EP3572296A1 - Automatisiertes überwachen von schienennetz-inventar - Google Patents

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Publication number
EP3572296A1
EP3572296A1 EP19169703.6A EP19169703A EP3572296A1 EP 3572296 A1 EP3572296 A1 EP 3572296A1 EP 19169703 A EP19169703 A EP 19169703A EP 3572296 A1 EP3572296 A1 EP 3572296A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
inspection
inventory
unit
inventory object
automated
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19169703.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Navid Nourani-Vatani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP3572296A1 publication Critical patent/EP3572296A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L23/00—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
    • B61L23/04—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for monitoring the mechanical state of the route
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0072—On-board train data handling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/025—Absolute localisation, e.g. providing geodetic coordinates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/50—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
    • B61L27/53—Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades for trackside elements or systems, e.g. trackside supervision of trackside control system conditions

Definitions

  • the invention relates to a method for automated inspection of railway network inventory. Furthermore, the invention relates to an inspection device. Moreover, the invention relates to a rail vehicle.
  • Rail network operators such as DB Netz AG, are in possession of a huge amount of inventory.
  • the inventory is spread over a large area, for example, over a whole country or even the whole world. If an object is placed in a position, such as a signal or a turnout indicator, it is registered in a database.
  • a position such as a signal or a turnout indicator
  • it is necessary a person visits the facility, locates and performs some visual checks. This approach requires a lot of human resources and is very costly. It is also necessary that the adjacent rail line be kept free for a maintenance vehicle, or there is a driveable path for road vehicles, which is rarely the case.
  • sensor data are first of all automatically detected by an environment of a railway network section.
  • an inventory object is automatically identified on the basis of the sensor data.
  • Such an inventory object comprises an object belonging to the stock of the rail network, such as a technical functional element, a structural element, an arrangement produced by structural measures or a plant located in the area or the immediate vicinity of a rail network.
  • an identification can be made by scanning the inventory object for specific identifiers or comparing the captured inventory object with a reference object.
  • the evaluation of the sensor data for identifying an inventory object may also be based on a model that is trained by a machine learning method. In the identification, for example, a classification process may be performed depending on detected features in the sensor data.
  • a position of the identified inventory object is determined automatically. Such position determination may be performed by any localization method, such as a satellite-based position determination method.
  • an automated inspection of the inventory object takes place. Such an inspection may include, for example, a sensorial scanning of the inventory object.
  • an inventory database is updated based on the inspection and the determined location of the identified inventory object.
  • Such an inspection can, for example, be used to determine the following information: It can be clarified whether the inspected inventory object is located at the position specified in the inventory register, also referred to as the inventory database. Furthermore, the question can be clarified as to whether the inventory object may be completely missing or whether the position in the inventory register is specified correctly. In addition, it can be checked whether the inventory object is intact and whether scratches on the surface or damage can be detected.
  • an inspection of railway network inventory is automated, so that no personnel expenses for the inspection must be driven.
  • the inspection can be carried out more quickly and without regard to the regeneration of otherwise required human resources. Breaks for tired personnel are not necessary, for example, so that an inspection can be carried out in a shorter time. Damage and damage caused by growing shrubs or trees can be detected sooner and eliminated faster.
  • an inventory of an inventory database can be automatically maintained, which can contribute to an effective and cost-effective rail network operation.
  • the inspection device has a sensor unit for the automated acquisition of sensor data from an environment of a rail network section.
  • the sensor unit can, for example, have an image recording unit, ie a camera, for recording image data.
  • Part of the inspection device according to the invention is also an identification unit for the automated identification of an inventory object on the basis of the sensor data.
  • the inspection device according to the invention also comprises a position determination unit for automatically determining the position of the identified inventory object.
  • the inspection device also has an inspection unit for automatically inspecting the inventory object.
  • Part of the inspection device is also an updating unit for updating an inventory database based on the inspection and the determined position of the identified inventory object.
  • the inspection device may for example be part of a commonly used railway vehicle equipped with the inspection device.
  • the Rail vehicle may also be specially designed for inspection of railway network inventory.
  • the inspection device according to the invention shares the advantages of the method according to the invention for the automated inspection of railway network inventory.
  • the rail vehicle according to the invention has the inspection device according to the invention.
  • the rail vehicle according to the invention shares the advantages of the inspection device according to the invention.
  • the rail vehicle according to the invention can advantageously comprise a standard rail vehicle, such as a passenger transport rail vehicle, which is equipped with the inspection device according to the invention. In this variant, the cost of producing and providing such a vehicle is particularly low.
