AT526806A1 - Verfahren und Lokalisierungsvorrichtung zur Positionsbestimmung in einem Schienenverkehrssystem, Verfahren und Messvorrichtung zum positionsbezogenen Erfassen einer Gleismessinformation in dem Schienenverkehrssystem und System - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Positionsbestimmung in einem Schienenverkehrssystem (4) umfasst die Schritte: Erfassen einer die Umgebung einer Lokalisierungsposition (25.1, 25.2, 25.3) an einem Gleis (5) beschreibenden Lokalisierungsinformation (24.1, 24.2, 24.3), Identifizieren eines Referenzdatensatzes (18.1, 18.2, 18.3) durch Vergleichen der Lokalisierungsinformation (24.1, 24.2, 24.3) mit Referenzdaten (18), aufweisend eine Mehrzahl von Referenzdatensätzen (18.1, 18.2, 18.3) mit jeweils einer die Umgebung einer Referenzposition (20.1, 20.2, 20.3) an dem Gleis (5) beschreibenden Referenzinformation (19.1, 19.2, 19.3), und Bestimmen der Lokalisierungsposition (25.1, 25.2, 25.3) anhand der Referenzposition (20.1, 20.2, 20.3) des identifizierten Referenzdatensatzes (18.1, 18.2, 18.3). Eine Lokalisierungsvorrichtung (3a, 3b) zur Positionsbestimmung in dem Schienenverkehrssystem (4). Ein Verfahren und eine Messvorrichtung zum positionsbezogenen Erfassen einer Gleismessinformation in dem Schienenverkehrssystem (4). Ein System mit der Messvorrichtung und der Lokalisierungsvorrichtung (3a, 3b).

Description

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Verfahren und Lokalisierungsvorrichtung zur Positionsbestimmung in einem Schienenverkehrssystem, Verfahren und Messvorrichtung zum positionsbezogenen Erfassen einer Gleismessinformation in dem Schie-

nenverkehrssystem und System

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Lokalisierungsvorrichtung zur Positionsbestimmung in einem Schienenverkehrssystem. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Messvorrichtung zum positionsbezogenen Erfassen einer Gleismessinformation in einem Schienenverkehrssystem. Die Erfindung betrifft ferner ein System mit einer derartigen Lokali-

sierungsvorrichtung und einer derartigen Messvorrichtung.

Aus der WO 2022/117352 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben einer Schienenverkehrsanlage bekannt, gemäß welchem eine Gleismessinformation in der Form eines Verdichtungsgrads eines Gleisbetts erfasst wird, wobei die zugehörige Messposition bestimmt wird. Bekannte Möglichkeiten zur Positionsbestimmung in einer Schienenverkehrsanlage haben sich als oft nicht ausreichend präzise und zu wenig zuverlässig herausgestellt, insbesondere in Bereichen eines beeinträchtigten oder fehlenden Satellitennavigationssignals, beispielsweise in einem überdachten Bereich, in einer Unterführung, in einem Tunnel oder generell in unterirdischen Schienenverkehrsanlagen. Insbesondere in Zusammenhang mit Bau- und Instandhaltungsmaßnahmen am Gleis ist Jedoch eine präzise Positionsbestimmung erforderlich. Hierfür werden oftmals Positionsmessmittel, wie Maßbänder, eingesetzt, die zeit-, personal- und kostenintensiv, sowie fehleranfällige in der Benut-

zung sind.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zur Positi-

onsbestimmung in einem Schienenverkehrssystem zu schaffen, welches

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insbesondere besonders wirtschaftlich ausführbar ist und zuverlässig zu

präzisen Ergebnissen führt.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Es wurde erkannt, dass eine Lokalisierungsposition in einem Schienenverkehrssystem besonders wirtschaftlich, zuverlässig und präzise bestimmt werden kann, wenn hierzu Referenzdaten herangezogen werden, die eine Mehrzahl von Referenzdatensätzen mit jeweils einer die Umgebung einer Referenzposition an dem Gleis beschreibenden Referenzinformation aufweisen, insbesondere, wenn aus diesen Referenzdaten anhand einer Lokalisierungsinformation ein Referenzdatensatz identifiziert wird und, wenn die Lokalisierungsposition anhand der Referenzposition des identifizierten Referenzdatensatzes bestimmt werden. Die Lokalisierungsinformation kann durch Erfassen der Umgebung der Lokalisierungsposition an dem Gleis erfasst werden. Ein Referenzdatensatz wird beispielsweise identifiziert, insbesondere als der Lokalisierungsposition zugehörig identifiziert, wenn Merkmale der erfassten Lokalisierungsinformation mit Merkmalen des damit verglichenen Referenzdatensatzes korrelieren. Beispielsweise können die Lokalisierungsinformation und die Referenzinformation des identifizierten Referenzdatensatzes jeweils dasselbe mindestens eine Objekt, insbesondere dieselben Objekte und/oder im Wesentlichen dieselbe Anordnung an dem Gleis und/oder im Wesentlichen dieselbe Anordnung zueinander, beschreiben. Das Erfassen der Umgebung und das Heranziehen von Referenzdaten, deren Referenzinformationen die Umgebung beschreiben, gewährleistet eine besonders präzise Positionsbestimmung mit hoher Zuverlässigkeit. Eine aufwendige manuelle Positionsbestimmung, insbesondere mittels eines Maßbands, kann vermieden werden. Die Positionsbestimmung kann insbesondere an Orten außerhalb des Emp-

fangsbereichs von Satellitennavigationssignalen, beispielsweise in einem

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überdachten Bereich, in einer Unterführung, in einem Tunnel und/oder im Bereich eines unterirdischen Streckenabschnitts des Schienenverkehrssys-

tems, erfolgen.

Das Erfassen der Lokalisierungsinformation kann sensorisch erfolgen. Die erfasste Lokalisierungsinformation korreliert vorzugsweise mit einer, insbesondere wahrnehmbaren, Eigenschaft der Umgebung, insbesondere eines Objekts, insbesondere eines ortsgebundenen Objekts, der Umgebung, beispielsweise mit der Form und/oder der Anordnung, insbesondere der Position und/oder der Orientierung, des Objekts. Die Lokalisierungsinformation

wird auch als Lokalisierungsumgebungsinformation bezeichnet.

Die Umgebung kann mindestens ein Gleisobjekt, insbesondere ein Infrastrukturbauteil, insbesondere eine Gleisschwelle und/oder eine Gleisschiene und/oder ein Brückenbauteil und/oder einen Strommast und/oder ein Gleissignal und/oder ein Streckenkilometer-Zeichen und/oder ein Gleisumgebungsobjekt, insbesondere ein Landschaftsobjekt und/oder eine Pflanze, insbesondere ein Baum, und/oder eine Felsformation, umfassen. Die Lokalisierungsinformation korreliert vorzugsweise mit einer wahrnehmbaren Erscheinung, insbesondere der Geometrie des mindestens einen

Gleisobjekts und/oder des mindestens einen Gleisumgebungsobjekts.

Ein Lokalisierungsdatensatz kann die Lokalisierungsposition und die Lokalisierungsinformation aufweisen. Der Referenzdatensatz kann die Referenzposition und die Referenzinformation aufweisen. Die Referenzinformation wird auch als Referenzumgebungsinformation bezeichnet. Die Lokalisierungsposition und/oder die Referenzposition können einem globalen

Koordinatensystem und/oder einem lokalen Koordinatensystem des Schie-

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nenverkehrssystems zugeordnet sein. Vorzugsweise sind die Lokalisie-

rungsposition und/oder die Referenzposition als Relativposition zu der erfassten Umgebung, insbesondere zu dem mindestens einen ortsfesten Objekt, und/oder in einem Koordinatensystem des Schienenverkehrssystems

angegeben.

Das Identifizieren des Referenzdatensatzes erfolgt vorzugsweise automatisiert, insbesondere mittels einer Auswerteeinrichtung, insbesondere aufweisend einen Prozessor zum Verarbeiten digitaler Signale. Die Referenzdaten sind vorzugsweise auf einem computerlesbaren Medium hinterlegt, welches mit der Auswerteeinrichtung in signalübertragender Verbindung

steht.

