DE19717662A1

DE19717662A1 - Verfahren und Einrichtung zur kontinuierlichen Ermittlung der Position eines Schienenfahrzeugs

Info

Publication number: DE19717662A1
Application number: DE1997117662
Authority: DE
Inventors: Torsten Hein; Manfred Dipl Ing Luecking; Ulrich P Dipl Ing Vogt; Roland Boerner
Original assignee: Krupp Foerdertechnik GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Foerdertechnik GmbH
Priority date: 1997-04-25
Filing date: 1997-04-25
Publication date: 1998-10-29
Also published as: JPH10297490A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrich tung zur kontinuierlichen Ermittlung der jeweiligen Position eines auf einem Schienenweg in Bewegung befindlichen oder stehenden, automatisch zu be- oder zu entladendem Schienenfahrzeugs sowie der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs mittels einer parallel zu dem Schienenweg angeordneten Meßstrecke, auf der die Position des Schienenfahrzeugs gemessen und die gemessene Position sodann einem Rechner zugeführt wird, der die Antriebsmittel von Umschlaggeräten steuert.

Bei den Einrichtungen zum Umschlagen von Ladegut in Form von Ladeeinheiten, wie Containern, Wechselbehältern, Sattelaufliegern o. dgl., zwischen einem in Bewegung befindlichen Schienenfahrzeug und einem Lager bzw. einem anderen Fahrzeug, unter Verwendung längs des Schienen verkehrsweges verfahrbarer Umschlaggeräte besteht eine Schwierigkeit darin, die Position der Umschlaggeräte mit der jeweiligen Position der in Bewegung befindlichen Schienenfahrzeuge in Übereinstimmung zu bringen und die Bewegung der Umschlaggeräte mit der Bewegung der Schienenfahrzeuge zu synchronisieren. Beim Beladen müssen sich nämlich die Umschlaggeräte mit den Ladeeinheiten genau über der Ladestelle des zu beladenden Schienenfahrzeugs befinden, während beim Entladen sich die Umschlaggeräte genau über den zu entladenden Ladeeinheiten befinden müssen. Dazu ist zunächst die genaue Position und Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs zu erfassen.

Für den vorgenannten Zweck ist eine mechanische Ein richtung bekannt, bei der Meßwagen verwendet werden (DE 42 33 007 A1). Diese Einrichtung weist den Nachteil auf, daß sie sehr aufwendig ist und daher verhältnis mäßig hohe Kosten verursacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Einrichtung zur kontinuierlichen Ermittlung der jeweiligen Position und Geschwindigkeit eines in Bewe gung befindlichen Schienenfahrzeugs bzw. der Position eines stehenden Schienenfahrzeugs zu schaffen, durch die einwandfreie Meßergebnisse geliefert werden, wobei die Einrichtung trotzdem kostengünstig hergestellt werden kann.

Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht bei einem Verfahren der eingangs genannten Art darin,

- daß von der aus mindestens einem Sender und mindestens einem Empfänger gebildeten Meßstrecke laufend die jeweilige Position des Schienenfahrzeugs bzw. eines Bezugselements für die Position des Schienenfahrzeugs dadurch erfaßt wird, daß der Sender eine Vielzahl von Wellen oder Strahlen (4) parallel zueinander und in geringem Abstand voneinander und mit hoher Impulszahl in Richtung des Empfängers aussendet, die - soweit sie ungehindert die Strecke zwischen Sender und Empfänger passieren konnten - von dem Empfänger aufgenommen werden,
- daß aus den von dem Empfänger (2) ermittelten Werten von dem Rechner mittels der darin eingegebenen Soft ware die jeweilige Position des Schienenfahrzeugs und dessen Geschwindigkeit ermittelt werden
- und daß der Rechner aufgrund der ermittelten Werte einen Referenzpunkt für die Be- bzw. Entladung des Schienenfahrzeugs errechnet und das Be- bzw. Entlade gerät relativ zu dem Referenzpunkt steuert.

Als Wellen kommen beispielsweise Ultraschallwellen in Betracht; als Strahlen alle Lichtstrahlen, wie Infrarot licht, Laserlicht u. dgl.