  • the rail vehicle according to the invention may also comprise a rail vehicle specially designed for the stated purpose, which can perform an inspection method particularly effectively.
  • Parts of the inspection device according to the invention can, if appropriate, be supplemented by hardware elements, such as an image acquisition unit, for the most part in the form of software components.
  • this relates to parts of the identification unit, the position determination unit, the inspection unit and the update unit.
  • these components can also be partly realized, in particular in the case of particularly fast calculations, in the form of software-supported hardware, for example FPGAs or the like.
  • the required interfaces for example, if it is only about a transfer of data from other software components, be designed as software interfaces. However, they can also be configured as hardware-based interfaces, which are controlled by suitable software.
  • a partial software implementation has the advantage that even previously used in rail vehicles control units or computer systems can be retrofitted in a simple way by a software update to work on the inventive way.
  • the object is also achieved by a corresponding computer program product with a computer program, which is directly loadable into a memory device such a control unit or such a computer system, with program sections to perform all steps of the method for automated inspection of railway network inventory, when the computer program in the control unit or the computer system is executed.
  • Such a computer program product in addition to the computer program optionally additional components such.
  • additional components such as a documentation, and / or additional components, including hardware components, such.
  • B. hardware keys (dongles, etc.) for using the software include
  • a computer-readable medium for example a memory stick, a hard disk or another portable or permanently installed data carrier can be used, on which the computer program readable and executable program units of a computer unit are stored.
  • the computer unit can, for. B. for this purpose have one or more cooperating microprocessors or the like.
  • the detection of the sensor data is performed by at least one image camera.
  • identification of inventory objects can be made particularly effective by image analysis.
  • the image data can also be used to determine the position and to inspect the inventory object.
  • a laser scanner can be used to acquire the sensor data, with which a point cloud is detected by an object to be identified.
  • an identification of an inventory object can again take place with the aid of a model-based classification.
  • the model can be generated, for example, by means of a machine learning method.
  • the point cloud generated by the laser scanner must have a certain minimum density in order to obtain reliable and sufficiently detailed information.
  • a stereo camera can also be used.
  • the inventory object is inspected by at least one laser scanner.
  • a laser scanner With the help of a laser scanner, dimensions and surface structures of an inventory object can be recorded. These can be used for a particularly accurate inspection of the inventory object.
  • a stereo camera for acquiring spatial information from the inventory object.
  • An infrared camera can also be used for an inspection to check the temperature of the inventory object.
  • An electrical appliance that consumes energy is usually warmer than a switched off appliance. In this way, a function of an inventory object can be checked. Also a Overheating or local heat dissipation can be determined this way.
  • the position of the identified inventory object is determined by a position determination unit of an inspection vehicle.
  • the position determination unit first determines an absolute position of the inspection vehicle.
  • a position of the inventory object relative to the inspection vehicle is detected.
  • the absolute position of the inventory object then results from a combination, for example an addition of the determined absolute position of the inspection vehicle and the relative position of the inventory object with respect to the inspection vehicle.
  • position detection functions of the inspection vehicle such as e.g. a satellite navigation, used to position the inventory object.
  • a position of the inspection vehicle is combined with a relative position of the inventory object to the inspection vehicle to determine an absolute position of the inventory object.
  • the inventory object does not need to locate itself, allowing for simplified and more robust monitoring of the inventory.
  • the method according to the invention for the automated inspection of railway network inventory may also include steps in which skilled personnel are involved in the inspection. For example, it can be determined on the basis of the automatically determined inspection data that an inspection of an inventory object by skilled personnel is necessary. This may be the case, for example, if the automated system did not detect an inventory object at a point where, according to the information from the database, it would actually have to be an inventory object.
  • An additional inspection A person can also be automatically requested to automatically detect anomalies, such as a tear or other damage to an automated inspected inventory object.
  • FIG. 10 is a flowchart 100 illustrating a method of inspecting railway network inventory according to one embodiment of the invention.
  • image data BD from an environment of the rail vehicle are first recorded by a camera arranged on a rail vehicle.
  • the rail vehicle is used to inspect technical facilities of a railway line.
  • the image data BD are searched for inventory objects IO in step 1.II and inventory objects IO are identified if they can be recognized in the image data BD.
  • a position P of an identified inventory object IO is determined, wherein a current position P S of the rail vehicle is combined with a relative position P R of the identified inventory object IO to the rail vehicle.