Das Erfassen der Lokalisierungsinformation kann berührungslos erfolgen. Beispielsweise erfolgt das Erfassen der Lokalisierungsinformation durch Erfassen des Abstands zwischen der Lokalisierungsposition und dem mindestens einen Objekt der Umgebung, insbesondere zum Erzeugen eines dreidimensionalen Abbilds der Umgebung. Das Erfassen der Lokalisierungsinformation kann mittels eines akustischen Signals, insbesondere mit-

tels eines Ultraschallsignals erfolgen.

Zum Identifizieren des Referenzdatensatzes können die Lokalisierungsinformation und/oder die Referenzinformation des jeweiligen Referenzdatensatzes mittels eines Bilderkennungsverfahrens ausgewertet werden, insbesondere zum Bestimmen der Lokalisierungsposition und/oder der Referenzposition relativ zu mindestens einem Objekt der Umgebung, mit dem die Lokalisierungsinformation und/oder die Referenzinformation korreliert, insbesondere welches anhand der Lokalisierungsinformation und/oder der

Referenzinformation abgebildet ist. Vorzugsweise erfolgt das Bestimmen

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einer Relativposition zwischen der Lokalisierungsposition und/oder der Referenzposition und dem jeweiligen Objekt anhand eines Triangulationsver-

fahrens.

Das Bestimmen der Lokalisierungsposition anhand der Referenzposition des identifizierten Referenzdatensatzes erfolgt vorzugsweise auf der Grundlage entsprechend bestimmter Relativpositionen der Lokalisierungsposition und/oder der Referenzposition relativ zu dem mindestens einen

Objekt der Gleisumgebung.

Ein Verfahren nach Anspruch 2 ist besonders wirtschaftlich ausführbar und gewährleistet präzise Ergebnisse. Das optische Erfassen mindestens eines Objekts der Umgebung kann beispielsweise mittels einer Kamera, insbesondere einer Schwarz/Weiß-Kamera und/oder einer Farbkamera, erfolgen. Derartige Kameras sind kostengünstig in der Anschaffung und weisen eine hohe Messauflösung auf. Beispielsweise kann die Kamera eine Full-HD-

Kamera sein.

Ein Verfahren nach Anspruch 3 gewährleistet eine besonders präzise Positionsbestimmung, insbesondere mit einer hohen Robustheit gegenüber der Aktualität der Referenzdaten. Das mindestens eine Gleisstrukturbauteil und/oder die mindestens eine Gleismarkierung sind ortsfeste Objekte der Gleisumgebung, die besonders zuverlässig erfassbar sind und deren Erscheinungsbild sich in der Regel über einen längeren Zeitraum nicht verändert. Das Erfassen der Lokalisierungsinformation ist vorzugsweise das, insbesondere optische, Erfassen des mindestens einen Gleisstrukturbauteils

und/oder der mindestens einen Gleismarkierung.

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Die Gleismarkierung kann eine Strecken-Kilometrierung und/oder ein Hektometer-Zeichen und/oder eine Vermarkung, insbesondere einen dauerhaften Vermessungspunkt, und/oder ein Gleissignal umfassen. Die Gleismarkierung kann ein Identifikationsmittel, insbesondere zur eindeutigen Identifizierung der Gleismarkierung, aufweisen, beispielsweise eine Ziffernfolge

und/oder einen Barcode und/oder einen Matrixcode.

Ein Verfahren nach Anspruch 4 ist wirtschaftlich ausführbar und gewährleistet eine hohe Messauflösung. Der Laser-Scanner weist vorzugsweise einen Messwinkel von mindestens 90°, insbesondere mindestens 180°, insbesondere mindestens 270°, insbesondere mindestens 360°, auf. Der LaserScanner sendet vorzugsweise elektromagnetische Strahlung im nicht-sichtbaren Bereich, insbesondere im Infrarot-Bereich, aus. Der Laser-Scanner kann ein 2D-Laser-Scanner und/oder ein 3D-Laser-Scanner sein. Ein derartiger Laser-Scanner gewährleitet in zuverlässiger Weise das Erfassen der Lokalisierungsinformation insbesondere bei schlechten Sichtverhältnissen, insbesondere bei Nebel und/oder bei fehlender Beleuchtung, insbesondere

nachts.

Ein Verfahren nach Anspruch 5 gewährleistet die Positionsbestimmung in besonders zuverlässiger und effizienter Weise. Die Hilfs-Lokalisierungsposition kann mittels eines Mobilfunksignals, insbesondere eines LTESignals, und/oder mittels eines Satellitennavigationssignals, insbesondere eines GNSS-Signals und/oder eines GPS-Signals und/oder eines GlonassSignals und/oder eines Galileo-Signals und/oder eines Beidou-Signals, erfolgen. Hierzu kann ein Mobilfunkmodul und/oder ein Satellitennavigationsmodul vorgesehen sein, welches insbesondere mit der Auswerteeinrichtung in signalübertragender Verbindung steht. Die Hilfs-Lokalisierungspo-

sition korreliert vorzugsweise zumindest näherungsweise, insbesondere mit

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einer Messgenauigkeit von mindestens 20 m, insbesondere mindestens 10 m, insbesondere mindestens 5 m, insbesondere mindestens 2 m, und/oder maximal 0,1 m, insbesondere maximal 1 m, insbesondere maximal 5 m,

insbesondere maximal 10 m, mit der Lokalisierungsposition.

Vorzugsweise erfolgt eine Vorauswahl von Referenzdatensätzen anhand der Hilfs-Lokalisierungsposition. Die Hilfs-Lokalisierungsposition kann mit der Referenzposition des jeweiligen Referenzdatensatzes verglichen werden. Vorzugsweise werden diejenigen Referenzdatensätze vorausgewählt, deren Referenzposition in einem Umfeld, insbesondere in einem vorgegebenen maximalen Abstand, zu der Hilfs-Lokalisierungsposition liegen. Das Identifizieren des Referenzdatensatzes kann durch Vergleichen der Lokalisierungsinformation mit entsprechend vorausgewählten Referenzdaten erfolgen. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass zum Identifizieren des Referenzdatensatzes eine geringere Informationsmenge miteinander verglichen werden muss. Das Verfahren ist hierdurch besonders zeiteffizient ausführbar und weniger fehleranfällig. Der vorgegebene Abstand zwischen der Hilfs-Lokalisierungsposition und der jeweiligen Referenzposition der vorausgewählten Referenzdatensätze beträgt vorzugsweise maximal 100 m, insbesondere maximal 50 m, insbesondere maximal 10 m, und/oder mindestens 1 m, insbesondere mindestens 5 m, insbesondere min-

destens 10 m.

Ein Verfahren nach Anspruch 6 gewährleistet eine präzise und effiziente Navigation in dem Schienenverkehrssystem. Die Lokalisierungsposition wird vorzugsweise zum Erreichen eines Zielbereichs, insbesondere einer Zielposition, verändert, insbesondere in Richtung des Zielbereichs und/o-

der auf Grundlage der zuvor bestimmten Lokalisierungsposition, insbeson-

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dere anhand eines Vergleichs des Zielbereichs, insbesondere der Zielposition, mit der Lokalisierungsposition. Die Lokalisierungsposition kann während des Erfassens der Lokalisierungsinformation kontinuierlich verändert werden und/oder schrittweise, wobei die Lokalisierungsposition beim Erfassen der Lokalisierungsinformation nicht verändert wird. Eine neue Lokalisierungsposition wird bestimmt, auf deren Grundlage eine neue Veränderung der Lokalisierungsposition zum Erreichen des Zielbereichs be-

stimmt werden kann.

Als Zielbereich, insbesondere als Zielposition, kann ein zu bearbeitender Bereich in dem Schienenverkehrssystem, insbesondere an dem Gleis dienen und/oder ein Bereich des Schienenverkehrssystems, an dem eine Mess-

oder Instandhaltungsmaßnahme durchzuführen ist.

Die wiederholte Bestimmung der Lokalisierungsposition erfolgt vorzugsweise in einem zeitlichen Abstand von maximal 120 s, insbesondere maximal 10 s, insbesondere maximal 1 s, insbesondere maximal 0,1 s, und/oder in einem zeitlichen Abstand von mindestens 0,001 s, insbesondere mindestens 0,01 s, insbesondere mindestens 0,1 s. Insbesondere kann das wiederholte Bestimmen der Lokalisierungsposition kontinuierlich, insbesondere

in Echtzeit, erfolgen.