Dadurch, daß in Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver fahrens als Bezugselement für die Position des Schienen fahrzeugs mindestens eines der Räder des Schienenfahr zeugs dient, ergeben sich sehr genaue Meßwerte.

Bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art, insbe sondere bei einer Einrichtung für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, besteht die Erfindung darin, daß die Meßstrecke durch mindestens einen Sender und mindestens einen Empfänger gebildet ist, wobei der Sender über seine Länge verteilt und in geringem Abstand voneinander eine Vielzahl von Sendepunkten aufweist, die Wellen oder Strahlen parallel zueinander und mit hoher Impulszahl in Richtung des Empfängers aussendet, die - soweit sie ungehindert die Strecke zwischen Sender und Empfänger passieren konnten - vom dem Empfänger bzw. von an dem Empfänger (2) vorgesehenen Empfangspunkten aufgenommen werden.

Da die Aussendung der Wellen bzw. Strahlen nacheinander über die Länge des Senders verteilt und mit hoher Impulszahl erfolgt, kann jede den Empfänger erreichende Welle bzw. jeder den zugehörigen Empfänger bzw. Empfangspunkt erreichende Strahl, beispielsweise Licht strahl, jeweils entsprechend zugeordnet werden. Dies gilt auch dann, wenn es zur Bildung eines Strahlen- bzw. Lichtkegels kommen sollte. Es ergeben sich somit sehr genaue Meßwerte. Die verwendete Meßstrecke ist auch kostengünstig, weil die erforderlichen Sender und Empfänger handelsüblich sind.

Nach einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Ein richtung sind der Sender und der Empfänger auf einander gegenüberliegenden Seiten des Schienenweges bzw. einer Schiene des Schienenweges angeordnet. Hierdurch ist der Abstand des Empfängers vom Sender, insbesondere dann, wenn Sender und Empfänger beiderseits einer einzelnen Schiene des Schienenweges angeordnet sind, sehr gering. Dadurch ist eine sehr genaue laufende Erfassung der Position des Schienenfahrzeugs gewährleistet, aufgrund derer die Antriebsmittel der Umschlaggeräte so gesteuert werden können, daß sich die Umschlaggeräte mit hoher Genauigkeit jeweils an der richtigen Stelle in Bezug auf das betreffende Schienenfahrzeug befinden und mit der richtigen Geschwindigkeit synchron bewegen.

Nach einem anderen Merkmal der erfindungsgemäßen Ein richtung sind der Sender und der Empfänger auf der gleichen Seite des Schienenweges angeordnet und ist auf der gegenüberliegenden Seite des Schienenweges eine die Wellen bzw. die Strahlen reflektierende Fläche vorge sehen. Bei dieser Ausführungsform werden die erforder lichen Anschlüsse für den Sender und den Empfänger nur einer Seite des Schienenweges benötigt.

In Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung weisen der Sender und der Empfänger die gleiche Länge und die gleiche Anzahl an Sendepunkten bzw. an Em pfangspunkten auf, wobei die Sendepunkte und die Empfangspunkte jeweils den gleichen Abstand voneinander haben und jedem Sendepunkt ein Empfangspunkt zugeordnet ist.

Zweckmäßigerweise sind die Sendepunkte und die ent sprechenden Empfangspunkte jeweils in einer Linie neben einander angeordnet. Es können aber auch in bestimmten Fällen die Sendepunkte und die entsprechenden Empfangs punkte jeweils in zwei Linien nebeneinander angeordnet sein, wobei diese beiden Linien nur einen geringen Abstand voneinander aufweisen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind Sender und Empfänger der Meßstrecke aus mindestens jeweils zwei aneinandergereihten Sendersegmenten bzw. Empfänger segmenten gebildet. Dies ermöglicht eine beliebige Verlängerung der Meßstrecke. Darüber hinaus sind die Abschnitte der Meßstrecke leicht einzeln auszuwechseln, so daß auch die Wartung und die Reparatur der Meßstrecke nur sehr geringe Kosten erfordert.

Die erfindungsgemäße Einrichtung kann noch dadurch ver bessert werden, daß der Sender und der Empfänger derart angeordnet sind, daß die von den Sendepunkten des Senders ausgesandten Wellen bzw. Strahlen mit nur geringem Abstand oberhalb des Niveaus des Kopfes der Schienen des Schienenweges geführt sind. Dies erfordert nur einen geringen baulichen Aufwand.