  • the relative position P R of the identified inventory object IO to the rail vehicle can be determined on the basis of the image data BD, for example become.
  • the determined position P of the identified inventory object IO is stored in a database 25 (see FIG FIG. 2 ) stored.
  • step 1.IV an automated inspection of the identified inventory object IO is performed.
  • the object IO is scanned with the aid of a laser, the captured image data BD are analyzed, and a functional test of the inventory object IO takes place.
  • the inspection data ISD acquired during the inspection are finally stored in the database 25 in step 1.V.
  • FIG. 2 an inspection device 20 according to an embodiment of the invention is shown schematically.
  • the inspection device 20 has a camera 21, with which an environment of a rail vehicle, on the right side of the camera 21 is installed, is captured.
  • the inspection device 20 additionally has an identification unit 22, which is set up to identify an inventory object IO on the basis of the acquired image data BD.
  • the identification information IO and the image data BD are transmitted to a position determination unit 23, which is also part of the inspection device 20.
  • the position detection unit 23 receives a position P S of the inspection device 20 from a navigation unit 23a and determines a relative position P R of the identified inventory object IO to the inspection device 20 based on the image data BD. Furthermore, the position determination unit 23 combines the two position information P S , P R to an absolute position P of the identified inventory object IO.
  • the position information P is stored in a database 25 comprised by the inspection device 20 and transmitted together with the identification data IO and the image data BD to an inspection unit 24, which is also part of the inspection device 20 and is set up to perform an inspection of the identified inventory object IO perform.
  • the inspection unit 24 is connected to a laser scanning unit 24a, which is also part of the inspection apparatus 20, via a communication line, and drives the laser scanning unit 24a to obtain measurement data MD from the inventory object IO to be inspected.
  • the measurement data MD can, for example, contain information about the size, the nature of the surface and the position and functionality of individual functional elements of the inventory object IO.
  • Inspection data ISD can also be obtained from the acquired image data BD or generated based on a combined evaluation of these image data BD and the measurement data MD.
  • the acquired inspection data ISD which also includes the identification data IO, are finally transmitted to the database 25 of the inspection device 20.
  • the database 25 can also have a connection to a central database (not shown) in which all inventory objects IO of a rail network operator are stored and pass on the received inspection data ISD and the determined position information P to them. It is also possible to synchronize between the two databases. Alternatively, it is also possible to dispense with the local database and the inspection data ISD and the position data P to an identified inventory object IO are passed directly to a central database.
  • FIG. 3 is a situation 30 shown schematically in which a rail vehicle 31 according to an embodiment of the invention is traveling on a track S and using an inspection device 20 just identified an inventory object IO, in this case a signaling device, identified and inspected.
  • the inspection is related to FIG. 1 and FIG. 2 described way.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum automatisierten Inspizieren von Schienennetz-Inventar beschrieben. Bei dem Verfahren werden Sensordaten (BD) von einer Umgebung eines Schienennetzabschnitts automatisiert erfasst. Auf Basis der Sensordaten (BD) wird ein Inventar-Objekt (IO) identifiziert. Dann wird die Position (P) des identifizierten Inventar-Objekts (IO) automatisiert ermittelt. Weiterhin erfolgt ein automatisiertes Inspizieren des Inventar-Objekts (IO). Schließlich wird eine Inventardatenbank (25) auf Basis der Inspektion und der ermittelten Position (P) des identifizierten Inventar-Objekts (IO) aktualisiert. Außerdem wird eine Inspektionsvorrichtung (20) beschrieben. Überdies wird ein Schienenfahrzeug (31) beschrieben.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatisierten Inspizieren von Schienennetz-Inventar. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Inspektionsvorrichtung. Überdies betrifft die Erfindung ein Schienenfahrzeug.
  • Schienennetzbetreiber, wie zum Beispiel die DB-Netz-AG, befinden sich im Besitz einer gewaltigen Menge an Inventar. Das Inventar ist über einen großen Bereich, beispielsweise über ein ganzes Land oder gar die ganze Welt, verteilt. Ist ein Objekt an einer Position platziert, beispielsweise ein Signal oder ein Weichenanzeiger, wird es in einer Datenbank registriert. Um eine Kenntnis über den Status jeder Einrichtung zu erhalten, welcher nicht nur deren funktionellen Zustand umfasst, sondern auch eine Information, ob sich die Einrichtung am Bestimmungsort - und zwar vollständig und betriebsbereit - befindet, Daten von Beschädigungen usw., ist es erforderlich, dass eine Person die Einrichtung besucht, lokalisiert und einige Sichtprüfungen durchführt. Diese Vorgehensweise verlangt eine Menge humaner Ressourcen und ist sehr kostenintensiv. Es ist auch notwendig, dass die benachbarte Schienenstrecke für ein Wartungsfahrzeug freigehalten wird oder es gibt einen befahrbaren Weg für Straßenfahrzeuge, was allerdings selten der Fall ist.