Ein Verfahren nach Anspruch 7 gewährleistet eine besonders effiziente Orientierung eines Benutzers in dem Schienenverkehrssystem. Insbesondere unabhängig von dem Ausgeben der positionsbezogenen Gleisinformation kann an der Benutzerschnittstelle die Lokalisierungsposition ausgegeben werden. Die Gleisinformation kann eine Gleismessinformation, insbesondere eine messtechnisch, insbesondere an dem Gleis, erfasste Informa-

tion, insbesondere bezüglich des Gütezustands des Gleises, beispielsweise

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einer Beschaffenheit, insbesondere eines Verschmutzungsgrads und/oder einer Durchfeuchtung, insbesondere einer Feuchtigkeitsverteilung, und/oder einer Verschlammung, insbesondere einer Verschlammungsposition und/oder -ausprägung, und/oder einer Verlehmung, insbesondere einer Verlehmungsposition und/oder -ausprägung, und/oder einer Zusammensetzung, insbesondere dem Vorliegen von Fremdkörpern, insbesondere bezüglich deren Größe und Anordnung, und/oder von Schichtgrenzen, insbesondere deren Anordnung, insbesondere zwischen dem Schotterbett und dem Untergrund und/oder einer Planum-Schutzschicht, und/oder eines Verdichtungsgrads, des Gleisbetts und/oder eine Oberflächenbeschaffenheit der Gleisschienen, und/oder eine Gleisbetriebsinformation, beispielsweise bezüglich einer regelmäßig vorzunehmenden Instandhaltungsmaßnahme und/oder bezüglich eines gemeldeten Defekts, insbesondere eines Defekts der Oberleitung und/oder eines Gleissignals und/oder eines Gleisstrukturbauteils, und/oder bezüglich einer Gleisbaumaßnahme, umfassen. Die Auswertung der Gleisinformation kann anhand messtechnisch erfasster Signale manuell durch einen Benutzer oder teilweise automatisiert, insbesondere computerunterstützt, oder vorzugsweise vollständig automatisiert, insbesondere computergestützt, erfolgen. Die positionsbezogene Gleisinformation kann einem bestimmten Bereich des Gleises, insbesondere einer Position, insbesondere der Zielposition, zugeordnet sein. Das Ausgeben der positionsbezogenen Gleisinformation an der Benutzerschnittstelle erleichtert die Orientierung und Navigation des Benutzers in dem Schienenverkehrs-

system.

Die Benutzerschnittstelle kann zum visuellen, akustischen und/oder haptischen Ausgeben von Informationen ausgebildet sein. Vorzugsweise umfasst die Benutzerschnittstelle einen Bildschirm, insbesondere einen berüh-

rungsempfindlichen Bildschirm, und/oder einen Lautsprecher.

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Ein Verfahren nach Anspruch 8 gewährleistet die Orientierung eines Benutzers in dem Schienenverkehrssystem in besonders effizienter Weise. Die Gleisinformation überlagert vorzugsweise ein Kamerabild der Umgebung. Das Ausgeben der Gleisinformation erfolgt vorzugsweise in einem sogenannten Augmented Reality-Verfahren. Das Abbild der Umgebung, insbesondere wahrnehmbaren Umgebung, insbesondere das Kamerabild, kann ein gespeichertes Abbild, insbesondere ein Standbild und/oder ein

Lifebild sein.

Alternativ kann die positionsbezogene Gleisinformation den Wahrnehmungsbereich des Benutzers überlagernd ausgegeben werden, insbesondere in das Sichtfeld des Benutzers eingeblendet werden. Hierzu können beispielsweise ein Headup-Display und/oder eine Augmented Reality-Brille

verwendet werden.

Ein Verfahren nach Anspruch 9 gewährleistet das Durchführen von Instandhaltungsmaßnahmen in besonders effizienter Weise. Gleismessinformationen können hierdurch besonders zuverlässig und zeiteffizient lokalisiert werden. Beispielsweise kann eine Messposition effizient und zuverlässig lokalisiert werden, an welcher eine Instandhaltungsmaßnahme erforderlich ist und/oder an welcher eine, insbesondere erneute, Feststellung eines Gütezustands des Gleisverkehrssystems erforderlich ist. Beispielsweise kann die Position lokalisiert werden, an welcher eine Gleisbettbearbeitung, insbesondere eine Gleisbettreinigung und/oder eine Gleisbettverdichtung, und/oder eine Reparatur der Gleisschienen und/oder der Gleisschwellen

und/oder einer Oberleitung, erfolgen müssen.

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Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Lokalisierungsvorrichtung zur Positionsbestimmung in einem Schienenverkehrssystem zu schaffen, welche insbesondere besonders wirtschaftlich im Be-

trieb ist und zuverlässig zu präzisen Ergebnissen führt.

Diese Aufgabe wird durch eine Lokalisierungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Die Vorteile der Lokalisierungsvorrichtung entsprechen den Vorteilen des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Vorzugsweise ist die Lokalisierungsvorrichtung mit mindestens einem der Merkmale weitergebildet, die vorstehend in Zusammenhang mit dem Ver-

fahren beschrieben sind.

Die Umgebungs-Erfassungseinrichtung umfasst vorzugswiese mindestens einen Sensor zum Erfassen der Umgebung, insbesondere einen optischen Sensor, insbesondere eine Kamera, und/oder einen Entfernungs-Sensor,

insbesondere einen Ultraschall-Sensor und/oder einen Laser-Scanner.

Das computerlesbare Medium ist vorzugsweise ein Speicher für digitale Informationen. Das computerlesbare Medium kann mit einer Schnittstelle, insbesondere einer kabelgebundenen und/oder einer kabellosen Schnittstelle, zum Datenaustausch, insbesondere zum Senden und/oder zum Empfangen der Referenzdaten, in Signalverbindung stehen. Die Schnittstelle kann ein Mobilfunkmodul zum drahtlosen Übertragen der Referenzdaten

umfassen.

Die Auswerteeinrichtung umfasst vorzugsweise eine Recheneinheit zum Verarbeiten digitaler Informationen, insbesondere einen Prozessor. Die Auswerteeinrichtung kann mit der Umgebungs-Erfassungseinrichtung und

mit dem computerlesbaren Medium in Signalverbindung stehen.

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Vorzugsweise ist auf der Auswerteeinrichtung und/oder auf dem computerlesbaren Medium ein Computerprogrammprodukt zum Ausführen des vor-

stehend beschriebenen Verfahrens hinterlegt.

Eine Lokalisierungsvorrichtung nach Anspruch 11 gewährleistet die Orientierung eines Benutzers in dem Schienenverkehrssystem in besonders zuverlässiger und effizienter Weise. Die Benutzerschnittstelle kann einen Bildschirm, insbesondere einen berührungsempfindlichen Bildschirm, und/oder einen Lautsprecher aufweisen. Die Benutzerschnittstelle kann zum Ausgeben und/oder Eingeben von Informationen ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die Lokalisierungsvorrichtung, insbesondere sind die Benutzerschnittstelle und/oder die Auswerteeinrichtung und/oder das computerlesbare Medium und/oder die Umgebungs-Erfassungseinrichtung, ein Bestandteil eines Gleisfahrwagens und/oder eines tragbaren Geräts, insbe-

sondere eines Tablet-PCs und/oder eines Mobiltelefons.

Die Lokalisierungsvorrichtung weist vorzugsweise einen Fahrwagen zum Befahren eines Gleises, insbesondere der Gleisschienen, auf. Mittels der Lokalisierungsvorrichtung ist der Fahrwagen besonders präzise entlang des Gleises positionierbar. Im Fahrwagen sind vorzugsweise Aggregate zur Gleisbearbeitung und/oder Messinstrumente zum Erfassen des Gütezu-

stands des Gleises angebracht.

Die Lokalisierungsvorrichtung ist vorzugsweise ein Bestandteil eines tragbaren Geräts, insbesondere eines Tablet-PCs und/oder eines Mobiltelefons. Die Lokalisierungsvorrichtung kann ein Bestandteil eines Gleisfahrzeugs, insbesondere eines Gleisbearbeitungsfahrzeugs, insbesondere einer Gleis-

baumaschine sein.

