PL203111B1 - Prowadzony szynowo system transportu - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest prowadzony szynowo system transportu osób i materiału w górnictwie podziemnym i budowie tuneli, składający się z sieci odcinków szynowych i prowadzonych w tej sieci odcinków pojazdów transportowych.

W zakł adach Deutsche Steinkohle AG egzystuje duż a liczba mają cych daleki zasię g sieci odcinków szynowych, na których eksploatuje się wiele setek pojazdów transportowych. Te pojazdy transportowe stanowią z jednej strony dwuśladowe koleje naziemne, ale także jednoszynowe koleje podwieszane, napędzane przez lokomotywy lub wózki z napędem wysokoprężnym lub elektrycznym (akumulatorowym).

Te pojazdy transportowe są obsługiwane przez przeszkolonych w tym celu kierowców, którzy w umieszczonej na pojeź dzie kabinie sterują pojazdem transportowym, przy czym taka kabina jest z reguły umieszczona z każdej strony pojazdu transportowego.

Duża liczba pojazdów transportowych i po części kilkuzmianowy tryb pracy wymagają odpowiednio wysokich nakładów na personel kierujący pojazdami, które z uwagi na ograniczoną prędkość jazdy pod ziemią przy równocześnie rosnącej objętości transportowej praktycznie nie dają się obniżyć. Po części nie jest możliwe obsłużenie zleceń pokrywających wszystkie zmiany, co pociąga za sobą zwiększone zróżnicowanie zdolności transportowej.

Ręczne prowadzenie powoduje częściowo zbyt wysokie obciążenia materiału (przy ruszaniu względnie hamowaniu). Ponadto czynności wsiadania i wysiadania kierowców z jednoszynowych kolei podwieszanych stanowią krytyczny punkt z uwagi na wypadki.

Warunkiem niezawodnej pracy omawianych systemów transportu jest zdolność niezawodnego rozpoznania w każdym czasie każdego objektu, znajdującego się w przestrzeni roboczej systemu transportowego, i przedsięwzięcie na tej podstawie odpowiednich środków.

Człowiek jako kierowca pojazdów transportowych stanowi przy tym jedno z najsłabszych ogniw łańcucha.

Samodzielna, to znaczy automatyczna praca, na przykład szynowego urządzenia transportowego, jest znana i wykorzystywana w Deutsche Steinkohle AG od lat 80-tych. Eksploatacja tych systemów wymaga jednak wyjątkowych nakładów technicznych i organizacyjnych (na przykład zakazu przebywania ludzi w obszarze pojazdów). Planowane pierwotnie wprowadzenie techniki kolei magnetycznej z autonomicznymi pojazdami nie udało się między innymi z uwagi na wysokie wymagania w zakresie bezpieczeń stwa.

Celem wynalazku jest takie udoskonalenie prowadzonego szynowo systemu transportu opisanego na wstępie rodzaju, aby przy użyciu prostych środków zapewniona była praca autonomiczna, to znaczy nie wymagająca udziału człowieka.

W ramach wynalazku rozwią zano to zadanie według znamiennej części zastrzeż enia 1 tak, ż e dany pojazd transportowy zarówno na swym końcu przednim w kierunku jazdy, jak też na przeciwnym końcu, jest wyposażony w czujniki do wykrywania informacji optycznych, akustycznych oraz informacji dotyczących temperatury i przyspieszenia, które to czujniki są połączone z umieszczonym w pojeździe transportowym komputerem sterującym, przy czym czujniki współpracują z czynnymi i biernymi nadajnikami sygnału w sieci odcinków.

Dzięki wynalazkowi prowadzony szynowo system transportu może autonomicznie wykonywać przekazywane elektronicznie zlecenia jazdy, nie stanowiąc przy tym zagrożenia dla ludzi i środowiska. Równocześnie kombinacja prowadzonego szynowo systemu transportu z wymaganymi systemami czujnikowymi umożliwia bezkolizyjną jazdę.

Dzięki użyciu odpowiednich czujników wykrywanie obiektów i ewentualnych kolizji jest niezależne od parametrów otoczenia, takich jak kurz, ciemność, ciepło, wysoka wilgotność powietrza i inne.

Jako właściwe czujniki w ramach wynalazku zaproponowano według zastrzeżenia 7 czujniki ultradźwiękowe, skanery laserowe, czujniki na podczerwień, czujniki przyspieszeniowe, czujniki tworzące obraz i mikrofony, przy czym czujniki ultradźwiękowe, skanery laserowe oraz czujniki na podczerwień i czujniki tworzące obraz kontrolują drogę jazdy pod względem zagrożenia kolizją, podczas gdy czujniki przyspieszeniowe są odpowiedzialne za kontrolę diagnozowania maszyn, zaś mikrofony za akustyczną kontrolę otoczenia.