  • Es besteht also die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit denen eine erleichterte Inspektion von Schienennetz-Inventar ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum automatisierten Inspizieren von Schienennetz-Inventar gemäß Patentanspruch 1, eine Inspektionsvorrichtung gemäß Patentanspruch 5 und ein Schienenfahrzeug gemäß Patentanspruch 6 gelöst.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum automatisierten Inspizieren von Schienennetz-Inventar werden zunächst Sensordaten von einer Umgebung eines Schienennetzabschnitts automatisiert erfasst.
  • Weiterhin wird ein Inventar-Objekt auf Basis der Sensordaten automatisiert identifiziert. Ein solches Inventar-Objekt umfasst einen zu dem Bestand des Schienennetzes gehörenden Gegenstand, wie zum Beispiel ein technisches Funktionselement, ein Bauelement, eine durch bauliche Maßnahmen erzeugte Anordnung oder eine Pflanze, der sich im Bereich oder der direkten Umgebung eines Schienennetzes befindet. Eine Identifizierung kann zum Beispiel durch ein Absuchen des Inventar-Objekts nach spezifischen Kennzeichen oder einen Vergleich des erfassten Inventar-Objekts mit einem Referenzobjekt erfolgen. Die Auswertung der Sensordaten zur Identifizierung eines Inventar-Objekts kann auch basierend auf einem Modell erfolgen, welches durch ein maschinelles Lernverfahren trainiert wird. Bei der Identifizierung kann zum Beispiel ein Klassifizierungsprozess in Abhängigkeit von detektierten Merkmalen in den Sensordaten durchgeführt werden.
  • Zudem wird eine Position des identifizierten Inventar-Objekts automatisiert ermittelt. Eine solche Positionsermittlung kann mit Hilfe irgendeines Lokalisierungsverfahrens, beispielsweise eines satellitengestützten Positionsermittlungsverfahrens durchgeführt werden. Überdies erfolgt ein automatisiertes Inspizieren des Inventar-Objekts. Eine solche Inspektion kann zum Beispiel ein sensorielles Abtasten des Inventar-Objekts umfassen. Schließlich wird eine Inventardatenbank auf Basis der Inspektion und der ermittelten Position des identifizierten Inventar-Objekts aktualisiert.
  • Eine solche Inspektion kann zum Beispiel zur Ermittlung folgender Informationen genutzt werden: Es kann geklärt werden, ob sich das inspizierte Inventar-Objekt an der Position befindet, welche im Inventar-Register, auch Inventar-Datenbank bezeichnet, angegeben ist. Weiterhin kann die Frage geklärt werden, ob das Inventarobjekt vielleicht ganz fehlt oder ob die Position in dem Inventar-Register korrekt angegeben ist. Überdies kann geprüft werden, ob das Inventar-Objekt intakt ist und ob Kratzer an der Oberfläche oder Beschädigungen zu erkennen sind.
  • Vorteilhaft erfolgt eine Inspektion von Schienennetz-Inventar automatisiert, so dass kein Personalaufwand für die Inspektion getrieben werden muss. Zudem kann die Inspektion aufgrund der Automatisierung schneller und ohne Rücksicht auf die Regeneration von ansonsten benötigtem menschlichem Personal erfolgen. Pausen für ermüdetes Personal sind beispielsweise nicht nötig, so dass eine Inspektion in kürzerer Zeit ausgeführt werden kann. Auch Beschädigungen und Beeinträchtigungen durch wachsende Büsche oder Bäume können früher erkannt und schneller beseitigt werden. Mithin kann ein aktueller Stand einer Inventar-Datenbank automatisiert aufrechterhalten werden, was zu einem effektiven und kosteneffizienten Schienennetzbetrieb beitragen kann.