Ein Schutz der die Meßstrecke bildenden Sender und Empfänger gegen Beschädigungen wird dadurch erreicht, daß Sender und Empfänger mit Abdeckungen versehen sind, die sich über die gesamte Länge der Meßstrecke er strecken. Wartung und Pflege der Meßstrecke und des Schienenweges werden durch die Abdeckungen nicht behindert.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungs gemäßen Einrichtung sind die Sendepunkte des Senders und die entsprechenden Empfangspunkte des Empfängers der Meßstrecke derart angeordnet und derart schnell synchron getaktet, daß die Position bzw. das Bezugselement für die Position des Schienenfahrzeugs mit einer Genauigkeit von weniger als 50 mm, vorzugsweise von weniger als 10 mm, erfaßt wird, und zwar über die gesamte Meßstrecke und unabhängig davon, ob das Schienenfahrzeug steht oder fährt. Dadurch ist eine hohe Genauigkeit der von dem Rechner aus den Meßwerten ermittelten Ergebnisse gewähr leistet.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfin dungsgemäßen Einrichtung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schiene des Schienenweges mit dem darüber fahrenden Rad eines Schienenfahrzeugs und mit einer über der Schiene angeordneten Meßstrecke, in schematischer Darstellung in Seitenansicht;

Fig. 2 eine Seitenansicht zu Fig. 1.

Die erfindungsgemäße Einrichtung weist eine Meßstrecke auf, die im wesentlichen aus einem Sender 1 und einem Empfänger 2 besteht, wobei der Sender 1 und der Em pfänger 2 aus mehreren aneinandergereihten Sendersegmen ten 1' bzw. Empfängersegmenten 2' gebildet sein können.

Der Sender 1 weist über seine Länge verteilt und in geringem Abstand voneinander eine Vielzahl von Sende punkten 3 auf (Fig. 2), die Wellen oder Strahlen 4 mit hoher Impulszahl in Richtung des Empfängers 2 aussendet. Die Wellen bzw. Strahlen 4 werden vom dem Empfänger 2 bzw. von an dem Empfänger 2 vorgesehenen - nicht dar gestellten - Empfangspunkten aufgenommen, wobei die Empfangspunkte den Sendepunkten 3 genau gegenüberliegen.

Der Sender 1 und der Empfänger 2 sind derart angeordnet, daß die von den Sendepunkten 3 des Senders 1 ausgesandten Strahlen 4 mit nur geringem Abstand oberhalb des Niveaus des Kopfes der Schienen 5 des Schienenweges geführt sind, über das die Räder 6 der Schienenfahrzeuge laufen.

Sender 1 und Empfänger 2 der Meßstrecke sind mit Ab deckungen 7 versehen, die sich über die gesamte Länge der Meßstrecke erstrecken.

Claims

1. Verfahren zur kontinuierlichen Ermittlung der je weiligen Position eines auf einem Schienenweg in Bewegung befindlichen oder stehenden, automatisch zu be- oder zu entladendem Schienenfahrzeugs sowie der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs mittels einer parallel zu dem Schienenweg angeordneten Meßstrecke, auf der die Position des Schienenfahrzeugs gemessen und die gemessene Position sodann einem Rechner zu geführt wird, der die Antriebsmittel von Umschlag geräten steuert, dadurch gekennzeichnet,

1.1 daß von der aus mindestens einem Sender (1) und mindestens einem Empfänger (2) gebildeten Meß strecke laufend die jeweilige Position dem Schienenfahrzeugs bzw. eines Bezugselements für die Position des Schienenfahrzeugs dadurch erfaßt wird, daß der Sender (1) eine Vielzahl von Wellen oder Strahlen (4) parallel zueinander und in geringem Abstand voneinander und mit hoher Impulszahl in Richtung des Empfängers (2) aussendet, die - soweit sie ungehindert die Strecke zwischen Sender (1) und Empfänger (2) passieren konnten - von dem Empfänger (2) aufge nommen werden,
1.2 daß aus den von dem Empfänger (2) aufgenommenen Werten von dem Rechner mittels der darin eingegebenen Software die jeweilige Position des Schienenfahrzeugs und dessen Geschwindigkeit ermittelt werden
1.3 und daß der Rechner aufgrund der aufgenommenen Werte einen Referenzpunkt für die Be- bzw. Entladung des Schienenfahrzeugs errechnet und das Be- bzw. Entladegerät relativ zu dem Referenzpunkt steuert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Bezugselement für die Position des Schienen fahrzeugs mindestens eines der Räder (6) des Schienenfahrzeugs dient.