Czujniki są połączone z komputerem sterującym w pojeździe transportowym, w którym przetwarzane są dane pochodzące z czujników.

PL 203 111 B1

Według zastrzeżenia 2 każdy komputer sterujący stanowi część systemu telematycznego, kontrolującego system transportu i sterującego nim. Tego rodzaju systemy komputerowe stosuje się już pod ziemią w górnictwie do diagnostyki maszyn. Późniejsze wyposażanie pojazdów transportowych stosowane w przemyś le, wytrzymał e komputery sterujące moż na zatem zrealizować przy dopuszczalnych nakładach.

Przy pracy bez udziału człowieka pożądana jest powszechna infrastruktura komunikacyjna.

W dniu dzisiejszym moż na to w sposób idealny zrealizować przy użyciu uznanej bezkablowej technologii LAN. Sieć odcinków wyposaża się w tym celu w tak zwane obszary dostępowe. W obszarach tych dysponuje się powszechną komunikacją radiową. Gęstość rozmieszczenia obszarów dostępowych zależy przy tym od technicznych parametrów sieci szynowej. Obszary dostępowe należy przy tym stworzyć przynajmniej na stacjach, zwrotnicach, odgałęzieniach i w punktach docelowych.

Alternatywa polega na zastosowaniu technologii zwanej „leaky-feeder z wykonanym ze światłowodów przewodem antenowym do ciągłego przekazywania danych na całej drodze jazdy.

W ten sposób cał y system transportu o duż ej liczbie pojazdów transportowych moż na bez problemu kontrolować z centralnej nastawni.

Szczególną zaletę systemu transportu według wynalazku stanowi przy tym obniżenie kosztów osobowych, ponieważ nie są potrzebni kierowcy, zaś prawidłowa praca systemu transportu jest zapewniona dzięki równomiernej jeździe, ciągłej pracy w systemie zmianowym, możliwości rezygnacji z niepotrzebnych zdolnoś ci transportowych, rezygnacji ze stanowisk dla kierowców, powodują cej obniżenie całkowitego ciężaru, wyeliminowaniu wypadków przy pracy przy wsiadaniu i wysiadaniu kierowców, jakościowej kontroli toru jazdy pod względem stanu i występujących zmian poprzez porównywanie aktualnej informacji o drodze z informacjami zarchiwizowanymi.

Ponadto można wykryć stojącą wodę oraz wywołane pęcznieniem uszkodzenia spodka wyrobiska na drodze jazdy, można przełączać zwrotnice i uzyskiwać informacje o ustawieniu zwrotnic. Może mieć miejsce komunikacja językowa za pomocą umieszczonych na pojazdach mikrofonów i głośników. Informacje o miejscach postoju można każdorazowo przekazywać do obszarów dostępowych. Czujniki przyspieszeniowe pozwalają uwzględnić obciążenia transportowe, występujące w jednoszynowych kolejach podwieszonych.

Pojazdy mogą być według zastrzeżenia 10 zaopatrzone również w kamery pokładowe. Umożliwia to w sposób zdalnie sterowany za pomocą nastawni telematycznej sprawdzanie pojemników (na przykład koryt wodnych, służących jako bariery przeciwwybuchowe) w obszarze jazdy.

Ponieważ według zastrzeżenia 9 w sieci odcinków są zainstalowane swobodnie lokalizowane nadajniki sygnałów pozycji końcowych i miejsc zatrzymywania, pojazdy zatrzymują się automatycznie w miejscach przeł adunku materiał u i miejscach docelowych, które wskutek ciąg ł ej dynamiki sieci odcinków w kopalniach podlegają ciągłym zmianom.

Czujniki niezbędne do kontroli i sprawdzania obszaru działania są tak zainstalowane i rozmieszczone, że możliwa jest jazda w obu kierunkach. Innymi słowy, obie kabiny kierowcy na końcach pojazdu transportowego są zastąpione opisanymi „główkami czujnikowymi.

W obszarach stacji lub w miejscach docelowych następuje przejmowanie pojazdów przez pracowników. Powinno się to odbywać z wykorzystaniem zdalnego sterowania radiotelefonicznego, zwłaszcza w celu sterowania załadunkiem i rozładunkiem. Po zakończeniu prac pojazdy aktywuje się ponownie za pomocą zdalnego sterowania radiotelefonicznego i przestawia na pracę automatyczną.