  • Die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung weist eine Sensoreinheit zum automatisierten Erfassen von Sensordaten von einer Umgebung eines Schienennetzabschnitts auf. Die Sensoreinheit kann zum Beispiel eine Bildaufnahmeeinheit, d.h. eine Kamera, zum Aufnehmen von Bilddaten aufweisen. Teil der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung ist auch eine Identifizierungseinheit zum automatisierten Identifizieren eines Inventar-Objekts auf Basis der Sensordaten. Die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung umfasst außerdem eine Positionsermittlungseinheit zum automatisierten Ermitteln der Position des identifizierten Inventar-Objekts. Überdies weist die Inspektionsvorrichtung auch eine Inspektionseinheit zum automatisierten Inspizieren des Inventar-Objekts auf. Teil der Inspektionsvorrichtung ist auch eine Aktualisierungseinheit zum Aktualisieren einer Inventardatenbank auf Basis der Inspektion und der ermittelten Position des identifizierten Inventar-Objekts. Die Inspektionsvorrichtung kann zum Beispiel Teil eines im üblichen Betrieb genutzten Schienenfahrzeugs sein, das mit der Inspektionsvorrichtung ausgerüstet ist. Das Schienenfahrzeug kann auch speziell für eine Inspektion von Schienennetz-Inventar konstruiert sein.
  • Die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung teilt die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens zum automatisierten Inspizieren von Schienennetz-Inventar.
  • Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug weist die erfindungsgemäße Inspektionsvorrichtung auf. Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug teilt die Vorteile der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung. Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug kann vorteilhaft ein Standardschienenfahrzeug, wie zum Beispiel ein Personentransport-Schienenfahrzeug umfassen, welches mit der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung ausgestattet ist. Bei dieser Variante ist der Aufwand zur Herstellung und Bereitstellung eines solchen Fahrzeugs besonders niedrig. Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug kann aber auch ein speziell für den genannten Zweck konstruiertes Schienenfahrzeug umfassen, welches ein Inspektionsverfahren besonders effektiv durchführen kann.
  • Teile der erfindungsgemäßen Inspektionsvorrichtung können, gegebenenfalls unter Ergänzung von Hardwareelementen, wie zum Beispiel einer Bildaufnahmeeinheit, zum überwiegenden Teil in Form von Softwarekomponenten ausgebildet sein. Dies betrifft insbesondere Teile der Identifizierungseinheit, der Positionsermittlungseinheit, der Inspektionseinheit und der Aktualisierungseinheit. Grundsätzlich können diese Komponenten aber auch zum Teil, insbesondere wenn es um besonders schnelle Berechnungen geht, in Form von softwareunterstützter Hardware, beispielsweise FPGAs oder dergleichen, realisiert sein. Ebenso können die benötigten Schnittstellen, beispielsweise wenn es nur um eine Übernahme von Daten aus anderen Softwarekomponenten geht, als Softwareschnittstellen ausgebildet sein. Sie können aber auch als hardwaremäßig aufgebaute Schnittstellen ausgebildet sein, die durch geeignete Software angesteuert werden.
  • Eine teilweise softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher in Schienenfahrzeugen genutzte Steuereinheiten bzw. Rechnersysteme auf einfache Weise durch ein Software-Update nachgerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Insofern wird die Aufgabe auch durch ein entsprechendes Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm gelöst, welches direkt in eine Speichereinrichtung einer solchen Steuereinheit oder eines solchen Rechnersystems ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des Verfahrens zum automatisierten Inspizieren von Schienennetz-Inventar auszuführen, wenn das Computerprogramm in der Steuereinheit bzw. dem Rechnersystem ausgeführt wird.
  • Ein solches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile, wie z. B. eine Dokumentation, und/oder zusätzliche Komponenten, auch Hardware-Komponenten, wie z. B. Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassen
  • Zum Transport zur Speichereinrichtung des Rechnersystems und/oder zur Speicherung an dem Rechnersystem kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memorystick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit einlesbaren und ausführbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind. Die Rechnereinheit kann z. B. hierzu einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen aufweisen.
  • Die abhängigen Ansprüche sowie die nachfolgende Beschreibung enthalten jeweils besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung. Dabei können insbesondere die Ansprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den abhängigen Ansprüchen einer anderen Anspruchskategorie und deren Beschreibungsteilen weitergebildet sein. Zudem können im Rahmen der Erfindung die verschiedenen Merkmale unterschiedlicher Ausführungsbeispiele und Ansprüche auch zu neuen Ausführungsbeispielen kombiniert werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum automatisierten Inspizieren von Schienennetz-Inventar erfolgt die Erfassung der Sensordaten durch mindestens eine Bildkamera. Vorteilhaft kann auf Basis der von der Bildkamera erzeugten Bilddaten eine Identifizierung von Inventar-Objekten durch eine Bildanalyse besonders effektiv gestaltet werden. Die Bilddaten können auch zur Positionsermittlung und zur Inspektion des Inventar-Objekts genutzt werden.