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Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum positionsbezogenen Erfassen einer Gleisinformation in einem Schienenverkehrssystem zu schaffen, welches insbesondere besonders

wirtschaftlich ausführbar ist und zuverlässig präzise Ergebnisse bereitstellt.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 12 gelöst. Die Vorteile des Verfahrens entsprechen den Vorteilen des vorstehend beschriebenen Verfahrens bzw. der vorstehend beschriebenen Lokalisierungsvorrichtung. Das Verfahren kann mindestens einem der Merkmale weitergebildet sein, die vorstehend in Zusammenhang mit dem

Verfahren bzw. der Lokalisierungsvorrichtung beschrieben sind.

Das Erfassen der Gleisinformation kann mittels eines Sensors, insbesondere automatisiert, erfolgen. Die Gleisinformation kann eine von einem Benutzer wahrnehmbare und/oder eine von einem Benutzer nicht wahrnehmbare, nicht ohne Hilfsmittel und/oder nicht ohne einen Eingriff in das Gleis, insbesondere einen zerstörenden Eingriff in das Gleis, wahrnehmbare Information umfassen. Die Gleisinformation kann den Gütezustand des Schienenverkehrssystems, insbesondere des Gleises, insbesondere einer Oberleitung und/oder des Schotterbetts und/oder der Gleisschienen, betreffen. Beispielsweise kann die Gleisinformation mit einem Signal eines Georadars, insbesondere zum Erfassen der Beschaffenheit, insbesondere des Verunreinigungsgrads und/oder des Verdichtungszustands, des Gleisbetts, korrelieren und/oder mit der Oberflächenbeschaffenheit einer Lauffläche

der Gleisschienen korrelieren.

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Die Messumgebungsinformation kann entsprechend der Lokalisierungsinformation erfasst werden, insbesondere mittels Kamera und/oder eines La-

ser-Scanners.

Vorzugsweise werden Messdaten bestimmt, welche eine Mehrzahl der

Messdatensätze aufweisen.

Das Bestimmen des Messdatensatzes der Messposition, der Messumgebungsinformation und der Gleismessinformation gewährleistet vorteilhaft, dass die Messposition, an der die Gleismessinformation erfasst wurde zuverlässig präzise und effizient wiederauffindbar ist, beispielsweise zum Durchführen von Gleisbaumaßnahmen aufgrund der erfassten Gleismessin-

formation.

Ein Verfahren nach Anspruch 13 gewährleistet das Betreiben des Schienenverkehrssystems in besonders zuverlässiger Weise. Die kontinuierliche Aufzeichnung der Messdatensätze, insbesondere der Gleismessinformation zusammen mit der Messposition und der Messumgebungsinformation, entlang des Gleises gewährleistet vorteilhaft, dass umfassende Informationen über den Gütezustand des Schienenverkehrssystems bereitgestellt werden können. Anhand dieser Messdaten kann die Instandhaltung des Schienen-

verkehrssystems effizient und zuverlässig erfolgen.

Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Messvorrichtung zum positionsbezogenen Erfassen einer Gleismessinformation in einem Schienenverkehrssystem bereitzustellen, welche insbesondere besonders wirtschaftlich im Betrieb ist und zuverlässig präzise wiederauffind-

bare Gleismessinformationen bereitstellt.

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Diese Aufgabe wird durch eine Messvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14 gelöst. Die Vorteile der Messvorrichtung entsprechen den Vorteilen der vorstehend beschriebenen Verfahren bzw. der vorstehend beschriebenen Lokalisierungsvorrichtung. Die Messvorrichtung kann mit mindestens einem der Merkmale weitergebildet sein, die vorstehend in Zusammenhang mit den Verfahren, insbesondere dem Verfahren zum positionsbezogenen Erfassen einer Gleismessinformation, und/oder in Zusam-

menhang mit der Lokalisierungsvorrichtung beschrieben sind.

Die Umgebungs-Erfassungseinrichtung kann entsprechend der Umgebungs-Erfassungseinrichtung der Lokalisierungsvorrichtung ausgebildet

sein.

Die Messumgebungsinformations-Erfassungseinrichtung kann zum Erfas-

sen der vorstehend beschriebenen Gleismessinformation ausgebildet sein.

Vorzugsweise werden die Referenzdaten auf Grundlage der Messdaten erzeugt, insbesondere entsprechen die Referenzdaten den Messdaten. Min-

destens ein Referenzdatensatz ist vorzugsweise auf Grundlage eines Messdatensatzes erzeugt, insbesondere entspricht der mindestens eine Referenz-

datensatz einem Messdatensatz.

Eine Messvorrichtung nach Anspruch 15 ist besonders wirtschaftlich im Betrieb. Der Fahrwagen kann motorlos, insbesondere als Anhänger, und/oder mit einem Fahrmotor, ausgebildet sein. Die Messvorrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die Gleismessinformationen automatisiert zu erfassen. Hierzu kann eine Steuereinheit zum automatisierten Verlagern

des Fahrwagens entlang des Gleises vorgesehen sein.

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Die Messvorrichtung kann ein Bestandteil eines tragbaren Geräts, insbesondere eines tragbaren Messgeräts, sein. Vorzugsweise ist die Messvorrichtung ein Bestandteil eines Gleisfahrzeugs, insbesondere eines Gleis-

messfahrzeugs.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes System

zu schaffen, welches insbesondere besonders wirtschaftlich im Betrieb ist.

Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst. Die Vorteile des Systems entsprechen den Vorteilen der vorstehend beschriebenen Verfahren, der Lokalisierungsvorrichtung bzw. der

Messvorrichtung. Das System ist vorzugsweise mit mindestens einem der Merkmale weitergebildet, die vorstehend in Zusammenhang mit den Verfahren und/oder der Lokalisierungsvorrichtung und/oder der Messvorrich-

tung beschrieben sind.

Mittels der Messvorrichtung erfolgt das Erfassen von Gleismessinformationen positionsbezogen. Mittels der Lokalisierungsvorrichtung kann die Messposition der positionsbezogenen Gleismessinformationen zuverlässig wiederaufgefunden werden, insbesondere zur Durchführung von Gleisbear-

beitungsmaßnahmen und/oder Instandhaltungsmaßnahmen.

Vorzugsweise weist das System mindestens eine Gleismarkierung auf, welche das Erfassen der die Umgebung beschreibenden Lokalisierungsinformation und/oder der Messumgebungsinformation unterstützt. Die Gleismarkierung kann eine visuell wahrnehmbare Information, insbesondere ein Symbol und/oder einen Barcode und/oder einen Matrixcode, insbesondere zur eindeutigen Identifizierung der Gleismarkierung, aufweisen. Die Gleis-

markierung ist insbesondere sensorisch erfassbar. Die Information der

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Gleismarkierung kann Positionsdaten, insbesondere die Position der Markierung, insbesondere in dem Schienenverkehrssystem und/oder in einem

globalen Koordinatensystem, aufweisen.

Die Erfindung betrifft ferner ein computerlesbares Medium mit mindestens einem Datensatz, aufweisend eine Position an dem Gleis, insbesondere die Referenzposition und/oder die Messposition, und eine mit der Umgebung der Position korrelierende Information, insbesondere die Messumgebungsinformation und/oder die Referenzinformation. Die Vorteile des computerlesbaren Mediums entsprechen den Vorteilen der vorstehend beschriebenen Verfahren, der Lokalisierungsvorrichtung bzw. des Schienenverkehrssystems. Das computerlesbare Medium ist vorzugsweise mit mindestens einem der Merkmale weitergebildet, die vorstehend in Zusammenhang mit den Verfahren, mit der Lokalisierungsvorrichtung und/oder mit der Messvorrichtung beschrieben sind. Der Datensatz entspricht vorzugsweise dem Messdatensatz und/oder dem Referenzdatensatz. Das computerlesbare Medium kann Daten, insbesondere die Messdaten und/oder die Referenzdaten

umfassen.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand

der Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 Eine schematische Darstellung einer ersten und einer zweiten Lokalisierungsvorrichtung in einem Schienenverkehrssystem, wobei die jeweilige Lokalisierungsvorrichtung aufweist eine Umgebungs-Erfassungseinrichtung, ein computerlesbares Medium mit Referenzdaten und eine Auswerteeinrichtung

zum Identifizieren eines Referenzdatensatzes,

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Fig. 3

Fig. 4

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eine schematische Darstellung der ersten Lokalisierungsvorrichtung, aufweisend eine Umgebungs-Erfassungseinrichtung, ein computerlesbares Medium und eine Auswerteein-

richtung,

eine schematische Darstellung der ersten Lokalisierungsvorrichtung mit einer als Bildschirm ausgebildeten Benutzerschnittstelle, auf dem positionsbezogene Gleisinformationen in Abhängigkeit von der ermittelten Lokalisierungsposition und durch Überlagern von die Umgebung beschreibenden Lo-

kalisierungsinformationen ausgegeben werden,

eine schematische Darstellung der ersten Lokalisierungsvorrichtung mit der als Bildschirm ausgebildeten Benutzerschnittstelle, auf dem die positionsbezogenen Gleisinformationen in Abhängigkeit von der ermittelten Lokalisierungsposition und durch Überlagern eines Abbilds der wahrnehmbaren

Umgebung ausgegeben werden,

eine schematische Darstellung einer Messvorrichtung in dem Schienenverkehrssystem, wobei die Messvorrichtung eine Messinformations-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Gleismessinformation und eine Umgebungs-Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Messumgebungsinformation auf-

weist, bzw.

