Zeiteinheit in einem Skigebiet, das topografisch erfasst ist, wobei Positions- und Fahrdaten der wenigstens einen Pistenraupe in einem Fahrbetrieb der Pistenraupe zeitabhängig erfasst werden. Die Erfindung betrifft zudem ein computergestütztes System zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Ein computergestütztes Verfahren zur Pflege einer Schneepiste sowie ein computergestütztes System zur Durchführung dieses Verfahrens sind aus der
EP 4 166 721 A1 bekannt. Dabei werden Schneebeschaffenheitsdaten der Schneepiste erfasst. Aus diesen Daten wird ein Vorhersagemodell für einen Zustand der Schneepiste zu einem in der Zukunft liegenden Zeitpunkt errechnet. Ausgehend von dem Vorhersagemodell erzeugt das computergestützte Verfahren Steuerungsanweisungen zum Betreiben wenigstens einer Pistenraupe und/oder zum Betreiben einer Beschneiungsanlage für die Schneepiste und/oder zur Steuerung eines Zugangs von Wintersport betreibenden Personen zu der Schneepiste. Zur Durchführung des Verfahrens ist wenigstens eine Sensorik zum Aufnehmen von Schneebeschaffenheitsdaten einer Pistenoberfläche der Schneepiste vorgesehen, die an der Pistenraupe angeordnet ist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein computergestütztes Verfahren sowie ein computergestütztes System der eingangs genannten Art zu schaffen, die einen energieeffizienten Betrieb der wenigstens einen Pistenraupe ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird für das computergestützte Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass ein Füllstand eines Energiespeichers für einen Fahrantrieb der Pistenraupe zu Beginn des Arbeitseinsatzes erfasst wird, dass ein durchschnittlicher Energieverbrauch der Pistenraupe pro geplanter Zeiteinheit abhängig von dem jeweiligen Arbeitseinsatz abgespeichert ist, und dass abhängig vom Füllstand des Energiespeichers und abhängig von dem abgespeicherten Energieverbrauch pro geplanter Zeiteinheit für einen zeitabhängigen Arbeitseinsatz eine Fahrroute für die Pistenraupe vorgegeben wird. Als Energiespeicher kann ein Stromspeicher, ein Kraftstofftank, ein Wasserstofftank oder ein Speicher für einen anderen Energieträger vorgesehen sein. Die wenigstens eine Pistenraupe kann rein elektrisch oder hybrid als Mischung aus elektrischen und hydraulischen Antrieben oder auch hydraulisch, gespeist durch einen Dieselverbrennungsmotor, oder durch einen Verbrennungsmotor mit einem andersartigen Brennstoff, ausgeführt sein. Die erfindungsgemäße Lösung ist sowohl zum Betrieb einer einzelnen Pistenraupe als auch besonders vorteilhaft für den Betrieb einer Flotte aus mehreren Pistenraupen einsetzbar. Als Arbeitseinsatz pro Zeiteinheit wird vorzugsweise der Betrieb der Pistenraupe während einer Betriebsschicht für den Fahrer der Pistenraupe verstanden. Ein Arbeitseinsatz über eine entsprechende Arbeitsschicht der Pistenraupe kann eine einzelne Arbeitsaufgabe oder mehrere unterschiedliche Arbeitsaufgaben umfassen. Arbeitsaufgaben sind die Gestaltung und die Pflege von Schneepisten in dem Skigebiet, der Transport von Arbeitsmitteln oder Personen durch das Skigebiet, der Aufbau und Abbau von Sperrzonen im Skigebiet und Ähnliches. Zur Gestaltung und/oder Pflege von Schneepisten im Skigebiet ist die wenigstens eine Pistenraupe mit einem frontseitigen Räumschild sowie einer heckseitigen Heckfräse sowie bei steilen Schneepisten zusätzlich mit einer Winde versehen, die an der Pistenraupe lösbar befestigte Anbaugeräte bilden. Ein Arbeitseinsatz der wenigstens einen Pistenraupe umfasst demzufolge insbesondere einen Fahrbetrieb der Pistenraupe, einen Fräs- und Räumbetrieb mittels Heckfräse und Räumschild sowie bei steilen Schneepisten einen zusätzlichen Windenbetrieb, bei dem ein Windenseil an einem kopfseitigen Ankerpunkt der Schneepiste befestigt wird, um einen Fahr- und Fräsbetrieb der Pistenraupe an dieser steilen Schneepiste zu unterstützen.