3. Einrichtung zur kontinuierlichen Ermittlung der je weiligen Position eines auf einem Schienenweg in Bewegung befindlichen oder stehenden, automatisch zu be- oder zu entladendem Schienenfahrzeugs sowie der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs mittels einer parallel zu dem Schienenweg angeordneten Meßstrecke, auf der die Position des Schienenfahrzeugs bzw. ein Bezugselement für die Position des Schienenfahrzeugs gemessen und die gemessene Position sodann einem Rechner zuführt wird, der die Antriebsmittel von Umschlaggeräten steuert, insbesondere für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstrecke durch mindestens einen Sender (1) und mindestens einen Empfänger (2) gebildet ist, wobei der Sender (1) über seine Länge verteilt und in geringem Abstand voneinander eine Vielzahl von Sendepunkten (3) aufweist, die Wellen oder Strahlen (4) parallel zueinander und mit hoher Impulszahl in Richtung des Empfängers (2) aussendet, die - soweit sie ungehindert die Strecke zwischen Sender (1) und Empfänger (2) passieren konnten - von dem Empfänger (2) bzw. von an dem Empfänger (2) vorgesehenen Empfangspunkten aufgenommen werden.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (1) und der Empfänger (2) aufeinan der gegenüberliegenden Seiten des Schienenweges bzw. einer Schiene (5) des Schienenweges angeordnet sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (1) und der Empfänger (2) auf der gleichen Seite des Schienenweges angeordnet sind und daß auf der gegenüberliegenden Seite des Schienen weges eine die Wellen bzw. die Strahlen (4) reflek tierende Fläche vorgesehen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, dadurch ge kennzeichnet, daß der Sender (1) und der Empfänger (2) die gleiche Länge und die gleiche Anzahl an Sen depunkten (3) bzw. Empfangspunkten aufweisen, wobei die Sendepunkte (3) und die Empfangspunkte jeweils den gleichen Abstand voneinander haben und jedem Sendepunkt (3) ein Empfangspunkt zugeordnet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendepunkte (3) und die entsprechenden Empfangspunkte jeweils in einer Linie nebeneinander angeordnet sind.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendepunkte (3) und die entsprechenden Empfangspunkte jeweils in zwei Linien nebeneinander angeordnet sind, wobei diese beiden Linien nur einen geringen Abstand voneinander aufweisen.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Sender (1) und Empfänger (2) der Meßstrecke aus mindestens jeweils zwei aneinandergereihten Sendersegmenten (1') bzw. Em pfängersegmenten (2') gebildet sind.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sender (1) und der Empfänger (2) derart angeordnet sind, daß die von den Sendepunkten (3) des Senders (1) ausgesandten Wellen bzw. Strahlen (4) mit nur geringem Abstand oberhalb des Niveaus des Kopfes der Schienen (5) des Schienenweges geführt sind.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Sender (1) und Empfänger (2) der Meßstrecke mit Abdeckungen (7) versehen sind, die sich über die gesamte Länge der Meßstrecke erstrecken.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendepunkte (3) des Senders (1) und die entsprechenden Empfangspunkte des Empfängers (2) der Meßstrecke derart angeordnet und derart schnell synchron getaktet sind, daß die Position bzw. das Bezugselement für die Position des Schienenfahrzeugs mit einer Genauigkeit von weniger als 50 mm erfaßt wird, und zwar über die gesamte Meßstrecke und unabhängig davon, ob das Schienen fahrzeug steht oder fährt.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekenn zeichnet, daß die Sendepunkte (3) des Senders (1) und die entsprechenden Empfangspunkte des Empfängers (2) der Meßstrecke derart angeordnet und derart schnell synchron getaktet sind, daß die Position bzw. das Bezugselement für die Position des Schienenfahrzeugs mit einer Genauigkeit von weniger als 10 mm erfaßt wird.