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Fig. 6 eine schematische Darstellung der ersten Lokalisierungsvorrichtung, über deren Benutzerschnittstelle die positionsbezogenen Gleisinformationen durch Überlagern eines Abbilds der wahrnehmbaren Umgebung ausgegeben werden und, wobei in der Umgebung die Messvorrichtung beim Erfassen der

Gleismessinformation dargestellt ist.

Anhand der Fig. 1 bis Fig. 5 ist ein System 1 mit einer Messvorrichtung 2

und einer Lokalisierungsvorrichtung 3a, 3b beschrieben.

Das System1 ist zur Verwendung in einem Schienenverkehrssystem 4 ausgebildet. Das Schienenverkehrssystem 4 umfasst ein Gleis 5 mit einem Gleisoberbau 6. Der Gleisoberbau 6 umfasst ein Gleisbett 7, Gleisschwellen 8 und Gleisschienen 9. Das Schienenverkehrssystem 4 umfasst ferner eine Oberleitung 10 mit Masten 11, einem Tragseil 12, einem Fahrdraht 13, Hängern 14 zwischen dem Tragseil 12 und dem Fahrdraht 13.

Der in der Fig. 1 dargestellte Abschnitt des Schienenverkehrssystems 4 ist wartungsbedürftig. Die Oberleitung 10 weist einen defekten Hänger 14a

auf. Das Gleisbett 7 weist einen Gleisbettabschnitt 7a mit Fehlstellen, insbesondere mit Hohlräumen, Verschlammung, Verunreinigungen und/oder

mit nicht ausreichendem Verdichtungsgrad, auf.

Die Lokalisierungsvorrichtungen 3a, 3b umfassen jeweils eine Umge-

bungs-Erfassungseinrichtung 15a, 15b, ein computerlesbares Medium 16a, 16b und eine Auswerteeinrichtung 17a, 17b. Das computerlesbare Medium 16a, 16b umfasst Referenzdaten 18 mit einer Mehrzahl von Referenzdaten-

sätzen 18.1, 18.2, 18.3. Der jeweilige Referenzdatensatz 18.1, 18.2, 18.3

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umfasst eine Referenzinformation 19.1, 19.2, 19.3, eine der jeweiligen Referenzinformation 19.1, 19.2, 19.3 zugeordnete Referenzposition 20.1, 20.2, 20.3 und eine der jeweiligen Referenzposition 20.1, 20.2, 20.3 zugeordnete Gleisinformation 21.1, 21.2, 21.3. Die jeweilige Gleisinformation 21.1, 21.2, 21.3 kann eine Gleismessinformation 22.1, 22.2, 22.3 und/oder

eine Gleisbetriebsinformation 23.1, 23.2, 23.3 aufweisen.

Die Auswerteeinrichtung 17a, 17b ist zum Identifizieren eines Referenzdatensatzes 18.2 durch Vergleichen einer Lokalisierungsinformation 24 mit

den Referenzdaten 18 ausgebildet. Ferner ist die Auswerteeinrichtung 17a, 17b zum Bestimmen einer Lokalisierungsposition 25 anhand der Referenzposition 20.2 des identifizierten Referenzdatensatzes 18.2 ausgebildet. Die Auswerteeinrichtung 17a, 17b weist hierzu einen Prozessor zum Verarbei-

ten digitaler Informationen auf.

Die Umgebungs-Erfassungseinrichtung 15a, 15b weit mindestens eine Kamera 26a, 26b auf. Die Umgebungs-Erfassungseinrichtung 15b der zweiten

Lokalisierungsvorrichtung 3b umfasst ferner einen Laserscanner 27b.

Die jeweilige Lokalisierungsvorrichtung 3a, 3b umfasst ein Satellitennavigationsmodul 28a, 28b, insbesondere ein GPS-Modul, und/oder ein Mobilfunkmodul 29a, 29b, insbesondere ein LTE-Modul.

Die Lokalisierungsvorrichtung 3a umfasst eine Benutzerschnittstelle 30 mit einem Bildschirm, insbesondere einem berührungsempfindlichen Bild-

schirm.

Die zweite Lokalisierungsvorrichtung 3b ist ein Bestandteil einer Gleisbau-

maschine 31a. Die Gleisbaumaschine 31a umfasst ferner einen Fahrwagen

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31 zum Befahren von Gleissschienen 9 und ein Gleisbauaggregat 32, insbesondere ein Stopfaggregat zum Verdichten des Gleisbetts 7. Alternativ oder zusätzlich kann der Fahrwagen 31 ein Reinigungsaggregat zum Reinigen des Gleisbetts 7 aufweisen. Zum Verlagern entlang des Gleises 5 weist der

Fahrwagen 31 einen Fahrmotor 33 auf.

Anhand der Fig. 5 und Fig. 6 ist die Messvorrichtung 2 weiter im Detail beschrieben. Die Messvorrichtung 2 umfasst eine Umgebungs-Erfassungseinrichtung 15c mit einer Kamera 26c und einem Laser-Scanner 27c. Die Umgebungs-Erfassungseinrichtung 15c entspricht im Wesentlichen der Umgebungs-Erfassungseinrichtung 15b der zweiten Lokalisierungsvorrichtung 3b. Die Messvorrichtung 2 weist ferner eine Messinformations-Erfassungseinrichtung 34 auf. Die Messinformations-Erfassungseinrichtung 34 ist zum Erfassen der Gleismessinformationen 22.1, 22.2, 22.3 ausgebildet. Die jeweilige Gleismessinformation 22.1, 22.2, 22.3 wird an Je einer Mess-

position bestimmt.

Die Messvorrichtung 2 umfasst eine Auswerteeinrichtung 17c zum Verarbeiten der erfassten Daten und ein computerlesbares Medium 16c zum Speichern der Daten. Die Messvorrichtung 2 kann ein Satellitennavigati-

onsmodul 28c und/oder ein Mobilfunkmodul 29c aufweisen.

Die Messinformations-Erfassungseinrichtung 34 weist ein Georadar 35 zum Erfassen der Beschaffenheit des Gleisbodens auf. Das Georadar 35 ist

in der Form eines Multi-Offset-Georadars ausgebildet. Die Messvorrichtung 2 umfasst einen Fahrwagen 31 zum Befahren des

Gleises 5 und einen Fahrmotor 33 zum Verlagern des Fahrwagens 31 entlang des Gleises 5.

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„22 -

Das System 1 umfasst mindestens eine Gleismarkierung 36 in der Umgebung des Gleises 5. Die mindestens eine Gleismarkierung 36 ist insbesondere dazu ausgebildet, eine zuverlässige Erfassung mittels der Umgebungs-

Erfassungseinrichtung 15a, 15b, 15c, zu gewährleisten.

Die Funktionsweise der Verfahren, der Lokalisierungsvorrichtung 3a, 3b,

der Messvorrichtung 2 bzw. des Systems 1 ist wie folgt:

Die Lokalisierungsvorrichtung 3a ist als tragbarer Computer, insbesondere als Tablet-PC, ausgebildet. Auf dem computerlesbaren Medium 16a sind Referenzdaten 18 hinterlegt, insbesondere aufweisend die Gleismessinformation 22.2, betreffend den Gleisbettabschnitt 7a mit unzureichender Schotterdichte. Ferner umfassen die Referenzdaten 18 die Gleisbetriebsin-

formation 23.3, betreffend den defekten Hänger 14a.