  • Alternativ kann zur Erfassung der Sensordaten auch ein Laserscanner genutzt werden, mit dem eine Punktwolke von einem zu identifizierenden Objekt erfasst wird. In der Punktwolke kann dann wieder mit Hilfe einer modellbasierten Klassifizierung eine Identifizierung eines Inventar-Objekts erfolgen. Das Modell kann zum Beispiel mit Hilfe eines maschinellen Lernverfahrens erzeugt werden. Hierfür muss die mit dem Laserscanner erzeugte Punktwolke eine gewisse Mindestdichte aufweisen, um zuverlässige und ausreichend detaillierte Information zu erhalten. Zur dreidimensionalen Abtastung zu identifizierender Inventar-Objekte kann auch eine Stereokamera eingesetzt werden.
  • In einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zum automatisierten Inspizieren von Schienennetz-Inventar erfolgt das Inspizieren des Inventar-Objekts durch mindestens einen Laserscanner. Mit Hilfe eines Laserscanners können Abmessungen sowie Oberflächenstrukturen eines Inventar-Objekts erfasst werden. Diese können für eine besonders genaue Inspektion des Inventar-Objekts genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Stereokamera zur Erfassung räumlicher Informationen von dem Inventar-Objekt genutzt werden.
  • Es kann auch eine Infrarotkamera für eine Inspektion genutzt werden, um die Temperatur des Inventar-Objekts zu prüfen. Ein Elektrogerät, welches Energie verbraucht, ist meist wärmer als ein ausgeschaltetes Gerät. Auf diese Weise kann eine Funktion eines Inventar-Objekts geprüft werden. Auch ein Überhitzen oder eine lokale Wärmedissipation können so ermittelt werden.
  • In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum automatisierten Inspizieren von Schienennetz-Inventar wird die Position des identifizierten Inventar-Objekts durch eine Positionsermittlungseinheit eines Inspektionsfahrzeugs ermittelt. Die Positionsermittlungseinheit ermittelt zunächst eine Absolutposition des Inspektionsfahrzeugs. Außerdem wird eine Position des Inventar-Objekts relativ zu dem Inspektionsfahrzeug erfasst. Die Absolutposition des Inventar-Objekts ergibt sich dann aus einer Kombination, beispielsweise einer Addition der ermittelten Absolutposition des Inspektionsfahrzeugs und der Relativposition des Inventar-Objekts bezüglich des Inspektionsfahrzeugs. Vorteilhaft können Positionsermittlungsfunktionen des Inspektionsfahrzeugs, wie z.B. eine Satellitennavigation, zur Positionsbestimmung des Inventarobjekts genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann auch ein inertiales Beschleunigungsmesssystem oder ein anderes odometrisches Messsystem zur Lokalisierung des Inspektionsfahrzeugs und des Inventar-Objekts eingesetzt werden. Dabei wird eine Position des Inspektionsfahrzeugs mit einer Relativposition des Inventar-Objekts zu dem Inspektionsfahrzeug kombiniert, um eine Absolutposition des Inventar-Objekts zu ermitteln. Vorteilhaft muss das Inventar-Objekt sich nicht selbst lokalisieren, so dass eine vereinfachte und robustere Überwachung des Inventars ermöglicht ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum automatisierten Inspizieren von Schienennetz-Inventar kann auch Schritte aufweisen, bei denen Fachpersonal in die Inspektion mit eingebunden wird. Beispielsweise kann auf Basis der automatisiert ermittelten Inspektionsdaten ermittelt werden, dass eine Inspektion eines Inventar-Objekts durch Fachpersonal notwendig ist. Dies kann zum Beispiel der Fall sein, wenn das automatisierte System kein Inventar-Objekt an einer Stelle detektiert hat, an der gemäß den Informationen von der Datenbank eigentlich ein Inventar-Objekt sein müsste. Eine zusätzliche Inspektion durch eine Person kann auch dann automatisiert angefordert werden, wenn automatisiert Anomalien, wie zum Beispiel ein Riss oder einer andere Beschädigung an einem automatisiert inspizierten Inventar-Objekt ermittelt wurden.
  • Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Es zeigen:
    • FIG 1
    ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zum automatisierten Inspizieren von Schienennetz-Inventar gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht,
    FIG 2
    eine schematische Darstellung einer Inspektionsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
    FIG 3
    eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • In FIG 1 ist ein Flussdiagramm 100 gezeigt, welches ein Verfahren zum Inspizieren von Schienennetz-Inventar gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Bei dem Schritt 1.I werden zunächst von einer an einem Schienenfahrzeug angeordneten Kamera Bilddaten BD von einer Umgebung des Schienenfahrzeugs aufgenommen. Das Schienenfahrzeug wird zur Inspektion von technischen Einrichtungen einer Schienenstrecke genutzt. Die Bilddaten BD werden bei dem Schritt 1.II nach Inventar-Objekten IO abgesucht und es werden Inventar-Objekte IO identifiziert, falls sich diese in den Bilddaten BD erkennen lassen. Bei dem Schritt 1.III wird eine Position P eines identifizierten Inventar-Objekts IO ermittelt, wobei eine aktuelle Position PS des Schienenfahrzeugs mit einer Relativposition PR des identifizierten Inventar-Objekts IO zu dem Schienenfahrzeug kombiniert wird. Die Relativposition PR des identifizierten Inventar-Objekts IO zu dem Schienenfahrzeug kann zum Beispiel auf Basis der Bilddaten BD ermittelt werden. Die ermittelte Position P des identifizierten Inventar-Objekts IO wird in einer Datenbank 25 (siehe auf FIG 2) abgespeichert.
  • Bei dem Schritt 1.IV wird eine automatisierte Inspektion des identifizierten Inventar-Objekts IO durchgeführt. Dabei wird das Objekt IO mit Hilfe eines Lasers abgetastet, die erfassten Bilddaten BD werden analysiert, und es erfolgt ein Funktionstest des Inventar-Objekts IO. Die bei der Inspektion erfassten Inspektionsdaten ISD werden schließlich bei dem Schritt 1.V in der Datenbank 25 abgespeichert.
  • In FIG 2 ist eine Inspektionsvorrichtung 20 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Die Inspektionsvorrichtung 20 weist eine Kamera 21 auf, mit der eine Umgebung eines Schienenfahrzeugs, an dessen rechter Seite die Kamera 21 installiert ist, bildlich erfasst wird. Die Inspektionsvorrichtung 20 weist zudem eine Identifizierungseinheit 22 auf, die dazu eingerichtet ist, ein Inventar-Objekt IO anhand der erfassten Bilddaten BD zu identifizieren. Die Identifikationsinformation IO sowie die Bilddaten BD werden an eine Positionsermittlungseinheit 23, welche ebenfalls Teil der Inspektionsvorrichtung 20 ist, übermittelt.
  • Die Positionsermittlungseinheit 23 empfängt von einer Navigationseinheit 23a eine Position PS der Inspektionsvorrichtung 20 und ermittelt auf Basis der Bilddaten BD eine Relativposition PR des identifizierten Inventar-Objekts IO zu der Inspektionsvorrichtung 20. Weiterhin kombiniert die Positionsermittlungseinheit 23 die beiden Positionsinformationen PS, PR zu einer absoluten Position P des identifizierten Inventar-Objekts IO. Die Positionsinformation P wird in einer von der Inspektionsvorrichtung 20 umfassten Datenbank 25 abgespeichert und zusammen mit den Identifizierungsdaten IO und den Bilddaten BD an eine Inspektionseinheit 24 übermittelt, welche ebenfalls Teil der Inspektionsvorrichtung 20 ist und dazu eingerichtet ist, eine Inspektion des identifizierten Inventar-Objekts IO durchzuführen. Die Inspektionseinheit 24 ist mit einer Laserscaneinheit 24a, welche ebenfalls Teil der Inspektionsvorrichtung 20 ist, über eine Kommunikationsleitung verbunden und steuert die Laserscaneinheit 24a an, um Messdaten MD von dem zu inspizierenden Inventar-Objekt IO zu erhalten. Die Messdaten MD können zum Beispiel Informationen über die Größe, die Beschaffenheit der Oberfläche und die Position und Funktionsfähigkeit einzelner Funktionselemente des Inventar-Objekts IO aufweisen. Inspektionsdaten ISD können auch anhand der erfassten Bilddaten BD gewonnen werden bzw. basierend auf einer kombinierten Auswertung dieser Bilddaten BD und der Messdaten MD erzeugt werden.