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In Ausgestaltung der Erfindung wird die Fahrroute in einem Fahrerhaus der Pistenraupe derart visualisiert, dass ein Fahrer der Pistenraupe die Pistenraupe entlang der Fahrroute steuern kann. Ein Fahrer führt die Pistenraupe daher entlang der vorgegebenen Fahrroute.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Pistenraupe in einem autonomen Fahrbetrieb betrieben, und eine autonome Steuerung der Pistenraupe wird so ausgelegt, dass die Pistenraupe entlang der vorgegebenen Fahrroute gesteuert wird. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen fahrerlosen Betrieb der Pistenraupe.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird die Fahrroute abhängig von einer Position einer Energiefüllstation und/oder abhängig von einer Position eines Windenankerpunkts und/oder abhängig von Topografiedaten des Skigebiets und/oder abhängig von einer Position einer Beherbergungsstation für Wintersport betreibende Personen und/oder abhängig von pistenraupenunabhängigen Arbeitsaufgaben bestimmt. Pistenraupenunabhängige Arbeitsaufgaben sind Aufgaben, die ein Fahrer der Pistenraupe außerhalb der Pistenraupe erledigen muss. Dies bedeutet, dass er hierzu die Pistenraupe verlassen muss. Hierunter zählen insbesondere der Aufbau oder der Abbau von Streckensperren innerhalb des Skigebiets. Die Positionen einer Energiefüllstation, insbesondere einer Tankstelle oder einer elektrischen Ladestation, wie auch einer Beherbergungsstation, insbesondere eines Gasthauses oder eines Übernachtungshauses, sind innerhalb des Skigebiets topografisch stationär positioniert.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden mehrere Pistenraupen vorgesehen, für die jeweils ein Arbeitseinsatz pro Zeiteinheit vorgegeben wird, und für jede Pistenraupe wird jeweils eine an den Arbeitseinsatz angepasste Fahrroute vorgegeben, wobei die Fahrrouten derart bestimmt werden, dass sich zur Vermeidung von Mehrfachbefahrungen alle Fahrrouten voneinander unterscheiden. Diese Ausgestaltung ermöglicht einen Flottenbetrieb mehrerer Pistenraupen. Dadurch, dass die Fahrrouten für diese Pistenraupen sich voneinander unterscheiden, ist sichergestellt, dass Arbeitseinsätze und Arbeitsaufgaben nicht doppelt vergeben und ausgeführt werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden in einem Arbeitseinsatz pro Zeiteinheit mehrere Arbeitsaufgaben integriert, die entlang der gewählten Fahrroute in der geplanten Zeiteinheit erledigt werden. Die Zeiteinheit ist ein Schichtbetrieb für die jeweilige Pistenraupe bzw. für den jeweiligen Fahrer der Pistenraupe. Die Pistenraupe kann neben der Pflege oder Gestaltung einer Schneepiste innerhalb des Skigebiets auch noch Arbeitsmaterial oder Personen transportieren, wodurch sich unterschiedliche Arbeitsaufgaben innerhalb eines einzelnen Arbeitseinsatzes ergeben können. Neben den genannten Arbeitsaufgaben können auch vorteilhaft noch Streckensperren aufgehoben oder erstellt werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden zur Berechnung der Fahrroute Schnee- und Wetterzustandsdaten eingesetzt. Die Schneezustandsdaten erfassen vorzugsweise eine Schneehöhe, eine Schneetemperatur, einen Feuchtigkeitsgehalt des Schnees und Ähnliches. Wetterzustandsdaten werden von einer ortsfesten meteorologischen Station übermittelt und ausgewertet. Unter die Wetterzustandsdaten fallen auch Wettervorhersagedaten.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird zur Berechnung der Fahrroute eine Frequentierung des Skigebiets durch Wintersport betreibende Personen erfasst. So kann insbesondere bei einer stark durch Wintersport betreibende Personen belasteten Schneepiste eine ausführlichere Pflege der Schneepiste notwendig sein als bei einer wenig oder gar nicht befahrenen Schneepiste.