Die Lokalisierungsvorrichtung 3a wird von Instandhaltungspersonal 37 zum Bestimmen der Position des Gleisbettabschnitts 7a bzw. des defekten Hängers 14a benutzt. Die Lokalisierungsvorrichtung 3a befindet sich in ei-

ner ersten Lokalisierungsposition 25.1.

Mittels des Satellitennavigationsmoduls 28a wird die erste Lokalisierungsposition 25.1 näherungsweise bestimmt. Anhand des Signals des Satellitennavigationsmoduls 28a ist erkennbar, dass sich die erste Lokalisierungsvorrichtung 3a im Nahbereich des zu bearbeitenden Gleisbettabschnitts 7a befindet. Aufgrund von Messtoleranzen kann nicht präzise bestimmt werden, wo genau sich der mangelhafte Gleisbettabschnitt 7a befindet, insbeson-

dere unter welcher der Gleisschwellen 8 eine Verdichtung des Gleisbetts 7

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erfolgen muss und/oder in welchem Bereich eine Verfüllung von Hohlräu-

men und/oder eine Reinigung des Gleisbetts 7 erfolgen müssen.

Mittels der Umgebungs-Erfassungseinrichtung 15a, insbesondere mittels der Kamera 26a, wird die die Umgebung der ersten Lokalisierungsposition 25.1 beschreibende Lokalisierungsinformation 24 erfasst. Die Lokalisierungsinformation 24 ist ein Kamerabild der Umgebung, insbesondere von mindestens einem Gleisstrukturbauteil, insbesondere von dem Mast 11, von der Gleismarkierung 36 und/oder von einem natürlichen ortsfesten Ob-

jekt, insbesondere von der Landschaft und/oder von Pflanzen 38.

Ein der ersten Lokalisierungsposition 25.1 zugehöriger Referenzdatensatz 18.1 identifiziert. Hierzu wird mittels der Auswerteeinrichtung 17a die erste Lokalisierungsinformation 24.1 verglichen mit den Referenzinformationen 19.1, 19.2, 19.3 der Referenzdaten 18. Anhand von Übereinstimmungen der ersten Lokalisierungsinformation 24.1 und der zugehörigen Referenzinformation 19.1, insbesondere anhand von Übereinstimmungen entsprechender Merkmale miteinander verglichener Kamerabilder, wir die der ersten Lokalisierungsposition 25.1 zugehörigen Referenzinformation 19.1 und damit der zugehörige Referenzdatensatz 18.1 bestimmt. Anhand des Referenzdatensatzes 18.1 wird die zugehörige Referenzposition 20.1 bestimmt. Anhand der Referenzposition 20.1 kann die Lokalisierungsposi-

tion 25.1 präzise bestimmt werden.

Die erste Lokalisierungsposition 25.1 wird insbesondere anhand der Orientierung der Lokalisierungsvorrichtung 3a, insbesondere der UmgebungsErfassungseinrichtung 15a, insbesondere der Kamera 26a, beim Aufzeich-

nen der Lokalisierungsinformation 24.1, insbesondere des Kamerabilds,

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bestimmt. Die Lokalisierungsposition 25.1 kann insbesondere anhand mehrerer der Referenzinformationen 19.1, 19.2, 19.3 und der zugehörigen Referenzpositionen 20.1, 20.2, 20.3, insbesondere mittels eines Triangulati-

onsverfahrens, bestimmt werden.

Beispielsweise wird bezüglich der ersten Lokalisierungsinformation 24.1 eine Bilderkennung zur Identifizierung einzelner Objekte 11, 36, 38 der Umgebung des Gleises 5 durchgeführt. Entsprechend kann eine Bilderkennung hinsichtlich der Referenzinformationen 19.1, 19.2, 19.3 durchgeführt werden. Hinsichtlich der Objekte 11, 36, 38 kann eine Relativposition der Lokalisierungsvorrichtung 3a bestimmt werden. Gleichermaßen kann aus der jeweiligen Referenzinformation 19.1, 19.2, 19.3 eine Relativposition zwischen der zugehörigen Referenzposition 20.1, 20.2, 20.3 und dem jeweiligen Objekt 11, 36, 38 bestimmt werden. Anhand der Relativposition zwischen der Lokalisierungsposition 25.1 und den Objekten 11, 36, 38 und der Relativposition zwischen den Objekten 11, 36, 38 und der jeweiligen Referenzposition 20.1, 20.2, 20.3 kann präzise auf die Lokalisierungsposition 25.1 geschlossen werden, in welcher die Lokalisierungsinformation

24.1 erfasst worden ist.

An der Benutzerschnittstelle 30, insbesondere an dem Bildschirm, wird die erste Lokalisierungsinformation 24.1, insbesondere das Kamerabild, ausgegeben. Dieses über die Benutzerschnittstelle 30 ausgegebene Abbild der wahrnehmbaren Umgebung wird überlagert mit der Gleisinformation 21.2, 21.3. Anhand der Fig. 6 ist schematisch dargestellt eine Überlagerung des Abbilds der wahrnehmbaren Umgebung mit der positionsbezogenen Gleismessinformation 22.2, die den defekten Gleisbettabschnitt 7a umfasst. Fer-

ner ist der defekte Hänger 14a durch Überlagern des Abbilds der wahr-

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nehmbaren Umgebung durch ein entsprechendes Hinweissymbol 39 kenntlich gemacht. Zur leichteren Orientierung in dem Schienenverkehrssystem 4 kann insbesondere die Entfernung x in Schienenlängsrichtung zwischen der ersten Lokalisierungsposition 25.1 und der Referenzposition 20.2 des

zu bearbeitenden Gleisbettabschnitts 7a angezeigt werden.

Anhand der bestimmten Lokalisierungsposition 25.1, insbesondere bezüglich der Position des zu bearbeitenden Gleisabschnitts 7a, insbesondere bezüglich der Referenzposition 20.2, und/oder bezüglich des defekten Hängers 14a, insbesondere der Referenzposition 20.3, kann die Lokalisierungsposition verändert werden. Insbesondere kann das Instandhaltungspersonal 37 in Richtung des zu bearbeitenden Gleisbestandteils 7a, 14a na-

vigieren.

An der veränderten Lokalisierungsposition 25.2 wird eine neue, die Umgebung beschreibende Lokalisierungsinformation 24.2 erfasst. Der zugehörige Referenzdatensatz 18.2 wird, wie vorstehend beschrieben, durch Vergleichen der neuen Lokalisierungsinformation 24.2 mit den Referenzdaten 18 identifiziert. Die neue Lokalisierungsposition 25.2 wird anhand der Referenzposition 20.2 bestimmt, die dem identifizierten Referenzdatensatz 18.2 zugeordnet ist. Aus der Zuordnung der dem defekten Gleisbettabschnitt 7a zugehörigen Gleismessinformation 22.2 zu der Referenzposition 20.2 wird ersichtlich, dass die Lokalisierungsvorrichtung 3a, insbesondere das Instandhaltungspersonal 27, präzise an dem zu bearbeitenden Gleisbettabschnitt 7a positioniert ist. Insbesondere befindet sich das Instandhaltungspersonal 37 an derjenigen Gleisschwelle 8, unter welcher der ungenü-

gend verdichtete und/oder der zu reinigende Gleisbettabschnitt 7a vorliegt.

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In diesem Zielbereich 7a nimmt das Instandhaltungspersonal 37 die Gleisbettverdichtung, insbesondere die Hohlraumverfüllung, und/oder die Gleisbettreinigung vor. Hierzu kann beispielsweise ein Handstopfaggregat 40

eingesetzt werden.

Beim Verlagern zwischen der ersten Lokalisierungsposition 25.1 und der zweiten Lokalisierungsposition 25.2 erfolgt das Erfassen neuer Lokalisierungsinformationen 24.1, 24.2, 24.3 kontinuierlich, insbesondere mit einer Frequenz von mindestens 1 Hz und/oder maximal 1 kHz, insbesondere 20

Hz.