  • Die erfassten Inspektionsdaten ISD, welche auch die Identifizierungsdaten IO umfassen, werden schließlich an die Datenbank 25 der Inspektionsvorrichtung 20 übermittelt. Die Datenbank 25 kann auch eine Verbindung zu einer zentralen Datenbank (nicht gezeigt) aufweisen, in der sämtliche Inventar-Objekte IO eines Schienennetzbetreibers abgespeichert sind und die empfangenen Inspektionsdaten ISD sowie die ermittelte Positionsinformation P an diese weitergeben. Es ist auch eine Synchronisation zwischen den beiden Datenbanken möglich. Alternativ kann auch auf die lokale Datenbank verzichtet werden und die Inspektionsdaten ISD sowie die Positionsdaten P zu einem identifizierten Inventar-Objekt IO werden direkt an eine zentrale Datenbank weitergegeben.
  • In FIG 3 ist eine Situation 30 schematisch gezeigt, bei der ein Schienenfahrzeug 31 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung auf einem Gleisweg S unterwegs ist und mit Hilfe einer Inspektionsvorrichtung 20 gerade ein Inventar-Objekt IO, in diesem Fall eine Signalgebereinrichtung, bildlich erfasst, identifiziert und inspiziert. Die Inspektion erfolgt auf die im Zusammenhang mit FIG 1 und FIG 2 beschriebene Art und Weise.
  • Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorbeschriebenen Verfahren und Vorrichtungen lediglich um bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung handelt und dass die Erfindung vom Fachmann variiert werden kann, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, soweit er durch die Ansprüche vorgegeben ist. Es wird der Vollständigkeit halber auch darauf hingewiesen, dass die Verwendung der unbestimmten Artikel "ein" bzw. "eine" nicht ausschließt, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließt der Begriff "Einheit" nicht aus, dass diese aus mehreren Komponenten besteht, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können.

Claims (8)

  1. Verfahren zum automatisierten Inspizieren von Schienennetz-Inventar, aufweisend die Schritte:
    - automatisiertes Erfassen von Sensordaten (BD) von einer Umgebung eines Schienennetzabschnitts,
    - automatisiertes Identifizieren eines Inventar-Objektes (IO) auf Basis der Sensordaten (BD),
    - automatisiertes Ermitteln der Position (P) des identifizierten Inventar-Objekts (IO),
    - automatisiertes Inspizieren des Inventar-Objekts (IO),
    - Aktualisieren einer Inventardatenbank (25) auf Basis der Inspektion und der ermittelten Position (P) des identifizierten Inventar-Objekts (IO).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Erfassung der Sensordaten (BD) durch mindestens eine Bildkamera (21) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Identifizieren und/oder Inspizieren des Inventar-Objekts (IO) durch mindestens einen Laserscanner erfolgt.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Position des identifizierten Inventar-Objekts (IO) durch eine Positionsermittlungseinheit (23) eines Inspektionsfahrzeugs (31) erfolgt.
  5. Inspektionsvorrichtung (20), aufweisend:
    - eine Sensoreinheit (21) zum automatisierten Erfassen von Sensordaten (BD) von einer Umgebung eines Schienennetzabschnitts,
    - eine Identifizierungseinheit (22) zum automatisierten Identifizieren eines Inventar-Objektes (IO) auf Basis der Sensordaten (BD),
    - eine Positionsermittlungseinheit (23) zum automatisierten Ermitteln der Position (P) des identifizierten Inventar-Objekts (IO),
    - eine Inspektionseinheit (24) zum automatisierten Inspizieren des Inventar-Objekts (IO),
    - eine Aktualisierungseinheit (25) zum Aktualisieren einer Inventardatenbank auf Basis der Inspektion und der ermittelten Position (P) des identifizierten Inventar-Objekts (IO) .
  6. Schienenfahrzeug (31), aufweisend eine Inspektionsvorrichtung (20) nach Anspruch 5.
  7. Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm, welches direkt in eine Speichereinheit einer Steuereinrichtung eines Schienenfahrzeugs (31) ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen, wenn das Computerprogramm in der Steuereinrichtung ausgeführt wird.
  8. Computerlesbares Medium, auf welchem von einer Rechnereinheit ausführbare Programmabschnitte gespeichert sind, um alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auszuführen, wenn die Programmabschnitte von der Rechnereinheit ausgeführt werden.
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