Na załączonych fig. 1 i 2 wynalazek jest przedstawiony na podstawie przykładu jednoszynowej kolei podwieszonej, przy czym na fig. 1 przedstawiona jest tradycyjna jednoszynowa kolej podwieszona z kabinami 7 kierowcy, podczas gdy na fig. 2 ukazana jest wyposażona według wynalazku jednoszynowa kolej podwieszona, z której usunięto kabiny 7 kierowcy i zamiast nich umieszczono czujniki 1 do 6.

Czujniki 1 i 6 służą przy tym do kontroli prowadzenia szyn, czujniki 2 i 5 do kontroli drogi jazdy, zaś czujniki 3 i 4 do kontroli podłoża (odstęp od gruntu, stojąca woda).

Poszczególne czujniki sa wykonane w postaci par, aby można było prowadzić jednoszynową kolej podwieszoną w obu kierunkach.

Zależnie od zadania w odniesieniu do czujników 1 do 6 może chodzić o czujniki ultradźwiękowe, czujniki na podczerwień, czujniki tworzące obraz, skanery laserowe i inne.

W celu ostrzegania otoczenia jednoszynowa kolej podwieszona jest zaopatrzona w nie przedstawione, optyczne i akustyczne nadajniki sygnału, jak na przykład lampy sygnalizacyjne, klaksony i inne.

PL 203 111 B1

Na fig. 3 przedstawiony jest przykładowy schemat odcinków. Odnośnikiem 10 oznaczona jest stacja wyjściowa, odnośnikiem 11 miejsce docelowe (na przykład miejsce drążenia chodnika). W tych obszarach umieszczone są (ruchome) czujniki końcowe 12 oraz czujniki pozycyjne 13 do określania pozycji.

Jednoszynowa kolej podwieszona 14 znajduje się w tym przykładzie przed rozgałęzieniem odcinków ze zwrotnicą 15.

Linia przerywana oznacza szynę telematyczną (światłowodową) i jest opatrzona odnośnikiem 16.

Obwody 17 stanowią obszary dostępowe dla zastosowanej w niniejszym przykładzie bezkablowej technologii LAN dla telematycznego sterowania systemem.

Schematycznie zaznaczono ruchomy układ zdalnego sterowania radiotelefonicznego 18, za pomocą którego pojazd 14 może być przejmowany przez pracowników, zwłaszcza w celu sterowania załadunkiem i rozładunkiem.

Claims (8)

1. Prowadzony szynowo system transportu osób i materiału w górnictwie podziemnym i budowie tuneli, składający się z sieci odcinków szynowych i prowadzonych w tej sieci odcinków pojazdów transportowych, przy czym dany pojazd transportowy zarówno na swym końcu przednim w kierunku jazdy, jak też na przeciwnym końcu, jest wyposażony w czujniki (1-6) do wykrywania informacji optycznych, akustycznych oraz informacji dotyczących temperatury i przyspieszenia, przy czym jeden z czujników stanowi skaner laserowy, zaś czujniki są połączone z umieszczonym w pojeździe transportowym komputerem sterującym, który stanowi część systemu telematycznego, kontrolującego system transportu i sterującego nim, przy czym czujniki współpracują z czynnymi i biernymi nadajnikami sygnału w sieci odcinków, w której są instalowane swobodnie lokalizowane nadajniki sygnałów pozycji końcowych i miejsc zatrzymywania.

2. Prowadzony szynowo system transportu według zastrz. 1, znamienny tym, że komputer sterujący jest połączony z systemem telematycznym za pomocą bezkablowej technologii LAN, przy czym sieć odcinków jest podzielona na wiele obszarów dostępowych.

3. Prowadzony szynowo system transportu według zastrz. 1, znamienny tym, że do przekazywania danych na całej drodze jazdy przewidziany jest przewód antenowy typu „leaky-feeder.

4. Prowadzony szynowo system transportu według jednego z zastrz. 1 do 3, znamienny tym, że pojazd transportowy jest wyposażony w optyczne i akustyczne nadajniki sygnału.

5. Prowadzony szynowo system transportu według jednego z zastrz. 1 do 4, znamienny tym, że pojazd transportowy stanowi jednoszynowa kolej podwieszona.

6. Prowadzony szynowo system transportu według jednego z zastrz. 1 do 4, znamienny tym, że pojazd transportowy stanowi kolej naziemna.

7. Prowadzony szynowo system transportu według jednego z zastrz. 1 do 6, znamienny tym, że jako czujniki stosowane są czujniki ultradźwiękowe, skanery laserowe, czujniki na podczerwień, czujniki przyspieszeniowe, czujniki tworzące obraz i mikrofony.

8. Prowadzony szynowo system transportu według jednego z zastrz. 1 do 7, znamienny tym, że pojazd jest wyposażony w co najmniej jedną kamerę pokładową, sterowaną zdalnie przez nastawnię telematyczną.