Die zweite Lokalisierungsvorrichtung 3b ist ein Bestandteil der Gleisbaumaschine 31a. Mittels der Lokalisierungsvorrichtung 3b kann die Gleisbaumaschine 31a präzise an derjenigen Lokalisierungsinformation 24.2, 24.3 bzw. derjenigen Referenzposition 20.2, 20.3 positioniert werden, die der Jjeweiligen Gleisinformation 21.2, 21.3, insbesondere der Gleismessinformation 22.2 bezüglich des unzureichend verdichteten und/oder verschmutzten Gleisbettabschnitts 7a oder der Gleisbetriebsinformation 23.3 bezüglich

des defekten Hängers 14a zugeordnet ist.

Das Verlagern des Fahrwagens 31 in den Zielbereich, insbesondere an die gewünschte Lokalisierungsposition 25.2, 25.3 bzw. an die gewünschte Referenzposition 20.2, 20.3 kann anhand eines Steuerbefehls eines Fahrers

und/oder vollständig automatisiert erfolgen. Ein Unterschied zu der ersten Lokalisierungsvorrichtung 3a weist die

zweite Lokalisierungsvorrichtung 3b die Umgebungs-Erfassungseinrich-

tung 15b mit dem Laser-Scanner 27b auf. In der Fig. 3 ist eine Benutzer-

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schnittstelle 30 dargestellt, auf deren Bilderschirm ein Abbild der Umgebung dargestellt ist, wobei das gezeigte Abbild mittels des Laser-Scanners 27b erfasst worden ist und, wobei die Darstellung auf einer vom dem Laser-Scanner 27b aufgezeichneten Punktewolke basiert. Die Darstellung des Abbilds der Umgebung ist überlagert einer Gleisbetriebsinformation 23.4, betreffend eine defekte Kabelaufhängung eines Strommastes. Das Abbild ist überlagert mit einer Kolorierung, die automatisiert erzeugt werden kann oder anhand einer Lokalisierungsinformation 24.1, 24.2, 24.3 der Kamera

26b gewonnen werden kann.

Das Abbild der Umgebung kann auf der jeweiligen Lokalisierungsinformation 24.1, 24.2, 24.3 basieren und/oder auf einer Kombination der Lokalisierungsinformationen 24.1, 24.2, 24.3 und der Referenzinformationen 19.1, 19.2, 19.3. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass insbesondere bei einer Verwendung des Laser-Scanners 27b, die an der jeweiligen Lokalisierungsposition 25.1, 25.2, 25.3 erfassbare Lokalisierungsinformationen 24.1, 24.2, 24.3 für ein vollständigeres Abbild der Umgebung ergänzt werden können durch frühere Aufzeichnungen, insbesondere anhand der Refe-

renzinformationen 19.1, 19.2, 19.3.

Das Ausgeben der Gleisinformation 21.4 erfolgt in der in der Fig. 3 gezeigten Darstellung wieder anhand eines Hinweissymbols 39. Die Gleisbetriebsinformation 23.4 bezüglich der defekten Aufhängung ist hierdurch

von einem Bediener besonders einfach und zuverlässig erkennbar.

In der Fig. 4 ist die Benutzerschnittstelle 30 mit dem durch die Gleisbetriebsinformation 23.4 überlagerten Abbild der Umgebung dargestellt, welches als Kamerabild mittels der Kamera 26b erzeugt ist. Zusätzlich ist das

Abbild der wahrnehmbaren Umgebung überlagert mit einer grafischen

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„28 -

Darstellung der Entfernung x der zweiten Lokalisierungsvorrichtung 3b zu der Lokalisierungsposition 25.4, die der defekten zugeordnet ist, in Schie-

nenlängsrichtung.

Anhand der Fig. 5 und Fig. 6 ist das positionsbezogene Erfassen von Gleismessinformationen 22.1, 22.2, 22.3 in dem Schienenverkehrssystem 4 beschrieben. Die Umgebungs-Erfassungseinrichtung 15c der Messvorrichtung 2 entspricht der Umgebungs-Erfassungsvorrichtung 15b der zweiten Lokalisierungsvorrichtung 3b. Zum Verarbeiten der erfassten Daten weist die Messvorrichtung 2 die Auswerteeinrichtung 17c auf. Die erfassten Da-

ten werden auf dem computerlesbaren Medium 16c gespeichert.

Die als Georadar ausgebildete Messinformations-Erfassungseinrichtung 34 erfasst den Verdichtungsgrad, insbesondere Hohlräume, und/oder den Verschmutzungsgrad des Gleisbetts 7 entlang der Schienenlängsrichtung, insbesondere zwischen den Gleisschienen 9, insbesondere im Wesentlichen über die gesamte Breite der Gleisschwellen 8. Die Position, an welcher die jeweilige Gleismessinformation 22.1, 22.2, 22.3 erfasst wird, wird auch als

Messposition 41.1, 41.2 bezeichnet.

An der jeweiligen Messposition 41.1, 41.2 wird eine die Umgebung beschreibende Messumgebungsinformation 42.1, 42.2 mittels der Umge-

bungs-Erfassungseinrichtung 15c erfasst.

Mittels des Satellitennavigationsmoduls 28c wird die Messposition 41.1, 41.2 näherungsweise in einem globalen Koordinatensystem bestimmt. Hieraus kann auf die Anordnung der jeweiligen Messposition 41.1, 41.2 in dem globalen Koordinatensystem geschlossen werden. Die jeweilige Mess-

position 41.1, 41.2, die zugehörige Messumgebungsinformation 42.1, 42.2

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„29 -

und die zugehörige Gleismessinformation 22.1, 22.2 werden auf dem computerlesbaren Medium 16c gespeichert. Die an je einer Messposition 41.1, 41.2 gespeicherten Messumgebungsinformationen 42.1, 42.2 und Gleismessinformationen 22.1, 22.2 bilden jeweils einen Messdatensatz. Die mehreren Messdatensätze bilden Messdaten. Die Messdaten, insbesondere die Messdatensätze, dienen als Referenzdaten 18, insbesondere als Referenzdatensätze 18.1, 18.2 für das Verfahren zur Positionsbestimmung in

dem Schienenverkehrssystem 4.

Anhand der Fig. 6 ist gezeigt, wie die erfassten Messdaten als Referenzdaten 18 zum Bestimmen der Lokalisierungsposition 25.1, 25.2, 25.3, insbesondere zum positionsbezogenen Visualisieren des unzureichend verdichte-

ten und/oder verschmutzten Gleisbettabschnitts 7a, genutzt werden.

Mittels des jeweiligen Mobilfunkmoduls 29a, 29b, 29c können Referenzdaten 18, insbesondere Gleisinformationen 21.1, 21.2, 21.3, drahtlos an der Lokalisierungsvorrichtung 3a, 3b empfangen werden und/oder von der Messvorrichtung 2 gesendet werden, insbesondere direkt zwischen der Messvorrichtung 2 und der Lokalisierungsvorrichtung 3a, 3b und/oder über

ein zentrales Rechensystem.

Das jeweilige Mobilfunkmodul 29a, 29b, 29c kann, insbesondere das Jjeweilige Satellitennavigationsmodul 28a, 28b, 28c unterstützend, zur näherungsweisen Bestimmung der Lokalisierungsposition 25.1, 25.2, 25.3

und/oder der Messposition 41.1, 41.2 verwendet werden. Das Verfahren zur Positionsbestimmung in dem Schienenverkehrssystem

4, insbesondere die dazu ausgebildete Lokalisierungsvorrichtung 3a, 3b ge-

währleisten eine besonders präzise Positionsbestimmung, insbesondere mit

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„30 -

einer Messtoleranz von maximal 1 m, insbesondere maximal 0,1 m, insbesondere maximal 0,01 m. Die Positionsbestimmung wird insbesondere in Bereichen ermöglicht, in denen die Satellitennavigation nicht möglich ist, beispielsweise in einem Tunnel. Hierdurch ist eine besonders präzise manuelle und/oder automatisierte Navigation in dem Schienenverkehrssystem

4 ermöglicht.

Das Verfahren zum positionsbezogenen Erfassen der Gleismessinformation 22.1, 22.2, 22.3 in dem Schienenverkehrssystem 4 gewährleistet das Speichern der Gleismessinformationen 22.1, 22.2, 22.3 zusammen mit genauen Informationen über die zugehörige Messposition 41.1, 41.2 anhand der die Umgebung beschreibenden Messumgebungsinformationen 42.1, 42.2. Hierdurch wird gewährleistet, dass der Ort der fassten Gleismessinformation 22.1, 22.2, 22.3 zuverlässig und zeiteffizient wieder auffindbar ist, insbesondere zum Durchführen von Instandhaltungsmaßnahmen an der jewei-

ligen Messposition 41.1, 41.2.