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Vorteilhaft werden auch Prozessparameter wenigstens eines Anbaugeräts, insbesondere einer Heckfräse, eines Räumschilds oder einer Winde, erfasst, um die Anbaugeräte abhängig von Schneezustandsdaten, von Wetterdaten und/oder von Frequentierungsdaten der Schneepisten entlang der vorgegebenen Fahrroute ansteuern zu können. Hierunter fallen insbesondere eine Frästiefe der Heckfräse, eine Drehzahl der wenigstens eine Fräswelle, ein Anpressdruck eines Finishers der Heckfräse, Positionierungen des Räumschildes in Hoch- und Querrichtung, Seilzugbelastungen des Windenseils und Ähnliches. Für diese Prozessparameter ergibt sich zwangsläufig ein unterschiedlicher Energieverbrauch, der für die verschiedenen Prozessaufgaben empirisch ermittelt und abgespeichert wird.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Vorhersagemodell für einen Energieverbrauch jeder Pistenraupe pro geplanter Zeiteinheit und abhängig von einer entsprechenden Arbeitsaufgabe berechnet aus empirischen Daten, die in einem Arbeitsbetrieb einer Pistenraupe zeitabhängig erfasst werden. Dadurch ist mittels eines Vergleichs mit einem Energiefüllstand der jeweiligen Pistenraupe zu Beginn des Arbeitseinsatzes besonders exakt eine Fahrroute für die Pistenraupe zu berechnen und zu steuern.
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Für das computergestützte System zur Durchführung des Verfahrens nach der eingangs genannten Art wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst. Das elektronische Zentralsystem zur Datenverarbeitung ist vorteilhaft stationär im Skigebiet untergebracht. Als drahtloses Datenübertragungssystem kann ein elektromagnetisches Wellennetz, vorteilhaft ein Funknetz, vorgesehen sein. Das Navigationssystem in jeder Pistenraupe visualisiert die durch das Zentralsystem vorgegebene Fahrroute für die jeweilige Pistenraupe.
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In Ausgestaltung des computergestützten Systems ist das Zentralsystem mit einer meteorologischen Station gekoppelt, um Wetterdaten zu erfassen und vorzugsweise ein Vorhersagemodell zu berechnen, das die Wetterdaten berücksichtigt. Die Wetterdaten selbst können auch eine Wettervorhersage umfassen, die in das Vorhersagemodell einfließen kann, um eine Fahrroutenplanung für die wenigstens eine Pistenraupe zu ermöglichen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist das Zentralsystem mit einem System zur Erfassung einer Frequentierung des Skigebiets durch Wintersport betreibende Personen gekoppelt, wobei die Erfassungsdaten des Systems vorzugsweise zur Berechnung des Vorhersagemodells eingehen. Die Skigebietsfrequentierung kann durch Zugangsdaten an Skiliften, durch die Auslastung von Gastronomiebetrieben oder Hotelbetrieben im Skigebiet oder Ähnliches erfasst werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist jede Pistenraupe mit einem Monitor zur Visualisierung der vorgegebenen Fahrroute versehen. Der Monitor kann Teil des Navigationssystems sein, das jeder Pistenraupe zugeordnet ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfasst das mobile Datenverarbeitungssystem jeder Pistenraupe Prozessparameter eines Anbaugeräts, insbesondere einer Heckfräse, eines Räumschilds oder einer Winde, und die Prozessparameter werden vorzugsweise zur Berechnung eines Vorhersagemodells für einen Energieverbrauch und einen Zeitbedarf pro Arbeitsaufgabe des Anbaugeräts eingesetzt. Die Berechnung des Vorhersagemodells kann auch noch weitere Daten wie Wetterdaten oder Schneezustandsdaten nutzen, da eine Heckfräse, ein Räumschild oder auch eine Winde bei Schneetreiben, bei nassem Schnee, bei eisigen Schneebedingungen oder anderen Umgebungsparametern unterschiedlich betrieben werden müssen, jeweils mit unterschiedlichem Energieverbrauch.
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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, das anhand der einzigen Zeichnung dargestellt ist.
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Die einzige Zeichnung zeigt schematisch eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen computergestützten Systems zur Durchführung eines computergestützten Verfahrens zum Betreiben mehrerer Pistenraupen in einem Skigebiet.