Das System 1 mit der Messvorrichtung 2 und der Lokalisierungsvorrichtung 3a, 3b vereint die Vorteile des positionsbezogenen Erfassens von Gleismessinformationen 22.1, 22.2, 22.3 und damit grundsätzlich geschaffenen Möglichkeit zum präzisen Wiederauffinden der zugehörigen Messposition 41.1, 41.2, mit einer präzisen Positionsbestimmung, insbesondere einer genauen Navigation, in dem Schienenverkehrssystem 4 anhand der

erfassten Referenzdaten 18.

Die präzise Positionsbestimmung gewährleistet eine verbesserte Navigation in dem Schienenverkehrssystem 4. Zielbereiche können zeiteffizient angefahren werden. Aufgrund der präzisen Kenntnis der Position eines zu

bearbeitenden Gleisabschnitts 7a, kann der Bearbeitungsabschnitt auf den

tatsächlich notwendigen Abschnitt reduziert werden. Die Gleisbearbeitung und/oder die Instandhaltung des Schienenverkehrssystems 4 ist hierdurch besonders zeit- und kosteneffizient durchführbar. Die durchgeführten Tätigkeiten sind insbesondere positionsbezogen dokumentierbar und somit nachvollziehbar. Ein mit einem derartigen Verfahren betriebenes Schienen-

verkehrssystem 4 ist besonders sicher im Betrieb.

Claims (1)

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„32 -

Patentansprüche

1. Verfahren zur Positionsbestimmung in einem Schienenverkehrssystem

(4), umfassend die Schritte:

1.1 Erfassen einer die Umgebung einer Lokalisierungsposition (25.1, 25.2, 25.3) an einem Gleis (5) beschreibenden Lokalisierungsinformation (24.1, 24.2, 24.3),

1.2 Identifizieren eines Referenzdatensatzes (18.1, 18.2, 18.3) durch Vergleichen der Lokalisierungsinformation (24.1, 24.2, 24.3) mit Referenzdaten (18), aufweisend eine Mehrzahl von Referenzdatensätzen (18.1, 18.2, 18.3) mit jeweils einer die Umgebung einer Referenzposition (20.1, 20.2, 20.3) an dem Gleis (5) beschreibenden Referenzinformation (19.1, 19.2, 19.3),

1.3 Bestimmen der Lokalisierungsposition (25.1, 25.2, 25.3) anhand der Referenzposition (20.1, 20.2, 20.3) des identifizierten Referenzdatensatzes (18.1, 18.2, 18.3).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen der Lokalisierungsinformation (24.1, 24.2, 24.3) das optische Erfassen mindestens eines Objekts (8, 9, 10, 11, 36, 38) der Umgebung der Lokalisierungsposition (25.1, 25.2, 25.3) umfasst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Erfassen der Lokalisierungsinformation (24.1, 24.2, 24.3) das Erfassen mindestens eines als Gleisstrukturbauteil (8, 9, 10, 11) und/oder

als Gleismarkierung (36) ausgebildeten Objekts umfasst.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn-

zeichnet, dass das Erfassen der Lokalisierungsinformation (24.1, 24.2,

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10.

„33 -

24.3) mittels einer Kamera (26a, 26b, 26c) und/oder mittels eines Laser-Scanners (27b, 27c) erfolgt.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifizieren des Referenzdatensatzes (18.1, 18.2, 18.3) anhand einer Hilfs-Lokalisierungsposition erfolgt, die mit der Lokalisierungsposition (25.1, 25.2, 25.3) zumindest näherungsweise kor-

reliert.

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Verändern der ersten Lokalisierungsposition (25.1) und Bestim-

men der veränderten Lokalisierungsposition (25.2, 25.3)

Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Ausgeben einer positionsbezogenen Gleisinformation (21.1, 21.2, 21.3) an einer Benutzerschnittstelle (30) in Abhängigkeit von der ermittelten Lokalisierungsposition (25.1, 25.2, 25.3).

Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgeben der Gleisinformation (21.1, 21.2, 21.3) durch Überlagern eines Abbilds der Umgebung mit der Gleisinformation (21.1, 21.2, 21.3) erfolgt.

Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgeben der Gleisinformation (21.1, 21.2, 21.3) das Ausgeben ei-

ner Gleismessinformation (22.1, 22.2, 22.3) umfasst.

Lokalisierungsvorrichtung (3a, 3b) zur Positionsbestimmung in einem

Schienenverkehrssystem (4), aufweisend

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„34 -

10.1 eine Umgebungs-Erfassungseinrichtung (15a, 15b, 15c) zum Erfassen einer die Umgebung einer Lokalisierungsposition (25.1, 25.2, 25.3) an einem Gleis (5) beschreibenden Lokalisierungsinformation (24.1, 24.2, 24.3),

10.2 ein computerlesbares Medium (16a, 16b, 16c) mit Referenzdaten (18), aufweisend eine Mehrzahl von Referenzdatensätzen (18.1, 18.2, 18.3) mit jeweils einer die Umgebung einer Referenzposition (20.1, 20.2, 20.3) an dem Gleis (5) beschreibenden Referenzinformation (19.1, 19.2, 19.3), und

10.3 eine Auswerteeinrichtung (17a, 17b, 17c) zum Identifizieren eines Referenzdatensatzes (18.1, 18.2, 18.3) durch Vergleichen der Lokalisierungsinformation (24.1, 24.2, 24.3) mit den Referenzdaten (18) und zum Bestimmen der Lokalisierungsposition (25.1, 25.2, 25.3) anhand der Referenzposition (20.1, 20.2, 20.3) des identifizierten Referenzdatensatzes (18.1, 18.2, 18.3).

11. Lokalisierungsvorrichtung (3a, 3b) nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Benutzerschnittstelle (30) zum Ausgeben einer positionsbezogenen Gleisinformation (21.1, 21.2, 21.3) zu dem Schienenverkehrssystem (4) in Abhängigkeit von der ermittelten Lokalisierungsposition

(25.1, 25.2, 25.3).

12. Verfahren zum positionsbezogenen Erfassen einer Gleismessinformation (22.1, 22.2, 22.3) in einem Schienenverkehrssystem (4), umfassend die Schritte:

12.1 Erfassen der Gleismessinformation (22.1, 22.2, 22.3) an einer Messposition (41.1, 41.2, 41.3) an einem Gleis (5),

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12.2 Erfassen einer die Umgebung der Messposition (41.1, 41.2, 41.3) beschreibenden Messumgebungsinformation (42.1, 42.2, 42.3), und

12.3 Bestimmen eines Messdatensatzes anhand der Messumgebungsinformation (42.1, 42.2, 41.3), der Messposition (41.1, 41.2, 41.3) und der Gleismessinformation (22.1, 22.2, 22.3).

13. Verfahren nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch kontinuierliches Erfassen der Gleismessinformation (22.1, 22.2, 22.3) an unterschiedlichen Messpositionen (41.1, 41.2, 41.3) entlang des Gleises (5) zum Be-

stimmen von Messdaten mit einer Mehrzahl von Messdatensätzen.

14. Messvorrichtung (2) zum positionsbezogenen Erfassen einer Gleismessinformation (22.1, 22.2, 22.3) in einem Schienenverkehrssystem (4), aufweisend:

14.1 eine Messinformations-Erfassungseinrichtung (34) zum Erfassen einer Gleismessinformation (22.1, 22.2, 22.3) an einer Messposition (41.1, 41.2, 41.3) an einem Gleis (5), und

14.2 eine Umgebungs-Erfassungseinrichtung (15c) zum Erfassen einer die Umgebung der Messposition (41.1, 41.2, 41.3) beschreibenden Messumgebungsinformation (42.1, 42.2, 42.3).

15. Messvorrichtung (2) nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch einen Fahrwagen (31) zum Befahren von Gleisschienen (9), an dem die Messinformations-Erfassungseinrichtung (34) und/oder die Umge-

bungs-Erfassungseinrichtung (15c) angebracht sind.

16. System (1), aufweisend

16.1 eine Messvorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 14 oder 15, und 16.2 eine Lokalisierungsvorrichtung (3a, 3b) nach einem der Ansprü-

che 10 oder 11.