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Eine Flotte aus mehreren Pistenraupen 2 wird in einem Skigebiet mittels eines elektronischen Zentralsystems 1 zur Datenverarbeitung betrieben. Das Zentralsystem 1 ist schematisch dargestellt und als "Server" bezeichnet. Jede Pistenraupe 2 ist mit einem mobilen elektronischen Datenverarbeitungssystem versehen, das jeweils in der Zeichnung als "ECU" bezeichnet ist. Die mobilen elektronischen Datenverarbeitungssysteme der Pistenraupen 2 stehen über drahtlose Datenfernübertragung, symbolisiert durch die elektromagnetischen Wellen in der Zeichnung, permanent mit dem Zentralsystem 1 in Verbindung. Jede Pistenraupe 2 ist innerhalb eines Fahrerhauses jeweils mit einem Monitor 4 versehen, auf dem durch das Zentralsystem vorgegebene Fahrrouten für jede Pistenraupe 2 für einen Fahrer der jeweiligen Pistenraupe 2 visualisiert sind.
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Mit dem Bezugszeichen 6 ist ein Pflichtenheft bezeichnet, das die für das Skigebiet zu erledigenden Arbeitsaufgaben umfasst. Diese werden durch das Zentralsystem 1 ausgewertet und an die Pistenraupen 2 übermittelt zur Durchführung entsprechender Arbeitseinsätze anhand jeweils vorgegebener Fahrrouten. Eine meteorologische Station 3, die Wetterdaten einschließlich Wettervorhersagen an das Zentralsystem 1 übermittelt, ist dem Skigebiet stationär zugeordnet. Zudem werden dem Zentralsystem 1 Skigebietsdaten übermittelt, die die Frequentierung von Wintersport betreibenden Personen im Skigebiet erfassen. Dieses Frequentierungssystem wird insgesamt mit dem Bezugszeichen 7 bezeichnet. Dabei umfassen die erfassten Skigebietsdaten Besucherströme durch Abgreifen der Auslastung von Skiliften oder den Verkauf von Skipässen, eine Kameraerfassung für Schneepisten, die die Frequentierung dieser Schneepisten dokumentieren, wie auch die Erfassung von Daten der Auslastung von Restaurants oder Hotelbetrieben im Skigebiet.
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Die mobilen elektronischen Datenverarbeitungssysteme der Pistenraupen 2 erfassen Füllstände von Energiespeichern bei jeder Pistenraupe sowie Fahrdaten und Positionsdaten jeder Pistenraupe. Hierzu ist dem Zentralsystem ein Global Positioning System zugeordnet. Im Zentralsystem 1 sind zudem vollständige topografische Daten des Skigebiets wie auch die jeweiligen Schneehöhen aller Schneepisten innerhalb des Skigebiets abgespeichert. Die mobilen elektronischen Datenverarbeitungssysteme der Pistenraupen 2 übermitteln auch Prozessparameter der Kettenfahrantriebe, der Anbaugeräte wie Heckfräse und Räumschild wie auch von nicht dargestellten Winden, die auf den Pistenraupen montiert sein können.
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Das Zentralsystem 1 erstellt anhand der aus dem Pflichtenheft 6 vorgegebenen Arbeitsaufgaben für einen Schichtbetrieb, d. h. pro Zeiteinheit, Fahrrouten für die verschiedenen Pistenraupen 2, entlang derer die entsprechenden Arbeitsaufgaben zu erledigen sind. Die Fahrrouten werden berechnet abhängig vom Füllstand des jeweiligen Energiespeichers der jeweiligen Pistenraupe 2, d. h. insbesondere eines Tankfüllstands oder eines Stromspeicherfüllstands. Die jeweilige Fahrroute wird für den Fahrer der Pistenraupe 2 visualisiert über den Monitor 4. Die Fahrrouten sind für alle Pistenraupen 2 unterschiedlich gewählt, so dass eine Mehrfachbefahrung einer Fahrroute vermieden wird. Die Fahrrouten werden zudem berechnet abhängig von einem Energieverbrauch, der für die jeweils zu bewältigende Arbeitsaufgabe vorberechnet ist anhand von empirischen Daten aus früheren Fahrbetrieben der Pistenraupen 2. Die übrigen Daten wie Wetterdaten, Wettervorhersagedaten, Prozessparameter der Anbaugeräte sowie der Skigebietsdaten 7 werden zusätzlich verarbeitet, um die individuellen Fahrrouten für die Pistenraupen 2 zu berechnen.
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Falls die Pistenraupen 2 autonom betrieben werden, werden die Fahrrouten an ein entsprechendes autonomes Fahrsystem 5 der Pistenraupen 2 weitergeleitet, das in der Zeichnung für die untere Pistenraupe symbolisiert ist.